수력 발전소 관리 및 유지

 

인간은 중력과 물의 순환을 이용하여 오랫동안 지구에서 가장 효율적이고 자연적으로 발생하는 에너지원 중 하나인 물을 이용해 왔습니다. 오늘날 지능형 기술은 수력 발전 생산 과정을 더 잘 관리할 수 있도록 지원합니다.

 

전 세계 총 에너지의 약 24%를 생성하는 수력 전기는 가장 효율적인 에너지 생성 방법 중 하나입니다. 다른 재생 에너지원에 비해 수력 발전의 장점은 무엇입니까?

 

수력 발전의 최고점과 최저점

수력 발전은 전력 생산 과정에서 이산화탄소 배출량이 가장 적은 청정 에너지이지만, 시간, 재료 및 자원에 대한 초기 투자 비용이 매우 높습니다.

 

플랜트 건설에 필요한 토목 공학은 매우 복잡할 수 있습니다. 강의 경로 변경, 지하 발전소 건설, 그리고 수생 및 환경에 미치는 영향을 고려한 시공 등 다양한 잠재적인 장애물이 존재합니다. 이러한 복잡성에도 불구하고 수력 발전에 대한 투자는 확실한 보상을 보장합니다.

 

다른 재생 가능 자원처럼 수력 발전도 휘발성이 있을 수 있지만, 밤에도 사용 가능하여 태양열보다 더 일관된 것으로 간주됩니다. 또한 에너지 회사에 다른 재생 에너지보다 더 높은 수준의 제어를 제공합니다.

 

수력 발전소는 배터리 저장 장치에 의존하는 대신 펌프 저장 장치를 사용하여 에너지 생성 시기를 더 잘 제어할 수 있습니다. 이 저장 방법은 전력을 생산할 필요가 없거나, 에너지 가격이 특히 낮을 때 댐으로 물을 다시 펌핑합니다.

 

스위스, 독일 남부, 오스트리아 및 프랑스 지역을 포함한 여러 유럽 국가 및 지역에서는 이미 수력 발전에 크게 의존하고 있습니다.

 

성공적인 수력 발전소 경험을 보유하고 있는 이러한 국가들로부터 배울 수 있는 점과, 새로운 기술이 이 과정에서 어떻게 도움이 될 수 있는지 알아보겠습니다.

 

모니터링 소프트웨어로 제어

모든 에너지 생성 작업과 마찬가지로 제어 및 모니터링 소프트웨어는 플랜트 제어를 위해 필수입니다. 대부분의 수력 발전 운영 규모로 인해 지능형 제어 소프트웨어에 대한 투자는 매우 중요합니다.

 

수력 발전소용 제어 및 모니터링 소프트웨어는 다양한 데이터를 수집할 수 있습니다. 이 시스템은 발전소 구성 요소에 대한 로컬 HMI(Human Machine Interface)로 사용되어 터빈, 발전기 및 변환기와 같은 다양한 구성 요소에서 데이터를 수집할 수 있습니다. 개별 발전소의 경우 소프트웨어를 프로젝트 구성 및 보고에 사용하거나 상위 시스템에서 여러 발전소를 관리하기 위해 확장할 수 있습니다. 하지만 이러한 데이터가 어떻게 운영을 개선할 수 있을까요?

 

유지보수를 예로 들어보겠습니다. 일반적으로 수력 발전소의 기계는 몇 년 주기로 수정 및 수리되어야 합니다. 그러나 기계에 유지보수가 필요한 시기 예측을 위한 필수 데이터가 없으면, 수리 및 유지 보수에 대한 투자는 추측에 의존하게 됩니다.

 

COPA-DATA의 zenon과 같은 지능형 모니터링 소프트웨어는 필요한 데이터를 수집하여 유지관리 담당자가 정보에 입각한 결정을 내릴 수 있도록 지원합니다. 이는 불필요한 유지보수에 비용을 낭비할 가능성을 줄여줍니다.

 

발전소 운영 데이터 보관을 통해 소프트웨어는 발전소의 기계 또는 장비 문제를 식별할 수 있습니다. 에너지 및 인프라용 제어 소프트웨어에 익숙한 사람들에게 데이터를 이해하는 것은 예술 작품을 이해하는 것처럼 난해할 수 있습니다. 하지만 최신 소프트웨어는 이러한 정보를 이해하기 쉬운 보고서로 수집할 수 있습니다. 발전소가 여러 사이트에 분산되어 있는 경우, 유지보수 담당자가 고장 발생 가능성이 있는 기계의 위치를 정확히 식별할 수 있도록 도와줍니다.

 

실시간 경고 대응

데이터 수집 및 보관은 발전소 문제 대응을 위해서도 사용 가능합니다. 대규모 발전소 특징 상, 많은 수력 발전소에는 무인 제어실이 있으며, 이는 문제 발생시 신속한 대응을 하지 못하는 이유이기도 합니다. 대부분의 최신 제어 시스템은 문제가 커지기 전에 SMS, 이메일 또는 전화를 통해 운영자에게 문제를 알립니다.

 

이를 통해 운영자는 문제를 파악하고 빠르게 대응할 수 있습니다. 이와 같은 상황에서 발전소 내 오류 발생 위치를 정확하게 파악하기 위해 발전소 운영의 과거 이벤트를 재구성해야 하는 경우가 많습니다.

 

예를 들어 COPA-DATA의 zenon에는 전용 Process Recorder 모듈이 있습니다. 이 기능으로 아카이브에서 운영 데이터를 가져와서 문제가 발생한 시간 동안의 발전소 운영을 재생할 수 있습니다. 이를 통해 운영자는 문제를 더 빨리 식별하고, 결과적으로 다운타임을 줄일 수 있습니다.

 

즉, 이 데이터 보관 방법으로 이벤트를 기록하고 후속 분석에 사용할 수 있습니다. 이를 통해 발전소 관리자는 정보에 입각한 의사결정을 내리고, 플랜트의 효율성을 더욱 향상시킬 수 있습니다.

 

가장 효율적인 재생 에너지원 중 하나인 수력 발전의 발전 방법을 개선할 수 있습니다. 제어 및 모니터링 기술을 사용하는 중부 유럽의 에너지 기업들은 이미 수력 전기 에너지의 무탄소 전력을 사용하고 있습니다.

 

전 세계적으로 인간은 수세기 동안 수력 발전을 활용해 왔습니다. 하지만 재생 가능 에너지 목표 달성에 대한 압력이 증가하면서 수력 발전에 대한 더 많은 투자가 필요해 보입니다.

 

이 기사는Jürgen Resch의 LinkedIn 계정에서도 확인하실 수 있습니다.

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