キンロックレーベン水力発電計画

キンロックレーベン水力発電計画
背後に水圧管がある発電所
国	スコットランド、イギリス
位置	キンロックレーベン、ハイランド
座標	北緯56°42′46″ 西経4°57′29″ / 北緯56.71278° 西経4.95806° / 56.71278; -4.95806
状態	運用
建設が始まった	1904
委託日	1907年～1909年（1996年～2000年に改装）
発電
ユニット運用中	3 × 10MW
メーカーとモデル	ギルケス・フランシス水車
廃止されたユニット	11 × 2 MW (DC) エッシャー・ヴィース (チューリッヒ) ペルトン
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キンロックレーベン水力発電計画は、ブリティッシュ・アルミニウム社が所有するアルミニウム製錬所に電力を供給するために、1905年から1909年にかけて建設されました。これは、1896年のフォールズ・オブ・フォイヤーズ計画に次ぐ、スコットランドで2番目の計画でした。製錬所と発電所は、スコットランド高地の南西部、キンロックレーベン村のリーベン川南岸に建設されました。

ブラックウォーター貯水池は、レヴェン川の主要支流であるブラックウォーター川を 0.5 マイル (800 m) にわたって横断するコンクリート製の重力式ダム を建設して造られたもので、集水面積は 60 平方マイル (160 km ² ) です。水は 3.5 マイル (5.6 km) の長さの覆われたコンクリート導管に沿って運ばれ、3 つの側流取水口からも水を集めます。水はバルブ ハウスから発電所まで 6 本の鋼管を通って 935 フィート (285 m) 下ります。

当初は11基のペルトン水車と3基の補助水車によって発電され、総容量は25,725kWであった。1996年から2001年の間に、ギルケス社が3基の10MWフランシス水車を設置し、これらを置き換えた。 ^[1]

アルミニウム製錬所は2000年に閉鎖されましたが^[2]、発電所はアップグレードされた132kVの架空送電線を介して、 フォートウィリアムのロッホアバー製錬所にナショナルグリッド経由で電力を輸出し続けています。

この計画は、1901 年と 1904 年のロック・リーヴン水力発電法によって承認されました。後者は、完成までの時間を延長し、計画にいくつかの変更を加えました。この計画は、サー・AR・ビニーの助言を得て、トーマス・メイク・アンド・サンズによって設計されました。

水力発電計画の建設は1905年に始まり、約4年かかりました。主な請負業者はサー・ジョン・ジャクソン社で、AHロバーツが常駐エンジニアでした。建設費は約60万ポンド、2024年までのインフレ調整後は約6千万ポンドです。^[3]

労働力の大部分はアイルランド人の土木作業員で、約3,000人が劣悪な環境で働いていた。多くが建設事故で亡くなり、ダムの横の墓地にコンクリートの墓石とともに埋葬された。^[4]

資材は、ローチ・リーブンの埠頭から空中ケーブルウェイでブラックウォーター・ダム建設現場に運ばれた。これは、高さ10～130フィート（3～40メートル）、スパン100～1,000フィート（30～305メートル）の架台で支えられ、250馬力（190kW）のペルトン水車を備えた仮設水力発電所によって動力が供給された。埠頭とダムの間には鉄道も建設された。これには200フィートと600フィート（61メートルと183メートル）の2つのロープ傾斜路があったが、それ以外は谷の輪郭に沿っていた。

ブラックウォーターダムは長さ3,112フィート（949メートル）、高さ86フィート（26メートル）でした。ダブ・ロチャンの上流に建設され、ロチャン・インビール、ロチャン・ナ・サラック・ウイドレ、ロク・ア・バイリッド湖を水没させました。^{[5]建設中に、地元の}骨材で作られたコンクリートの単位重量が設計計算で使用されたものよりも低いことが判明したため、ダムの形状が修正され、より広いベースが与えられ、転倒安全率は2.28になりました。

ダムから、水は、8 フィート (2.4 メートル) 四方、長さ 3.5 マイル (5.6 キロメートル)の鉄筋コンクリート導管に沿って、1000 分の 1 の落差で運ばれます。バルブ ハウスを通過した後、水は、直径 39 インチ (0.99 メートル)、長さ 5,750 フィート (1,750 メートル) の 6 つの平行な鋼鉄製の高圧水圧鉄管を通って下降します。

第一次世界大戦中、アルミニウムの需要増加により、バルフォア・ビーティーは、エイルデ・モール湖からこの計画のために追加の水を引き込むためのダムと導水路の建設を委託され、集水域は約66平方マイル（170 km ^{2 ）に拡大されました。これは、1,200人のドイツ人}捕虜と「医療階級が低い」500人のイギリス軍兵士 によって建設されました。

