小型水力発電機

プロペラ水車組み立て途中

新エネルギーとなる小型水力発電用プロペラ水車の組み立て途中をご覧ください。

水車と発電機を連結した状態で、全体を横に倒して可変ガイドベーン周りと主軸周り、そしてランナ周りの組み立てを行うところです。

縦軸の発電機が水車本体の上に直結して付いているので、全体の高さがかなり高くなり、横にしないと組立が困難となります。

青い部分がプロペラ水車のケーシング本体部分となり、水の入り口はこの場合下側にあるフランジからとなります。

これは可変ガイドベーン部をケーシング側に取り付けた状態です。

縦軸プロペラ水車組みあがり

組立進行中であった縦軸プロペラ水車が組み上がりました。

写真の真中に手前に入口弁の付いたプロペラ水車本体部が見えています。

プロペラ水車の上部には永久磁石式高効率発電機が付いており、このプロペラ水車は屋外で使われるため、それら全体には雨や日よけの屋根が付いています。

水車の向こう側には、水車の運転手順をプログラムした水車制御盤があり、水車の運転時制御も受け持ちます。

手前に見えている黒いドラフトチューブの全体写真が下となります。

このドラフトチューブは放水槽に置かれるのですが、据え付けの時にはこの部分と水車本体部を組み付ける作業が大変そうに思えます。

そして実は水車本体部の架台に隠れて良く見えないのが、上写真のガイドベーンリンクモーション部です。

この部分は複雑な作りであり、この水車の最も見てもらいたい特徴なのに、残念ながら据え付けた状態では最も見にくい位置にあり、ああ~!! しまった、最もこれが見える全体構成にすれば良かった!、と少々後悔しているところです。

しかしながら、リンクモーションは組立時に大変気を使ってもらってスムーズな動作へと調整してもらい、ハンドルで楽々とガイドベーンの開閉が出来ましたので、大変に良い組立状態となりました。

水車の実物は近くで見ると大変に大きく、据え付けがかなり大変そうと思った今日の組立状態確認でした。

小型水車発電機と制御盤と発電機盤を据え付けました

小型水車発電機本体と水車制御盤、発電機盤(パワーコンディショナー盤)を発電所現地に据え付けました。

手前の発電機盤と水車制御盤を据え付けました。

発電機盤は、系統に連携する為の電気をインバーターを使ったパワーコンディショナーで良い電気に整えて送り出します。

そして水車制御盤は、発電の開始・停止、緊急停止、回転数制御、弁制御、電源バックアップ、緊急電話通報を行います。

現地に水車発電機をキャタピラ付き運搬車で田んぼの畦道を通って持って来たところです。

田んぼの真ん中あたりの農業用水路を利用した水力発電所のため、運搬路を広くとることが出来ずなかなかに苦労して発電地点に機器を持ってきています。

今日は雨が降っていたため、下はドロドロであり、足元の悪さで水車発電機本体を水槽上部に据え付けるのも大変に苦労しました。

工場で出来あがった水車発電機を見た時はかなり大きく感じましたが、現地に据え付けてみるとこじんまりしたコンパクトな水車発電機に出来ていることを改めて確認しました。

今日の据付の終了状態がこちらの写真です。

プロペラ水車羽根ピッチ角度微調整

「可変ピッチ羽根のピッチ角度最適化による発電量の最大化研究」の研究結果を使い、来週発電を開始するプロペラ水車の年間発電量を少しでも増やすために、羽根ピッチ角度の微調整作業を現場で行いました。

プロペラ水車羽根ピッチ角度修正の前のドラフトチューブを外した状態が上写真です。ちょうど放水槽内から見上げるようにプロペラランナ、可変ガイドベーンリンク機構部があります。
このプロペラランナのランナコーン(円錐台形状のスピナ部分です)を取り外して内部のブレード固定ボルトを緩めてブレード角度を調整します。

プロペラブレードの角度調整作業を行っているところの写真です。

角度修正の値は、それこそ数度という大変に小さいものですが、それでも特性の変わり方は大きくなり、年間発電量の最大化目標に多大な影響を与えます。
もしこのブレード角度でも発電量が満足出来ない場合は、再度ドラフトチューブ部をばらして調整作業を行うこととなりましょう。

その場合は、水槽の排水作業が大変になりそうです。

プロペラ水車の効率 86%以上

小型水力発電所の試運転を行いました。
水車の性能を確認することを中心に行い、水量・有効落差・発電出力などを詳細に記録してゆきました。

プロペラ水車の効率は86%以上は確実に出ていることを確認。

また変落差・変流量に対する出力特性も素晴らしく、回転数を可変で最適化すればどんな運転状態となっても高効率を確保出来る目途も立ちました。

さらに、少ない水量でも発電運転可能なことが分かりました。

水車発電装置のお披露目

小型水力発電機で作られた電気は、上写真のイチゴハウスの電源となり農業に直接役に立つ自然エネルギー発電となっております。

自然エネルギーと農業、今一番注目を浴びている分野両方に貢献出来たこと、これが今回の小型水力発電所の計画から完成までの最も重要な意義であったと考えています。