シャノン水力発電計画

シャノン水力発電計画
アイルランドのシャノン水力発電計画の場所
国	アイルランド
位置	クレア州
目的	力
状態	運用
建設が始まった	1925年（99年前） （1925年）
オープン日	1929年（95年前） （1929年）
所有者	ESBグループ
ダムと放水路
押収物	シャノン川
高さ（基礎）	30メートル（98フィート）
幅（山頂）	100メートル
貯水池
集水域	10,400平方キロメートル（4,000平方マイル）
アードナクラシャ発電所
座標	北緯52°42′20″ 西経8°36′46″ / 北緯52.70556° 西経8.61278° / 52.70556; -8.61278
タイプ	従来の
油圧ヘッド	28.5～33メートル（94～108フィート）
タービン	4
設備容量	86MW​
年間発電量	332ギガワット時
ウェブサイト ESB

シャノン水力発電計画は、 1920年代にアイルランド自由国がシャノン川の力を利用するために行った大規模な開発でした。その成果であるアードナクラシャ発電所は、クレア州アードナクラシャの近くにある水力発電所で、リムリックとの国境から約2.4キロメートル (1.5マイル) のところにあります。これはアイルランド最大の河川水力発電計画であり、シャノン川につながる専用に建設された導水路で稼働しています。この発電所には魚道が設けられており、サケなどの川に戻ってくる魚が安全に発電所を通過できるようにしています。

1922年にアイルランド独立後7年以内に完成したこの発電所は、アイルランド国家の年間予算の5分の1に相当する費用をかけて、国全体の電力需要の急増を可能にし、財政難の時期に新政府が開発する能力を実証した。発電所はドイツの会社シーメンス・シュッケルトによって建設されたが、設計の大部分はアイルランドの技術者によって行われ、アイルランドは労働力のほとんどを提供した。この計画には、川全体の流れの変更、複数のダムと橋、および全国的な電力網の建設が含まれていた。

アードナクルシャの発電所は、平均落差 28.5 メートルで稼働する 3 基の垂直軸フランシス水車発電機 (1929 年稼働) と 1 基の垂直軸カプラン水車発電機 (1934 年稼働) で構成されています。当初は 6 基のタービン用に設計され、4 基のタービンが設置されました。アードナクルシャの 85 MW の発電所は、初期の頃は国全体の電力需要を満たすのに十分でした。最大出力は、年間約 332,000 MWh の発電量に相当します。アードナクルシャは 10.5 キロボルト (kV) で発電しますが、これは地域配電用に 38 kV に、長距離送電用に 110 kV に変換されます。

シャノン川の力をダーグ湖とリムリックの間で利用する最初の計画は、 1844年にロバート・ケイン卿によって発表された。^[1]ニコラ・テスラの1896年のナイアガラの滝でのプロジェクトに触発された「フレーザーの計画」は、ドゥーナスで終わる導水路を提案し、1901年の「シャノン水力発電法」によって認可された。これは、夏に発電するためのバックアップ蒸気タービンを備えた季節限定の計画を想定していたが、全体的なコストが高すぎると考えられ、法律は棚上げされた。1902年、SFディックはドゥーナスでより急峻な落差を提案した。英国貿易委員会は1918年に委員会を任命し、セオドア・スティーブンスの提案を承認し、1922年に報告書を発表した。^[2]

1923年末、技術者のトーマス・マクローリンは、新しく誕生したアイルランド自由国の商工大臣パトリック・マクギリガンに、はるかに野心的なプロジェクトの提案を持ちかけた。マクローリンは1922年後半にドイツの大手エンジニアリング会社シーメンス・シュッケルトで働き始めており、彼の計画はアレン湖と海の高低差を最大限に活用するというものだった。彼は、公共事業委員会の技術者ジョン・シャロナー・スミスが発表したキラローの堰での25年間の流れの分析を参考にした。マクギリガンは乗り気だったが、 執行評議会の議長W・T・コスグレイブはより慎重だった。この計画はシーメンスによって1924年9月に発表され^[3]、政府はその実現可能性を調査するためにノルウェーとスイスの専門家チームを任命した。^[4] 520万ポンドの費用は1925年の新政府の全予算2500万ポンドの大きな部分を占め、ダブリン^{[誰? ]}の利害関係者はより地域的な解決策を好んだため、かなりの政治的論争を引き起こしました。しかし専門家は、全国に配電網を必要とする中央集権的な解決策を支持しましたが、発電機の2段階の導入を推奨しました。政府はこれを受け入れ、1925年4月までに下院で1925年シャノン電気法を導入しました。 [ ^{5] [6]}

1925年、シーメンスはマクラフリン博士を取締役、ユニバーシティ・カレッジ・ゴールウェイを休職したフランク・シャーマン・リシュワース教授を主任土木技師として工事を開始した。契約には、3年半の完成期限と、この期限を守れなかった場合の罰則条項が盛り込まれた。^[7]発電所の熟練労働者と技術者のうち約150人はドイツ人だった。労働者のためにキャンプが設けられ、そこには750人用の住居と600席の食堂があった。当初は700人の雇用が提供され、建設段階ではピーク時に5,200人が雇用され、完成間近には2,500人に減った。^[7]

