ミニ水力発電プロジェクトを計画する方法

ミニ水力発電プロジェクトを計画する方法

スキームのコンポーネント

図1は、ランオブザリバーマイクロハイドロスキームの主なコンポーネントを示しています。 このタイプのスキームは、水の貯蔵を必要とせず、代わりに、ペンストックを介してタービンに”ドロップ”される前に、谷の側に沿ってチャネルされている川から水の一部を迂回させます。 図1では、タービンが発電機を駆動し、工場に電力を供給しています。 送電線はローカル村に照明および他の使用のための国内力を供給するために拡張することができます。

図1:典型的なマイクロハイドロスキームのレイアウト

地形や水文条件に応じて使用できる他の様々な構成がありますが、すべて同じ一般的な原則を採用しています。

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ワットへの水

川や流れに流れる水の電力電位を決定するためには、水の流量と水を落下させることができるヘッドの両方を決定する必要があ 流量は、与えられた時間内にポイントを過ぎて流れる水の量です。 典型的な流動度の単位は毎秒リットルまたは毎秒立方メートルである。 頭部は水が取入口の管かpenstockに入るポイントまでタービンからの縦の高さ、メートルで、である。

潜在的な電力は次のように計算できます。P=g*Q*H*feff
例：頭が10メートル、流れが300リットル/秒（=0.3m3/s）の場所は、15kWの潜在的な電力を持ちます電気：
10m/s2*0.3m3/s*10m*0.5=15m5/s3

= 15m5/s3*1000kg/m3（水の密度）
=15000J/s
=15000W
=15kw

kW（p）の力;M3/s（Q）の流動度;m（H）の頭部;重力の定数=9.81m/s2（g）;効率の要因（feff）;効率の要因（feff）;効率（feff）;効率（feff）;効率（feff）;効率（feff）;効率（feff）;効率（feff）;効率（feff）;効率（feff）;効率（feff）;効率（feff）;効率（feff）;効率（feff）;効率（feff）;効率（feff）;効率（feff）;効率（feff）。) => 0.4 – 0.7 *

*小型の水車は、効率が80％を超えることはめったにありません。 発電機の~90%および力の効率はまた摩擦損失によるタービンに水を運ぶ管で失われます。 少数のkWの評価の小さいシステムに使用する大まかなガイドはおよそ50%として全体的な効率を取ることである。 したがって、より現実的な数字

の場合、理論的な出力に0.50を乗算する必要があります。 これらの条件下での性能を評価するには、機器の部品の流れと部品の負荷特性を知る必要があります。 すべての機器を定格設計フローと負荷条件で稼働させることは常に望ましいことですが、川の流れが年間を通じて変動する場合や、毎日の負荷パター

発電された電力の最終用途要件に応じて、タービンシャフトからの出力を機械的な力として直接使用することも、タービンを発電機に接続して電気を生 多くの田園産業適用のためにシャフト力は適しています

（製粉またはオイルの抽出、製材所、大工仕事の研修会、小規模の採鉱設備、等のような食品加工）、しかし多くの適用は電力への転換を要求します。 国内適用のために電気は好まれます。

これは、次のいずれかを提供することができます:

• 直接小さい電気配分組織によって家にまたは,
• 再充電のための力の家に周期的に戻る電池によって供給することができる-このシステムは直接帯電の費用が分散させたハウジング（従って高い分),

発電機が使用されている場合、交流（a.c.）電気は通常生成されます。 単相力は20kwまで小さい取付けで満足ですが、これを越えて伝送損失を減らし、より大きい電動機のために適しているのに、三相力が使用されています。 電源を使用する電気機器の信頼性の高い動作のためには、a.c.電源を一定の50または60サイクル/秒に維持する必要があります。 この頻度は非常に正確に支配されなければならないタービンの速度によって定められる。

