令和 4 年度 水力発電の導入加速化補助金(調査事業)のうち小水力発電向け機器の購入仕様標準に係る調査事業報告書（概要版）
外調達を視野に入れて検討を行う必要があるため、関連する規格図書を

1. 業務概要

3. 小水力発電 1,000kW 未満仕様標準に関する事前再生可能エネルギーの普及を促進するため、固定価格買取制度等のNo.

れる。
本事業では、1,000kW 程度未満の小水力発電機器を対象として標準的な機器購入仕様を調査検討し、発電事業者、機器製作者ともに合理的な購入仕様を示すことにより、イニシャルコストの低減に資すること

著者・発行者名

水力発電機器の計画・設計［標準化と簡素化］

新エネルギー財団

2水門鉄管技術基準

電力土木技術協会「令和３年度 水力発電の導入加速化補助金(調査事業)のうち中小水力

3

JEC-4001(2018)水車及びポンプ水車

電気規格調査会標準規格

発電向け機器等に係る調査事業（以下、令和 3 年度調査と記す）」の調査

4JEC-TR-40008(2015) 小規模水車

電気規格調査会標準規格

では、電気協同研究（以下、電協研と記す）の仕様標準の存在や利活用方

5JEC-4002(1992)水車およびポンプ水車の試験方法

電気規格調査会標準規格法についてアンケート調査が行われている。ここでは、電協研仕様標準を

6JEC-2130(2016)同期機

電気規格調査会標準規格

7JEC-2110(2017)誘導機

電気規格調査会標準規格

8JEC-2100(2008)回転電気機械一般

電気規格調査会標準規格

利用していない事業者が 23%程度と多く見られ、また利用している事業者も参考にしていることが多く、発注仕様に電協研仕様標準を用いているを目的とした。

文献名1

3.1 1,000kW 未満仕様標準の必要性る。その要因として新規開発に伴う初期リスクという課題があり、課題の一つに設備費をはじめとしたイニシャルコストの高さが問題として挙げら

表 2 電協研以外の参考図書

調査支援策が講じられており、中小水力発電についても開発が増加している
ものの、新規地点の開発が十分に進んでいるとは言いがたい状況であ

表３にまとめた。の は 全 体 の 75% 程 度 で あ っ た （ 図 １ ） 。 電 協 研 の 仕 様 標 準 に よ る
1,000kW 未満の小水力発電においては仕様が過大となることが一般的

2. 専門委員会・分科会の設置に言われてきた。他方で、電協研の仕様標準が、今後 1,000W 未満を対象出力範囲外となり、１,０００ｋW 未満の小水力発電においては共通性のな

表 3 海外調達の検討で関連する規格図書
No.

文献名

1IEC-60609 Cavitation pitting evaluation in
hydraulic turbines,storage pumps and pumpturbines
IEC-60193 Hydraulic turbines,storage pumps
and pump-turbines-Model acceptance tests
IEC-60041 Fields acceptance tests todetermine the hydraulic turbines,storagepumps and pump-turbines
IEC-60034 Rotating electrical machines

本調査では、調査目的の達成に向けて、高度な識見を有する学識経い独自仕様書による発注や受注者側が対応できないといった事案が発生

験者、小水力発電事業の開発及び維持管理に従事する発電事業者、発し、中小水力発電の推進に影響が出ることも考えられた。このため、発注2電に必要な機器・サービス提供に従事する実務経験者に検討いただくこ者・受注者の相互による 1,000kW 未満の標準仕様書の整備が必要であ3とを目的として、「小水力発電 1,000kW 未満仕様標準 委員会」を設り、またイニシャルコストの縮減を図っていく必要があるとされた。

置した。委員会の下には、機器に関する専門的な検討を担当する分科会

41（水車関連）、分科会 2（発電機関連）も設置し、検討内容を委員会へ反5映するものとした。
委員会・分科会それぞれの役割は以下とした。

著者・発行者名

IEC-61116
Electromachanicalequipment
guide for small hydroelectric installations

国際電気標準会議

国際電気標準会議
国際電気標準会議

国際電気標準会議
国際電気標準会議

4. 発電事業者・機器メーカーへのアンケート調査・委員会：発注者（発電事業者）が仕様標準を活用することに着眼し、主に完成図書の提出、品質確保、試験等について議論を実施する。設備

