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ピコ水力発電は、5kW未満の水力発電を指す。これらの発電機は、例えば50軒ほどの家庭で蛍光灯1～2個とテレビやラジオに電力を供給する程度の、少量の電力しか必要としない小規模な遠隔地のコミュニティで有用であることが証明されている。 [2] 200～300Wの小型タービンでも、落差がわずか1メートル（3.3フィート）の家庭1軒に電力を供給できる。ピコ水力発電の設備は典型的には流れ込み式であり、つまり貯水池は作られず、小さな堰堤のみが一般的で、パイプが水流の一部を迂回させて勾配に沿って落とし、タービンを通ってから川に戻される。
他の水力発電や再生可能エネルギー発電と同様に、汚染や化石燃料の消費は削減されますが、発電機の製造や配電方法には 通常、依然として環境コストがかかります。
小規模DIY水力発電所
DIYコミュニティの成長と環境に優しい「グリーンエネルギー」への関心の高まりにより、一部の愛好家は古い水車やキット、またはゼロから独自の水力発電所を建設しようと努めてきました。[3] DIYコミュニティは、放棄された水車を利用して水車と発電部品を設置しました。[4]このアプローチは、テレビシリーズ「It's Not Easy Being Green」でも普及しました。[4]これらは通常、約5kW以下の小型タービンです。[5] [6]インターネットを通じて、コミュニティは現在、DIY水力タービンの建設計画を入手することができ、[7] [8] [9]家庭用にそれらを構築する傾向が高まっています。 DIY水力発電所は現在、先進国と発展途上国の両方で、住宅や中小企業に電力を供給するために使用されています。地元住民は水力発電所の維持管理について訓練を受けた。ケニアのピコ水力発電所は持続可能なエネルギーに関するアシュデン賞を受賞した。[10]
貯水槽と小型発電機の揚水システムを使用することで、ピコ水力発電は「閉ループ」家庭用システムにも効果的である可能性がある。[11] [12]
メーカー
ベトナムでは、いくつかの中国メーカーが300～500Wのピコ発電所を20～70ドルという低価格で販売している。しかし、販売されている機器は品質が低く、不適切に接続した場合は接続機器を損傷する可能性があると言われている。[13]
適切なインフラ開発グループ(AIDG)のサム・レッドフィールドは、一般的なPVCパイプと改造されたトヨタのオルタネーターから作られた、5 ガロンのバケツに収められたピコ水力発電機を開発した。この発電機は、発展途上国の電力網にアクセスできないコミュニティに電力を供給するために開発された。携帯電話の充電、照明の提供、バッテリーの充電のためのエネルギー源として想定されたこの発電機は、基本的なスキルを持つ職人によって作れるように設計されており、150 ドル未満で作ることができる。発電機に使用されているトヨタのオルタネーターは、低回転数で電力を生成できるように永久磁石オルタネーターに改造されている。5 ガロンのバケツ水力発電機は、マサチューセッツ工科大学で開催された 2008 年の国際開発デザインサミット(IDDS)の作業グループのテーマであった。2013 年の夏、ペルーのアブラマラガで、このバケツ発電機を使用したエネルギープロジェクトが完了した。[14]
発電機のアイデアやさらなる改良のためのフォーラムとしてウェブサイトが立ち上げられており、製作マニュアルも含まれています。[15]一般的な遠心水ポンプは、逆に操作してタービンとして機能させることができます。これらの機械は、タービンとして動作させたときに最適な水力特性を持つことはほとんどありませんが、入手しやすくコストが低いため魅力的です。[16]
伝送距離
発電機から30メートル（98フィート）以上離れた場所で電力を使用する場合、伝送距離が重要な考慮事項になることがあります。[17]多くの小規模システムでは、 12 VDCを生成し、バッテリーを充電する可能性のある自動車用オルタネーターを使用しています。たとえば、 1kWの電力を生成する 12Vシステムでは、 80Aの電流が流れ、ワイヤサイズは4ゲージです。[18]この電圧とアンペア数で、長さ300メートル（980フィート）のワイヤ2本の購入コストは、2015年に通常2,400米ドルでした。[19]このような大きなワイヤコストを回避するには、より高い電圧とより低い電流が必要です。[20]代わりに240VACのオルタネーターを使用すると、300メートル（980フィート）の18ゲージワイヤでわずか4Aの電流が流れ、コストは180米ドルです。[21] 1800年代後半に直流電圧が電流戦争に敗れた後、北米では電線のコストが原因で120/240VACが使用されるようになりました。電線コストを削減する別の方法は、12VDCオルタネーターを短い高電流接続で接続し、長い細い電線ではるかに低い電流で120VACまたは240VACを出力するインバーターに接続することです。
参照
- 小型水力発電1～20MW
