2016/11/29
2016年11月29日掲載
島根県では運転開始から40年以上を経過した中小水力発電所のリニューアル事業を実施中だ。県営の7カ所の設備を更新して発電量を増やし、固定価格買取制度で売電収入を伸ばす。太陽光発電やバイオマス発電も拡大しながら、再生可能エネルギーによる電力の自給率を2019年度に30％超へ高める。
[石田雅也，スマートジャパン]
島根県の企業局が運営する中小規模の水力発電所は合計で13カ所ある。そのうち半分以上が運転開始から40年以上を経過したため、老朽化した設備をリニューアルする事業を進めているところだ。最初に対象になった「八戸川（やとがわ）第二発電所」のリニューアルが2016年4月に完了して運転を再開した。
この水力発電所は県内最大の「八戸ダム」の直下で1976年に稼働したのが始まりだ。ダムが放流する最大10立方メートル/秒の水量を生かして、発電能力は2500kW（キロワット）に達する。ダムの内側にある取水口から水車発電機まで水流の落差は30メートルになる。大きな落差を生かすために横軸フランシス水車を採用している。
リニューアルでは同じタイプの新しい横軸フランシス水車に交換した。発電能力は2500kWで変わらないが、設備を刷新したことで故障による停止時間が以前よりも短くなる見通しだ。合わせて固定価格買取制度の認定を受けて、従来よりも高い買取価格で売電できるようになった。
八戸ダムの豊富な水量は3カ所の水力発電所で利用している。1958年に運転を開始した「八戸川第一発電所」は2基の発電設備で構成して、最大6300kWの電力を供給できる。リニューアルを完了した第二発電所よりも下流にあり、山の中に設けた貯水池から水車発電機へ水を大量に送り込む方式だ。水流の落差は60メートル以上になる。
一番新しい第三発電所は2000年に運転を開始した小水力発電所だ。下流の環境を維持するためにダムから常に放流する河川維持流量を利用して発電する。ダムの上部から水車発電機に送り込む水流の落差は54メートルもあるが、水量は最大でも0.6立方メートル/秒と少ない。発電能力は240kWで3つの発電所の中では最も小さい。
県の発電事業で年間15億円の利益に
八戸ダムの水を利用する3つの発電所のうち、一番古くて規模が大きい第一発電所もリニューアルの対象に入っている。2基ある発電設備のうち小さいほうの2号機（発電能力1500kW）が2016年9月に新しい水車発電機で稼働した。第二発電所と同じタイプの横軸フランシス水車を採用している。
一方の1号機は2018年度にリニューアルの工事に着手して、2020年度に運転を再開する予定だ。発電設備のほかに発電所の建屋を造り替え、さらにダムから水を引き込むための導水路や水圧鉄管も更新する大掛かりな工事になる。
八戸川第一発電所の1号機を含めて、2020年度までに合計7基の発電設備を対象にリニューアル事業を完了する計画だ。発電能力は7基を合わせると2万4230kWに達する。リニューアルにかかる事業費は総額で146億円にのぼる。すべての水力発電所はリニューアル後に固定価格買取制度で売電する方式に変更して収入の増加を図る。
リニューアルの対象に入らない新しい水力発電所を加えると、13カ所の合計で発電能力は2万7050kWになる。すべてのリニューアル事業が完了してフル稼働する2021年度には、年間の発電量は1億2700万kWh（キロワット時）を見込んでいる。一般家庭の使用量（年間3600kWh）に換算して3万5000世帯分に相当する。島根県の総世帯数（29万世帯）の1割以上をカバーする電力を供給できる。
一連のリニューアル事業によって水力発電所の年間故障停止時間は従来の505時間から240時間へ半減する見通しだ。固定価格買取制度の適用で売電収入が増加して、県が運営する発電事業の収益は大幅に改善する。水力発電所のほかに稼働中の風力発電所と太陽光発電所を加えると、2021年度から年間に15億円前後の利益を生み出す。
メガソーラーが工業団地や空港にも
太陽光発電では県営のメガソーラーが2016年3月に2カ所で相次いで運転を開始した。1カ所は西部の浜田市の沿岸部に広がる「三隅港（みすみこう）臨海工業団地」の中にある。2万5000平方メートルの用地に7450枚の太陽光パネルを設置した。
発電能力は1.8MW（メガワット）で、年間に216万kWhの電力を供給できる見込みだ。一般家庭の600世帯分に相当する。三隅港は国の電源開発計画に基づくエネルギー港湾の役割を担っていて、隣接地には中国電力の石炭火力発電所がある。加えて2022年には発電能力100万kWの大規模な石炭火力発電設備が運転を開始する。
