2007/11/28

縦軸型設置工事2日目

●2日目(11/28/2007 10:00-16:30)
現場監督:駒宮博男、石徹白勉
施工者:上杉みつあき、須向基、須向三郎
内容:
・鉄製の取水樋の調整(特注生産のものをさらに設置現場に合わせて加工)
・樋の設置と微調整(仮設置後、再度加工を施す)
・設置済みの足場の微調整(樋設置と同時に調整をしていく)
・屋根(雪除け)の設置、ビニールシートで覆う
・発電機附属の導水路と配水管を設置


昨日設置できたパイプの足場の上に、
発電機まで取水する鉄製の樋を通す作業が中心となった。
樋はそれまでに特注で、白鳥の工場に製作を依頼しておいたものを
運びいれてもらい、さらに設置場所に合致するように
微調整のための加工をしていただいた。
ユニックで何度も上げ加工し、下ろす、という作業は
やはり専門の方がいてくださったからできたことであろう。

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最終的に取水口を排水口にはめ込んだときは、
予想以上の水量が流れこみ、発電には十分というところまでこぎつけた。
樋がすべて設置できると、きれいに発電機まで水が通る道ができた。

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電気工事がまだなので発電実験はできなかったが、
発電実験は次回すぐにでもできそうだ。
最後、雪が降っても大丈夫なように屋根を設置した。

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2007/11/27

縦軸型設置工事1日目

2007年11月27日より縦軸型の設置工事を開始。
大枠の工事はおよそ3日間で終了し、
その後は細々とした調整を行っている。 

縦軸型は技術的に完成されているもので、
非常に効率がよく、期待した発電量を得ることができ、
世界的に様々な地域に導入されている。

今回は、実験的な導入ということで、簡易に設置、
取り外し可能な設計・設置を行った。
当事業で導入する3機種のうち、もっとも早い段階で設置を実施した。


■工事概要
工事に要した日数:3日間(11/27、28、12/4)
工事に要した人員(延べ人数):施工者/8名、現場監督/7名

■工事状況
●1日目(11/27/2007 10:00-16:00)
現場監督:野村典博、駒宮博男、石徹白勉
施工者:上杉みつあき、須向基、須向三郎
内容:
・水路の水量調整
・ビニールシートで排水口からの散水を防ぐ
・足場の設置(パイプの組み立て)

仮設工事などに使うパイプとクランプを利用して
縦軸型発電を導入する足場をつくる作業を主に行った。
縦軸型は大量の水量を必要とする発電機であり
工事現場を流れる水量が多いため水が飛散しないために
ビニールシートを水路にかぶせる作業から始まった。

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もともと、畑にわたるため水路に渡された鉄製の
簡易な橋があるので、そこにパイプを寄せ、
足場を固定することにした。

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作業を手伝ってくださったのは、地元の方で
林業や土木工事経験のある方ばかり。非常に手際がよく
予想よりも早く進んだ。
寒くて水が冷たい中での作業だったので申し訳なかったが
このペースで進めば比較的早く終わるだろう。

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(写真は今回作業をいてくださった地元の方と現場監督)
2007/11/22

選定機種_ターゴ型(落差利用型)

ターゴ型(落差利用型)

●選定理由
落差利用型の発電機であり、石徹白の地形を活用して発電ができる。さらに、縦軸型同様、技術的に完成されているため、安定したエネルギー供給が可能である。当初、落差利用型としてHarris型を考えていたが国内に適当な輸入代理店がなかったため縦軸型と同じ代理店より落差利用型を購入することにした

●特徴
・既存の水路から取水をする水道工事が必要となる(土木工事は不要)
・落差が必要となる
・他の2機に比べて少ない水量で効率よく発電する
・構造が非常に単純なため故障した場合でも地域内で修理ができる

●仕様
発電量:1000W
重量:48kg
高低差:11m
必要水量:23ℓ/秒
回転数:1500rpm
本体高さ:600mm
口径:270mm

●購入など
メーカー:Power Pal(カナダ)
販売元(日本):株式会社イズミ
2007/11/21

選定機種_縦軸型

縦軸型

●選定理由
技術的に完成されているため、安定したエネルギー供給が可能であることから、国内外問わず設置事例が他の2機に比べて最も多く、信頼性が高いと考えられる。また、低落差で水量が多いところであれば対応可能であり、石徹白内に設置にふさわしい水路がいくつもある

●特徴
・低落差で利用が可能
・構造が非常に単純なため故障した場合でも地域内で修理ができる
・発電量に合わせて一定の水量調整が必要となる
・落ち葉やゴミが詰まると発電が止まるので対策が必要となる

