農業用水路に適用した小水力発電の導入事例 2013 年 10 月富士電機株式会社 Copyright 2012 Fuji Electric Co., Ltd. All rights reserved. 1

Size: px

Start display at page:

ひろきいさやま
5 years ago
Views:

2 1. 水力一般 (1) 日本の主な水力発電事業者電力 ( 一般電気事業者卸電気事業者都道府県 IPP PP S など ) 上水道 ( 都道府県市町村広域水道など ) 経済産業省管轄農水 ( 各地方農政局土地改良区都道府県など ) 厚生労働省管轄ダム管理用 ( 各地方整備局水資源機構都道府県など ) 農林水産省管轄国土交通省管轄 Copyright 2012 Fuji Electric Co., Ltd. All rights reserved. 2

3 (2) 農水関係水力発電の歴史農山漁村電気導入促進法昭和 27 年平成元年平成 25 年第二次石油危機地域用水環境整備事業固定価格買取制度電気事業者による再生可能エネルギー電気の調達に関する特別措置法 (FIT) の買取価格と買取期間電源買取区分中小水力 1MW 以上 200kW 以上 30MW 未満 1MW 未満 200kW 未満建設費 85 万円 /kw 80 万円 /kw 100 万円 /kw 維持費 (1 年あたり ) 9.5 千円 /kw 69 千円 /kw 75 千円 /kw IRR 買取価格 (1kWh 当り ) 25.2 円税前 7% 円 35.7 円税込買取価格 (1kWh 当り ) 24 円 29 円 34 円税抜き買取期間 ( 年 ) 20 Copyright 2012 Fuji Electric Co., Ltd. All rights reserved. 3

4 (3) 未利用落差発電包蔵水力調査 ( その 1) ダム利用水路利用利水種別地点数出力 (kw) 発電電力量 (MWh) 河川維持用水 , ,231 利水放流水 , ,690 農業用水 , ,804 砂防えん堤 ,828 85,268 小計 ,373 1,493,993 農業用水路 151 8,257 60,471 上水道 178 9,923 77,914 工業用水道 23 1,916 15,062 下水道 66 1,828 13,607 小計 , ,054 計 1, ,297 1,661,047 Copyright 2012 Fuji Electric Co., Ltd. All rights reserved. 4

6 (4) 容量別の名称大水力 (large hydropower):100mw 以上中水力 (medium hydropower):100mw~10mw 小水力 (small hydropower):10mw~1mw ミニ水力 (mini hydropower):1mw~100kw マイクロ水力 (micro hydropower):100kw 以下従来から開発されてきた水力発電では水車単機の容量が小水力以上のものがほとんどであるが地球にやさしく環境に調和融和するリニューアル水力による発電ではそれよりも小さいミニマイクロ水力の積極的な利用が望まれる新エネルギー大辞典 Ⅱ 編 5 章水力エネルギー p ( 発行所 : 株式会社工業調査会 ) Copyright 2012 Fuji Electric Co., Ltd. All rights reserved. 6

7 2. 小水力発電の技術動向低落差小容量水車小水力シリーズ富士マイクロチューブラ水車富士標準 S 形チューブラ水車クロスフロー水車横軸フランシス水車有効落差 (m) 10 1 マイクロチューブラ水車 S 形チューブラ水車 1000kW 500kW 100kW 50kW 流量 (m3/s) Copyright 2012 Fuji Electric Co., Ltd. All rights reserved. 7

9 マイクロチューブラ水車の特徴 1 1. 上水道配管への設置が可能 RPS 法 ( 現 FIT 法 ) 対象エネルギーの回収 2. 比速度が高く機器が小型となる変流量地点への適用高落差地点への適用土木費の低減機器の系列化による費用削減 3. 配管中への設置が容易設置費用の削減広帯域マイクロチューブラ水車開発 Copyright 2012 Fuji Electric Co., Ltd. All rights reserved. 9

マイクロチューブラ水車の特徴 3 変流量地点への適用 100 流量特性比較 90 相対効率 (%) 80 70

ランナベーン可動機構出典 : 広帯域マイクロチューブラ水車の開発富士時報 76 巻 9 号 (2003-9)