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マイクロ水力発電に適した条件

小規模水力発電を利用するのに最適な地理的地域は、年間降水量の多い国の丘陵地帯や、アンデス山脈やヒマラヤ山脈のような大きな山脈とその麓など、一年を通して険しい川が流れる地域です。 カリブ海諸島、フィリピン、インドネシアなどの湿った海洋気候の島も適しています。 低ヘッドのタービンは小さい頭部が十分な力を提供する十分な流れがある川の小規模開発のために開発された。

潜在的なサイトの適合性を評価するには、サイトの水文学を知り、実際の流量とヘッドデータを決定するためにサイト調査を行う必要があります。 水文学情報は、通常、国が運営する気象学または灌漑部門から得ることができます。 このデータは、年間の雨パターンと降水量の可能性の高い変動、したがって流れパターンの全体像を良好に示しています。 現場調査では、電力計算を行い、設計作業を開始できるように、現場条件のより詳細な情報を提供します。 季節ごとの河川流量の変動を把握するためには、可能な限り少なくとも一年間にわたって流量データを収集する必要があります。 流れおよび頭部の測定を遂行するための多くの方法があり、これらは関連したテキストで見つけることができる。

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タービン

タービンは、落下する水のエネルギーを軸力に変換します。 いくつかの方法のいずれかで分類することができるタービンの様々なタイプがあります。 タービンの選択は、主に利用可能な圧力ヘッドと提案された水力発電設備の設計フローに依存する。 下の表2に示すように、タービンは大きく、高、中、低ヘッドの三つのグループに分かれており、インパルスと反応の二つのカテゴリに分かれています。

表2:タービンの種類の分類:

インパルスと反応の違いは、インパルスタービンがタービンバケットやブレードを打つことによって空気中の水のジェットの運動エネルギーを動きに変換することを示すことによって簡単に説明することができます-水圧は羽根車の両側に大気圧であるため、圧力低下はありません。 一方、反応タービンのブレードは水の流れに完全に浸漬され、水の角運動量と線形運動量は軸力に変換され、ランナーを離れる水の圧力は大気圧以下に減少

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負荷率

負荷率は、使用される電力量を、タービンを連続的に使用する場合に利用可能な電力量で割ったものです。 高価な燃料源に依存する技術とは異なり、水力発電のための”燃料”は無料であり、したがって、プラントは、時間の高い割合のために実行された場合、よ タービンが夕方に国内照明のためにだけ使用されれば植物の要因は非常に低くなります。 タービンが日中農村産業に電力を供給し、夕方に内需を満たし、夕方に灌漑のために水を汲み上げる場合、プラント要因は高くなります。

計画が費用対効果を高めるためには、高いプラント要因を確保することが非常に重要であり、これは計画段階で考慮する必要があります。 多くの方式は効果的に余分が例えば作り出されるとき余剰エネルギーを受け入れることができる低い優先順位のエネルギー需要である”ダンプ”の負荷を(電子負荷コントローラーと共に-下記を見なさい)使用する給湯器、貯蔵のヒーターまたは貯蔵の炊事道具。

負荷制御ガバナー

ガソリンやディーゼルエンジンのような水車は、負荷が加えられるか軽減されるにつれて速度が変化します。 直接シャフト力を使用する機械類とのそのような大きい問題が、この速度の変化は真剣に発電機から出力される頻度および電圧両方に影響を与 伝統的に、複雑な油圧か機械速度知事は負荷が変わると同時に流れを変えたが最近現代マイクロ水力セットの簡易性そして信頼性を高めた電子 ELCは事実上、タービンが満載の下で永久に働いているように、絶えず人工的な負荷を加えるか、または引くことによって速度の変化を防ぐ。 それ以上の利点はELCに可動部分がないこと、非常に信頼でき、事実上手入れ不要であることである。 電子負荷制御の出現は、もはや高価な油圧ガバナーに負担をかけることなく、シンプルで効率的なマルチジェットタービンの導入を可能にしました。

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