- マイクロ水力5～100kW
- 水力発電
- 再生可能エネルギー
- 持続可能なエネルギー
- 系統連系電気システム
参考文献
- ^ Thomas, Brian; Jordan, Bill; McGhee, Ryan (2013年1月24日). 「ピコ水力発電フランチャイズ：ホンジュラスの農村部におけるテストベッド」（PDF）。全米大学発明家・イノベーター連盟。 2018年8月24日閲覧。
- ^ 「マイクロ水力プロジェクト」。保全と開発のための技術プロジェクト。2009年7月31日時点のオリジナルよりアーカイブ。2010年9月6日閲覧。
- ^ 「古い水車がグリーン電力を生み出す」。2006年5月1日時点のオリジナルよりアーカイブ。2015年8月5日閲覧。
- ^ ab 「環境に優しいのは簡単じゃない？」。2006年6月17日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ 「水車出力は河川や小川によって異なる」(PDF) 。 2013年5月7日時点のオリジナル(PDF)よりアーカイブ。2013年10月16日閲覧。
- ^ 「Navitronの水力発電所情報ページ」。Navitron.org.uk 。 2013年10月16日閲覧。
- ^ 「水力発電所 DIY プラン」 Green-trust.org . 2013 年10 月 16 日閲覧。
- ^ Cunningham, Paul; Woofenden, Ian. 「DIY ハイドロプラント設置の簡略化された概要」 Homepower.com。2012年4月19日時点のオリジナルよりアーカイブ。2013年10月16日閲覧。
- ^ 「Appropriate Technology Sourcebook」。2008年9月14日時点のオリジナルよりアーカイブ。2015年8月5日閲覧。
- ^ 「ケニアのピコ水力発電にアシュデン賞」アシュデン賞。2009年12月27日時点のオリジナルよりアーカイブ。2010年9月6日閲覧。
- ^ 「揚水発電システムによるエネルギー貯蔵は、非常に小規模でも可能か？」。サイエンス・デイリー。2016年10月24日。2017年5月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2018年9月6日閲覧。
- ^ ルート、ベン（2011年12月-2012年1月）。「マイクロ水力発電の神話と誤解」。ホームパワー。第146巻。 2018年9月6日閲覧。
- ^ Shahidur R. Khandker、Douglas F. Barnes、Hussain Samad、Nguyen Huu Minh (2008 年 9 月)。「農村電化の福祉への影響: ベトナムの証拠」(PDF)。世界銀行。2010 年9 月 6 日閲覧。
- ^ 「5ガロンバケツ水力発電機」。
- ^ サム・レッドフィールド。「5ガロンバケツ水力発電機の組み立てマニュアル」（PDF）。Appropriate Infrastructure Development Group。Engineering for Change。 2012年12月17日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2012年6月20日閲覧。
- ^ Arthur Williams. 「タービンとしての遠心ポンプの性能とポンプ形状の影響」（PDF）。Esha.be 。 2015年8月12日閲覧。
- ^ 「水力発電の電気面」homepower.com . 2015年8月8日閲覧。
- ^ Timothy Thiele. 「適切な電気配線サイズの決定」About.com ホーム. 2015 年8 月 8 日閲覧。
- ^ Donnie (2015年5月29日). 「Southwire 4 Stranded THHN Black (By-the-Foot)-20499099 - The Home Depot」. The Home Depot . 2015年8月8日閲覧。
- ^ 「水力発電の電気面：3ページ中2ページ目」homepower.com。2015年9月24日時点のオリジナルよりアーカイブ。2015年8月8日閲覧。
- ^ CraiginPA (2015年2月19日). 「Cerrowire 50フィート 18ゲージ 2導体サーモスタットワイヤー-210-1002B - The Home Depot」The Home Depot . 2015年8月8日閲覧。
外部リンク
- 「ピコ ハイドロとは何か?」ピコ ハイドロ出版物ノッティンガム大学、英国2010 年9 月 6 日閲覧。
- Mattijs Smits. 「ラオス人民民主共和国におけるピコ水力発電の技術」。ラオス再生可能エネルギー研究所 (LIRE)。 2018年3月24日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。2010年9月6日閲覧。