JP2011069343A - 河川流発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】化石燃料である石油は世界的に年々需要が増え続け今後も増え続けると考えられますが、大気汚染或いは地球温暖化など地球環境問題の原因となるだけでなく枯渇する事が分かっているものです。
地球で暮らす人類が未来永劫必要というだけでなく需要が増え続けていく燃料及び電気などのエネルギーを何からどの様な方法で得るのかという問題がある。
【解決手段】 本発明は、発電機及び発電水車或いはスクリューを装備する船を河川に係留し河川流力で発電を行う発電方法である。
【選択図】図１

Description

本発明は、発電方法に関するものである。

従来の発電方法は、火力発電・原子力発電・ダム水力発電・地熱発電・風力発電・太陽光発電・燃料電池などであった。

現在の人類の暮らしにはプラスチック・繊維・エンジンの燃料・アスファルト・発電の燃料など石油からできる物が多くありますが、既に米国では１９７０年代をピークに石油が採れなくなった様に化石燃料である石油は限りある資源です。便利で豊かになった現代の暮らしから石油がない暮らし方には戻りたくないと、将来には各国間で石油を巡る争いが起き戦争にまで発展するのではないかという事が懸念されています。

本発明が解決しようとする課題は、大気汚染或いは地球温暖化など地球環境問題の原因になる火力発電に替わる地球環境に優しく経済的な発電方法を提供するだけでなく、地球で暮らす人類が未来永劫必要であるがいずれは枯渇する事が分かっている石油に替わるエネルギーを、何からどの様な方法で得るのかという世界的に議論が為されているけれど未だ代替案が見つかっていない問題を解決する事である。

本発明は、発電機を装備する船を河川に係留し河川流力で発電を行う河川流発電装置である。

石油を燃焼し発電する火力発電或いは原子力発電は、埋蔵量に限りがある資源を利用する事及び地球環境を汚染する事或いは汚染する危険性がある事が問題である。
新しい発電方法である風力発電及び太陽光発電は自然界に存在するエネルギーを利用する地球環境に優しい方法ではあるが、風力発電は風が吹いている時及び太陽光発電は日中でなければ稼動できない事が問題である。それに対して本発明の発電方法は河川流力で２４時間停止する事なく稼動できるだけでなく、風力と比べて河川流力は大きな回転力エネルギーを得る事ができるものである。

本発明は、河川流という自然界に普通に存在する運動エネルギーを利用する発電方法であって、火力発電及び原子力発電の様に燃料を必要としないので経済的というだけでなく地球環境に優しく、危険を伴う大規模な設備を必要としないので都市部に設備可能なことから送電に有利である。

発電水車方式でチェーン方式の河川流発電装置の実施例を示す図である。 発電水車方式でギア方式の河川流発電装置の実施例を示す図である。 スクリュー方式河川流発電装置の実施例を示す図である。 河川流発電装置の外観の実施例を示す図である。 河川流発電装置の発明効果の例を説明する図である。

発電機及び発電水車或いはスクリューを装備する船を河岸に係留し河川流力で発電する。図１及び図２及び図３は本発明装置の実施例を示す図である。図１は河川流力で作動する発電水車の動力をチェーンで発電機へ伝達する方式である。図２は発電水車の動力をギアで発電機へ伝達する方式である。図３は河川流力から螺旋スクリューで動力を得る方式の河川流発電装置の実施例を示す図である。

河川流力から得る動力を発電機へ伝達するチェーン方式及びギア方式何れの場合でも、設置する河川規模及び水流速度を基に発電水車或いはスクリューの大きさ及び発電機の発電容量、及び動力伝達装置であるチェーンの大きさ及び本数或いはギアの大きさ及び枚数を決定し限定するものではない。河川規模及び水流速度に応じて最適な装置構成で河川流発電装置を形成する。

河川流から動力を得る方法は、発電水車方式に限らず螺旋スクリュー形状或いは船のスクリュー形状或いはガスタービンスクリュー形状などであるスクリュー方式でもよく、発電機へ動力を伝達する方法はチェーン方式及びギア方式或いは双方を併用するチェーンギア方式或いは発電機に動力を直結するダイレクトドライブ方式など何れの方法でもよい。
河川規模及び水流速度に応じて決定した、発電機及び発電水車或いはスクリュー及びチェーン或いはギアなどは装置構成全体を搭載できる大きさの船に搭載する。河川流発電装置は河川の漂流物が引掛からない形状に形成する。

