> > 落差がない農業用水路にも設置できる! 新開発、フラッター方式の小水力発電

落差がない農業用水路にも設置できる! 新開発、フラッター方式の小水力発電

記事を保存
落差がない農業用水路にも設置できる! 新開発、フラッター方式の小水力発電

福岡工業大学(福岡県福岡市)は12日、落差がない流れの緩やかな水路に低コストで設置できる小水力発電システム、「フラッター水力発電装置」を開発し、本装置に関する技術発明の特許権を取得したと発表した。

フラッター水力発電装置は、従来の水車を利用した発電装置とは異なり、水中翼が流れに対し左右に往復運動して発電する。落差が不要で低流速から発電でき、また、高速回転部を持たず構造がシンプルで、ごみの付着や詰まりに強く、水中生物に安全といった特徴がある。

水路の形を変えるような大きな工事を伴わなくても、台座を据え付けて固定するだけで設置が可能という利点があり、農業用水路向け小水力発電機としても適している。また、ゆっくりとした流れでも発電できるため、送電線を引くことが難しい地域での小規模な自然エネルギー利用のニーズに応えられると考えられている。

例えば、LED外灯の点灯や災害時の非常用電源、電動農機具の夜間充電等への活用が期待され、バッテリーへの充電と放電の組み合わせを最適に制御して、電力を更に有効利用するための研究も行っている。

現在、地方の農業用水路に設置し効果を検証している。地域からは「小学校の通学路上の暗い道へLED街灯を水力発電で点灯させたい」というニーズが寄せられており、多くの面で協力を得ている。

複数台設置のイメージ

複数台設置のイメージ

発電量は流速1mで50W

現在は実用化に向けた試験機の段階であり、小型のため発電量は大きくなく、水の流れの速さが毎秒1mの時に約50Wである。原理的には大型化もしくは1つの水路に複数台を設置することが可能であり、水路の水深や幅、水量に応じて発電量を増やすことができる。

フラッター水力発電とは

旗や飛行機の翼などが、風や気流のエネルギーを受けて起こす振動をフラッター現象という。同大学工学部知能機械工学科の阿比留久徳教授は、この現象を利用してエネルギーを取り出すことができないかと考えて開発に取り組んできたのが、フラッター方式の水力発電装置だと説明する。

フラッター水力発電装置は、水中翼が流れの方向に対して左右に往復運動をすることで発電する。水中翼を水路の上方から見ると、ちょうど、飛行機が上昇する際の主翼の働きに似ており、流れに対して傾きを持つことで、水中翼を動かす力が発生する。水中翼は端まで動くと機械的に自動で向きを変え反対側に動いていく。水中翼につながった機械構造は蒸気機関車のピストンとよく似た動きで発電機を一方向に切れ目なく回転させることができる。これにより効率的に発電を行う。

水中翼の動きを上方から見た模式図

水中翼の動きを上方から見た模式図

これまでに普及している水力発電装置では水車やプロペラを速い水流を利用して高速で回す形式が多く、これには水路に滝のような落差を作る工事が必要で、環境への悪影響や費用の増大が懸念されていた。

農業用水路向け小水力発電機として着目

地方の農業用水路における小水力発電の設置ニーズは高いものの、設置には落差が必要で、工事にかかる費用および発電機本体の高額化や工事に伴う周辺生態系への影響、設置後の維持管理の煩雑さが課題となり、普及の妨げとなっている。

農業用水路向け小水力発電機としてのフラッター発電の優れた点として、低コストや環境調和性が高いこと等の前述のメリットのほか、専用導水路は基本的に不要で、利水に影響を与えないため、地元の合意形成を得られやすいこと等をあげている。

特許取得による活用見込み

今回、特許を取得した技術(特許5875081)は、水中翼の往復運動を発電機の一方向の回転に変換するための機械構造に関するもので、蒸気機関車のピストンよりさらに立体的な動きで、発電機の回転が滑らかになるようにしている部分である。このような技術を特許で保護し、製品化に活かすことにより、他社と差別化した製品を販売することができると期待されている。

【参考】
福岡工業大学 - 落差がない水路にも設置できる、環境に配慮した小水力発電機「フラッター水力発電装置」を開発

関連セミナー・イベント情報

関連カテゴリ

プレスリリースを受け付けております

環境ビジネスオンラインでは、皆様からの環境に関する情報をお待ちしています。

新製品・新サービス、研究内容、法令情報、イベント・セミナー、海外の環境ビジネス情報など、お気軽にお寄せ下さい。お送り頂いた内容を、編集部にて拝見いたします。

こちらから、必要事項をご記入ください

Copyright © 2012 日本ビジネス出版. All rights reserved.