鳥取県産業技術センター使用資料1(PDF形式：9.54MB)

四国地域エネルギーフォーラム2015
平成27年1月21日（水）
小水力発電について
～中山間地域におけるマイクロ水力発電の実証試験～
地方独立行政法人鳥取県産業技術センター
機械素材研究所
ＨＰアドレス http://www.tiit.or.jp/
ビデオ
背景
・大規模な水力発電はすでに実用化されている
・個人やグループレベルで導入可能な数kW程度の
マイクロ水力の導入は進んでいない
・水利権などの法的手続きが必要
・採算性が期待できない
・人々が生活を行う身近な環境において水力発電を
実施した事例が皆無に近い
・どのような地点でどのくらい発電するのか？
・どの程度の設備を必要とするのか？
目的
・中山間地域の農業用水などを発電対象とした
1kW級のマイクロ水力発電システムの開発
・開発したマイクロ水力発電システムの実証試験
・県内の中小企業への技術移転
・県内の行政機関や団体，県民などへの情報提供
水力発電の分類
呼び名
出力規模
大水力
10万kW以上
中水力
1万kW～10万kW
小水力
1000kW～1万kW
ミニ水力
100kW～1000kW
マイクロ水力
100kW以下
大規模なダムなどが必要
NEDO：マイクロ水力発電導入ガイドブック
マイクロ水力：ダムなどをつくらず既存施設を利用
マイクロ水力発電で賄える電力
●100kWの発電設備の例
24時間×365日＝8,760時間
100kW×8,760時間＝ 876,000kWh
876,000kWh÷ 5,000kWh＝175.2世帯
（家庭の消費電力量を5,000kWh／年間、発電設備の設備利用率を100%とした場合）
マイクロという名からは想像できない大規模なもの。
●当センターが開発したマイクロ水力発電装置
1kW ⇒ 1.7世帯の電力を賄うことができる
対象とする地点および想定出力
● 中山間地域の農業用水等を利用
流量と有効落差から求めた出力曲線
（エネルギー変換効率５０％）
落差：1～5m
流量：30～60L/s3
（0.03～0.06m /s）
● 150W～1.5kWの発電が可能
試作1号機の開発（H20年）
●マイクロ水力発電装置の低価格化を目指す
●製作が容易な簡易構造の装置を設計・試作
装置寸法
質
量
1000×1000×1000mm
約100kg
水車形式
クロスフロー
発電機定格出力
1.5 kW
水車およびノズルの外観
●発電効率の最適化については追求せず
●規格鋼材を用い製作が容易な形状・構造
クロスフロー型水車
直径：270mm
幅：150mm
ブレード枚数： 30枚
導水ノズル
試作1号機の研究所での性能試験
タンク
600L
導水管
2.5ｍ
発電装置
研究所内における実験結果
最大電力
300W
DC電力(W)
300
200
100
DC電流(A)
0
15
10
5
2.5
2.0
1.5
DC電圧(V)
0
100
3
80 有効落差：2.2m
流　量　：0.027m /s
60
水パワー：605W
40
20
0
0
100
200
300
水車回転数(rpm)
400
500
工業用水設備における実験
実験施設 B
実験施設 A
実験施設
A
B
総落差（m）
1.3
2.5
損失落差（m）
0.3
0.4
有効落差（m）
1.0
2.1
0.028
0.040
流
量（m3/s）
鳥取県企業局西部事務所
工業用水設備における実験風景
施設A： 155W
実験施設
有効落差（m）
流量（m3/s）
施設B： 355W
A
1.0
0.028
B
2.1
0.040
試作２号機および３号機の開発（H21年）
マイクロ水力発電装置の実用化を目指し，1号機に比べ耐久性・耐食性等を改良した
2号機
3号機
試作２号機および３号機の外観
試作2号機（はめ込み式）
試作３号機（導水式）
●動力伝達方式タイミングベルト → カップリングによる直結方式
●水車および筐体の材質軟鋼 → ステンレス鋼（SUS304）
●低速回転において100～200Vの高電圧を出力する多極発電機を採用
2号機：300W，3号機：2kW
試作３号機の概要
取水口
排水口
■
■
■
■
■
■
使用流量：0.03～0.06m3/s
使用落差：1～5m
外形：530×750×660mm
重量：100kg
取水口径：150A
材質：ステンレス鋼（SUS304）
2号機および3号機の実証試験（H21年～）
・イワナ
・ニジマス
・ヤマメ
・ギンザケ
小泉川養魚場
（鳥取県倉吉市関金町）
養殖池の排水路
養魚場周辺の様子
豊富な水を利用した産業が
発展している
養魚場
放流
清流遊YOU村
自然の河川を
利用した釣り堀
ワサビ栽培
養魚場での実証試験
2号機
取水口
養魚場の
取水口
3号機-1
3号機-2
養魚場の取水状況
養魚場
水路
取水口
小泉川
養魚場の取水状況
水路
養魚場における除塵（砂・小石）の状況
排水口
養魚場における除塵（木葉）の状況
養魚場における除塵（木葉）の状況
木葉など
のゴミ
発電装置の設置作業の様子
導水管の設置作業の様子
塩ビパイプ
φ200
取水枡
電柱の設置作業の様子
鋼管柱
送電線の設置作業の様子
送電線の設置作業は
電気工事業者に委託
発電装置の設置状況
2号機（養殖池排水路）
総落差：約0.8m
発電電力：約150W
3号機（養殖池から約100mの距離）
総落差：約5ｍ
発電電力：約1kW
導水式２台の発電状況
系統連系を行わない
自立運転の状況
電力（W）
1600
電力
1200
800
400
3号機−1
3号機−2
0
250
電圧
3号機-2
200
12
150
8
電流
100
4
50
13日間の測定結果
0
0
40
80
0
120 160 200 240 280 320
時間(h)
電流（A）
電圧（V）
3号機-1
電力会社との系統連系運転（H25～）
売電契約を行わない
系統連系
太陽光発電用
パワーコンディショナ
系統連系用
制御盤
系統連系運転の状況
平成25年8月（1ヶ月間）
買電メータ
売電メータ
○発電電力量：約1,200 kWh / 月
【内訳】
・管理棟での
消費電力量：約 475 kWh / 月
・余剰電力量：約 725 kWh / 月
マイクロ水力発電の技術移転
当センターが得たマイクロ水力発電に関する
技術およびノウハウを県内企業に技術移転
【住所】鳥取県米子市高島28-1
【連絡先】 TEL：0859-27-1887
FAX：0859-37-2410
E-mail：[email protected]
ご清聴ありがとうございました。
地方独立行政法人鳥取県産業技術センター
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