水力発電 2007 Ｓ 13

京都府京都 市： 蹴上発電所 明治２４年 水力開発の幕開け 富山県下新川郡： 黒部川第四発電所 昭和３８年 大規模水力開発の時代 岡山県真庭郡： 寄水発電所 平成３年 環境に配慮した 水力開発の時代 時代の流れ ～水力発電の流れ～ 日本初電気事業用 水力発電所 日本一の高さの アーチダム 日本初のゴム堰を 利用した発電所

～水力発電のメリット①～ ベース供給力 流れ込み式水力：ベース供給力 ピーク供給力 調整池式水力・貯水池式水力・揚水式水力：ピーク供給力 短時間で発電開始が可能・出力調整が可能

～水力発電のメリット②～ 発電別二酸化炭素排出量 出典：考えよう、日本のエネルギー ( ) ｢資源エネルギー庁｣ ＣＯ ２ 排出量が非常に少ないクリーンエネルギー

～水力発電のメリット③～ 資源の少ない日本にとって 貴重な純国産自然エネルギー

～水力発電のメリット④～ 永遠になくなることのない再生可能なエネルギー

発電方式による分類 – 流れ込み式（自流式） 河川の水を貯めず，そのまま発電に使用する。この 方式のほとんどが出力の小さい発電所。 – 調整池式 規模の小さいダムに，電力消費の少ない時に発電を 控えて水を貯め込み，消費量の増加に合わせて水量 を調整しながら発電する。この方式は数日間という 短期間での水量を調整する。 – 貯水池式 調整池式より規模の大きいダムに，水量が豊富で電 力の消費量が少ない春・秋などに水を貯め込み，電 力が多く消費される夏・冬に発電する。この方式で は年間を通じての水量を調節する。 – 揚水式 ～発電方法の種類①～

～発電方法の種類②～ 揚水式発電

～発電方法の種類③～ 構造物による分類 – 水路式 川の上流から，必要な落差が得られる場所まで水路 によって水を引いてきて行う発電。 場所の選定が比較的自由。 天候（川の水量）によって発電量が左右される。

～発電方法の種類④～ – ダム式 川の途中にダムを設けて水を溜め，その溜まった水 の落差を用いて行う発電。 水を貯えるため天候の変化に強い。 大型のダムを除き落差を稼ぎにくいのが欠点。 海外の巨大ダムに設けられている超大規模な水力発 電所はこの方式が多い。

～発電方法の種類⑤～ – ダム水路式 ダムから水路で更に落差の得られる場所へ水を引い て行う発電。 水路式とダム式の利点を生かした方法。 貯水池の中間水位より取水を行うため、通常は圧力 導水路及びサージタンクが用いられる。 日本国内においては大出力の水力発電所はこの形式 が多い。

～将来の水力発電事業～ エネルギー資源枯渇問題 ＆ 地球規模での環境問題 新技術開発へ 今後、開発可能な一般水力発電 所： 約 2,700 地点， 1,200 万 kW 経済省・農水省・環境省・・・ などから補助金 UP

～将来の水力発電事業～ 財団法人 新エネルギー財団 HP より 建設コスト高・環境への影響大 → 新発電所建設が 困難 中小規模水力発電 地下調整池による水路式発電 既存設備を利用するため， 環境負荷が少ない 平均出力： 4500kW (4 人家族で約 5,000 世帯 ) 写真： 狩宿発電 所

～将来の水力発電事業～ – マイクロ水力発電（出力： 10 ｋ W 以下） ・ 一般河川，農業用水路，浄水場（水道・工業用水）， 下水処 理場，工業排水，トイレの洗浄水，空調用冷 却水管・・・ などで発電可能。 基本的には水量と落差があるところでは発電可能。 実際に全国各地で実用されている。

～将来の水力発電事業～ – マイクロ水力発電（出力： 10 ｋ W 以下） 出力が小さい⇒太陽光発電などの分散型電源と比較されるが・・・ ・数ｋＷ発電は経済的に成り立たない・・・ ⇒太陽光発電は，ｋＷ当たり 70 万円かかる。元を取るのに 30 年以上。 設備費用が同額の場合，ｋＷ当たりの経費は太陽光発電の 1/5 ～ 1/10 程度 ・立地点が限られているから太陽光のように普及しない・・・ ⇒賦存量は原発の発電量を上回るとの見方もある。限られた場所も利用するに こしたことはない。 ・発電量が小さすぎて，たくさん作っても意味がない・・・ ⇒住宅用太陽光発電は平均 3.5 ｋＷ。それが総出力 80 万ｋＷ。 3 ｋＷの水力発電は，年間稼動時間が太陽光の 5 ～ 10 倍。 つまり， 15 ～ 30 ｋＷの太陽光と同じ働きをする。 「太陽光発電は普及すべき」となるように， 「マイクロ水力発電は普及すべき」となるのでは・・・。

～将来の水力発電事業～ 原子力発電 ー 揚水式発電 の関係 HP ：よくわかる原子力 より 需要 ＜ 供給 となっている 原子力発電の出力を一定時間抑えたい・・・ 原子力発電は All or Nothing でしか制御できない 余剰電力を揚水式発電へ ・原子力発電と揚水式発電は対になって建設される ・揚水式発電所の建設費＝原子力発電所の建設費の一部

～水力発電の必要性～ 2007 年 8 月 21 日 東京電力プレリリースより要約 2007 年 5 月 16 日 塩原水力発電所（栃木県）は，東電がダムの水位調節 を巡る不正を隠ぺいするためデータ改ざんしたため，国 土交通省より水利権許可の取り消しを受ける 7 月 16 日 新潟県中越沖地震で柏崎刈羽原子力発電所が停止 東電の電力供給力が 700 万 kW 低下 8 月 20 日 猛暑による電力需要増加の恐れから，塩原水力発電所の 発電準備に取り掛かる。 7 月 30 日～ 9 月 7 日まで，国土交通省は緊急時 の水利使用を許可

～水力発電の必要性～ 予想電力需要： 6110 万 kW （ 最大 6400 万 kW ） 当初の供給可能電力は， 6527 万 kW ⇒ 417 万 kW 余力有り 柏崎刈羽原発停止：供給可能電力 万 kW 低下 他電力会社から電力融通 ⇒供給可能電力 444 万 kW 増加 停止処分だった塩原水力発電所稼動 ⇒供給可能電力 90 万 kW 増加 福島第一原発 3 号機停止： 供給可能電力 78.4 万 kW 低下

～水力発電の問題～ 1 秒間に Q ［ m ３ ］の流量が H ［ m ］の高さから落 下するとき、単位時間に作用する仕事量 P は、水 の比重量を γ ＝ 1000kg ｆ / ｍ ３ とすると、 ところで、１ kg ｆ・ m/s=9.8J であり、１ J=1Ws であるから、上式は となる。

参考文献 （１）？を！にするエネルギー講座 （２）電力のつくり過ぎと原発 （３）電力を捨てる「発電所」 揚水式発電 （４） GO!GO! デンキーズのエネルギー探検！ （５）取水から見た水力発電の方式 - 水力ドットコム （６）水力のページ （７）マイクロ水力発電倶楽部