不斷進化的小型水力發電裝置
2013/05/08
設置小水力發電的趨勢在日本全國擴大，很多建設諮詢公司也參與其中。
一些中小企業也充分利用當地技術人員構成的網路，開始致力於獨自開發小水力發電機，以及開展海外業務。
下面的照片為山梨縣中央市秀建諮詢公司開發的「開放型傾斜下衝式水車」。
該公司原本主要從事道路設計業務，
2012年在山梨縣北杜市自行設置其開發的水車進行了試驗。
照片所示為正常運轉時的情形，在這種設置條件下最大輸出功率為6千瓦左右。
按照落差低、水量大的設置條件開發而成的水車。秀建諮詢公司稱，開發這種水車是因為日本國內幾乎沒有同類產品。中込社長說：「除了發電機以外，其他部分都是採用低級技術製成。」水車的槳葉為木製，即使破損也便於更換。最大輸出功率為6千瓦左右，還設想以數米為間隔連續設置多臺。
（攝影：《日經土木工程》）
該水車的直徑為1.7米，從底部到後方用鐵製護罩覆蓋。
通常情況下，護罩的底部位於水中。護罩後部的鐵板則垂直立在水中，起到「堤堰」的作用。溢出的水衝擊水車底部，使水車轉動。而且，水車上還配備了秀建諮詢自主開發的清漂裝置。覆蓋水車上游一側的鐵製格柵板可攔住從上游漂流下來的垃圾等。格柵板帶有可動式耙子，可從上向下刮落垃圾。
該水車最大的特點是，利用定時器控制耙子將格柵板上積存的垃圾刮落，同時還利用油壓起重機將整個水車朝下游方向抬起使之呈傾斜狀。這樣，就使刮落的垃圾從水車下方被水流沖走。
水車上游安裝有浮子式感測器，可在因暴雨等水量大增超出一定高度時，自動將水車抬起。該構造可防止流量超過容許範圍而導致水車損壞。
照片為水車向下游側抬起時的狀態，可看到利用水車底部的鐵製護罩發揮「堤堰」作用的部分。目前採用油壓起重機，也可利用手動起重器抬起。
（攝影：《日經土木工程》）（點擊放大）
清漂專用的鐵製格柵板。穿孔金屬板部材為耙子，利用定時器控制刮落格柵板上的垃圾。同時，通過將水車抬起，使垃圾排放到下游。
（攝影：《日經土木工程》）（點擊放大）
秀建諮詢社長中込秀樹說：「水在下方進行衝擊的『下衝式水車』雖然適用於落差低的河流，但卻容易堆積垃圾等。如果將垃圾從水中撈出，就必須對其進行處理，因此我們設計了無需將垃圾從水中撈出的構造。
發電機以外的其他部件均由當地廠商製造。如果實現量產，單價估計在1000萬～1500萬日元左右。」該公司計劃年內在山梨縣都留市試驗設置直徑約為3米的同類型水車。
水車吸引眾多人士前來參觀考察
下面3張照片為都留市正在運轉的小水力發電設施，均由秀建諮詢設計。
利用流經市內的人工河家中川的水力進行運轉。
發電量全部用於市政廳。3 台水車均為德國製造。
都留市在2006年～2012年間陸續建設完成。
「元氣君1號」為直徑6米的下衝式水車，最大輸出功率為20千瓦。
「2號」為上衝式水車，直徑為3米，最大輸出功率為19千瓦。
形狀獨特的「3號」為螺旋型。螺旋部的直徑為1.6米，長度約為3米，最大輸出功率為7.3千瓦。
都留市的「元氣君1號」。與下面的2號和3號均為德國製造。
設置在市政廳的用地內，外觀給人以強烈的印象。也深受臨近小學的學生喜愛。
（攝影：都留市）（點擊放大）
3台水車中，「元氣君2號」設置場所的最大有效落差為最大。
據稱到1950年代，民間電力企業一直在此處進行水力發電。
（攝影：都留市）
「元氣3號」外觀十分奇特突出。螺旋部分的長度根據有效落差決定。
搬運3號水車需經由的一般道路比較狹窄，因此水車採用了剛好通過的尺寸。
（攝影：都留市）
包括設置工程在內的總項目費，1號約為4300萬日元，2號約為6200萬日元，3號約為3500萬日元。
都留市產業建設部產業觀光課負責人河野淳說：
「當初市民團體為了充分利用當地水資源進行地區建設，而提出了建議，因此設置這些設施。
我們設置水車的目的並不單單是發電，而是將之作為全市提高環境意識的象徵。」
都留市設置水車還採用了民間參與的多種體制，例如部分費用通過公開發行債券籌集，配合發電設施投入運轉發行綠色電力證書等。
以小水力發電為核心的地區建設活動備受關注，吸引了來自日本各地的參觀考察者。
特別是東日本大地震以後，前來參觀考察的人大幅增加，2012年度僅由市政府接待的視察者就約有2300人。當地一直難以解決的亂扔生活垃圾問題，也有了明顯改善。
中込社長介紹道，關於水車的設計和建設，「市裏強烈要求『要一目了然』」。
實際上，中込社長在接到設計業務訂單之前，就與當地的測量專家、建築專家和技術專家等組成了非營利組織法人，通過開展活動等，共同累積了小水力發電的相關資訊和經驗，比如選定發電機、調查設置場所的水流情況等。
在進行市裏發包的業務及公司自主開發項目方面，也充分利用了這些網路關係。
以清漂裝置為首，目前已獲得十多項專利。目前秀建諮詢還在針對發展中國家的無電地區，利用其自主開發的小水力發電機，進行著貨櫃型發電設施的開發。
「只要設置在河流中即可使用。全部採用低水準技術，因此維護管理也方便」。
中込社長的夢想仍在擴大。（《日經土木工程》記者：下田健太郎）
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■關鍵詞
■日文原文
【すごい建設マシン】立ち上がる水車
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