流れ込み式水力発電

流れ込み式水力発電（ROR）または流れ込み式水力発電は、貯水がほとんどまたは全くないタイプの水力発電所です。流れ込み式発電所には貯水が全くないか、貯水量が限られている場合があり、その場合、貯水池は調整池と呼ばれます。調整池のない発電所は季節的な川の流れの影響を受けるため、発電所は断続的なエネルギー源として稼働します。従来の水力発電では、洪水制御、電力供給、農業用の真水の供給のために水を調整する貯水池を使用します。

流れ込み式（ROR）水力発電は、最低限の水量を維持できる小川や川、または上流の湖や貯水池によって水量が調整される小川や川に最適であると考えられています。^{[1] [2]}

通常、小さなダムが建設されて水頭池が形成され、低い標高にあるタービンにつながる水圧管に十分な水が流入するようになります。 ^[3]貯水池のあるプロジェクトは、貯水池のないプロジェクトとは対照的に、毎日の負荷需要のために水を貯めることができます。^[1]一般的に、プロジェクトでは、川の流れの一部またはほとんど（平均年間流量の最大95％）^[4]を、発電タービンにつながるパイプやトンネルを通じて迂回させ、その後、下流の川に水を戻します。^[3]

流れ込み式プロジェクトは、従来の水力発電プロジェクトとは設計や外観が大きく異なります。従来の水力発電ダムは貯水池に膨大な量の水を蓄え、時には広大な土地を浸水させます。対照的に、流れ込み式プロジェクトには貯水池に伴う欠点がないため、環境への影響が少なくなります。^[5]

発電プロジェクトにおける「流れ込み式」という用語の使用法は、世界各地で異なります。貯水なしで発電する場合、流れ込み式とみなす人もいますが、貯水量が限られている場合も流れ込み式とみなす人もいます。開発者は、環境や社会への影響に関する一般の認識を和らげるために、プロジェクトを流れ込み式と誤って分類する場合があります。欧州電力送電システム運用者ネットワークは、最大 24 時間(貯水容量 / 発電容量 ≤ 24 時間) の発電を可能にするのに十分な水を貯めることができる流れ込み式および貯水池式水力発電所と、ポンプなしで 24 時間よりもはるかに長い発電時間を保持する貯水池式水力発電所を区別しています。^[6]インド規格局は、流れ込み式水力発電を次のように説明しています。^[7]

発電所は、川の流れを利用して発電を行い、日中または週ごとの需要変動に対応するために十分な貯水量を確保しています。このような発電所では、川の通常の流れは実質的に変更されません。^[7]

大規模な流れ込み式プロジェクトの多くは、従来の水力発電ダムに匹敵する規模と発電能力を持つように設計されている。^[8]たとえば、ケベック州のボーアルノワ水力発電所は、1,853 MWの定格出力がある。^[9]一部の流れ込み式プロジェクトは、他のダムや貯水池の下流にある。貯水池はプロジェクトによって建設されたものではなく、プロジェクトによって供給される水を利用している。一例として、1995年の1,436 MWのラグランド1発電所が挙げられる。以前の上流のダムと貯水池は、1980年代のジェームズ湾プロジェクトの一部であった。

流れ込み式発電所には、小型である程度移動可能な形態もあります。その一例が、いわゆる電気ブイと呼ばれる小型浮体式水力発電所です。ほとんどのブイと同様に、この発電所も地面（この場合は川）に固定されています。流水のエネルギーが発電機を動かし、電気を生み出します。商業生産者によるプロトタイプは、ドイツのミッテルライン川とオーストリアのドナウ川で発電しています。^[10]

流れ込み式ダムの利点と欠点は種類によって異なりますが、特に明記しない限り、以下のセクションでは一般にダム・トーについて言及しています。これらは、影響が最も少ないものから最も大きいもの、および (平均して) 必要なプロジェクト サイズの順にリストされています。

ダムトーには流量調節機能がなく、川の自然な流れを利用してタービンを回します。発電は川の流れに大きく依存しています。^[11]

分水堰は流量調節がほとんどなく、通常は短期的なピーク時の電力需要のみをカバーするために使用されます。分水堰はまた、自然の川の流れに大きく依存しています。^[11]

通常のダムと同様に、水は静かな期間に貯留され、ピーク時に使用されます。これにより、貯水ダムは場所に応じて毎日または毎週の流量を調節することができます。^[11]

流水式水力発電プロジェクトは、敷地面積と立地条件に注意して開発されれば、周辺環境や近隣コミュニティへの影響を最小限に抑えながら持続可能なエネルギーを生み出すことができます。^{[3]流水式は、消費者や産業が必要とする電力を生成するために石炭や}天然ガスを燃やす必要がなくなるため、水の自然な潜在エネルギーを活用します。利点は次のとおりです。

