2016/12/07
2016年12月7日掲載
巨大なダムから膨大な量の水を落として発電する－。「水力発電」と聞けば、多くの人がそうしたイメージを抱くだろう。それを覆す画期的な発電装置が登場した。公共インフラの調査・設計業務などを手がける協和コンサルタンツが産学協同で開発した「相反転方式落差型小水力発電装置」だ。最大の特徴は、水流の落差わずか１メートルでも発電できるという簡便性。担当者は「全国の農業用水路などに設置を広げ、電力の地産地消を軸にした地域活性化に貢献できれば」と期待を込める。
強固な基礎工事は不要
「以前から検討していたが、東日本大震災を受けてプロジェクトが本格化した」と振り返るのは、同社新規事業推進室の桑野和雄氏。２０１１年夏に流体機械が専門の金元敏明・九州工業大教授（当時、現佐賀大海洋エネルギー研究センター特任教授）と共同で試作機を完成させた。静岡県富士宮市などで試験を行い、今年１０月に販売を始めた。
一般的な小水力発電の場合、水流の落差は最低でも１．５メートルは必要とされる。しかし新開発の装置は１メートルで、必要な水の流量も毎秒０．１５～０．２立方メートルで済む。これは、幅１．７メートルの水路を高さ十数センチの板でせき止めれば確保できる流量という。発電出力は、家庭１軒分の消費量に相当する４５０～６００ワット時に上る。
それを可能にするのが「相反転方式」のプロペラだ。従来の発電機は、導線を巻いたコイルの中で、プロペラと接続した磁石を回転させる仕組みだった。これに対して、相反転方式は、コイル（外ロータ）と磁石（内ロータ）を逆方向に回転させる。それぞれにプロベラをつけて、効率的に電気を起こせるというわけだ。
利点は他にもある。２枚のプロペラが相反する方向に回転することで、それぞれの回転トルクを相殺するため、振動が小さく、装置の設置場所にコンクリート打設などの大がかりな基礎工事が必要ない。装置本体の重量も約２００キロと軽いため、人力でも数時間あれば設置が可能。大雨の前などに取り外すのも容易だ。
なお、費用は「設置する場所の年間を通じた流量・水位調査なども必要となるが、装置価格だけなら３５０万円前後」（桑野氏）という。
未開拓の市場、幅広い用途
「日本各地に流れる農業用水路の総延長は実に４０万キロ。設置できる場所は数万カ所に上るだろう」
協和コンサルタンツ新規事業推進室の左村公氏は市場の有望性をそう語る。左村氏は全国を飛び回り、装置のＰＲや、発電を活用した地域活動をサポートしている。
その一例として、同社は今年３月に栃木県日光市や県立今市工業高などと産学官連携協定を締結した。希少な水生植物を保全する一環として、起こした電力を水温センサーに用いるなど、高校生の発想を生かした「地産地消型水力発電」の取り組みを進めている。
また三重県多気町では、地域住民の協議会が江戸末期に築かれた農業用の「立梅用水」で同社の小水力発電装置を活用し始めた。超小型電気自動車を２台導入し、獣害対策などの地域パトロールに活用している。
同社はまた、国内だけでなく海外展開も視野に入れている。発展途上国のエネルギー支援はもちろん、環境意識が高い欧州各国でのニーズも期待できそうだ。
「単なる売電ではなく、地域活性化のツールとして役立ててほしい。その手助けができれば」と、佐村氏は期待を込める。（山沢義徳）
http://www.sankei.com/premium/news/161207/prm1612070003-n2.html
2016/06/13
2016年6月13日
石坂 朋久
栃木県の「小水力のシンボル」
1999（平成11）年に世界遺産に指定され、年間を通じて国内外から多くの観光客でにぎわう、栃木県日光市にある「日光の社寺」。その山内の木々が鬱蒼と生い茂る一角に、今回ご紹介する小水力発電所である「滝尾発電所」が建つ。
滝尾発電所を運営するのは、日光の社寺を構成する日光東照宮と日光二荒山神社、輪王寺が共同で設立した「日光二社一寺自家用共同組合」の電気事務所だ。現在の滝尾発電所は1955（昭和30）年の運転開始だが、日光の社寺が水力発電に取り組んだ歴史は古く、その起源は1914（大正3）年に運転を開始した発電所に遡ることができ、栃木県内における小水力発電のシンボル的な施設となっている。