もう1カ所のメガソーラーも工業団地の中にある。浜田市の東側に隣接する江津市（ごうつし）の丘陵地帯だ。1万8000平方メートルの用地に5520枚の太陽光パネルを設置した。発電能力は1.2MWで年間の発電量は148万kWhを見込んでいる。一般家庭の400世帯分に相当する。
このメガソーラーの隣には、2015年7月に運転を開始した「江津バイオマス発電所」がある。周辺地域で発生する間伐材を燃料に利用する木質バイオマス発電所だ。発電能力は12.7MWに達して、年間に2万4000世帯分の電力を供給できる。さらに隣接する浄水場の構内では県営で初めての太陽光発電所（発電能力430kW）が2014年から稼働している。
県営のメガソーラーは空港の中にも展開する。西部の益田市にある「石見（いわみ）空港」の敷地内でメガソーラーの建設が進んでいる。滑走路と海にはさまれた2カ所の用地に、合計で1万4300枚の太陽光パネルを設置する計画だ。
発電能力は3.5MWで、2017年3月に運転開始を予定している。年間の発電量は390万kWhを見込み、1100世帯分に相当する電力を供給できる。すでに稼働中の3カ所の県営の太陽光発電所と合わせて2300世帯分の電力になる。発電した電力は全量を固定価格買取制度で売電して県に収入をもたらす。
民間企業による巨大なメガソーラーの建設プロジェクトも始まっている。オリックスグループがゴルフ場の土地を利用してメガソーラーを建設中だ。県中部の出雲市にあるゴルフ場の3分の1（9ホール）を閉鎖して太陽光発電所に転換する。
57万平方メートルの広い用地に5万枚の太陽光パネルを設置する計画だ。発電能力は14MWに達する。2017年12月に運転を開始する予定で、年間の発電量は1400万kWhにのぼる。一般家庭の3900世帯分に相当する電力になる。
丘陵では29基の大型風車が動き出す
島根県の再生可能エネルギーは太陽光発電と中小水力発電に続いて、風力発電とバイオマス発電の導入量も増えてきた。固定価格買取制度の適用を受けて運転を開始したバイオマス発電の規模は全国で第9位に入っている。江津市の工業団地で稼働中の木質バイオマス発電所が代表的な事例だ。
県東部の宍道湖（しんじこ）の湖畔にある下水処理場では、バイオガス発電設備の導入プロジェクトが進んでいる。下水処理で発生するバイオガス（消化ガス）を燃料に利用する発電設備で、2018年4月に運転を開始する予定だ。
1台で253kWの発電能力があるガス発電機3台を導入して、合計で759kWの発電能力になる。年間の発電量は430万kWhを見込んでいて、1200世帯分の電力を供給できる。このプロジェクトは民間の資金とノウハウを活用するPFI（プライベート・ファイナンス・イニシアティブ）方式で実施する。
下水処理場を運営する島根県は初期投資が不要で、バイオガスの売却料と土地の使用料を発電事業者から得られるスキームだ。最近は全国各地の下水処理場で同様のPFI方式によるバイオガス発電事業が活発になってきた。従来はバイオガスを焼却処分する方法が一般的だったが、新たに再生可能エネルギーの電力に生まれ変わる。
風力発電では2016年6月に運転を開始した「ウインドファーム浜田」の規模が大きい。浜田市の丘陵地帯に合計29基の大型風車を設置した巨大な風力発電所で、発電能力は48MWにのぼる。
年間の発電量は8500万kWhに達して2万3600世帯分の電力を供給できる。固定価格買取制度で売電して、年間に18億7000万円の収入になる想定だ。ソフトバンクグループのSBエナジーと三井物産が共同で設立した「グリーンパワー浜田」が発電所を建設・運営する。
島根県の豊富な資源を生かした再生可能エネルギーの導入量は着実に拡大していく。2014年度の時点では県内の電力消費量（51.4億kWh）のうち21％に相当する10.9億kWhを再生可能エネルギーで供給できた。さらに2015年度には13.1億kWhに増加して、電力の自給率は25％まで上昇している。
県が策定した中期計画の目標では、2019年度に再生可能エネルギーの発電量を15.6億kWhまで伸ばして自給率を30％超に引き上げる方針だ。太陽光発電を県内各地に広げるほか、小水力発電所を50カ所に展開する。木質バイオマス発電では燃料の供給事業を含めて100人の新規雇用を見込んでいる。
http://www.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1611/29/news025.html
2016/11/28
2016年11月28日掲載
落差１メートル 水路から手軽に電気
強固な基礎工事不要
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・設計業務などを手掛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。
