水力発電

水力発電の仕組み

基本的な水力発電の仕組みとしては、｢発電機のタービンを水車によって回す｣ことにより発電をする｢機械的な発電方式｣になります。
｢発電機｣を何のエネルギーで作動させるかの違いだけで、火力・原子力・風力・太陽熱発電と同じ仕組みといえるでしょう。
｢水の流れ｣を利用して水力発電機の水車を回すことになるので、｢水の流れ｣をいかにして生み出すかということが水力発電を活用するための条件になります。最も古くから行われているのが｢ダム｣を利用して、水を落下させることにより｢早い水の流れを生み出す｣という落下方式です。
ただ、近年になって｢地産地消｣の概念に基づいて簡単な発電システムによる小規模発電に対する期待が高まりつつある中で、農業水路、河川などの水の流れを活用する方式(小規模・マイクロ水力発電)の研究開発が進められています。

水力発電の特徴

国内に存在するエネルギー源である

水力発電のエネルギー源は、国内を流れる川の水になります。輸入する必要は一切ありません。また、石油やウラン等の燃料は、一度使えば無くなってしまいますが、水は使用後は川や海に流し、その水はやがて蒸発して雲になり、上流で雨として降って、また発電に使用ができるのです。

クリーンなエネルギーである

火力発電では、石油・石炭・天然ガス等の化石燃料を燃やすことで電気を発生していて、化石燃料の大量消費はCO2の増加による地球温暖化やNOx・SOxの発生による酸性雨が心配されています。
水力発電は、CO2等を発生しないので、環境に及ぼす影響も少なく安全でクリーンなエネルギーになります。

すぐに発電できる

火力発電では、原料を燃やして水を加熱し、タービンを回すのに十分な蒸気を発生させることで発電ができるようになり、しかも、発電容量を上げるために、ボイラ内の圧力を高くしてあり、温度が500℃以上の蒸気を使用する発電所が多くなっているのです。その分、発電を開始するまでには時間がかかってしまいます。
水力発電では、水車に水を送り込めば発電でき、火力や原子力では1時間、2時間と時間単位でかかるのですが、水力では10分程度で発電できるようになります。そのため、１日のうちで時刻による需要の変動に対応して運転・停止するのに適しています。

発電容量は小さい

火力発電や原子力発電では、ボイラを高圧・大容量にすることで発電容量を大きくすることが可能です。出力が100万kWを超える発電所も少なくありません。
水力発電では、容量を大きくするには、水を落とす高さ(落差)を高くするか水の流量を増やす必要がありますが、日本では流量が多く落差が大きな地点が限られていることから、水力発電所の多くは数千～数万kW程度の発電容量しかないのです。
しかし、揚水式水力発電所では夜間の安い電力でポンプを回して、低い所の水を高い所へくみあげることで水の量を増やし、発電容量を大きくしています。揚水式水力発電所の中には出力が100万kWを超える発電所もあります。

日本の水力発電所

• 奥多々良木(兵庫県)
• 奥清津・第二(新潟県)
• 奥美濃(岐阜県)
• 新高瀬川(長野県)
• 奥吉野(奈良県)
• 玉原(群馬県)
• 俣野川(鳥取県)
• 新豊根(愛知県)
• 今市(栃木県)
• 田子倉(福島県)

･･･などの水力発電所があります。