設計流量と水車の種類について

設計流量と水車の種類について
-(最大出力(kW)より発電電力量(kWh)が重要)-
熊本県小水力利用推進協議会
技術担当
福島尚之
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（1）最大出力と発電電力量の関係
最大出力は次式で算出できます。
最大出力 = 9.8×発電流量×有効落差× 水車効率×発電機効率
Pmax(kW) = 9.8× Q(m3/s) × He(m) ×
(0.7～0.8)
年間発電電力量(Pe)の概略値は次式で算出します。
Pe(kWh) = 最大発電力(kW)×24(hr)×365(日)×設備利用率(α)
ここで、設備利用率(α)の目安は下表に示す範囲に入るかと考えます。
発電設計流量
α=
=
河川豊水流量
発電設計流量
流域面積(km2)×(0.05～0.08)(m3/s/km2)
α
設備利用率(事業用水力発電)
0.33以下
1.0　以上
0.33～1.0
0.9　～　0.7
1.0～1.2
0.7　～　0.5
1.3以上
0.5　未満
一般的な設備利用率の最適値は 45％~60％である
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【発電設計流量の設定】
A
河川流況曲線
事業用水力発電施設の設計流量
40日～60日流量
流量
(m3/s)
D1
D2
発電使用水量
設計流量①
E1
D’1
設計流量①
設計流量②
E2
D’2
C 設計流量②
B
355日365日
O
95日
185日
275日
日
河川正常水量
河川流況図
設計流量①の場合
流量設備利用率=
面積 OD1E1CB
面積 OD1D’1B
設計流量②の場合
流量設備利用率=
面積 OD2E2CB
面積 OD2D’2B
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(2).水車の種類と発電量
1).水車の種類
マイクロ水力発電導入ガイドブックより
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2).水車の種類と流量変化の効率
流量比 – 相対合成効率図
ペルトン水車
【水車の選定】
・流量変動に自動制御で対応できること。
・発電使用水量が水車の稼働範囲にあること。
フランシス水車
中小水力発電ガイドブック(新訂5版) より
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