シーメンスはブレーメンとハンブルクから膨大な数の機械を輸入し、作業員と物資を敷地内に輸送するための96kmの狭軌鉄道を建設しなければならなかった。これには76台の蒸気機関車も含まれていた。政府はひどい状態だった地元の道路を整備した。導水路には10kmの距離に渡って高さ25mの盛土をする必要があったが、多くの予期せぬ地質学的問題に遭遇した。760万立方メートル（9.9 × 10 ⁶  cu yd）の土砂と120万立方メートル（1.6 × 10 ⁶  cu yd）の岩石を移動する必要があった。4つの主要な橋が建設され、9つの川と多数の小川の迂回が行われた。^[8]ダムの基部には3基の大型パーソンズ水車が設置され、当時の公共供給全体を上回る35MWの発電が可能だった。さらに、ダブリン、コーク、その他の中心地へ110kV電力線の供給ネットワークが設置されました。 ^^

建設プロジェクトは論争を伴わなかったわけではない。非熟練労働者には農業賃金しか支払われなかったため、ストライキが発生し、賃金、労働条件、予算超過をめぐる国および政府の議論が巻き起こった。^{[9] [10]}それにもかかわらず、シーメンスは最終的に15万ポンドの予算超過となった。^[7]

この場所はアイルランド全土から観光列車で運ばれてきた膨大な数の観光客を魅了しました。1929年までに25万人の観客が作品を見学したと推定されています。

1927 年、電力供給委員会(ESB) が設立され、計画と電力供給および発電全般の管理を開始しました。マクラフリンが常務取締役に就任しました。

シャノン計画は1929年7月22日にパルティーン堰で正式に開所した。当時最大の工学プロジェクトの一つであり、世界中の大規模電化プロジェクトのモデルとなった。ESBによって運営され、アイルランドの社会的、経済的、産業的発展に即座に影響を与えた。1935年までに、アイルランドの電力の80％を生産していた。^[11] 21世紀でもこの電力を供給し続けているが、2017年時点での貢献はわずか2％である。^[12]当時、世界最大の水力発電所であったが、1930年に建設が開始されたフーバーダムにすぐに取って代わられた。 ^{[13] [14]}

ロンドン・フィナンシャル・タイムズ紙は、この結果に非常に感銘を受け、次のようにコメントした。

彼らは、実際には巨大な劣等感を打ち破るという容易ではない課題を自らの肩に負わせており、シャノン・スキームはそのための方法の1つであり、おそらく最も重要なものである。^[15]

3年以内にアイルランドの電力需要が大幅に拡大したため、第2段階が開始されました。計画されていた3本の追加の水圧管の代わりに、実際に使用されたのは1本のみでしたが、比較的小さな落差で高い効率を生み出す7枚のブレードを備えた新しい30MWのカプラン水車が使用され、1933年までに発電所の容量が75MWに増加しました。 ^[16] 1937年には、ウィックロー州のリフィー川にポウラフォカ貯水池水力発電所が建設され、さらに35MWが追加されました。

2002年、工場の75周年にあたり、電気電子技術者協会はアメリカ土木学会と共同でこの施設の歴史的地位を認め、20世紀の工学上のマイルストーンとしてこの施設を位置づけた。^[17]

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  運河建設
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  導水路
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  使用された送電塔の種類。そのほとんどはドイツで製造され、アイルランドに輸送された。
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  1回線用の一般的な38kV送電塔
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  2回線用の典型的な38kV送電塔
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  1929 年に建てられた変電所。正面にはオリジナルのガントリー タワーがある

この計画の開始は、オブライエン橋の北にあるパーティーン ヴィラからリムリック市の北約 1 マイルまでの、導水路が迂回するシャノン川の一部に重大な環境影響を及ぼし、現在も及ぼし続けている。この川の長さ、特にキャッスルコネルとドゥーナスの滝を流れる川は、 19 世紀から 20 世紀初頭にかけて、特にサケ釣りで世界的に有名だった。発電所への水の転用は、主に 2 つの理由から、これに壊滅的な影響を及ぼした。当初、アードナクルシャにはサケが川の上流に遡上するための魚道がなかったが、これは後に修正された。第 2 に、自然水路を下る水の流れが減少すると、より多くの魚が導水路か、代わりにマルケア川に回遊するようになった。この問題は今日まで続いており、サケ釣りは 1920 年代までの時期とは比較にならないほどになっており、資源量は約 90% 減少している。絶滅が危惧されているウナギなど、他の在来魚種の保全状況も水位低下によって悪化している。^{[18] [19]}

