水力発電の発電量は2つの条件で決まる！

前回の「水力発電ってなに？？」ページでは、自然環境の中で循環する水が持つ位置エネルギーをどのように取り出すかについて紹介しました。今回は、「水力発電は2つの条件できまる」についてご紹介します。

水が持つ位置エネルギー

水が持つ位置エネルギーとは何でしょうか？水が持つ位置エネルギーとは、水が「ある高さ」にあることで蓄えられている力の事です。高い位置にある水は、常に低い位置へ流れようとする力が働きます。水の位置が高ければ高いほど位置エネルギーは大きくなります。また、水の量が多ければ多いほどエネルギーの総量も多くなります。

水力発電で重要な条件は「流量」と「落差」

水力発電のポテンシャル(発電量)は「流量(水の量)」と「落差」で決まります。流量とは、一秒間にどれだけの水が流れているかを表します。流量の調査方法は「流水の断面積」と「流速」によって計算します。流速を簡易的に測定する場合は、水路を流れる葉っぱの速さを測定します。(例：葉っぱが10ｍ間を10秒で流れる場合は「10ｍ÷10秒＝1(ｍ/秒)となります。)流速や流量は水路の状況や季節によって変動します。一年間を通して状況を観測して流量の変化を季節変動係数として計算してください。落差とは有効落差の事を意味しています。取水位と放水位の水面の差を測定します。

流量(㎥/秒)＝流水の断面積(㎡)×流速(ｍ/秒)×季節変動係数(0.6~0.8)

具体的な水力発電導入する際に

水力発電によって発生する電力は「流量」と「落差」に比例します。その計算式は基本的には以下の計算式で算出されます。

発電出力(kW)=流量(㎥/秒)× 落差(m)× 9.8(重力加速度)× 発電設備の効率

「発電設備の効率」とは、発電する際に外部へ逃げるエネルギーを指します。水力発電装置の設置環境によって、水車の効率（水をどれだけ上手く受け止められるか等）や発電機の発電効率などを考慮します。一般的には65％～85％で計算されます。

水力発電を導入しようと考えている方は、発電したい水路が「どれだけの流量があり、どれだけの落差を取れるか」を見直して、簡単な導入調査を行ってみましょう。水力発電を導入する前に、いくつかの候補地で簡単な導入可能性調査を行う事が出来ます。規模の大きな導入可能性調査を行う際は専門家を交えて行ってください。