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水の位置エネルギー（落下エネルギー）や水流の勢いでタービンを介して発電機を回し、発電を行います。
元来、日本ではその豊かな森林・山岳地帯を流れる大量の河川エネルギーを利用した水力利用が行われてきましたが、近年は環境破壊に対する懸念が支配的となり、大規模な水力開発に代わり自然地形の人為的な変更を最小限にとどめた小規模水力利用が見直されてきました。私たちエイワットでは、日本の特徴である起伏あふれる豊かな自然美を維持しつつ、その恵みの一部をエネルギーとして利用できる小規模水力発電の導入をお勧めします。
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設備容量が比較的大きな場合は上図、小さな場合は下図のようになります。
発電した電気は、ピコ水力は独立電源型として、それ以上は地域供給型の独立電源型や系統連系型として利用されます。ピコ、小規模マイクロ水力発電のような小河川から引水したコンパクトな発電システムは、小規模な工事で済み、自然の地形を殆ど変えることなく自然エネルギーの利用が可能です。
ピ コ 水 力 発 電
マ イ ク ロ 〜 小 水 力 発 電
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水力発電は出力規模によっておおむね下記のように分類されます。本ページでは最も手軽で小規模のピコ水力から小水力に焦点を当てて説明します。
| ピコ水力 | 5kW以下 |
| マイクロ水力 | 5kW〜100kW |
| ミニ水力 | 100kW〜1,000kW |
| 小水力 | 1,000kW〜10,000kW | |
| 中水力 | 10,000kW〜100,000kW |
| 大水力 | 100,000kW以上 |
電力の大きさをイメージする目安として補足しますと、統計による我が国の一般家庭における平均消費電力は8.3〜10kWh/日（4人家族）です（ECCJ省エネルギーセンター調べ）。
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流 れ 込 み 式
河川の流れの中に直接発電タービンを置いたり、本流から発電用水路を引いて発電機に直接水を引き込みます。最もシンプルな方法でピコ水力に代表される方式です。 |
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調 整 池 式
1日の中で電気の需要は昼夜などの時間帯によって変動するものです。比較的小さな池を設け、日や週単位で需要に応じた水力を取り出し発電出力を調節する方式です。 |
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貯 水 池 式
調整池よりも更に大きな貯水池を設け、季節単位で取水量と発電電力を調整する方式です。 |
水車には大きく分けて、反動型と衝動型の２種類に分類されます。
■ 反 動 型
タービン前後の水の圧力差からエネルギーを取り出すタイプです。水位差が小さいが川の流量が大きな条件に向いています。
(例) フランシス型、プロペラ型など
フランシス型
渦回流で水車を回し、出口で流れを引き抜きます |
プロペラ型
引き込みの流れが軸と平行なものと垂直なものがあります。 |
チューブラ型
発電機がチューブ内に収められています。
サイフォンの原理で発電効率が高められています。 |
■ 衝 動 型
水の流れの運動エネルギーをタービンに衝突させてエネルギー取り出すタイプです。流量は少ないが水位差が大きな条件に向いています。
(例) ペルトン型、クロスフロー型、開放ホイール型など
ペルトン型
ジェットを衝突させて水平軸の水車を回します |
ターゴ型
垂直軸のペルトンですぺルトンとフランシスの中間的な性格を持ちます |
クロスフロー型
異物の目詰りに強く、メンテナンス容易でシンプル・安価です |
開放ホイール型
古来よりなじみある木製動力水車がこれです |
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