「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。それぞれにプロペラをつけて、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、左村氏は期待を込める。（山沢義徳）
http://www.sankeibiz.jp/business/news/161128/bsc1611280500003-n1.htm
2016/11/21
2016年11月21日掲載
丸紅 幾島渉・国内電力プロジェクト部長
丸紅は今年４月の電力小売り全面自由化を受け、家庭向け電力販売にも参入した。同社グループが持つ国内発電能力は約４７万キロワットだが、うち６割以上は洋上風力発電をはじめとする再生可能エネルギーが占めている。地球温暖化防止に向けて二酸化炭素（ＣＯ２）などの温室効果ガスの排出抑制が求められるなか、丸紅は消費者に「エコな電力」をアピールする。今夏には秋田県で洋上風力の事業化調査を開始したほか、小水力発電の拡大も精力的に進めている。同社の幾島渉・国内電力プロジェクト部長に話を聞いた。
◆アジアでの展開視野
－－秋田県の洋上風力の計画は
「大林組や関西電力など計１４社で秋田港と能代港に洋上風力発電所を建設する事業化調査を開始した。着床式と呼ばれる海底に土台に建設する方式で２０２０年くらいの稼働を目指す。日本は海に囲まれているからもっと洋上風力を活用できる余地があると思うが、欧州に比べて出遅れていた。そこでまず、ノウハウを蓄積しようと１１年９月に先行する英国の洋上風力発電所の運営に参画した」
－－そこで得たノウハウは
「着床式の洋上風力の建設や修理には、専用船による据え付け工事が欠かせないと分かった。そこで産業革新機構と共同で専用船を持つ英シージャックス・インターナショナル社を買収した。専用船は需要がある地域に船を運航すれば作業ができるので、将来の日本やアジアでの展開を視野に入れ、１３年にシージャックスの日本法人も設立した。洋上風力の経済波及効果は大きく、ドイツでは造船不況で衰退した港町が洋上風力で再生した事例がある。産業振興につながる」
－－着床式だけでなく浮体式にも注力している
「日本の海は欧州とは違って浅瀬は多くないので着床式だけでは限界がある。だから浮体設備を海に浮かべて、その上に風車などを搭載する浮体式の開発は欠かせない。福島沖の実証試験には三菱重工業や東大など１０社１大学が参画し、１５年から風況や耐久性、環境・漁業などへの影響を調査している」
◆自治体との連携重要に
－－浮体式の課題は何か
「技術やコスト面など課題もある。だが、東日本大震災による原発事故で被災した福島県の復興事業の目玉であり、地元と協力して実証試験を着実に進めたい。英国は海岸線が王室管理のため漁業者との権利調整を進めやすい。だが、日本では権利関係が複雑なため、国や自治体との協力関係が重要になる」
－－小水力発電が見直されている
「小水力は農業用水や河川の高低差を利用し、水車で小型発電機を回し発電する仕組みだ。太陽光など他の再生エネに比べて天候などに左右されず稼働率も高い安定電源だ。こまめにメンテナンスしていけば、１００年という長期間使えるのも魅力だ。自治体からも小水力を手掛けたいというニーズが高まっている」
－－小水力の今後の計画は
「小水力も水利権や用地買収交渉、さらには許認可などで、事業化までに５年程度はかかってしまう。だから自治体との連携が鍵になる。山梨県北杜市では官民連携で同市の用水路に小水力発電所を３カ所建設した。現在、長野県や福島県、広島県など１５カ所で小水力を運営している。そのほかにも全国で調査を進めており、２０年に３０カ所に増やす計画は達成できると思っている」（上原すみ子）
【プロフィル】幾島渉
いくしま・わたる 早大商学部卒。１９９０年丸紅入社。海外電力プロジェクト第三部副部長、国内電力プロジェクト部副部長などを経て、２０１６年４月から現職。４９歳。千葉県出身。
2016/11/17
2016年11月17日掲載
協和コンサルタンツは、これまでは発電が困難だった1mの低落差水路での発電を可能にした小水力発電機「相反転方式落差型小水力発電装置」を発売した。
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2016/11/16
2016年11月16日
福岡県の県営ダムの直下で小水力発電所が運転を開始した。ダムの放流を活用して190世帯分の電力を供給する。ダムが立地する糸島市が運営して、売電収入により20年間に2億5500万円の利益を得られる見込みだ。県営ダムの中から小水力発電を実施した場合に最も収益性の高い場所を選定した。
