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» 2014年05月30日 09時00分 UPDATE

電力供給サービス:落差714メートルの揚水発電が営業運転へ、夏の電力需要を吸収

東京電力が21年前から建設を進めている揚水式の「葛野川発電所」で最新の4号機が6月に営業運転を開始する。夜間の余剰電力を使って昼間に水力で発電する揚水式は、夏の電力需要を吸収するのに効果的だ。4号機の出力は40万kWで、東京電力のピーク時の供給力のうち0.7%をカバーする。

[石田雅也,スマートジャパン]

 山梨県にある「葛野川(かずのがわ)発電所」は、水力発電に利用できる有効な落差が714メートルもある日本で最大級の揚水式発電所だ。2つのダムを直径7メートルの太い水路でつないで、地下に設置した水車発電機に水を流して発電する(図1)。

kazunogawa1_sj.jpg 図1 「葛野川発電所」の内部。出典:東京電力

 発電設備は1号機から4号機まで建設する計画で、すでに1号機と2号機が1999年と2000年に稼働している(図2)。新たに4号機が2014年2月から試運転を開始していて、夏の電力需要が増加する前の6月上旬から営業運転に入る予定だ。出力は最大40万kWを発揮する。今夏の東京電力の供給力はピーク時で5602万kWを見込んでいることから、そのうちの0.7%を供給することができる。

kazunogawa5_sj.jpg 図2 「葛野川発電所」の設備。出典:東京電力

 揚水発電は巨大な蓄電池とも言われるように、夜間の余剰電力を使って昼間に発電する。上下2つあるダムを組み合わせて、下のダムに貯めた水を夜間に上のダムまで引き上げ、その水を昼間に下へ流して発電する方法だ(図3)。夜間に水を引き上げるための電力には、昼夜の連続運転が必要な火力や原子力を利用する。

kazunogawa0_sj.jpg 図3 揚水式水力発電の仕組み。昼間に発電して(上)、夜間に揚水する(下)。出典:東京電力

 葛野川発電所の上部ダムは満水時の水位の標高が1481メートルあり、下部ダムは744メートルある(図4)。下部ダムの近くの地下に設置した水車までは上部ダムから714メートルの落差になる。この落差で毎秒280立方メートルにのぼる大量の水を流して、合計160万kW(40万kW×4基)の電力を作り出すことができる。

kazunogawa6_sj.jpg 図4 「葛野川発電所」の上部ダム(左)と下部ダム(右)。出典:前田建設、戸田建設

 東京電力は葛野川発電所を含めて9カ所の揚水式発電所を運転している。葛野川4号機を加えると出力は770万kWに達して、ピーク時の供給力の約14%をカバーする。さらに葛野川3号機(40万kW)のほか、群馬県で「神流川(かんながわ)発電所」の3〜6号機(47万kW×4基)を建設する計画がある。ただし営業運転の開始時期はいずれも2022年度以降になる。

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