JPH0515700U - 発電設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 需要側負荷１の変化に伴って変化する余剰電
力の全てを活用負荷８で回収して、需要側Ａで例えば湯
沸かし用ヒ−タとして有効に活用できるようにする。 【構成】 需要側負荷１の変動に応じて変化する水車３
の回転数または発電機４発電周波数を検出する需要側ガ
バナ−７を設け、この需要側ガバナ−７による検出回転
数または検出周波数に対応する需要側負荷１にほぼ反比
例した容量の負荷を活用負荷８で回収するように構成す
るとともに、発電側ガバナ−５の検出回転数または検出
周波数設定値よりも需要側ガバナ−７の検出回転数また
は検出周波数設定値の方を低く設定してある。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、小水力発電に好適な発電設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、発電機にかかる需要側負荷が変動することで、水車回転数が変化す るのに対応して水車案内羽根開度の調整を行い、水車を規定の回転数で回転させ るように構成した発電設備は知られている。この発電設備では、需要側負荷が小 さくなって、水車回転数が上がると案内羽根開度の調整により水車回転数を下げ 、需要側負荷が大きくなって、水車回転数が下がると案内羽根開度の調整により 水車回転数を上げて、水車を規定の回転数で回転させるように制御している。し かし、小水力発電の場合は、構造が複雑になり製作コストもかなり高くなる欠点 を有している。

【０００３】 そこで、構造の簡略化と低価格化を達成する発電設備として、特開昭５６−１ ２９７６９号公報に、水車羽根車に与える水量は一定とし、需要側負荷の変動に 応じて水車回転数が変化した場合、ガバナ−により水車回転数の変化を検出して 、需要側負荷に反比例する容量の調整負荷を発電機にかけ、発電機にかかる全負 荷を一定にして、水車を規定の回転数で回転させるように構成にした技術が提案 されている。この発電設備によれば、需要側負荷が小さくなって、水車回転数が 上がるとガバナ−によって即座に水車回転数の上昇値を検出し、上昇値に応じて 調整負荷容量を大きくすることで、需要側負荷の減少によって生じた余剰電力分 を回収し、発電機にかかる全負荷をほぼ一定にして、水車を規定の回転数で回転 させる。また、反対に需要側負荷が大きくなって水車回転数が下がるとガバナ− によって即座に水車回転数の低下値を検出し、低下値に応じて調整負荷容量を小 さくすることで、調整負荷による電力回収を小さくまたは０にし、発電機にかか る全負荷を一定にして、水車を規定の回転数で回転させる。したがって、冒頭で 述べたような発電機にかかる需要側負荷が変動することで、水車回転数が変化す るのに対応して水車案内羽根開度の調整を行う発電設備よりも、構造の簡略化と 低価格化を達成することができるとともに、調整負荷は余剰電力として発電側に おいて活用することもできる。

【０００４】 しかし、前述の余剰電力を発電側でなく、需要側で例えば湯沸かし用ヒ−タと して有効に活用したい要望がある。この要望を満足させるためには、前記特開昭 ５６−１２９７６９号公報に記載の技術を基本構造として、図２に示すように、 需要側負荷１が存在する需要側Ａに湯沸かし用ヒ−タとして機能する活用固定負 荷２を設け、需要側Ａの負荷変動に応じて発電側Ｂにおける水車３の回転数が変 化した場合、水車３の回転数を発電機４の発電周波数変化としてガバナ−５で検 出し、需要側Ａの負荷にほぼ反比例する容量の調整負荷６を発電機４にかけて、 発電機４にかかる全負荷をほぼ一定にして、水車３を規定の回転数で回転させる 発電設備が考えられる。

