섀넌 수력 발전 계획

섀넌 수력 발전 계획
아일랜드의 섀넌 수력발전소 입지
공식명	아르다나쿠샤 발전소
나라	아일랜드
위치	클레어 주
상태	운영
공사가 시작되었다.	1925
개업일	1929
소유자	ESB 그룹
댐 및 유출로
너비(크레스트)	100m
좌표	52°42′20″N 8°36′46″W / 52.70556°N 8.61278°W / 52.70556; -8.61278
유압헤드	28.5m(94ft)–33m(180ft)
터빈	4
설치 용량	86 MW
연간생성	332 GWh
웹사이트 ESB

섀넌 수력 발전 계획은 1920년대에 아일랜드 자유 주가 섀넌 강의 힘을 이용하기 위해 개발한 주요 발전이었다. 그것의 제품인 Ardnacrusha 발전소는 오늘날에도 여전히 전력을 생산하고 있는 수력발전소로 리머릭 국경에서 약 2.4km(1.5mi) 떨어진 County Clare 내 Ardnacrusha 근처에 위치해 있다. 아일랜드에서 가장 큰 강 수력 발전 계획이며, 섀넌 강과 연결된 목적으로 건설된 헤드레이스로 운영된다. 이 공장에는 연어 등 귀어가 발전소를 지나 안전하게 강을 오를 수 있도록 물고기 사다리 등이 포함돼 있다.

1922년 아일랜드 독립 후 7년 이내에 아일랜드 주(州) 연간 예산의 5분의 1에 해당하는 비용으로 완공된 이 발전소는 전국 전력 수요의 엄청난 증가를 가능하게 했고 어려운 재정 기간 동안 새 정부가 발전하는 능력을 보여주었다. 이 공장은 독일 회사인 지멘스-슈커트에 의해 건설되었지만, 대부분의 설계는 아일랜드 엔지니어들에 의해 이루어졌고 아일랜드가 노동력의 대부분을 제공했다. 그 계획에는 강 전체의 흐름, 다수의 댐과 교량의 흐름, 그리고 국가 전력망의 건설에 대한 변화가 포함되었다.

아르데나크루샤의 발전소는 3개의 수직축 프란시스 터빈 발전기(1929년 준공)와 1개의 수직축 카플란 터빈 발전기(1934년 준공)로 구성되어 있으며 평균 28.5m의 헤드 아래에서 가동되고 있다. 이 계획은 원래 6개의 터빈을 위해 설계되었으며, 4개의 터빈을 장착하였다. 아르데나크루샤에 있는 85 MW의 발전소는 초기의 나라 전체의 전력 수요를 만족시키기에 충분했다. 풀 출력은 연간 약 332,000 MWh에 해당한다. 아르데나크루샤는 10.5킬로볼트(kV)에서 발생하지만, 이는 국지적 분포의 경우 38kV, 장거리 전송의 경우 110kV로 변환된다.

배경

러프 더그와 리머릭 사이에서 섀넌의 힘을 이용하려는 첫 번째 계획은 1844년 로버트 케인 경에 의해 발표되었다.^[1] 니콜라 테슬라의 나이아가라 폭포에서의 1896년 프로젝트에서 영감을 얻은 '프레이저의 계획'은 도나스에서 끝나는 머리-레이스 운하를 제안했고, 1901년 '산논 수력 및 전력법'에 의해 제재를 받았다. 이것은 여름에 전기를 발생시키기 위해 예비 증기 터빈을 사용하는 계절적 계획을 계획했지만, 전체적인 비용이 너무 큰 것으로 여겨졌고 법은 보류되었다. 1902년 SF 딕은 도나스에 더 날카로운 하락을 제안했다. 영국 무역위원회는 1918년 테오도르 스티븐스의 제안을 승인한 위원회를 임명하고 1922년 보고서를 발간했다. 이것은 260만 파운드의 비용으로 10,000만 입방피트의 추가 저장고를 만들기 위해 상층호수위를 바꾸는 것을 예상하였다.^[2]

