小型水力発電機

城原地区水力発電所概要図

現在、大分県は竹田市にて建設を進めています小型水力発電所の全体構成など、全体を説明する概要図を次のように作成してみました。

水力発電機概要

農業用水路脇にチロリアン式取水口と上部水槽があり、緩やかに下っている用水路脇に導水管を敷設して、下の落差8mある地点まで取水を導いています。
導水管の下端は水車入口弁につながり、プロペラ水車を駆動した後にこれも水路脇の放水槽から用水路に戻されます。
プロペラ水車で造られた駆動力は同期発電機に伝達され三相の電気を発生し、それが発電機制御盤に送られ、AC-DC-AC変換を行うパワーコンディショナーを経ることで、系統連係に適した電気として送電線に送られます。

送電線に送られた電気は、農業用ハウスにて一部が消費され、残りの余剰電気は電力会社に売電されます。

以上がこの発電所の全体システムですが、なぜわざわざAC-DC-AC変換を行うパワーコンディショナーを持っているかと言えば、このシステムによりプロペラ水車の回転数を可変と出来るからです。

水車回転数を可変出来ると水車の流量が減った場合でも比較的水車効率を高く保つことが出来るようになり、つまり年間の発電量を大幅に増やすことが出来るのです。

以上が現在建設進行中の水力発電所全体説明となります。

プロペラ水車発電機

プロペラ水車発電機 画像

プロペラ水車発電機 写真1

プロペラ水車発電機 写真2

プロペラ水車発電機 解析画像

プロペラ水車発電機 流体解析 熱流体解析画像
プロペラ水車発電機 解析結果

新型プロペラ水車「龍神1号」

小型高性能化を目的として設計していた新型プロペラ水車「龍神1号」です。

小型化高速水車発電機「龍神1号」の現地設置断面図

回転数の高速化により水車本体を小型化した「龍神1号」プロペラ水車を、現地に据え付けた状態での断面図を載せてみます。

導水管の直径に対して、この水車がいかに小型化されているかが分かって頂けると思います。

水車本体部よりもドラフトチューブ部のほうがずっと大きなものとなって目立つていると思います。

3次元設計の水車発電機部をこれも3次元生成の土木部に置いてみたところ問題なく据え付けられましたので、実際の工事でもスムーズな現地工事が行われると考えています。今回はなるべく現地据付工事を短くして、発電のデータを取る時間を長くしたいと考えています。