発電出力(kW)=9.8×落差(m)×流量(K/秒)×効率

最近、農業用水路を活用して水力発電を行なおうという
動きが活発になっている。水力発電は、水の持つエネルギ
ーを電気エネルギーに変換するもので、発電出力は、流量
と落差から次の式で計算される。
157万円分が賄える計算となるが、総工費約3,000万円
を賄って利益を生むのは20年後となる。
黒磯市の例はまだコストが低い方だ。08年4月に富山県
企業局がNEDOの補助金を受けて建設を始めた県営の発電
所は農業用水を使った「小水力発電」で、立山町の常東用
発電出力(kW)=9.8×落差(m)×流量(K/秒)×効率
水土地改良区が管理する水路では24mの落差を利用し、年
間供給電力量350万kWhを見込んでいる。だが、事業費も
例えば、有効落差が2m、流量が2.5K/秒の用水で発電
効率を0.7とすると、約34kWの発電が可能となる。この
8億7,500万円と高く、利益を生むのは42年後という計
算だ。
出力の大きさがおおよそ2,000kW以下の水力発電を「小
このような中で、マイクロ水力発電、しかも落差の低い
水力発電」
、中でも100kW以下を「マイクロ水力発電」と
農業用水の発電に向く「らせん水車」が注目されている。
呼んでいる。
らせん水車は、鉄や木の軸の周りに鉄板をらせん状に張り
農水省では、これまでもかんがい排水事業や農村振興総
合わせて造った水車で、富山県内で1920年頃に発明され、
合整備事業の中で水利施設や公共施設向けの発電施設に補
ピーク時には全国で2万台程度が利用されていたという。
助を設けてきたが、今年4月1日から経済産業省が石油の
富山県立大学自然エネルギー農業利用研究会では、低落差、
代替エネルギー導入を促進する「新エネルギー利用法」の
低流量でいかに効率良く水車を回転させるかをテーマに研
対象に水力発電を地熱発電とともに追加したことで、発電
究を進め、08年度中には発電機も含めて100万円以内で
に携わる事業者が(独)新エネルギー・産業技術総合開発機
購入できる発電システムを開発する予定。現段階の実験で
構(NEDO)などから金融面での支援措置を受けられるよ
はまだ数百wの出力だが、目標は落差1m、0.2K/秒の農
うになった。
業用水で80%の効率、1.6kWの出力だ。これは1カ月に
とはいえ、これまで「小水力発電」はコストが高く現実
に普及はなかなか……という捉えられ方が普通だった。
例えば、2004年に栃木県黒磯市の那須野ヶ原土地改良
換算すると1,152kWhで、一般家庭3〜4軒分の消費電力
を賄える量となる。
このような分散型の自然エネルギー利用の重要性は、
区に電源開発が手掛けて設置された水力発電では、落差
80年代後半から工学関係や経済関係の研究者が提唱して
2m、最大使用水量(流量)2.4K/秒の農業用水路から直
きたが、いよいよ実用段階間近になってきた。あと数年も
接取水し、30kWの水車を設置した。これを年間発電電力
すれば、ビニールハウスで暖房用として重油を焚く代わり
量(kwh)に換算すると、100%稼働したとして、30kW×
に、マイクロ水力で発電した電気を使用することが現実に
24時間×365日=26万2,800kWhである。農事用電力
期待できる。実験の進捗に注目したい。
の購買単価6円/kWh分を自己消費したとすると、年間約
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農業経営者 2008年 6月号
(松田恭子)