15 (2) S 形チューブラ水車吸出し管軸流水車の一つでガイドベーンとランナベーン可動形が一般的であり流量の調整ができる落差が 20m 以下に適用され水車の回転速度 ( おおよそ 400min -1 以下 ) が低い場合は発電機へのトルク伝達は増速機を介する水車名称の由来は発電機が流路の外に設置されるので吸出し管形状が S 字状に曲がることによる昔は大形機もあったが軸のスパンが長く振動の原因になったので現在は小形機のみ ( ランナ径 2.5m 以下 ) に適用される Copyright 2012 Fuji Electric Co., Ltd. All rights reserved. 15

17 S 形チューブラ水車の解析 1 国内の S 形チューブラ水車の実績推移 ( 総計 24 台 ) 年 1985 年 1986 年 1987 年 1988 年 1989 年 1991 年 1992 年 1993 年 1995 年 1997 年 1999 年 2001 年 2002 年 2004 年 2005 年 2013 年台数運転開始年 Copyright 2012 Fuji Electric Co., Ltd. All rights reserved. 17

21 S 形チューブラ水車の市場占有率 S 形チューブラ水車国内の市場占有率 ( 台数 ) 4% 4% 8% 29% 日立東芝三菱富士荏原日本工営ケスラー S 形チューブラ水車国内の市場占有率 ( 出力 ) 3% 5% 5% 30% 日立東芝三菱富士荏原日本工営ケスラー 8% 46% 6% 43% 4% 5% Copyright 2012 Fuji Electric Co., Ltd. All rights reserved. 21

3. 導入事例 (1) マイクロチューブラ水車 1 2004 年営業運転水車形式横軸円筒プロペラ水車

22 3. 導入事例 (1) マイクロチューブラ水車年営業運転水車形式横軸円筒プロペラ水車有効落差 7.63m 流量 1.03m 3 /s 回転速度 829min 水車出力 61kW 発電機形式横軸三相誘導発電機出力 75kW 定格電圧 440V 周波数 50Hz 回転速度 1500min Copyright 2012 Fuji Electric Co., Ltd. All rights reserved. 22

25 (2) 農業用水に適用した例長野県の発電所 1 水車形式注 ) S 形チューブラ水車有効落差 5.54m 流量 11m 3 /s 回転速度 267min -1 水車出力 530kW 発電機形式横軸三相同期発電機出力 540kVA 定格電圧 6600V 周波数 60Hz 回転速度 720min -1 力率 0.95 中信平 2013 年 6 月運転開始注 )JEC4001 では横軸円筒 S 形水車という梓川左岸幹線 Copyright 2012 Fuji Electric Co., Ltd. All rights reserved. 25

30 静岡県の発電所 1 水車形式注 ) S 形チューブラ水車有効落差 6.22m 流量 17m 3 /s 回転速度 233min -1 水車出力 940kW 発電機形式横軸三相同期発電機出力 940kVA 定格電圧 6600V 周波数 60Hz 回転速度 720min -1 力率年 7 月運転開始注 )JEC4001 では横軸円筒 S 形水車という伊太大井川農業用水路赤松幹線 Copyright 2012 Fuji Electric Co., Ltd. All rights reserved. 30

平成21年度　生息環境向上技術検討業務

平成21年度　生息環境向上技術検討業務第 2 章小水力発電の基礎知識の整理 2-1 小水力発電とは水力発電は水の流れ落ちるエネルギーを利用して水車を回して発電機で発電するものであるこの中でも発電出力 1,000kW 以下のものを小水力発電と呼んでいる図 2.1.1 水力発電の仕組み出典 : ハイドロバレー計画ガイドブック ( 経済産業省 ) 2-2 小水力発電を行う場所小水力発電は流量と落差のある場所が対象となる一般河川

農業用水路に適用した小水力発電の導入事例 2013 年 10 月 富士電機株式会社 Copyright 2012 Fuji Electric Co., Ltd. All rights reserved. 1

農業用水路に適用した小水力発電の導入事例 2013 年 10 月富士電機株式会社 Copyright 2012 Fuji Electric Co., Ltd. All rights reserved. 1