すべての水力発電と同様に、流れ込み式水力発電は、消費者や産業が必要とする電力を生成するために石炭や天然ガスを燃やす必要がなくなり、水の自然な位置エネルギーを活用します。さらに、流れ込み式水力発電所には貯水池がないため、従来の水力発電ダムの貯水池で有機物が分解されることで発生するメタンと二酸化炭素の排出がありません。^[12]これは、メタン生成が問題となる熱帯諸国では特に有利です。

貯水池がなければ、川の上流部は洪水に見舞われません。その結果、人々は川沿いや川の近くに住み続け、既存の居住地は洪水に見舞われません。既存の洪水パターンは変わらず継続し、施設や下流地域に洪水の危険をもたらします。

流れ込み式ダムは影響が少ないため、地元の河川生態系にほとんど変化を与えることなく、既存の灌漑ダムに導入することができます。^[13]

流れ込み式発電は「不安定な」電源と考えられています。流れ込み式発電プロジェクトにはエネルギー貯蔵能力がほとんどないかまったくないため^{[14] 、消費者の需要に合わせて発電量を調整することができません。そのため、季節的に川の水量が多いとき（春の}増水）にはより多くの電力を発電しますが^[15]、場所によっては、乾燥した夏季や凍結する冬季には発電量が大幅に少なくなります。

場所や種類にもよりますが、発電所の水頭はダムよりも低くなる可能性が高く、したがって発電量も少なくなります。^{[13] [16]}

サイトの潜在的電力は、水頭と水流によって決まります。川をせき止めることで、ダムの正面で水頭を利用して発電することができます。ダムは数百キロメートルに及ぶ貯水池を作ることもありますが、流れ込み式の場合、水頭は通常、発電所の上流に建設された運河、パイプ、またはトンネルによって供給されます。上流の建設コストを考えると、滝や急流などの急勾配が望ましいです。^[17]

小規模で立地条件の良い流れ込み式プロジェクトは、環境への影響を最小限に抑えて開発できます。^[3]大規模なプロジェクトでは、環境への懸念が高まります。魚のいる川では、梯子が必要になる場合があり、下流の溶存ガスが魚に影響を及ぼす可能性があります。

ブリティッシュコロンビア州は、山岳地帯と大河川の豊富さから、10～50MWの流れ込み式発電技術の世界的な試験場となっている。2010年3月現在、発電専用の新規水利権申請が628件あり、河川転用の可能性のある地点は750カ所以上ある。^[18]

未開発地域では、新たなアクセス道路や送電線によって生息地が断片化され、外来種の導入を招く可能性がある。^[16]

流れ込み式プロジェクトは貯水池がなく、河川の自然な流れに依存しているため、安定した水の流れに大きく依存しています。そのため、これらのプロジェクトは貯水池ベースのプロジェクトに比べて気候変動の影響を受けやすくなっています。エルニーニョ南方振動（ENSO）[1]などの短期的な気候異常は水の流れを著しく乱し、これらのプロジェクトの運営に深刻な影響を及ぼす可能性があります。したがって、流れ込み式プロジェクトの初期設計と場所の選択に気候変動の考慮を組み込むことは、これらのプロジェクトの気候関連の混乱に対する脆弱性を軽減するのに役立ちます。^[13]

• Jirau ダム、ロンドニア、ブラジル3750 MW
• サント・アントニオ・ダム、ロンドニア、ブラジル3580 MW
• チーフジョセフダム、ワシントン州、アメリカ合衆国2620 MW
• ジョンデイダム、オレゴン州/ワシントン州、アメリカ合衆国2160 MW
• ボーアルノワ水力発電所、ケベック州、カナダ、1903MW ^[19]
• ダレスダム、オレゴン州/ワシントン州、アメリカ合衆国 1878 MW
• テレス ピレス ダム、ブラジル 1820 MW
• インガダム、コンゴ民主共和国1775 MW
• サトゥルジ・ジャル・ヴィデュット・ニガム社、サトゥルジ川、シムラ、インド、1500MW ^[20]
• ガジ・バロタ水力発電プロジェクト、ハイバル・パフトゥンクワ州、パキスタン、 1450 MW
• 葛州坡ダム、宜昌市、湖北省、中国 2715 MW ^[21]

• 発電による環境への影響
• 貯水池の環境への影響
• 水力発電
• 小規模水力発電
• マイクロ水力発電
• ピコ水力
• 重力水渦発電所
• 潮力発電
• 海流発電

• Freedman, B.、2007、「環境科学：カナダの視点」、第4版、Pearson Education Canada、トロント、pp 226、394。