●仕様
発電量:500W
重量:34kg
高低差:1.5m
必要水量:70ℓ/秒
回転数:1,500rpm
本体高さ:81cm
発電機口径:20cm

●購入先など
メーカー:Power Pal(カナダ)
販売元:株式会社イズミ

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写真:石徹白下在所縦軸型設置現場






2007/11/21

選定機種_螺旋型

螺旋(らせん)型

●選定理由
落差がなくても、ある一定の水量があれば発電することができ、山間地域ではなくても利用可能であるため、汎用性が高いと考えられる。また、戦前に富山県の砺波平野で8000機以上普及し動力として利用されていたという実績があり改良を加えれば発電機として十分機能すると考えられる(※)
※選定した3種類の中で唯一、独自での研究開発機種となった(他の2種類は完成品を購入)。螺旋型マイクロ水力発電機は、現状ではドイツのRits-Atro社が開発・販売している。しかし、戦前は富山県の砺波平野を中心に1万機以上の螺旋型が全国に普及し、農具として動力を提供していたという記録がある。こうした過去の実績を鑑み、もう一度実用化させるために当事業では、名古屋大学・富山県立大学と共同開発を行い篠田製作所が製作した螺旋型を導入した。

●特徴
・既存の農業用水にはめ込む形で設置が可能(土木工事が不要)
・低落差で利用が可能(平野で利用されていたという実績がある)
・水量の調節が不要
・メンテナンスが容易
・他型に比べ、設置・製作コストが安価

●仕様
発電量:500W程度(予定)

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写真:富山県立大学実験室
2007/11/21

設置機種の選定について

どのような発電機を購入するか 
 現在、マイクロ水力発電は、風力発電や太陽光発電、地熱発電などと同様、自然エネルギーまたは再生可能エネルギーの一つとして国内外で注目を浴びている。国内で海外のメーカーの発電機を取り扱う代理店が幾つかある上、インターネットで海外から直接購入することもできるため、すでにいくつもの導入事例がある。
 わたしたちは、これらの多々ある発電機の中でも、もっとも構造が単純で、かつ発電量・効率に見合った価格で採算がとれる見込みのあるものを導入したいと考えた。その結果、国内外でも導入事例があり、広く普及しているものが導入候補となった。
 さらに、1種類の発電機ではなく何種類かを同時に取り付けることで、どのような発電機がどのような土地に適しているのかを調べ、石徹白に留まらず他地域にて導入を検討している地域の参考事例となることを考えていた。

どこから発電機を購入するか
 どのような発電機を採用するか、ということに加えて、発電機選定に重要な要因となるのは、どこから発電機を購入するか、ということである。なぜなら、発電機に不具合が生じたときや、消耗部品を取り換えるときに、適切な対応が期待できるところからではないと、発電機を継続的に維持管理することができないからである。
 わたしたちは、より安価に購入することを考え、まずは直接海外のメーカーから取り寄せられないかとe-mailや電話などで問い合わせたが、距離が遠く迅速な対応が見込めないことや言語的問題があると認識し、国内で海外メーカーの発電機を扱っている代理店を検索した。その中でも、マイクロ水力発電の国内での普及に情熱を傾けられ、非常にきめ細かな対応をしてくださった株式会社イズミから、発電機を購入することにした。
 
<発電機選定のファクター>
構造が単純で修理が容易かどうか
発電量・効率に見合った価格で採算がとれるものかどうか
購入後も対応可能なメーカーもしくは代理店かどうか
2007/11/20

水路の決定

 目視調査と暫定的な水量調査によって、候補地を何箇所か挙げた。その中でも、導入予定の発電機の特徴に合致した水路であることや、通年である程度水量に変化がないことを重視した。さらに、導入を実現するために非常に重要となる、地権者や周辺住民の合意を得ることができる水路を選定することとした。

<水路選定のファクター>
 今回導入する3種類の発電機にふさわしい水路かどうか
 年中水量がある程度一定かどうか
 地権者もしくは周辺住民の合意を得られるかどうか

 こうした条件を考慮した上選定した水路は以下の通りである。


●縦軸型
 縦軸型発電の水路として選定したのは写真3(下在所)の水路である。合流する2つの水路のうち、下部の水路より取水をする。
 選定理由としては、縦軸型に必要となる多量の水量を得ることができるということ、そして適度な落差(発電機設置位置から1.5メートルから2メートル程度)を確保することができるということが挙げられる。
 また、この水路を利用する際、課題と考えられることは、集落中を流れる多くの水路が合流し本流へ流れ出る排水であるため、落ち葉や野菜の葉などのゴミが流れてくる可能性があり、その対策を講じる必要がある。