歴史を重ねる中で発電所の規模や取水地点も変化しているが、現在の滝尾発電所は、近くを流れる鬼怒川の支流・稲荷川から取水している。最大使用水量は0.4立方メートル毎秒で、36メートルの落差により出力100kWの発電を行っている。得られた電力は自営の送配電網を通じ、日光山内の施設で消費されている。
発電所の『心臓』に当たる水車は何度か補修されているものの、基本的には運転開始時の姿を保つ。部品や周辺機器の中には、現在では国内での入手が難しくなったものも使われており、電気事務所の責任者である阿久津善徳所長は、「古くなった設備の保守が課題」と話す。
発電所の一角には、ピークカット用に設けたディーゼル発電機も備えられている。標高の高い日光山内では冷房用の電力消費は私たちが考えるほどではなく、電力消費のピークは「多くの参拝者を迎える、年末年始と節分会の行事の時期」（阿久津所長）という。
「自然との共生」実践
わが国の仏教や神道は、古くから「自然との共生」を説いてきた。それは、日光の社寺が運営する滝尾発電所においても例外ではなく、取水や導水の仕組みの中に、その精神がふんだんに生かされている。
最も特徴的なのは取水の方法だ。発電所から稲荷川を少し上った場所にある砂防堰堤を利用して水を引いているのだが、付近には取水用の土木構造物が見当たらない。取水の方法を阿久津所長に尋ねると、「あれですよ」と堰堤に並行して延びる丸太の列を教えてくれた。
丸太は集水溝の蓋の役割を果たしていて、隣の丸太とすき間を空けながら設置されている。稲荷川を流れてきた水は、このすき間を通じて集水溝に集められ、近くに設けられた沈砂池に流れ込む。大雨の後には集水溝の上に大きな岩石が載ることもあるが、その際は重機で岩石を移動させ、傷んだ丸太の蓋を取り換える。大規模な構造物を設けなくて済むので初期費用が抑えられ、日常の保守管理も比較的容易であるなど、きわめて合理的な取水方法だ。
また、稲荷川から取り込んだ水は山内の防火用水としても活用されているほか、別の水源から取水している二社一寺の共同水道との間で、相互に水を融通する仕組みもできている。自然に逆らわず折り合いながら、その恵みを無駄なく役立てるという考え方は、現代の小水力発電においてもっと生かされるべきだ。
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2016/03/24
2016年3月24日
小水力発電の普及のため、県立今市工業高校と日光市はこのほど、実績のある企業２社と連携協定を結んだ。小水力発電を軸とした再生可能エネルギーの研究を進め、電力の地産地消を目指す。
企業２社は、社会資本整備の調査・計画を手がける協和コンサルタンツ（東京都）と、小型水力発電機「ピコピカ」を開発した角野（すみの）製作所（岐阜県）。ともに小水量、低落差での水力発電や小型発電機の技術に実績がある。
同校は、エネルギーや環境に配慮したものづくりに力を入れている。機械科、電気科、建設工学科が連携してソーラーＬＥＤ街路灯を製作、地域に設置したほか、小型水力発電機を製作した実績がある。
両社は昨年から同校に技術的な助言をしていたが、今後は小水力発電の授業を行い、再生可能エネルギー普及に携わる人材を育てる。市は必要と認める費用を原則、負担する。同市今市地域の用水路活用を念頭に小水力発電の研究を進め、将来的には杉並木公園（同市瀬川）の水路に「ピコピカ」を活用したＬＥＤ街路灯を設置するなど、公園の利便性向上を目指す。
同校であった調印式には渡辺勉校長と斎藤文夫市長、両社代表が出席。角野製作所の角野秀哉社長は「自然の力を取り入れる技術を生徒たちに伝えたい」と語り、生徒会長の砂岡海斗（かいと）さん（２年）は「学んだ技術をより高め、日光での小水力発電の基礎を築きたい」と話した。【花野井誠】
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