再生可能エネルギー入門 (An introduction to renewable energy)

高知市民の大学
第96期金曜日コース
2024.10.25 一般社団法人小水力協議会 / 高知工科大学菊池豊 1

地球温暖灼熱化
— 私達にとってはこれまでの人生で一番暑い夏…
— …かもしれないが…
— 若者にとってはこれからの人生で一番凉しい夏…
— …になる可能性が…

前で喋りゆぅ人、誰ちや
— 1963年札幌産まれ
— 1982〜東京工業大学
— 1995年設立準備財団東京分室
— 1995年1月17日阪神淡路大震災
— 1995年3月20日地下鉄サリン事件
— 1997年高知工科大学の誕生と共に高知に移住
— 土佐山田→高知市→香北町と住まいを変える
— 妻、1男、1女
2019.10.08 高知工科大学/一般社団法人小水力協議会菊池豊 3

自宅からの風景

太陽光発電所も作ってみた

今日のお題
— 再生可能エネルギーとはなにか
— 再生可能エネルギーの種類
— 固定価格買取制度
— 地図で見る再生可能エネルギーの発電所
— 太陽光、風力、木質バイオマス、小水力
— 小水力発電所
— 本格的な発電所
— 自分たちで作る発電所
紙の節約のため配布資料にない地図や写真が多数出てきます

再生可能エネルギーとは
— ザックリ言うと環境に優しいエネルギー
— 「優しい」を言い換えると「環境に与える影響が少ない」
— 優しいその壱
— 温室効果ガス（二酸化炭素等）の排出が少ない
— 優しいその弐
— 不要な熱を出さない
— 優しいその参
— 利用した人が生きている間に責任が取れる
— なので原子力や化石燃料を再生可能エネルギーとは言わない

再生可能エネルギーの種類
緑色の字が固定価格買取制度 (FIT/FIP) の対象
— 水力
— 概ね出力1000kW未満を
小水力と呼ぶ
— 太陽光
— 風力
— 地熱
— バイオマス
— 木質、その他
— 温度差（海水等の）
— 潮流・潮力・波力
— 微生物
— 雪氷熱・地中熱
— などなど

再エネの電気は買ってもらえる
資源エネルギー庁ホームページより
— 固定価格買取制度 (FIT/FIP)
— 電気事業者による再生可能エネルギー電気の調達に関する特別措置法

地図で見る再生可能エネルギー
— 太陽光
— 高知ソーラー発電所
— JRE高知香美太陽光発電
所
— 風力
— 葉山風力発電所
— 大月ウィンドファーム
— 大洞山ウィンドファーム
— 木質バイオマス
— グリーンエネルギー研究所
— 小水力
— 山田分水工発電所
— 馬路村小水力発電所
— 小水力（個人）
— 林さんく
— 佐野さんく

2024/09/17 23:02
Google マップ
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画像 ©2024 Airbus、CNES / Airbus、Landsat / Copernicus、Maxar Technologies、地図データ ©2024 500 m
— 高知ソーラー発電所 34.4MW

— JRE高知香美太陽光発電所 (9.772MW) 2024/09/17 23:08
Google マップ
画像 ©2024 Airbus、CNES / Airbus、Landsat / Copernicus、Maxar Technologies、地図データ ©2024 500 m

— 葉山風力発電所 (20MW)
2024/09/17 23:22
風力 - Google マップ
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https://www.google.com/maps/search/風力/@33.4765907,133.2440987,48401m/data=!3m1!1e3?entry=ttu&g_ep=EgoyMDI0MDkxMS4wIKXMDSoASAFQAw%3D%3D
画像 ©2024 TerraMetrics、地図データ ©2024 2 km

— 大月ウィンドファーム (18.37MW)、大洞山ウィンドファーム (33MW)
2024/09/17 23:40
Google マップ
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画像 ©2024 Airbus、CNES / Airbus、Landsat / Copernicus、Maxar Technologies、地図データ ©2024 1 km
2024/09/17 23:38
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画像 ©2024 Airbus、CNES / Airbus、Maxar Technologies、地図データ ©2024 200 m

— 木質バイオマス宿毛事業所 (6.5MW)
2024/09/17 23:51
Google マップ
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画像 ©2024 Airbus、CNES / Airbus、Maxar Technologies、地図データ ©2024 200 m

木質バイオマス発電所
— グリーンエネルギー研究所
— 宿毛市
— 6500kW

日本の電力の歴史
2024.06.29 一般社団法人小水力協議会/高知工科大学菊池豊 17
環境エネルギー政策研究所ホームページより
— 1960年まではほとんど再エネ（水力）だった

小水力発電設備
取水設備
余水路
水量が多いときや、水車発電機
を停止した場合に水を流す水路
水を河川などから取る設備
導水路
ヘッドタンク
取水した水の土砂・落ち葉を除去したり、
水圧管に水を安定して導くためのタンク
水圧管
発電するための水圧に
耐えられる管
河川
もしくは用水路
発電所
水車や電気設備が設置される建物
放水路
発電に使った水を
もとの河川に戻す水路
発電所内
水車発電機
水車発電機配電盤変圧器
系統連系
配電線
ヘッドタンクに圧力無しで
水を導く渠または管
減水区間

