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JP2015021430A - 小水力発電機の出力電圧安定化装置 - Google Patents

小水力発電機の出力電圧安定化装置 Download PDF

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JP2015021430A
JP2015021430A JP2013150083A JP2013150083A JP2015021430A JP 2015021430 A JP2015021430 A JP 2015021430A JP 2013150083 A JP2013150083 A JP 2013150083A JP 2013150083 A JP2013150083 A JP 2013150083A JP 2015021430 A JP2015021430 A JP 2015021430A
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JP
Japan
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water
proportional valve
output voltage
voltage
small
Prior art date
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Pending
Application number
JP2013150083A
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English (en)
Inventor
十郎 佐原
Juro Sahara
十郎 佐原
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Individual
Original Assignee
Individual
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20—Hydro energy

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  • Hydraulic Turbines (AREA)
  • Control Of Water Turbines (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

【課題】
需要側負荷の変動にともなって変化する電圧を、水量の調節で出力電圧の安定化を
図るとともに、水の無駄使いをなくすようにする。
【解決手段】
上部水源１から水を引導する導水管２の途中に電動比例バルブ３を設け、需要側負荷
の変動にともなって変化する電圧が比例バルブ制御装置に設定した電圧値となるよう
に比例バルブ制御装置によって自動的に水量調節をして電圧の安定化を図り、合わせて
この水量調節が水の無駄使いをなくすことになる。
【選択図】図１

Description

本発明は需要側負荷変動によって変化する電圧を水量調整によって安定化に関する。
小水力発電で発電した電気を利用するためには電圧を安定させる必要があるが、従来
の安定化方法は余剰電力をダミー負荷で消費（例えば特許文献１）する方法や、水圧力
の変化により電動弁の調整（例えば、特許文献２）であったり、周波数の検出で制御
（例えば、特許文献３）していた。
特開平７−２１７５２６
特開２００４−２３３４３１
特開平６−１４４４８
小水力発電機は中山間地域の小規模水源を利用するケースが見られるが、これまでの
該装置は制御システムや構造が複雑で点検やメンテナンスに相応の技術が必要であり、
今後該装置を普及するに当たり一般的な地域住民でも解り易く対応可能な簡易なシス
テムと構造が必要である。
本発明は、需要側負荷変動によって変化する電圧を、水量調整する電動比例バルブ
を介して水量を調整し電圧安定化を図り、合わせて水を無駄使いしない出力電圧安定
化装置を具備した小水力発電機を提供することを目的としている。
本発明に係る出力電圧安定化装置は、水車に連結した導水管の途中に電動比例バルブ
を設け、需要側負荷変動によって変化する電圧によりこの電圧値が設定した電圧値と
なるように比例バルブ制御装置により水量を調整し電圧を安定化する、電動比例バルブ
と比例バルブ制御装置を備えたものである。
本発明によれば、需要側負荷変動によって変化する電圧により、電動比例バルブと
比例バルブ制御装置により水量を自動調整し出力電圧を安定化する簡易なシステムと
構造であり、一般的な地域住民にも解り易く点検やメンテナンスが可能になる。

出力電圧が安定することで市販の電気機器が直接使用できるので、他の電圧安定器や
DCAC変換のインバータが不要となり設備費用の軽減ができる。
需要側負荷の変動に応じて水量を調整するので、不要な水の節約になり水資源の有効
利用に貢献する。
本発明の水量による出力電圧安定化装置の一実施形態のシステム図である。
図１は本発明の一実施例による小水力発電機の水量による出力電圧安定化装置を示
すシステム構成図である。
図１による上部水槽１に付設された導水管２の他方の出口は水車４に接続され、該水
車近くの導水管２の途中に比例バルブ制御装置によって水量を調整する電動比例バル
ブ３を装着し、該水車４の回転駆動により発電機５が発電し需要側に電力を供給する。
該発電によって供給された電力は、需要側負荷の変動で変化する電圧の安定化が必要
であり、装備した交流電圧トランスデューサ６はこの変化する電圧を入力し計装信号に
変換してデジタル指示調節器７に送り、該デジタル指示調節器は設定した電力値となる
ように電動比例バルブ３の水量を調整して出力電圧の安定化を図る。
該出力電圧安定化装置の該電動比例バルブ３と該交流電圧トランスデューサ６と該
デジタル指示調節器７はそれぞれ作動するための電源が必要であり、該装置によって供
給された電力の併用で充電器８によって12V蓄電池９に蓄電し、DCACインバータ
１０で変換したAC100V電力をそれぞれの機器の制御用電源として供給する。
一般的に小水力発電は水の落差や水量条件と水車の形態や発電機の特性によって発
電数値が大きく変わるが、該小水力発電機においても制御機器の保護や電化機器の安全
の面から、水力の諸条件によっても無負荷時の発電電圧が一定の電圧範囲となるように
必要に応じて電圧昇降変圧器１１により変圧する構造とする。
１ 上部水槽
２ 導水管
３ 電動式比例バルブ
４ 水車
５ 発電機
６ 交流電圧トランスデューサ（株式会社エム・システム技研製 形式：１４ＰＥ）
７ デジタル指示調節器（富士電機株式会社製 形式：ＰＸＧ４）
８ 充電器
９ 蓄電池（12V）
１０ DCACインバータ
１１ 電圧昇降変圧器

Claims (1)

  1. 導水管に接続した水車に連結する発電機により発電した電力が需要側負荷の変動に
    応じて変化する電圧値が、比例バルブ制御装置に設定した電圧値を維持するように該
    水車の導水管に装備した電動比例バルブと該電動バルブの開閉を自動制御する比例バ
    ルブ制御装置を備えた事を特徴とする小水力発電機の出力電圧安定化装置。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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