小水力発電を個人で設置する場合のおすすめ発電機5選を紹介

日本には水資源が豊富にあり、最近では自治体などが小水力発電を導入するケースが増えています。

農業用水などで勢いよく流れる水を見ると「小水力発電を個人でも利用できたらいいな」とお考えの方もいるでしょう。この記事では、個人でも利用できる可能性がある小水力発電を紹介します。小水力発電に興味をお持ちの方は、ぜひ最後までお読みいただければ幸いです。

小水力発電とは？

小水力発電とは、発電規模によって区分される水力発電の種類の1つです。小水力発電の中でも特に小規模なものをマイクロ水力発電と呼ぶこともあります。国際基準のような厳密なものではありませんが、それぞれに定義があります。

小水力発電の定義

小水力発電は、一般的に発電能力が数百kWから数MWの規模の水力発電を指します。国や地域によって基準は異なることがあり、例えば日本では発電容量が1,000kW（1MW）以下の水力発電を小水力発電と定義しています。小水力発電は、大規模なダム建設を必要とせず、既存の水路や小川を利用することで、比較的環境への影響が少ないという特徴があります。

また、さらに小規模の水力発電をマイクロ水力発電と呼びます。

マイクロ水力発電の定義

マイクロ水力発電は、小水力発電の中でも特に小規模な発電システムを指し、発電容量が数kWから100kW程度までのものを言います。この規模の発電設備は、個々の家庭や小規模な集落、リモートエリアの電力供給に適しており、大掛かりな設備や建設作業を必要としないため、設置コストが低く抑えられる利点があります。マイクロ水力発電は、小さな川や流れを利用して、限られた範囲での持続可能なエネルギー供給を目指す際に有効な手段とされています。

マイクロ水力発電よりもさらに小規模な水力発電は、ピコ水力発電と呼ばれることもあります。ただし、マイクロ水力発電も含めて厳密な定義ではないため、現時点ではあくまでも通称に近い扱いです。

小水力発電・マイクロ水力発電・ピコ水力発電は、それぞれが持続可能なエネルギー供給のための有効な選択肢として注目されています。小規模な水力発電は環境への影響が少なく、地域の自然資源を活用した発電が可能であることから、再生可能エネルギー源としての価値が高いです。

事項では、個人での設置におすすめの小水力発電を5つ紹介します。

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小水力発電とは？個人でも設置できる？メリットや全国の導入例も紹介

新エネルギーの一つとして小水力発電が再評価されています。地域で導入を検討したり、個人でも導入できるのではないかとお考えの方もいるでしょう。この記事では小水力発電のメリット・デメリットや導入例と共に、個人でも導入する方法をご紹介します。

raito-energy.com

2023.01.25

パワーパル

引用：株式会社イズミ

パワーパルは、落差のある水の流れによって発電する小型の水力発電機で、石川県白山市に本社を置く株式会社イズミによって販売されています。わずか1.5メートルの段差があれば発電できるので、場所によっては個人でも活用できる可能性があります。以下で、パワーパルの特徴を解説します。

1. 概要
   • 水の流れ落ちる高低差と水量によって発電機を回します。
   • 大がかりな工事は必要なく、簡単に川に浸け込むだけで設置可能です。
   • 1kWのタイプは本体価格が528,000円から販売されています。
   • ラジオ、電灯、蛍光灯（インバーター制御）など多くの家電製品が利用できます。
2. 発電原理
   • 落差1.5メートルの流れから交流（AC220V単相）を出力します。
   • 発電に必要な条件は、水の流れ落ちる高低差と水量です。
   • 発電機は交流220V用で、変換後は100Vになります。
   • 欠点は50-60Hzが混合されることで、周波数に敏感なモーター器具の使用はできません。
3. 作動プロセス
   • 川、渓流、工場廃水路、用水路などから自然に流れる水を、機器上部に位置する導水路に取り込み、発電機の受け口に流します。
   • 流れは渦を巻いて排水管に排出されます。
   • ブラシレス永久磁石式発電機が流れ落ちる水で回転し、交流の電気を出力します。
   • 蓄電池の悩みから開放され、発電機から電線で送電し、ご家庭で本体付属の電源調整器を経由して110V単相に調整され、家庭電化製品を蓄電池経由しないで即利用できます。
4. 利用範囲
   • 電子レンジやドライヤーなど消費電力の大きな家電以外なら問題なく使用可能です。
   • 基本的には段差のある流れの中に設置しますが、段差のない場合でも、流れを堰き止めて高低差を得たり、側溝を利用して高低差を得て発電することも可能です。