1907年に仮の製錬所が建設され生産が開始されたが、1909年に主要工場が開設された後に閉鎖された。

発電所には当初、エッシャー・ウィス（チューリッヒ）製のペルトン水車が11基設置されていた。各水車はディック・カー社製の1,000kW直流発電機2台に接続されており、製錬工程に電力を供給していた。補助電力用の交流発電機も2台設置されていた。 [ ^6]

水力発電計画の年間出力は160GWhに達し、負荷率は80%を超えました。

1994年、当時の所有者であるアルキャン・スメルティング・アンド・パワーUK社は、世紀の終わり頃に製錬所を閉鎖すると発表しました。最終的には2000年6月に閉鎖されました。発電所の建物は2004年8月3日に グレードAの指定建造物となりました。

ギルケスは、施設が稼働している間に、1996年から2001年の間に段階的に3基の10MW水平軸フランシス水車を設置した。最初の水車（K1）は1996年に設置され、グリッド周波数を維持するためにシンプルなPLCで制御された。他の水車（K2とK3）は1999年と2000年に設置された。システム全体はギルケスのデジタル調速機で制御され、グリッドが故障しても「アイランド」モードで運転できる。3基のタービンへの流量は、新しいY字型ピースと下流の横方向補償器を備えた6本のペンストックのうち2本から供給される。各タービンのピーク流量は4.15m³/sである。^{[7] [8]}

2002年4月、キンロックレーベンの「宣言純容量」（DNC）は、以前の30MWから19.5MWに引き下げられ、^{[9] 20MW未満のDNCを持つ水力発電計画にのみ適用される}再生可能エネルギー義務（RO）支援メカニズムの下での認定が可能になりました。DNCは、施設で使用される電力を除いた、発電所の最大連続電力出力です。^[9]

RO（スコットランド）の規則は2018年に変更され、水力発電所の容量を27.5MWに戻すことが可能になったが、ROの支援を受けるのは19.5MWのみで、8MWの増加分には補助金は支給されない。^[10]アップグレードは2020年4月までに完了し、4月21日の前の週には、計画により平均23.27MW（合計約3.9GWh）の発電が行われた。^[11]

キンロックレーベン計画の評価が下がったため、エイルデ・モール湖の水を直接利用する計画が立てられた。 2011年7月、スコットランド政府により5MWの計画が承認された。^[12]

2017年には、より小規模な2MWの計画が始動した。これには、元のダムと取水口の改修、約3kmの新しい配管、そして3ジェットの水平ペルトン水車を備えたレヴェン川北岸の発電所が含まれていた。^[13]この計画の建設費用は約1,360万ポンドで、年間5,000ポンド/MWの地域貢献となる。^[14]

2019年3月にグリーンハイランド・リニューアブルズに計画許可が与えられ、1年後に修正され、ブラックウォーターダムの麓に800kWの発電所を建設することになった。これはダムの水圧を利用して追加の電力を生成するものである。この発電所の建設は2021年1月から11月にかけて行われた。^{[15] [16] [17]}

水は、直径 42 インチ (1.1 m) の鋳鉄管 3 本のうちの 1 本からダムの基部を通り、新しいタービンを通って元の静水池に戻されます。その後、水はコンクリート導管を通ってキンロックレーベンに流れます。

1909年に製錬所が完成した当時、イギリスの他の製錬所の年間生産量は約2,500トンで、キンロックレーベン製錬所の設計生産量の3分の1以下だった。製錬所の生産量は年間約8,000トンで、現代の工場の生産量約25万トンを大幅に下回っており、操業コストが低かった。^[18]

製錬所の従業員数はピーク時には700人を超えていたが、1999年1月には従業員数は96人にまで減少した。^[18]

1906年から1960年まで操業していた、長さ約1マイルの狭軌鉄道が、ローク・リーヴン南岸の桟橋と製錬所を結んでいた。全線複線で軌間は3フィート（0.91メートル）で、架空電力は500～550Vの直流で、スコットランド初の電気鉄道となった。4輪の電気機関車は、ランカシャー州プレストンのディック・カー社（水力発電計画の発電機も製造）によって製造され、貨物専用となった。^{[19] [20] [21]}

• ペイン、ピーター・レスター（1988年）。『水力発電：スコットランド北部水力発電委員会が実施した主要水力発電計画の発展に関する研究』アバディーン、スコットランド：アバディーン大学出版局。pp. 5-9。ISBN 978-0-08-036584-8。
• パクストン、ローランド; シップウェイ、J. (2007)。スコットランド - ハイランドと島々。土木工学の遺産。スコットランドの古代および歴史的建造物と建造物に関する王立委員会。ロンドン: トーマス・テルフォード。pp. 172–174。ISBN 978-0-7277-3488-4. OCLC  155675101.
• Witherall, Raoul (2000年1月～2月)。「アルキャン、最古の操業中の製錬所を閉鎖」。Aluminium Today、12 。12 ( 1)。ProQuest 1372745991。  2024年5月18日閲覧– ProQuest経由。