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» 2016年05月27日 07時00分 UPDATE

自然エネルギー:農業用水路2カ所に小水力発電所、落差20メートルと3メートルの違い (1/2)

秋田県の農山村を流れる農業用水路2カ所で小水力発電所が運転を開始した。1カ所は水流の落差が20メートル、もう1カ所は3メートル弱で、発電に利用する水車の構造も違う。秋田県がモデルケースとして建設した小水力発電所で、導入効果をもとに県内の農業用水路に適用例を増やしていく。

[石田雅也,スマートジャパン]

 2カ所の小水力発電所のうち1つ目は「畑野(はたの)小水力発電所」である。秋田県の南部を流れる白雪川の水を利用する農業用水路に建設した。川の上流に水を取り込んで貯めるヘッドタンクを設けて、そこから700メートルの長さの導水管を通して発電所まで水を流す方式だ(図1)。用水路に沿って続く管理道路の下に導水管を埋設した。

図1 「畑野小水力発電所」の位置。出典:秋田県農林水産部

 この構造によって水流の落差は20メートルになる。発電に利用できる水量は年間を通して毎秒0.4立方メートルで安定している。発電能力は42.7kW(キロワット)で、年間に36万kWh(キロワット時)の電力を供給できる見込みだ。一般家庭の使用量(年間3600kWh)に換算して100世帯分に相当する。発電に利用した後の水は農業用水路に戻すため、地域の農地に供給する水量は変わらない(図2)。

図2 「畑野小水力発電所」の全景(画像をクリックすると水車を拡大)。出典:秋田県農林水産部

 発電機はチューブラ式のプロペラ水車を採用した。円筒形(チューブラ構造)の水車が横から水を受けて回転する仕組みだ(図3)。水車と同じ軸で発電機がつながっている。農業用水路に導入する小水力発電では落差が大きい場所に適した水車である。

図3 チューブラ式プロペラ水車の構造。出典:秋田県農林水産部

 この用水路は「温水路」として造られている。雪の多い秋田県では春になると融雪水が増えるため、水温が低下して農作物に影響を与えてしまう。そのために幅が広くて浅い用水路を造って、水を緩やかに流すことで外気温や日照で水温を上昇させている。このような傾斜の緩やかな農業用水路でも、長い距離を利用すれば100世帯分の電力を作ることができる。

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