河岸への係留方法は、河川流発電装置の船体左右中央位置までの長さを備える係留橋を河岸に設備しその先端からロープなどで河川流発電装置を係留する方法がある。
係留する河岸から離れて行く形状に図１及び図２で示す様に船底を形成する方法、及び図１及び図２で示す様に船底フィンを係留する河岸から離れて行く向きに左右角度を備えて装備する方法によって、流量が安定している条件が良い河川の場合には例えば風で凧が揚がる様に河岸から数本のロープで係留可能と考えられる。

スクリュー方式の場合には、左岸係留或いは右岸係留によってスクリュー角の向きを選択し及び角度及び径或いは装備するスクリューの個数或いは本数を決定する。河川流力を受けると係留した河岸側から離れて行く作用が発生する向きのスクリューを装備する。
係留方法は、係留橋方式及び河岸から直接ロープなどで係留する方式の何れかに限定するものではなく設備する河川状態に応じて選択するか、或いは双方を併用する方法が考えられる。

河川流発電装置の船底は発電水車或いはスクリューへ河川流が集まる様に、図１で示す発電水車或いはスクリューを中央に装備する場合には船底左右の中央部分を凹型に形成し、図２で示す発電水車或いはスクリューを左右側に装備する場合には船底左右の中央部分を両面が窪んだ凸型に形成する。及び必要な場合には、河川流力で船体が左右に揺れるのを防ぐ為に船底へ図１及び図２で示す様なフィンを装備する。

風力発電装置或いは太陽光発電装置の場合でも小規模なものから大規模なものまである様に、河川流発電装置は小型のものは人力で移動可能な家庭用から大河の河口付近に大型のものを数台設備する河川流発電所の様な規模まで考えられる。
大規模な河川流発電装置を形成する場合には、発電水車方式では水車径が大きくなり設置場所によっては景観に影響を及ぼす場合が考えられる。スクリュー方式は径を大きくしても数メートル程度と考えられ、河川流発電装置の上面を例えばグラスファイバー製の屋根カバーで密封する事が可能なので装置全体の景観に与える影響が少ないと思われる。風雨を防ぎ作動音を抑える為に河川流発電装置の船体部上面は屋根で密封する様に形成する。

図示しないが河川流発電装置から送電ケーブルで接続する河岸側の設備である受送電装置或いは蓄電装置は、既存の風力発電装置或いは太陽光発電装置など発電装置の構成要素である受送電装置或いは蓄電装置と同様な装置構成でよい。

次世代の燃料として水素が利用可能である事が知られている。水素は電気分解によって水から造る事ができるが、多大な容量の電気を必要とするため現在多くはガスから製造している。

電気分解で使う電気を太陽光発電で賄うという方法が考えられるのであるが、太陽光発電に適する環境立地条件に対して水素を電気分解する際の原料となる水を河川或いは海などから豊富に得る事ができる立地条件が相反するため実現が難しいと言われている。

本発明の河川流による発電方法の立地条件は、都市部或いは都市部から遠く離れていない所に設備可能である。
地球環境に優しく経済的で安全に電力を得られるだけでなく、石油の代替燃料となる水素を河川或いは海に無限に存在する水から電気分解によって製造する最良の方法になると思われる。

Claims (12)

1. 発電機を装備する船を河川に係留し河川流力で発電を行う河川流発電装置。
2. 発電水車で河川流から動力を得る発電水車方式である請求項１記載の河川流発電装置。
3. スクリューで河川流から動力を得るスクリュー方式である請求項１記載の河川流発電装置。
4. 螺旋スクリューで河川流から動力を得る方式である請求項３記載のスクリュー方式河川流発電装置。
5. 発電水車或いはスクリューを船体左右中央に装備する場合に、船底左右の中央部分を凹型に形成する請求項１記載の河川流発電装置。
6. 発電水車或いはスクリューを船体左右に装備する場合に、船底左右の中央部分を両面が窪んだ凸型に形成する請求項１記載の河川流発電装置。
7. 河川流力で船体が左右に揺れない様に船底にフィンを装備する請求項１記載の河川流発電装置。
8. 河川流発電装置の船体左右中央位置までの長さを備える係留橋を河岸に設備しその先端からロープなどで係留する方法である請求項１記載の河川流発電装置。
9. 河川流で螺旋スクリューに発生する河岸から離れて行く作用によって、直接河岸から或いは係留橋からロープなどで係留する方法である請求項１記載の河川流発電装置。
10. 係留する河岸から離れて行く形状に船底を形成し、直接河岸から或いは係留橋からロープなどで係留する方法である請求項１記載の河川流発電装置。
11. 係留する河岸から離れて行く向きに左右角を備え船底フィンを装備し、直接河岸から或いは係留橋からロープなどで係留する方法である請求項１記載の河川流発電装置。
12. 河川或いは海の水を電気分解し水素或いは酸素を製造する事を実用可能とする請求項１記載の河川流発電装置。

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