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2014/08/27

東京電力など５者、中小水力向けに低コスト・高効率の水車ランナーを開発【電気新聞】

東京電力など５者は、中小水力向けに低コスト、高効率化を図った水車ランナーを開発した。中小水力の導入拡大に向けて課題となる初期費用の低減や更新の際の発電単価引き下げを狙ったもの。開発した水車ランナーには、工程数が多く費用がかさむ鋳造ではなく切削工法を採用。構造自体も見直すことで、３割程度コストを削減できるめどが立った。今秋から実際の発電所で実証試験を行い、耐久性などを検証した上で、現場への適用を図っていく考え。

経済産業省の補助事業として２０１２年度から４カ年計画で実施している。関電工と田中水力（相模原市、田中幸太社長）、平和産業（さいたま市、大竹功一社長）、早稲田大学が開発・設備実証を担当。東電は技術、設備運用面を支援した。今月６日には５者が共同で特許申請している。

開発したランナーは出力２千キロワット以下を対象としたもの。従来は鋳造や溶接で製造していたため、工程数が多く、費用がかさむという課題があった。５者は費用削減効果の大きい工法として切削に着目。切削に対応するため、軟らかく、かつ耐久性のある青銅アルミ合金に材料を変更するとともに、構造自体も羽根を覆うふたをなくしたシュラウドレス構造を採用することを決めた。

一方、ふたをなくすことによる弊害として羽根と静止部のすき間に水が漏れ、効率の低下を招くという問題が生じる。対処策として、羽根の先端面に細い溝を掘る手法を考案。羽根を伝ってきた水を溝の部分で渦とすることで、水漏れを抑制することに成功した。

直径２７．５センチメートルの模型で試験した結果、水車効率が５ポイント向上することを確認。水車ランナーにかかるコストを３割程度削減できるめどが立った。今秋からは関電工が山梨県大月市の葛野川発電所下部ダムに建設中のマイクロ水力に実機（直径３７．５センチメートル）を搭載し、実証試験を開始する。出力は１５０キロワット程度となる見込み。

中小水力は、環境負荷の低い電源として期待される一方、開発地点が山間に限られてきており、初期費用が課題となっている。既存設備の更新を進める上でも発電単価の低減が必要となっていた。東電では、２千キロワット以下の水車を３６台保有しており、今後、更新期を迎える。開発したランナーを適用することで、発電単価を下げ、競争力を持たせたい考え。

紙面より転載