ダム
水圧鉄管
放水口
発電所
水力発電所と言うと水を溜める
ダム式を思い浮かべますが

小水力発電はほとんど水路式
取水だけして溜めません
水圧鉄管
発電所
放水口
導水路
取水堰
水槽

山田分水工発電所
Google map より
— 香美市の小水力発電所

山田分水工
Google map より

山田分水工発電所 (90kW)
2019/07/24 0)56
Google マップ
1 / 2 ページ
https://www.google.co.jp/maps/@33.6144006,133.7175462,15z
画像 ©2019 Google、地図データ ©2019 10 m
— 農業用水路を活用した小水力発電所

http://mavel.cz/turbines/kaplan/
See also... http://mavel.cz/wp-content/uploads/2017/06/Yamada-Commissioning_Final_web.pdf
山田分水工発電所内部

馬路村小水力発電所 (145kW)
2019/09/24 1(52
地理院地図｜国土地理院
1 / 1 ページ
http://maps.gsi.go.jp/#17/33.535376/134.055836/&base=std&ls=std&disp=1&vs=c1j0h0k0l0u0t0z0r0s0m0f0
50 m
馬路村小水力発電所
事業者：馬路村
取水河川：細井谷川
放水河川：安田川
最大流量：0.2m3/s
総落差：97m
有効落差：92m
発電出力：145kW
年間発電量（見込）：
約60万kWh
年間売上（見込）：
約2000万円（税別）

馬路村小水力発電所

渓流から取水の小水力発電所

砂防堰堤を利用した小水力発電所

湧水を利用した小水力発電所

事業主体地点運転開始方式落差
[m]
最大流量
[m3/s]
最大出力
[kW]
総工費工費
(kW当)
馬路村馬路村
細井谷
2016年3月普通河川
流込み式
96 0.20 145 2.3億円 159万円
梼原町梼原町 2009年砂防堰堤
堤体発電
6.07 1.20 53 2.0億円 377万円
山田堰井筋
土地改良区
香美市
山田分水
2017年3月農業用水
流込み式
3.64 3.15 90 4.63億円 514万円
住友共同
電力
大川村
小麦畝
2014年6月発電所
放流水
30 未公表 150 未公表
高知県内のFITを用いた小水力発電所

もう少し手軽に小水力発電所は
つくれないのか
— 高知県四万十町林さんの発電所

いかな高知県といえども…

自作の取水設備

自作のヘッドタンクと導水

自作の発電所

水車・発電機・パワコンは
買ってきて組立て

誰でもできるわけじゃない
— 土木・建築・電気の知識・ノウハウが必要
— 一人でやるには広すぎるし深すぎる…
— 取水設備から発電所までの土地を取得する必要あり
— 国有林があったら、保安林があったら、公園だったら…
— 河川管理者の許可
— 普通河川の場合は市町村の許可が必要
— 担当者もどうして良いか分からない…
— 失敗したら全部自分がかぶる！
— 四国経済産業局の認定が必要
— 四国電力との協議が必要
固定価格買取制度で
売電する場合は
さらにこれが加わる…
コンセントが完全に別で
自家供給のみの場合

まとめ
— 衛星写真で見られる再生可能エネルギーの発電所
— 知らない間にいくつも出来てます
— 高知県内の小水力発電所のご紹介
— 小水力と言ってもこりゃでかい…
— ちょいと自分たちで出来ないものか
— 安芸市別役の佐野さんくを例に…

わたしたちのたたかいはつづく
— 未来を創ろう、ゴールは SDGs
— 再生可能エネルギーで温暖化対策を
— 地域主体こそ本来の姿

今日、覚えて帰ろう
電力 [kW] と電力量 [kWh]
t
P(t)
電力
E
電力量 t
V(t)
速度
L
走行距離
— 速度 [km/h] と距離 [km] の関係に似ている

今日、覚えて帰ろう
小水力発電所の出力の計算
— 出力＝落差 × 流量 × 密度 × 重力加速度 × 効率
— 単位： [kW] = [m] × [m3/s] × [kg/L] ×[m2/s] × [%]
— これは厳密な計算式で使いにくい…
— 出力[kW] ＝落差[m] × 流量[m3/s] ×7
— だいたいこれを目安にする
— 馬路村の例： 100[m] × 0.2 [m3/s] × 7 ＝ 140[kW]
— 実際は 145 [kW] の発電所

売電用に使われる水車の種類
水力ドットコムホームページより
反動水車（フランシス型）衝動水車（ペルトン型）

参考資料
— 全国地球温暖化防止活動推進センター
— https://www.jccca.org/
— IPCCホームページ（上の資料の原典がある）
— https://www.ipcc.ch/
— 外務省×SDGs ツイッター
— https://twitter.com/SDGs_MOFA_JAPAN
— なっとく再生可能エネルギー（資源エネルギー庁）
— https://www.enecho.meti.go.jp/category/saving_and_new/saiene/
— 環境エネルギー政策研究所
— https://www.isep.or.jp/
— 水力ドットコム
— http://www.suiryoku.com/

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