1923년 말, 엔지니어 Dr. 토마스 맥러플린은 새로운 아일랜드 자유주 산업통상부 장관인 패트릭 맥길리건에게 훨씬 더 야심찬 프로젝트에 대한 제안을 하며 접근했다. 맥러플린 박사는 1922년 말 독일의 대형 엔지니어링 회사인 지멘스-슈커트에서 일하기 시작했으며 그의 계획은 러프 앨런과 바다의 높이 차이를 완전히 이용할 것이다. 그는 공공사업위원회 소속 엔지니어인 존 찰로너 스미스가 발간한 킬랄로에서 25년 동안의 Weir의 흐름 분석을 그렸다. 맥길리건은 W. T. 코스그레이브 수상이 더 조심스럽긴 했지만 열성적이었다. 이 계획은 1924년^[3] 9월 지멘스에 의해 발표되었고 정부는 노르웨이와 스위스의 전문가들로 구성된 팀을 임명하여 그 실행 가능성을 점검했다.^[4] 그것은 520만 파운드의 비용이 1925년 새 주 전체 예산 2500만 파운드의 큰 부분을 차지했고 더블린에 대한 이해당사자들은 보다 국부적인 해결책을 선호했기 때문에 상당한 정치적 논란을 일으켰다. 그러나 전문가들은 전국의 배전망을 필요로 하는 중앙집권화된 해결책을 지지했지만 발전기의 2단계 이행을 권고했다. 정부는 이것을 받아들였고 1925년 4월까지 샤논 전기법, 1925년 다일(Dail)을 도입했다.^[5][6]

건설

1925년 지멘스는 맥러플린 박사와 함께 상무이사 겸 교수로 이 일을 시작했다. 대학 칼리지 갈웨이를 휴학한 프랭크 샤먼 리쉬워스는 수석 토목 엔지니어로 근무했다. 이 한도를 준수하지 않을 경우 벌칙 조항이 포함된 3년 6개월의 완료 시한은 계약서에 기재되었다.^[7] 발전소의 숙련된 노동자와 기술자 중 약 150명은 독일인이었다. 750명의 남자들을 위한 거처와 600명을 앉힌 식당을 포함한 노동자들을 위한 캠프가 마련되었다. 초기 700명의 고용이 제공되었지만, 건설 단계에서는 5,200명의 고용이 최고조에 달했고, 이는 다시 2,500명까지 떨어졌다.^[7]

지멘스는 브레멘과 함부르크에서 광대한 기계의 배열을 수입해야 했고, 리머릭의 부두에서 현장까지 96km의 좁은 궤간 철도를 건설해 물자를 들여와야 했는데, 여기에는 76대의 증기 기관차가 포함됐다. 정부는 섬뜩한 상태에 있던 지방도를 잘 만들었다. 머리띠에는 10km의 거리에 걸쳐 25m 높이의 제방을 쌓는 것과 예상치 못한 지질학적 문제가 많이 발생했으며, 760만 입방미터(9.9×10^⁶ cu)의 토양을 옮기고 120만 입방미터(1.6×10^⁶ y yd)의 암석을 옮겨야 했다. 4개의 주요 다리가 건설되었고 9개의 강이 우회되었고 수많은 개울도 우회되었다.^[8] 댐 밑부분에 당시 전체 공공공급량보다 많은 35MW가 발생할 수 있는 대형 파슨스 터빈 3개를 설치했다. 또한 더블린, 코크 및 기타 센터에 110kV 송전선의 공급망이 설치되었다.

그 건설 프로젝트는 논란이 없는 것이 아니었다. 미숙련 노동자들은 파업을 일으키는 농업 임금, 임금, 조건, 지출과잉에 대한 국가 및 정부간의 논쟁만을 받았다.^[9][10] 그럼에도 불구하고, 지멘스는 15만 파운드의 최종 비용이 초과되었다.^[7]

이 사이트에는 아일랜드 각지에서 온 유람열차로 수송되는 엄청난 수의 관광객들이 몰려들었다. 1929년까지 25만 명의 관객이 그 작품들을 안내받았다고 계산했다.

아일랜드의 전기화

1927년에 ESB가 설립되어 일반적으로 계획과 전기 공급과 발전을 통제하였다. 맥러플린 박사가 상무이사가 되었다.

섀넌 체계는 1929년 7월 22일 파틴에서 공식적으로 개시되었다. 당대 최대 규모의 엔지니어링 프로젝트 중 하나로, 전 세계 대규모 전기화 프로젝트의 모델 역할을 했다. 아일랜드 전력공급위원회가 운영한 이 사업은 아일랜드의 사회, 경제, 산업 발전에 즉각적인 영향을 미쳤다. 1935년까지 아일랜드 전기의 80%를 생산하고 있었다.^[11] 지금은 기여도가 2%에 불과하지만 21세기에도 이 전력을 계속 공급하고 있다. 당시 이곳은 1930년 공사를 시작한 후버댐으로 곧 대체되었지만 세계에서 가장 큰 수력발전소였다.^[12][13]

영향력 있는 런던 파이낸셜 타임즈는 그 결과에 깊은 인상을 받았다.

