験3種「電力」のポイント その5 揚水発電

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電験3種「電力」のお勉強5回目のテーマは「揚水発電」です。

 

揚水電力とは

揚水発電所において下部貯水池の水を、上部貯水池にポンプでくみ上げるために必要な電力「揚水電力」といいます。

揚水発電所では、上部貯水池にくみ上げた水を利用して水力発電を行います。その際に作られる電力を「発電電力」といいます。

 

揚水発電所の総合効率

揚水発電所の総合効率は、揚水電力に対する発電電力の割合で表されます。

この割合は、「総落差」「損失水頭」「水車効率」「発電機効率」「ポンプ効率」「電動機効率」から求めます。通常約70%前後です。

 

純揚水発電所とは

上部貯水池に河川から流入がほとんどない揚水発電所を「純揚水発電所」といいます。

純揚水発電所では、下部貯水池から揚水した水だけで発電を行います。これに対して上部貯水池に河川からの流入があり、下部貯水池から揚水した水と併用して発電を行う揚水発電所を「混合揚水発電所」といいます。

 

揚水発電所の分類

揚水発電所をその機械形式によって分類すると、別置式タンデム式ポンプ水車式に分かれます。

揚水発電所には、揚水を行う電動機とポンプ、発電を行う水車と発電機が必要になります。「電動機とポンプ」「水車と発電機」がそれぞれ別々に設置されるものを「別置式」といいます。

ポンプ、水車、発電電動機が同一軸上に設けられるものを「タンデム式」といいます。

発電電動機は、電動機と発電機の双方の役割を果たします。

揚水を行うポンプと発電用の水車を兼ねるポンプ水車と発電電動機で構成されるものを「ポンプ水車式」といい、現在の主流になっています。

ポンプ水車には、フランシス水車、斜流水車、プロペラ水車があります。

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