【０００５】 ところが、この発電設備では、活用固定負荷２の容量が固定（一定）であるか ら、発電機４の発電容量と需要側負荷１との差、つまり余剰電力が活用固定負荷 ２の容量に等しい場合においてのみ、余剰電力の全てを活用固定負荷２で回収し て需要側Ａで湯沸かし用ヒ−タとして有効に活用することができるけれども、需 要側負荷１が大きくなって余剰電力が活用固定負荷２の容量よりも小さくなった 場合には、活用固定負荷２への通電がなされず、余剰電力の全てが発電側Ｂの調 整負荷６に回収されることになり、小さくなった余剰電力を活用固定負荷２で回 収して需要側Ａで湯沸かし用ヒ−タとして有効に活用することができない。また 、反対に需要側負荷１が小さくなって余剰電力が活用固定負荷２の容量より大き くなった場合には、活用固定負荷２において自己容量分だけを回収して活用でき ても、活用固定負荷２の容量を超える余剰電力は調整負荷６に回収されることに なり、余剰電力の全てを活用固定負荷２で回収して需要側Ａで湯沸かし用ヒ−タ として有効に活用することができない。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】 解決しようとする問題点は、余剰電力を発電側でなく、需要側で例えば湯沸か し用ヒ−タとして活用できるように構成しても、余剰電力が活用固定負荷の容量 よりも小さい場合は、余剰電力の全てが発電側の調整負荷に回収され、反対に余 剰電力が活用固定負荷の容量より大きくなった場合には、活用固定負荷の容量を 超える余剰電力は調整負荷に回収され、余剰電力の全てを活用固定負荷で回収し て需要側で有効に活用することができない点である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案は、水車によって発電機を駆動し、需要側負荷の変動に応じて変化する 水車回転数または発電周波数を発電側ガバナ−で検出して、前記需要側負荷にほ ぼ反比例する容量の調整負荷を発電機にかけるように構成した発電設備において 、需要側負荷の変動に応じて変化する水車回転数または発電周波数を検出する需 要側ガバナ−を設け、この需要側ガバナ−による検出回転数または検出周波数に 対応する需要側負荷にほぼ反比例した容量の負荷を発電機にかける活用負荷が設 けられるとともに、前記発電側ガバナ−の検出回転数または検出周波数設定値よ りも前記需要側ガバナ−の検出回転数または検出周波数設定値の方を低く設定し たことを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】

本考案によれば、需要側負荷が小さくなって、水車回転数または発電周波数が 低い領域で上がると、この上昇値を設定値の低い需要側ガバナ−によって即座に 検出し、上昇値に応じて活用負荷を大きくすることで、需要側負荷の減少によっ て生じた余剰電力分を需要側で例えば湯沸かし用ヒ−タとして有効に活用し、発 電機にかかる全負荷をほぼ一定にして、水車を規定の回転数で回転させる。また 、反対に需要側負荷が大きくなって水車回転数または発電周波数が低い領域で下 がると、この低下値を設定値の低い需要側ガバナ−によって即座に検出し、低下 値に応じて活用負荷を小さくすることで、需要側負荷の増加によって少なくなっ た余剰電力分を需要側で例えば湯沸かし用ヒ−タとして有効に活用し、発電機に かかる全負荷を一定にして、水車を規定の回転数で回転させることができる。つ まり、需要側負荷の変化に伴って余剰電力が変化しても、余剰電力の全てを活用 負荷で回収して需要側で例えば湯沸かし用ヒ−タとして有効に活用することがで きる。

【０００９】 また、万一、需要側ガバナ−あるいは活用負荷に故障等の不都合が発生して、 水車回転数または発電周波数が需要側ガバナ−の検出回転数または検出周波数設 定値よりも高い領域に移行して上昇した場合には、この上昇値を発電側ガバナ− で検出し、上昇値に応じて調整負荷を大きくすることで、需要側負荷の減少によ って生じた余剰電力分を回収し、発電機にかかる全負荷をほぼ一定にして、水車 を規定の回転数で回転させる。

【００１０】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。なお、図２と同一もしくは 相当部分には同一符号を付し説明する。図１において、発電設備は、需要側負荷 １が存在する需要側Ａに湯沸かし用ヒ−タとして機能する活用固定負荷２を設け 、需要側Ａの負荷変動に応じて発電側Ｂにおける水車３の回転数が変化した場合 、水車３の回転数を発電機４の発電周波数変化として発電側ガバナ−５で検出し 、需要側Ａの負荷にほぼ反比例する容量の調整負荷６を発電機４にかけて、発電 機４にかかる全負荷をほぼ一定にして、水車３を規定の回転数で回転させるよう になっている。また、需要側Ａには、需要側負荷１の変動に応じて変化する水車 ３の回転数を発電機４の発電周波数変化として需要側ガバナ−７で検出し、需要 側負荷１にほぼ反比例する容量の活用負荷８を発電機４にかけて、発電機４にか かる全負荷をほぼ一定にして、水車３を規定の回転数で回転させるようになって いる。そして、発電側ガバナ−５の検出周波数設定値よりも需要側ガバナ−７の 検出周波数設定値の方を低く設定してある。