開通後は、シャノン川の水の大部分が導水路を経由して発電所に流された。ESB は、自然水路に毎秒 10 立方メートル (10 m ³ /s) の流量を流すよう法律で義務付けられている。これは、堰が建設される前の乾燥した夏の期間の自然流量とほぼ同じである。余剰水はすべて発電用に流すことができる。アードナクルシャの最大容量は約 400 m ³ /s で、自然水路に流すために必要な量の 40 倍である (ただし、発電所は常にこの容量で稼働しているわけではない)。計画開始後の最初の数年間は、当時の電力需要に必要な分だけ水が発電所に流されたため、川への影響は当初それほど深刻ではなかった。しかし、需要が増加するにつれて、より多くの水が転用され、最終的には、利用可能なすべての水が常に発電に転用され、自然水路は（極端な状況を除いて）許可された最小水流量まで永久に減少するという状況に至りました。例外的に雨の多い時期には、ロー・ダーグからの水の流量は 400 m ³ /s を超え、その場合、余剰分をキャッスルコネルを通る自然水路に放出する必要があります。これらの短い期間、ドゥーナス滝は一時的に以前の栄光を取り戻します。これが起こる頻度は季節の天候パターンによって異なります。最小流量を超える増加がまったくない年もあります。これにより、川床が大幅に干上がりました。常に夏の水位に保たれているパルティーン・ヴィラの南の川で最も明らかな結果は、多くの古いサケの池が沈泥で埋まり、以前の川床の多くの場所で木や茂みが成長し、川の外観と生態系の両方が大幅に変化したことです。^[要出典]

建設当時、アードナクルシャは国全体に電力を供給する能力を持っていました。現在、アードナクルシャはESB全体の発電量の約2〜3％を占めています。^[20]立方メートルあたりの総発電量が少ないことを考えると、アードナクルシャがESBの電力のごく一部しか生産していない今、自然水路への水流を増やすことは大きな意味があります。たとえば、川の流れを50 m ^{3 /sに増やすと、アードナクルシャの容量は1/10（40 m 3} /sの減少）または8メガワット減少します。これはESBの全国容量の0.3％未満ですが、自然水路への水流は5倍に増加します。これは、オブライエン橋の南の川の状況に大きな好影響を与えるでしょう。^[要出典]

キラロー運河の南端からワールドズエンド、キャッスルコネルまでの航行可能な水域は、6つの閘門を持つプラッシー・エリーナ運河を経由してリムリックとつながっていた。この運河は、アードナクラシャへの新しい運河の建設で不要となり、排水され、その後放置された。最近、いくつかの区間が開通し、今ではオブライエンズ橋からエリーナ閘門まで古い曳舟道に沿って歩くことができる。パーティーン堰には、自然の水路とローフ・ダーグを結ぶ閘門がないため、シャノン川のこの部分に水路で船が入ることはもはやできない。^[21]

シャノン川の航行は現在、幅 90 メートル (300 フィート) の導水路によって行われている。すべてのタービンが稼働しているとき、水流の速度は 1.5 メートル/秒 (3.4 マイル/時) で、どちらの方向でも困難となる可能性がある。この水路は、長さ 32.2 メートル (106 フィート)、幅 6.1 メートル (20 フィート) の船が通行できる、アードナクラシャの二重閘門につながる。2 つの閘門を合わせると、落差は最大 34 メートル (112 フィート) になる。^[22]

ウナギの個体数が減少していることが発見されたことを受けて、ウナギ管理プログラムの一環として、シャノン川で罠と輸送計画が実施されている。この計画により、若いウナギがアードナクルシャ川を安全に通過できることが保証される。^{[23] [24]}

アードナクルシャの最大容量はおよそ 400 m ³ /s です。これは夏季に利用できる量よりはるかに大きいため、操業初期の数年間は、シャノン、ダーグ湖、リー湖、アレン湖の主要な湖に水が貯められました。これは、アードナクルシャがその期間に国の電力需要を満たすのに大きく貢献したためです。これらの湖を堰堤によって自然水位よりも高く保つことにより、雨の多い冬の数か月間に蓄積された水を、はるかに乾燥した時期に放出して、発電所への供給を維持することができました。ダーグ湖とリー湖の湖水位を制御するために、キラローとアスローンにはすでに堰堤がありました。アードナクルシャの完成後、アスローンの堰堤は改造されて ESB の管理下に置かれ、さらに水位を調節するためにアレン湖の河口に新しい堰堤が建設されました (ダーグ湖の水位は現在、パーティーン堰堤自体によって制御されているため、キラローの堰堤は撤去されました)。^[21]近年、アードナクルシャの電力生産における重要性は低下しており、シャノン湖に発電用の水が貯蔵されることはなくなりました。

この計画により、キラローとリムリック間の航行が簡素化され、船舶はアードナクラシャの二重閘門を 1 つ通過するだけで済むようになった。キラロー運河の大部分はキラローの南にある新しい湖 (「浸水部分」) の下に沈み、導水路に直接アクセスできるようになった。ESB はシャノン川全体の航行水位をあらかじめ定められた制限内に維持する責任があるが、水不足が発生した場合には発電用に水位を優先する権利がある。

• シャノン川からダブリンまでのパイプライン

ウィキメディア・コモンズには、アードナクラシャ発電所に関連するメディアがあります。

• 電力供給委員会 - 設立の経緯
• クレア図書館 - アードナクラシャ