그들은 현실 속의 열등감을 깨뜨리는 쉽지 않은 과제를 어깨에 걸머지고 있으며 섀넌 체계는 그 방법 중 하나이며 아마도 가장 중요한 것이다.^[14]

3년 안에 아일랜드의 전기 수요는 2단계가 시작될 정도로 확대되었다. 계획한 3개의 펜스터 대신 1개의 펜스터만 사용되었지만 비교적 작은 헤드에서 높은 효율을 내는 7개의 블레이드를 가진 새로운 30 MW Kaplan 터빈을 사용했고 따라서 1933년까지 75 MW의 스테이션 용량을 증가시켰다.^[15] 1937년 리프페이에 있는 Poulapouca 저수지의 수력 발전소는 35 MW를 추가해서 건설되었다.

2002년 발전소 설립 75주년을 맞아 미국전기전자공학회가 20세기 엔지니어링 이정표로 표기한 미국토목공학회와 손잡고 이 시설의 역사적 위상을 인정받았다.^[16]

환경적 결과

이 계획의 개통은 오브라이언스 다리 북쪽의 파틴 빌라에서 리머릭 시 북쪽 약 1마일 북쪽까지 헤드레이스 운하에 의해 우회된 섀넌 강 일부에 상당한 환경적 영향을 끼쳤으며, 지금도 계속되고 있다. 특히 캐슬콘넬과 두나스 폭포를 지나 흐르는 이 강의 길이는 19세기와 20세기 초에 낚시, 특히 연어 낚시로 세계적으로 유명했다. 발전소로 물을 흘려보낸 것은 크게 두 가지 이유로 여기에 처참한 영향을 미쳤다. 처음에, 연어가 강 위로 더 멀리 이주할 수 있도록 하기 위한 아르다크루샤에는 물고기가 통행할 수 없었다; 이것은 나중에 수정되었다. 둘째로, 자연 수로를 따라 흘러가는 물의 감소는 더 많은 물고기들로 하여금 머리-레이스 운하를 향해 이동하게 하거나 대신 멀커어 강으로 이동하게 했다. 문제는 오늘날까지 계속되고 있으며, 연어 낚시는 1920년대까지의 기간과 더 이상 비교가 되지 않는다. 다른 종의 토종 물고기들도 낮은 수위의 영향을 받았다.^{[17][better source needed]}

우회하천 수로에 미치는 영향

수류량 감소

일단 열리면, 섀넌의 대부분의 물은 헤드레이스 운하를 통해 발전소로 우회되었다. ESB는 법에 의해 자연 채널에서 초당 10세제곱미터(10m³/s)가 흐르도록 되어 있다. 이것은 보가 건설되기 전의 건조한 여름 기간 동안 대략적으로 자연적인 흐름일 것이다. 여분의 물은 모두 발전용으로 전용될 수 있다. Ardnacrusha의 최대 용량은 약 400m³/s로 자연 채널의 40배에 이른다(발전소가 항상 이 용량으로 가동되는 것은 아니지만). 개통 후 처음 몇 년간은 당시 전력수요에 필요한 만큼만 물을 발전소로 전용해 강물에 미치는 영향이 처음에는 심하지 않았다. 그러나 수요가 증가함에 따라 점점 더 많은 물이 전용되었고, 결국 전력 생산을 위해 사용 가능한 모든 물이 전용되고 자연적인 수로가 영구적으로 허용되는 최소 물 흐름으로 감소되는 상황에 도달했다(극한 조건에서는 제외). 예외적으로 습기가 많은 시기에는 러프 더그에서 흘러나오는 물의 흐름이³ 400m/s 이상이며, 이후 잉여물이 캐슬콘넬을 통해 자연 통로 아래로 방출되는 것이 필요하다. 이 짧은 기간 동안, 두나스 폭포는 일시적으로 과거의 영광을 되찾는다. 이것이 얼마나 자주 발생하는지는 계절적 날씨 패턴에 달려있다: 어떤 해는 최소 유량 이상의 증가가 전혀 없다. 이것은 실질적으로 말라버린 강바닥으로 이어졌다. 파르틴 빌라 남쪽 강에서 항상 여름 수준으로 유지되는 가장 분명한 결과는 오래된 연어 웅덩이의 많은 부분이 침식되고, 이전 강바닥의 많은 부분에서 나무와 덤불이 자라면서 강의 외관과 생태계를 크게 변화시킨 것이다.^{[citation needed]}