【００１１】 このような構成であれば、需要側負荷１が小さくなって、水車３の回転数およ び発電周波数が低い領域で上がると、この上昇値を設定値の低い需要側ガバナ− ７によって即座に検出し、上昇値に応じて活用負荷８を大きくすることで、需要 側負荷１の減少によって生じた余剰電力分を需要側Ａで例えば湯沸かし用ヒ−タ として有効に活用することができるとともに、発電機４にかかる全負荷をほぼ一 定にして、水車３を規定の回転数で回転させることができる。また、反対に需要 側負荷１が大きくなって水車３の回転数および発電周波数が低い領域で下がると 、この低下値を設定値の低い需要側ガバナ−７によって即座に検出し、低下値に 応じて活用負荷８を小さくすることで、需要側負荷１の増加によって少なくなっ た余剰電力分を需要側Ａで例えば湯沸かし用ヒ−タとして有効に活用することが できるとともに、発電機４にかかる全負荷を一定にして、水車３を規定の回転数 で回転させることができる。つまり、需要側負荷１の変化に伴って余剰電力が変 化しても、余剰電力の全てを活用負荷８で回収して需要側Ａで例えば湯沸かし用 ヒ−タとして有効に活用することができる。一方、万一、需要側ガバナ−７ある いは活用負荷８に故障等の不都合が発生して、水車３の回転数および発電周波数 が需要側ガバナ−７の検出周波数設定値よりも高い領域に移行して上昇した場合 には、この上昇値を発電側ガバナ−５で検出し、上昇値に応じて調整負荷６を大 きくすることで、需要側Ａの負荷減少によって生じた余剰電力分を回収し、発電 機４にかかる全負荷をほぼ一定にして、水車３を規定の回転数で回転させること になる。

【００１２】 なお、前記実施例では、発電側ガバナ−５および需要側ガバナ−７によって、 水車３の回転数を発電機４の発電周波数変化として検出するようにした構成で説 明しているが、発電周波数変化に代えて水車３の回転数を発電側ガバナ−５およ び需要側ガバナ−７によって検出するような構成としてもよい。

【００１３】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案は、従来例で述べたような余剰電力を発電側でな く、需要側で例えば湯沸かし用ヒ−タとして活用できるように構成した場合に発 生する不都合、つまり、余剰電力が活用固定負荷の容量よりも小さい場合は、余 剰電力の全てが発電側の調整負荷に回収され、反対に余剰電力が活用固定負荷の 容量より大きくなった場合には、活用固定負荷の容量を超える余剰電力は調整負 荷に回収され、余剰電力の全てを活用固定負荷で回収して需要側で有効に活用す ることができない不都合の発生を回避して、需要側負荷の変化に伴って余剰電力 が変化しても、余剰電力の全てを活用負荷で回収して需要側で例えば湯沸かし用 ヒ−タとして有効に活用することができる利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す構成図である。

【図２】従来例の構成図である。

【符号の説明】

１ 需要側負荷 ３ 水車 ４ 発電機 ５ 発電側ガバナ− ６ 調整負荷 ７ 需要側ガバナ− ８ 活用負荷 Ａ 需要側 Ｂ 発電側

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 水車によって発電機を駆動し、需要側負
   荷の変動に応じて変化する水車回転数または発電周波数
   を発電側ガバナ−で検出して、前記需要側負荷にほぼ反
   比例する容量の調整負荷を発電機にかけるように構成し
   た発電設備において、需要側負荷の変動に応じて変化す
   る水車回転数または発電周波数を検出する需要側ガバナ
   −を設け、この需要側ガバナ−による検出回転数または
   検出周波数に対応する需要側負荷にほぼ反比例した容量
   の負荷を発電機にかける活用負荷が設けられるととも
   に、前記発電側ガバナ−の検出回転数または検出周波数
   設定値よりも前記需要側ガバナ−の検出回転数または検
   出周波数設定値の方を低く設定したことを特徴とする発
   電設備。