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縦軸型設置予定水路


●ターゴ型
 ターゴ型の発電の水路として選定したのは縦軸型と同様、上写真の水路である。合流する3つの水路のうち、水量がより少ない上部の水路より取水をする(写真7の青丸の部分)。
 選定理由としては、ターゴ型に必要となる落差を得ることが容易であることが考えられる。取水管を水路の側面に這わせ、さらに排水口の奥にまで挿入することでより大きな落差を得ることができる。また、縦軸型と同じ地点に設置することで、見学者に2つの発電機の差異をより明確に感じてもらうことができるという利点も考慮している。
 縦軸型と同様、課題と考えられることはゴミの対策である。特にターゴ型は取水管によってタービンまで水を引き込むため、取水口においてゴミ対策をしなければならない。細かなゴミを詰まらせないための工夫を考える必要がある。


●螺旋型
 螺旋型の発電の水路として選定したのは、西在所のほぼ直線に走る水路である。
 選定理由としては、螺旋型をはめ込むことができる一定幅の水路であるということ、さらに水量・流速ともにある程度一定であると考えられることが挙げられる。また、今回は螺旋型1機のみの設置となるが、数十メートルものこの水路を利用することができれば、安定して多量の電力を得ることが期待できる。
 数十メートルにも渡る長い水路であるため、具体的に導入を実施する地点については、少々土木工事が必要となるので地権者の合意が得やすい部分、さらに協力団体であるNPO法人やすらぎの里いとしろの会員の自宅の前であることなどから決定をした。
 懸念事項としては、冬季において除雪の際に雪を投入することがあり、その場合水路に雪が詰まる可能性があること、また、雪を投入することによって水路から水があふれ出ることがあることが挙げられる。よって、多少の土木工事を行いこの水路沿いに新たに迂回水路を設置するなどの対策を講じる必要がある。

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螺旋型設置予定水路
2007/11/20

水路の選定

 石徹白では地域全体に水路が張り巡らされており、集落の至るところで様々な形状を持つ水路を見ることができる。農業用水だけではなく、居住地を流れる水路は庭に引き込まれ積雪時の消雪池として利用されている。また、水路沿いには野菜や農機具を洗うための洗い場がつくられている。これらの水路はそれぞれ、用途や地理的条件により形状が異なることに加え、流れる水の水量や流速にも大きな差がある。

 当事業で実験調査を行うマイクロ水力発電は、従来のダム式水力発電とは異なり自然環境を破壊する大規模な土木工事を行うことなく、日常的に利用する水路を活用し発電することを特長としている。また、今回導入する発電機は3種類あり、それぞれをもっとも効率的に活用するには、それぞれの特徴に合致した水路に導入する必要がある。

 わたしたちは、2007年8月より約2ヵ月間、石徹白において水路を探索し、いくつかの候補を上げた。それらの中から、さらに設置予定の発電機にふさわしいと考えられるものを挙げ、水量調査などを行った。


目視による水路調査

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写真1(下在所)
用水路から前川の本流に流れ出る排水口。ある程度水量があり、また適当な落差も確認できる。石徹白内にはこうした本流への排水が多いため、利用が可能であればかなりの発電量が期待できる。落差利用型に利用可能。

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写真2(下在所)
民家のすぐ横を通る水路。落差、水量ともに十分で、落差利用型の設置が適している。取水のための配管を溝壁に這わせて設置できるため、導入しやすい形状の水路である。落差利用型に利用可能。

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写真3(下在所)
二つの水路の排水口が合流しており、水量が非常に多い。また、落差も十分あり水量を必要とする型、落差利用型、双方に適切な水路である。縦軸型、または落差利用型に利用可能。

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写真4(西在所?)
集落の中心を貫く車道に沿ってほぼ直線上に流れる農業用水路。一定の形状を数十メートル以上保ち続けている稀な水路である。が落差はそれほどないが、流速が速く水量も十分である。螺旋型に利用可能。
(暫定的な水量調査を行った。水深を図る。一定の距離(10メートル)に木の実などを流し、秒速を計る。以下の計算式で流量を得る。水深×秒速=流量)

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写真5(上在所のさらに上流域)
集落内を流れる水路の源流である。落差、水量とも非常に大きく、マイクロ(小)水力発電というより、中・大規模の発電が見込まれる。落差利用型、または多量の水量を必要とする発電に適している。
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