2017年3月15日

水力発電は日本にピッタリ!

仕組み・種類・メリット・課題を徹底解説

水力発電は、水の力を利用した環境に優しい再生可能エネルギーです。日本は水力発電に適した山々と河川に恵まれていることから、古くは発電量の大半を水力発電が賄っていました。現在も、全体の発電量に占める割合は低いですが、安定した発電を行っています。今回は、水力発電の仕組みや特徴、発電方法の種類など基本的な知識をご紹介します。

▲ ページTOPへ

【目次】

日本に適した水力発電の仕組み

大量の水を高い位置から低いところへ流すと、その水流で大きなエネルギーを作り出すことができます。そのエネルギーを利用しているのが水力発電です。豊かな水量の河川と山地に恵まれた日本では、その地形と水の力を利用した水力発電が昔から全国の山間部で行われています。

水力発電の仕組みは、水を勢いよく流し、そのエネルギーでポンプ水車を高速回転させて、水車につながった発電機を動かすというものです。落差が大きければ大きいほど、水量が多ければ多いほど巨大なエネルギーを作ることが可能です。

経済産業省資源エネルギー庁の「エネルギー白書2016」によると、2014年の水力発電の比率は3.4%です。石油による火力発電が増える以前は、水力発電が日本の発電量の多くを担っていました。日本の経済発展とともに電気の需要量が急速に増大し、石油や石炭、原子力、LNG(液化天然ガス)による発電方法に移行したことで、水力発電の比率は減っていきました。しかし、発電量そのものは横ばいに推移して現在に至っています。

▲ ページTOPへ

水力発電の特徴とは?

水力発電は、エネルギー資源が少ない日本にとって重要な供給源である純国産エネルギーです。再生可能エネルギーとして、再び注目されている水力発電の特徴を見ていきましょう。

CO2排出量が少ない

水力発電はCO2排出量が少なく、再生可能エネルギーとして環境に優しいのが特徴です。エネルギー資源は水なので直接的な燃焼によるCO2の排出は0%、設備・運用による間接的な排出量も11.3%と、再生可能エネルギーの中で最もCO2排出量が少ないクリーンなエネルギーです。

すでに古くからの技術が成熟している

山が多く起伏があり、気候などの影響で水量の豊富な河川が多いという日本の地形に向いているため、日本での発電所建設技術が成熟しています。また、河川の未利用水資源を活用しているため、河川環境の改善にも効果的です。今後、開発できる一般水力発電所は全国に約2,700地点あり、1,200万kWもの電力が賄えると期待されています。

水力発電の課題

水力発電は、初期投資金額が大きく、投資額の回収期間が長くなってしまうという経済的な課題があります。運用後のランニングコストは比較的小さいですが、大規模に発電するにはダム式での発電となるため地域的な環境破壊や動植物に対する生態系への影響調査が必要です。そのため、1,000kW以下の中小規模の水力発電が注目されています。

▲ ページTOPへ

発電方法から見る水力発電の種類

電気を創る根本的な仕組みは同じですが、落差を作るための形式や水流の利用方法といった分類の仕方によって水力発電の種類に違いがあります。

落差を発生させるための形式による分類

ダム式

河川の水の流れをせき止めてダムを建設し、水位を高くしてダムの下の発電所との間に大きな落差を作る方式です。発電する際は、パイプの水路を伝わって水を流します。ダムから水を勢いよく放水させる映像がありますが、吹き出す水によって発電しているわけではありません。

水路式

河川に取水堰(せき)と呼ばれる小さなダムを造って水を引き込み、そこから水路を通って落差のあるところまで水を流し、自然の地形の落差を利用して発電する方式です。流れ落ちた水は元の河川に戻るように落差が大きくとれる場所が適しています。

ダム水路式

ダム式と水路式を組み合わせて発電する方式で、ダム式よりは小さなダムにすることによりコストや環境への影響を抑えています。また、河川の水量の増減が雨量の変動で生じても、ダムにたまった水で発電量を一定に維持できます。

水流の利用方法による分類

流れ込み式

河川の水の流れをそのまま発電に利用する方式です。河川の水量に発電量が影響を受けるため、発電量が不安定な点がデメリットです。主に1,000kW以下の中小規模の水力発電所に利用されます。

貯水池式

河川の水をせき止めて、ダムに貯めた水で発電する方法です。「形式による分類」のダム式やダム水路式がこの貯水池式に当てはまります。気候による河川の水量の変動に影響されない安定した発電量が確保できます。

調整池式

調整池に水を貯めて水量を調整しながら発電する方法です。安定した発電量を確保するとともに建設コストと生活環境・自然環境の破壊を抑えることができます。

揚水式

上流と下流にそれぞれダムを設け、昼間は上のダムから水を流して発電します。流れた水は下流のダムに貯めておき、夜間に上流のダムへ水を逆流させて、再びその水で発電する方法です。電力需要が多いときも河川の水量に影響を受けずに発電することができますが、落下した水を再び元の場所に戻すための電力が必要です。

▲ ページTOPへ

水力発電の普及ポイントは「小水力発電」

大規模なダムの建設をめぐっては、自然環境への影響が懸念されるため、反対意見が挙がることも多くあります。一方、近年、使われていない地域の水資源も発電に活用しようという動きがあり、川や水路の小さな流れを利用した小水力発電が見直されています。小水力発電がもっと普及すれば、中小規模の水力発電が活性化し、自然エネルギーのさらなる効率化が可能になるでしょう。

▲ ページTOPへ

本サイトに掲載している情報の完全性、正確性、確実性、有用性に関して細心の注意を払っておりますが、掲載した情報に誤りがある場合、情報が最新ではない場合、第三者によりデータの改ざんがある場合、誤解を生みやすい記載や誤植を含む場合があります。その際に生じたいかなる損害に関しても、当社は一切の責任を免責されます。

本サイト、または本サイトからリンクしているWEBサイトから得られる情報により発生したいかなる損害につきまして、当社は一切の責任を免責されます。本サイトおよび本サイトからリンクしているWEBサイトの情報は、ご利用者ご自身の責任において御利用ください。

  • 楽エネについて
  • お見積りについて
  • 見積
  • 今月のキャンペーン
  • diy
  • 注目の新商品情報
  • 取り扱いメーカー
  • 全国対応いたします

おすすめ商品