「パワーパル」はカナダでの登録商標であり、ベトナムのハノイで生産されています。

参照：株式会社イズミ

ピコピカ

引用：有限会社角野製作所

ピコピカは、らせん状のスクリューを水流と並行に配置した小型の水力発電機で、岐阜県恵那市に本社を置く有限会社角野製作所によって販売されています。創業100年を超える老舗企業で、大自然に囲まれた立地とさまざまな素材加工のノウハウを活かした小型水力発電事業が評価されています。

ピコピカは出力こそ3～10Wと微少ではあるものの、落差わずか10センチ、水量は毎秒10リットルあれば発電できるので、個人でも活用できる可能性が大いにあります。以下で、ピコピカの特徴を解説します。

1. 概要
   • 地域の子供たちが集めたペットボトルキャップを活用した小型水力発電装置です。
   • らせん状に制作されているスクリュー部分が、ペットボトルキャップを再利用して作られています。
   • 地域での再生可能エネルギーの具体的な使用例を示すとともに、子供たちにエネルギーの大切さを実感してもらうことも目的としています。
2. 発電原理
   • 重量17.5kgの機器を、水の流れに対して平行に配置するだけなので、工事などは必要ありません。
   • 機器本体はわずかに傾斜がついているため、水流が勢いよく通過することによってスクリューが回転し発電します。
   • 発電能力は2.4Wで、12Vのバッテリーに蓄電して電気を利用できます。
3. 目的
   • 再生可能エネルギーの有効活用と環境保護の思想を具現化しています。エコキャップ運動によって集められたペットボトルキャップの再利用は、リサイクルの重要性を子供たちに教える絶好の機会を提供します。
   • 水の流れを利用して電気を生成し、それを利用して明かりを灯すプロセスは、エネルギー資源の持続可能な利用についての理解を深めるのに役立ちます。
4. 使用例
   • 用水路に配置して照明器具を接続すれば、防犯灯として水の位置エネルギーを有効活用できます。
   • 昼間に発電した電力を12Vのバッテリーに蓄電すれば、害獣防止用の電気柵に活用できます。
   • 災害発生時にはスマートフォンなどの端末の充電に活用できるので、情報収集に役立ちます。

参照：有限会社角野製作所

あそあそマイクロ水力発電

引用：あそあそ自然学校

あそあそマイクロ水力発電は、富山県上市町の「あそあそ自然学校」で運用されています。富山県は国内でもトップクラスの豊富な水資源を抱える地域です。以下で、あそあそマイクロ水力発電の特徴を解説します。

1. 概要
   • 米国・ハリス社製の小型水力発電装置です。
   • 大規模な水力発電所にも数多く設置されている「ぺルトン水車」を採用しています。
   • 発電機本体の価格が約30万円、インバータの価格が約15万円、管路の設置に約30万円かかり、バッテリーの価格は約20万円ですが増減が可能です。その他の機器も含めて合計およそ110万円です。
2. 発電原理
   • 機器を設置する場所から約65m上層部にある天然の河川に取水口を設け、その高低差により生じる位置エネルギーを持った水流によってぺルトン水車を回転させます。
   • 水量は毎秒約3リットルで、発電効率は約40%です。
   • 発電能力は0.96kWで、流量を増やせば最大で1.2kWの発電が可能です。電子レンジやドライヤーなどの消費電力の高い家電製品以外は問題なく使用できます。
3. 目的
   • 富山県は豪雪地帯のため、雪解け水を中心とした豊富な水資源を抱えています。また、比較的狭い地域の中に0m～3000mの標高差が存在する世界でも稀に見る急峻な地形を形成していることが特徴です。これらの要素から、水資源のさらなる有効活用ができないかを模索して開発されたのが「あそあそマイクロ水力発電」です。
   • 日本のエネルギー自給率は、わずか4%程度と言われています。純国産のエネルギーをもっと増やせないかと思案を重ねたうえで、たとえ小規模でもエネルギーを自給できることの素晴らしさを発信したいという理想を掲げて「あそあそマイクロ水力発電」が設置された経緯があります。
4. 使用例
   • 「あそあそ自然学校」のエリア内で使用されている照明などの電気設備に電気を供給しています。
   • 12Vのバッテリーに電気を蓄電して、「あそあそ自然学校」のエリア内で家電製品に電気を供給したり、害獣防止用の電気柵などに使用されています。