[石田雅也，スマートジャパン]
福岡県の西部にある「瑞梅寺（ずいばいじ）ダム」の放流を活用した小水力発電所が11月11日に運転を開始した。福岡県が管理する15カ所のダムの1つで、洪水対策と水道用水の供給を目的に1978年から稼働している。川から流れてくる水をせき止めるための堤体は高さが64メートルあり、その直下に小水力発電所を建設した。
堤体の放流口から水を取り込む方式で、水流の落差は46メートルに達する。最大で毎秒0.3立方メートルの水量を利用して、発電能力は99kW（キロワット）になる。発電に利用した後の水は従来と変わらず下流に放水するため、水道の供給量や下流の自然環境には影響を及ぼさない。
年間の発電量は67万kWh（キロワット時）を見込んでいる。一般家庭の使用量（年間3600kWh）に換算して190世帯分に相当する。発電した電力は固定価格買取制度で売電して、年間に2270万円（税抜き）の収入を得られる想定だ。20年間の買取期間の累計で4億5400万円の収入になる。
一方で発電所を建設する事業費は2億1200万円かかった。そのうち1億円を福岡県の補助金で充当したため、糸島市の負担額は1億1200万円である。年間の運転維持費に350万円を見込むほか、10年に1回実施する発電機の大規模なメンテナンス費として1回あたり800万円を予定している。
県の補助金を加えて計算すると、20年間に2億5500万円の利益を得られる見通しだ。わずか6年間で事業費を回収できる。補助金を受ける条件として、売電収入は基金などで管理することになっている。その基金を使って公共施設に再生可能エネルギーの発電設備や蓄電設備を導入していく。
小水力発電の収益性が最高と評価
福岡県は県営ダムの放流水を活用した小水力発電を促進するにあたって、水力発電を実施している3カ所を除く12カ所のダムを対象に、事業性の概略検討を2013年に実施した。このうち収益性が最も高くなる結果を得られた場所が瑞梅寺ダムだった。
瑞梅寺ダムでは固定価格買取制度の対象になる20年間で1億4800万円の利益を出すことができて、11年で投資を回収できる計算だ。この評価結果をもとに、糸島市は小水力発電所の建設を決めて、2014年度から発電設備の製作と建設工事に着手した。実際に稼働した小水力発電所の発電能力や年間発電量は概略設計の通りで、福岡県の補助金1億円を加えたことにより投資回収期間は6年に短縮する。
概略設計に基づいて、水車発電機には横軸フランシス水車を導入した。大規模な水力発電所を含めて国内で最も多く使われているタイプの水車で、水流の落差が大きい場合に適している。
瑞梅寺ダムの小水力発電所では落差が46メートル、水量が最大で毎秒0.3立方メートルの条件から、フランシス水車が最適と判断できる。
市内で3種類の水車発電機が稼働
糸島市では2013年度に再生可能エネルギーの導入計画を策定して、2020年度までの8年間に発電量を4倍に拡大する目標を掲げた。市内では太陽光発電と小水力発電の可能性が大きいことから、この2種類の再生可能エネルギーを中心に拡大策を実施している。
小水力発電のモデルプロジェクトとして、2014年に観光名所の「白糸の滝」の近くに小水力発電所を稼働させた。滝の下流から水を取り込んで、2種類の水車発電機で電力を作るユニークな試みだ。発電した電力は近隣の観光施設に供給している。
水車発電機のうち1種類はクロスフロー水車で、水流が交差する力を生かして水車を回転させる。もう1種類はペルトン水車と呼び、ノズルを使って水を噴出させて水車を回転させる仕組みだ。クロスフロー水車は水流の落差が小さい場合に適していて、ペルトン水車は落差が大きい場合に向いている。
白糸の滝小水力発電所ではクロスフロー水車で5kW、ペルトン水車で10kWの電力を作る構成だ。年間の発電量は2015年度の実績でクロスフロー水車が2万3500kWh、ペルトン水車が5万2400kWhだった。設備利用率（発電能力に対する実際の発電量）は54％と60％になり、ペルトン水車のほうが効率よく発電できている。
固定価格買取制度で想定している小水力発電の設備利用率は60％である。新たに運転を開始した瑞梅寺ダムの小水力発電所では、横軸フランシス水車を使って77％の高い設備利用率を見込んでいる。標準値を上回る分だけ収益性が高くなる。
http://www.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1611/16/news026_2.html
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