건설되었을 때, 아르디나크루샤는 전 국가에 전력을 공급할 수 있는 능력을 가지고 있었다. 현재 ESB 전체 전력 생산량의 2~3% 정도를 차지하고 있다.^[18] 입방미터당 생산되는 전력량이 작다는 점을 감안할 때, 자연 채널로의 물의 흐름을 증가시키는 실질적인 사례가 있는데, 현재 아르나크루샤는 ESB의 전력의 아주 적은 비율을 생산하고 있다. 예를 들어 강 유량을 50m³/s로 증가시키면 아르덴나크루샤의 용량이 1/10(40m³/s 감소), 즉 8메가와트 감소하는 반면 ESB의 국가 용량은 0.3% 미만이면서 자연 채널로의 물 흐름은 5배 증가하게 된다. 이것은 오브라이언스 다리 남쪽의 강 상태에 큰 유익한 영향을 미칠 것이다.^{[citation needed]}

항법

킬랄로 운하의 남쪽 끝에서 월드 엔드인 캐슬콘넬까지 항해할 수 있는 물의 부분은 6개의 자물쇠가 있는 측면 플라시-에리나 운하를 통해 리머릭과 연결되었다. 이것은 아르드나크루샤로 가는 새 운하의 건설과 함께 중복이 되었고, 이슬이 맺혔으며, 그 후 버려졌다. 최근에는 몇 개의 구간이 정리되어, 이제는 오브리언스 다리에서 에리나 자물쇠까지 옛 견인길을 따라 걸을 수 있게 되었다. 자연 수로를 러프 더그와 연결하는 파르틴 바이어에는 자물쇠가 없기 때문에, 더 이상 어떤 수상선도 샤논의 이 부분에 수로로 진입할 수 없다.^[19]

섀넌호의 항행은 현재 폭 90m(300ft)의 머리-레이스 운하에 의해 이루어지고 있다. 모든 터빈이 작동 중일 때 물의 속도는 1.5m/s(3.4mph)로 양방향 모두 어려울 수 있다. 이로써 아르데나크루샤의 이중 잠금으로 이어져 길이 32.2m(106ft), 폭 6.1m(20ft)의 보트를 탈 수 있게 된다. 두 개의 잠금 장치는 최대 34m(112ft)의 강하를 가진다.^[20]

섀넌 뱀장어 관리 프로그램

감소된 뱀장어 개체수의 발견에 따른 뱀장어 관리 프로그램의 일환으로 섀넌호에 함정과 수송 계획이 시행되고 있다. 이 계획은 어린 뱀장어들이 아르다나쿠샤를 지나 안전하게 통과하도록 한다.^[21][22]

그 계획으로부터 강 상류로 인해 상승

홍수

Ardnacrusha의 최대 용량은 약 400m³/s이다. 이것은 여름철에 이용할 수 있는 것보다 훨씬 더 크기 때문에, 운용 초기에는 샤논, 러프 더그, 러프 리, 러프 알렌의 주요 호수에 저장되었다. 왜냐하면 아르다크루샤는 그 기간 동안 국가의 전기 요구량을 충족시키는 데 중요한 기여를 했기 때문이다. 이러한 호수를 자연보다 높은 수준으로 유지함으로써, 보를 이용하여, 습한 겨울 동안 축적된 물을 건조한 기간 동안 방출하여 발전소로의 공급을 유지할 수 있었다. 위어스는 이미 킬랄로와 애슬론 지역에 존재하여 각각 러프 더그와 러프 리의 호수 수위를 조절하였다. 아르덴나크루샤가 완성되자 애슬론에서의 보를 수정하여 ESB의 통제를 받게 되었고, 수위 조절을 더욱 강화하기 위해 러프 알렌의 하구에 새로운 보를 건설하였다(Loug Derg의 수위는 현재 파르틴 보그 자체에 의해 통제되고 있기 때문에 Killaloe의 보를 제거하였다).^[19] 보다 최근 수십 년 동안 아르다나쿠샤의 전기 생산의 중요성은 줄어들었고, 물은 더 이상 전기 발전을 위해 섀넌 호수에 저장되지 않는다.

항법

이 계획은 수공이 아르다나크루샤에서 한 번의 이중 잠금장치만 통과하면 되기 때문에 킬랄로와 리머릭 사이의 항해를 단순화했다. 킬랄로 운하의 대다수는 킬랄로 남쪽의 새 호수('홍수 구간') 밑에 잠겨 있어 헤드레이스 운하에 직접 접근할 수 있었다. ESB는 Shannon 전체에서 미리 정해진 한계 사이에 항해를 위한 수위 유지를 책임지지만, 물 부족이 발생할 경우, 그들은 전기 발생에 대한 수위 우선권을 가질 권리가 있다.

참고 항목

• 섀넌 강에서 더블린 파이프라인으로

참조

외부 링크

위키미디어 커먼스는 아르다나크루샤 발전소와 관련된 미디어를 보유하고 있다.

• 전기 공급 보드 - 설치 배경
• 클레어 라이브러리 - 아르덴나쿠샤