参照：あそあそ自然学校

ミライアクア

引用：ひだかや株式会社

ミライアクアは、岡山県倉敷市に本社を置くひだかや株式会社によって提供されている小水力発電機です。ひだかや株式会社は住宅用太陽光発電の販売実績が豊富で、再生可能エネルギーに関する豊富なノウハウを所有しています。以下で、ミライアクアの特徴を解説します。

1. 概要
   • 出力1.5kWと2.5kWの2種類の発電機があり、重量はそれぞれ30kgと68kgです。
   • 大規模な水力発電所にも数多く設置されている「プロペラ水車」を採用しています。
   • 電力会社の配電線と接続して連携することも可能で、余った電力を電力会社へ売電することもできます。
2. 発電原理
   • 発電機・プロペラ水車・除塵器が一体になっている、シンプルな構造の水力発電機です。
   • 1m～3mという低落差で発電できるため、さまざまな場所で発電が可能な汎用性の高い小型水力発電機です。
   • 大規模な土木工事は必要としないため、個人でも比較的簡単に設置できるうえに、環境にも優しい発電機です。
3. 目的
   • 地域の水資源を最大限に活用することを目的としています。
   • 特に中山間地域の再生可能エネルギー源として、未だ利用されていない水資源の有効活用を目指すことと、そのために低落差でもエネルギー源として利用できる発電機として設計されました。
4. 使用例
   • 農業用水・養魚場・浄水場・工場排水などの水流を活用して発電しています。
   • 小型ポンプ・照明器具・養魚場での酸素供給などに使用されているほか、12Vのバッテリーへの蓄電も可能です。

参照：ひだかや株式会社

株式会社エリスの小水力発電

引用：株式会社エリス

株式会社エリスは、岡山県岡山市に本社を置く企業です。株式会社エリスでは、農業用水路や一般河川に設置可能な数kW～数十kW規模のマイクロ水力発電を取り扱っています。また、当社では発電設備を所有しなくてもよい「水路借り」というシステムを取り入れています。以下で、株式会社エリスが提供する小水力発電の特徴を解説します。

1. 概要
   • 株式会社エリスが水路を借り受け、当社の負担によって水力発電設備を建設し、発電した電力で得た利益の一部を賃料として顧客に還元するシステムです。
   • 大規模な工事を必要としないため、大型の水力発電所のような環境破壊のリスクがありません。
   • 電力会社の配電線と接続して、余った電力を地域の電力会社へ売電できるほか、自家発電設備として利用することも可能です。
2. 発電原理
   • クラシックなスタイルのドラム型水車を、水流によって回転させるタイプの水力発電機です。
   • 水流をそのまま利用して水車を回転させるタイプには落差が必要ありません。また、落差が必要なタイプでも1m～3m程度の低落差で発電できるため、さまざまな場所で発電が可能な汎用性の高い小型水力発電機です。
   • 木製の水車も設置できるため、景観を壊さず発電できるうえに、個人でも設置しやすい発電機です。
3. 目的
   • 水路を所有する顧客であれば、設備の費用を負担せずに小水力発電を所有できます。株式会社エリスが水路を借り、当社が水力発電設備の費用を負担して発電事業を行います。
   • 発電した電気を固定価格買取制度（FIT）により電力会社に売電し、得た収益の一部を賃料として顧客に還元します。設備費用を負担せずに水力発電を運営できるうえに、水路の賃料という形で利益も得られます。
4. 使用例
   • 農業用水路・工場排水・小規模な一般河川などの水流を活用して水車を回転させて発電しています。飲食店の外観のアクセントを形成しながら発電もできる水車としても利用されています。
   • 工場排水・農業用水・養魚場・キャンプ場などの水流部分に発電機が設置され、当該エリア内のさまざまな電気設備へ電力を供給しています。LEDの照明や電光掲示板などに給電し、周辺を照らしたりメッセージによる環境教育に用いられています。

参照：株式会社エリス

【まとめ】小水力発電は個人でも設置できる！

小水力発電は個人でも設置できる可能性があることがお分かりいただけたと思います。水資源の利用には法的な規制がまだ多く存在していますが、自治体レベルでは既に多くの小水力発電が導入されており、今後は個人レベルでも導入が進むと考えられます。

また、小水力発電を個人で設置する場合は、発電した電力を蓄電池に貯めておくと有効に活用できます。災害時の非常用電源としても有効な蓄電池の設置は、これからの時代になくてはならないものとなるでしょう。

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