小水力発電
再生可能エネルギーソリューション企業
APECは、再生可能エネルギーの開発と普及に
先頭に立っています。
小水力発電とは?
小水力発電とは、水の落下車を利用した施設容量10,000kW以下の水力発電をいい、国内普及現況は'82年以降政府の支援で現在まで30余りの地域に(容量約43,000kW)設置され、年間電力生産量は約1億kWhに達する。小水力発電は、電力生産のほか、農業用貯水池、農業用梁、下水処理場、浄水場、多目的ダムの湧水炉などにも適用できる点を勘案する際、国内の開発潜在量は豊富で、清浄資源として開発する価値の高い不存資源と評価され、ある。
小水力発電の原理と構造
ダム取水口水路
水圧管路
水車発電機
制御システム
変圧器
韓電系統線
需要者
種類:設備容量、落差、発電方式により分類
疎水力の最も重要な設備は収差(Turbine)であり、設備固有の特徴は次のとおりです。
| 水車 |
水車の種類 |
特徴 |
| 衝動水車 |
Pelton 水車 Turgo 水車 Ossberger 水車 |
- 水車が水に完全に浸かっていない - 水は水車のある方向から供給、運動エネルギーだけを切り替え |
| 反動水車 |
Francis 水車 |
- 中低落車に利用可能で、最も広く使用 |
| プロペラ 水車 |
Kaplan 水車 Tubular 水車 Bulb 水車 Rim 水車 |
- 収差の軸方向から水が供給される - 低落差固有量条件に適合 |
小水力発電は河川や貯水池の水を落差による位置エネルギーを利用して収差の回転力を発生させ、水車に直結している発電機によって電気エネルギーを生産する方式で設備容量、落差および発電方式により分類
| 小水力 |
分類 |
備考 |
| 設備容量 |
Micro hydropower Mini hydropower Small hydropower |
100kW 未満 100~1,000kW 1,000~10,000kW |
韓国の場合、大部分土建費負担でトンネル式より経済性のある既存に設置されているダム式を主に利用 |
| 落差 |
低落差(Low head) 中落差(Medium head) 高落差(High head) |
2~20m 20~150m 150m 以上 |
| 発電方式 |
水路式(run-of river type) |
河川傾斜が急いでいる。上流地域 |
| ダム式(Storage type) |
河川傾斜が小さく流量が大きい地点 |
| トンネル式(Tunnel type) |
- ダム式と水路式を混合した方式で地下トンネルで水路を作って大きな落差が得られるところ - 河川の形がオメガ(Ω)の地点 |
韓国の小水力発展の現状
- 韓国の小水力発電所は1982年以来70地域で運営中であり、2009年末基準の総発電容量は93,732kWです。
(2009年の国内年間電力総生産量は約77,692,749kW)
- 4大河川省事業が完了する2011年末には16の小水力発電所が追加され、発電容量50,756kWが増加する予定です。
| No. |
区分 |
設備容量(kW) |
シェア(%) |
| 1 |
K-water(79か所) |
71,000 |
37.8% |
| 2 |
発電会社(22か所) |
37,000 |
20% |
| 3 |
KHNP(13か所) |
11,250 |
6% |
| 4 |
その他(121か所) |
68,638 |
36.2% |
| 合計 |
237か所 |
187,888 |
100 |
韓国の現状
- 新・再生エネルギー義務割当制(RPS)で水力開発の必要性が増幅され、農業用貯水池、下水処理場、水道管路、下水終末処理場、火力発電所の冷却水などを利用した疎水力開発 活発に推進
- 水車技術開発は、疎水力分野の場合、政府の技術開発支援及び製作会社の努力で活動要が高いカプラン収差、チューブラー収差、フランシス収差は国産化が完了し、現在の商用化段階
- 水車および関連需要部品を国産化開発するため、大洋電気、(株)日進電気、暁星エバラ、新韓正孔などで外国企業との技術提携で技術開発に参加
[各段階別開発目標]
| 区分 |
短期 |
中期 |
長期 |
| ステップ |
ステップ1(2012年 まで) |
ステップ2(2020年 まで) |
ステップ3(2030年 まで) |
| 開発目標 |
技術力上昇 |
普及活性化 |
安全化 |
ステップ1
4つの大分野を中心に世界的な先導技術を発掘し、国内実績に最も適した技術に改良したり、源泉核心技術を発掘、開発
ステップ2
1段階で開発適用された技術の実用化及び実証規模の研究を促進するとともに、改良、補完された技術を開発し、開発技術の技術競争力を国外に普及できる普及活性化の推進
ステップ3
短期および中期技術開発を通じて国内に普及した技術の拡大普及とともに、世界的に競争力のある核心要素技術を発掘し、国家戦略技術に発展させ、世界市場に輸出する疎水力安定化を追求
韓国普及状況
[年度別設置状況(大水力含む)]
| 区分 |
~'04 |
'05 |
'06 |
'07 |
'08 |
'09 |
'10 |
'11 |
'12 |
'13 |
'14 |
'15 |
合計 |
設置容量 (kW) |
1,579,144 |
4,774 |
5,010 |
9,120 |
5,680 |
13,433 |
5,520 |
96,619 |
27,700 |
7,508 |
14,356 |
2,718 |
1,771,582 |
※資料:2015年新・再生エネルギー普及統計(韓国エネルギー公団新・再生エネルギーセンター/2016.11)
[年度別水力発電量(大水力含む)]
| 구분 |
'04 |
'05 |
'06 |
'07 |
'08 |
'09 |
'10 |
'11 |
'12 |
'13 |
'14 |
'15 |
発電量 (GWh/년) |
4,329 |
4,774 |
5,010 |
9,120 |
5,680 |
13,433 |
5,520 |
96,619 |
27,700 |
7,508 |
14,356 |
2,718 |
※資料:2015年新・再生エネルギー普及統計(韓国エネルギー公団新・再生エネルギーセンター/2016.11)
※'03년 부터 수력에 대수력 포함
韓国の小水力発電市場の展望
環境上の利点
韓国の平均降水量1,250mm程度で、これは疎水力発電で年間約1,500MWの電力を生産できる流量に相当します。現在、国内疎水力施設容量93,732kWで、既存の潜在量の約6.25%に過ぎず、開発の余地が多く残っています。
施設支店の多様性
小水力開発が可能なところは有効貯水量200万トンに流域面積15㎢以上の農業用貯水池、20,000トン/日以上の下水終末処理場、施設容量50,000トン/日以上の浄水場、高さが2m以上の農業用梁などで、未活用水素力リソースを利用できる設置地点は非常に多様です。
低炭素グリーン成長戦略による政府支援の強化
政府支援による新再生可能エネルギー事業への投資が着実に増える見通しで、今年から今後4~5年間、疎水力発電事業の市場規模は急激に増加すると予想されます。
[韓国小水力発電エネルギー普及潜在量]
| No. |
運営機関 |
設置場所 |
潜在量 |
備考 |
| 1 |
一般河川 |
120 |
1,412,500 |
|
| 2 |
下水処理場 |
63 |
5,300 |
使用率 70~80% |
| 3 |
浄水場 |
58 |
2,500 |
使用率 90% |
| 4 |
農業用貯水池 |
163 |
48,000 |
3,000,000 以上 |
| 5 |
農業用ダム |
18,252 |
5,000 |
使用率 40% |
| 6 |
多目的ダムの用水路 |
6 |
6,744 |
使用率 60% |
| 7 |
揚水発電所の下部ダム利用 火力発電所の冷却水利用 |
25~30 |
19,956 |
|
|
合計 |
|
1,500,000 |
|