新型上掛け式水力発電装置

落差工水力発電機を据え付ける地点に今月の水量調査に行きました

落差2m以下ぐらいの水路落差工に据え付可能な水力発電装置が出来上がりましたので、据え付け前の最終水量調査として先週現地に行きました。

現地は水田地帯の中にある非常に小さな農業用水路であり、そこにあるわずか1.6m落差の落差工で発電をする予定です。

その地点の調査時写真が次となります。

プロペラ水車組み立て途中1

上写真は落差工のすぐ下流から見た状況です。

プロペラ水車組み立て途中2

上写真は、落差工の上部から水が落ち込む様子を見たものです。

この時は、雨が降った後だったので以前の調査時より少し水量が多くなっていました。

水量調査の方法としては、水路の流れの落ち着いているところでその流速を測り、流速の平均値に水路断面面積をかけると水路流量として計算出来ます。

このように水力発電は水量測定が常に必要な計画となります。

新型高効率上掛け水車発電装置の現地据え付けです

次の設置図のように新型上掛け水車発電装置を現地に据え付けます。

この構想図は地形・水路・水車発電機を正確に3次元設計しているので据え付けた様子はこの図のままとなります。

高効率上掛け水車発電装置の試験運転を開始しました

現地据え付け工事を行っていた高効率上掛け水車発電装置の試験運転を開始しました。

ターボドリルの性能解析1

全体据え付け状態が次の写真です。

ターボドリルの性能解析2

次写真は、水路水が流れ込始めてすぐの水車運転状態を示すものです。

ターボドリルの性能解析3

そして最後に水路流量が増え非常に勢い良く回っている水車運転状態写真が次となります。

この水車発電機は水量が少なく落差1.5m程度の農業用水路落差工に設置されています。

同じような水路落差工は非常に沢山あるため、本方式の落差工水力発電装置は普及していくと予想しています。

高効率上掛け水車水力発電所の運転ムービーを制作中

運転を開始した高効率上掛け水車水力発電所の仕組みをより詳しく分かって頂く目的で、現在その運転状態ムービーを制作中です。

上図のように運転ムービー制作3次元CGツールはMayaを使用しており、
3次元CADのソリッドワークスで設計したデータをSTEP形式にてMayaが読み込み、
それに周りの環境をCGgとして付け加えて運転ムービー化を行っています。

このような発電所運転紹介ムービーは非常に重要なものであると考えており、今後も続々と制作していく予定です。

予定よりも勢い良く回っている上掛け水車発電装置

運転を開始した用水路落差工に設置した「高効率上掛け水車発電機」は、予定よりも勢い良く回っています。

なぜ予定よりも勢い良く回っているのか、その答えは自分の設計が良かったからとなるのですが、それだとあまりにも省略しすぎなので、どこが良かったか具体的に上げてみます。

まず、上掛け水車に水路から流れ込む水の勢いを充分に回転力に変換出来るように、羽根形状と設計回転数を慎重に設計計算しました。

つまり、上掛け水車設計にタービン設計の考え方を取り入れていることになります。

また発電制御では回転数を可変に出来る制御を行っているのも、水量に合わせた自在な高効率運転状態の形成が可能となっています。

更に、単位時間あたりに水車バケット部が処理出来る水の量を詳細に検討しているので、無駄がすくない運転となっています。

以上のようなことから、この上掛け水車発電機は性能優秀な発電装置となりました。

新型上掛け水車試運転時写真と系統連系設備

再生可能エネルギーの買い取りに対して技術的に一番重要なのは電力会社に買い取ってもらえる技術基準を満たす系統連系設備を準備することです。

これは非常に小さな水力発電所でも技術基準の厳しさは同じであり、お金も手間もかかりますが絶対にクリアしなければならない必須仕様となります。そうしなければ電力会社の買い取り拒否も可能となりますから。

次に新型上掛け水車試運転開始時の写真を示します。

プロペラ水車組み立て途中1

この試運転を実験的に開始する場合でも系統に試験連系していないと発電実験も開始出来ません。

よって次のように大掛かりな系統連系制御発電盤を用意しています。

プロペラ水車組み立て途中2

このように非常に小さな再生可能エネルギー発電所であっても、それを有効に地域の系統連系をしたスマートグリッド発電所にするためには十分な装置設計と連系協議が必要です。

この電力会社との系統連系協議も非常に時間と手間のかかる作業なのです。

ですから技術的な準備を万端に行い、しかも協議件数を多数行って慣れるしかないと言えます。

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