中小水力発電の普及を阻む課題の一つに、設備費をはじめとしたイニへの議題については、各分科会へ検討の依頼を行う。
・分科会１：仕様標準のうち水車設備及び関連制御盤に着眼し、主に水シャルコストの高さが挙げられている。コスト低減に向けた方策を検討した

車に関する要求性能、品質確保、コスト縮減の議題について検討し、

令和 3 年度調査で、発電事業者にアンケート調査を行っている。その結果委員会へ反映案をとりまとめる。によれば、メーカーの半数がコスト縮減となる変更点や削減点があると回・分科会２：仕様標準のうち発電機設備及び関連制御盤に着眼し、主に答している（図 2）。このため、1,000kW 程度未満の小水力発電機器を対発電機に関する要求性能、品質確保、コスト縮減の議題について検討

象とした仕様標準によりコスト縮減の可能性は高いと思われた。

し、委員会へ反映案をとりまとめる。

図 1 電協研仕様標準の活用状況（令和 3 年度調査結果より抜粋）

表 1 専門委員会・分科会の開催一覧
開催日

委員会

令和4年10月11日
令和4年11月2日

第1回 委員会
第1回 分科会1

令和4年11月4日
令和4年11月25日

第1回 分科会2
第2回 委員会

令和4年12月14日
令和4年12月23日

第2回 分科会1
第2回 分科会2

令和5年1月30日

第3回 委員会

3.2 仕様標準に関連する資料の整理
本業務の実施期間である 2022 年において、これまでの電協研仕様標
準 No.54-1 が No.78-1 として改訂出版され、出力 1,000kW 未満の小本調査では、1,000kW 未満の小水力発電仕様標準の作成と並行し、作成する仕様標準において盛り込むコスト縮減案について発電事業者・機器メーカーにアンケート調査を実施した。発電事業者にはコスト縮減案を盛り込むことによる発注・維持管理面での実現性、機器メーカーにはコスト縮減がどれぐらい効果があるか、または仕様標準にどのように記載すれば効果的かを確認する目的で実施した。

水力発電は対象外となった。
電協研以外の関連資料としては、機能保証や仕様数値を検討している参考文献を表２に示す。またコスト縮減を目的として、製品または備品の海八千代エンジニヤリング株式会社

令和 4 年度 水力発電の導入加速化補助金(調査事業)のうち小水力発電向け機器の購入仕様標準に係る調査事業報告書（概要版）
問1-2.これまでの発注仕様書において、小水力発電設備を受託・製造するにあたり、コスト縮減となる変更点や削減点など、お気づきの部分はありますか。

55

一方、水車発電設備を製造する機器メーカーの回答では、提出図面や計また発電事業者から求められる仕様標準については、記載項目の網羅算書の簡略化によるコスト縮減の可能性があるとしたのは 8 割にのぼり性や、取りうる選択肢の幅の広さが挙げられ、コスト低減の方策としては発（図８）、提出するものとして図面では点検やオーバーホールができる図面、

注仕様書の作成の短縮や使用部材の簡素化、海外製品の導入が挙げられ計算書では設備強度や容量が確認できる計算書が今後も必要であるとさた（図５・図６）。

れた（図９・図１０）。

70%(回答者 n=33)
58%

60%
50%

(回答件数 n=10)

そうは思わない。

45%

20%

40%
30%

a.ある

20%

b.ない

0%

（令和 3 年度調査より抜粋）

記載項目の記載項目が必要最低限に取りうる選択肢が網羅性が高い

絞られている

選択肢の幅が広い

絞り込まれている

その他

そう思う。

1,000kW 未満の場合でも活用していることが多いことが明らかとなった（図 3）。また仕様標準を見直すことでコスト縮減に繋がると回答したのは36%である一方で、わからないと回答したのは 48%と最も多かった（図４）。

20%

40%

60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%

(回答者 n=33)

27%

使用部材の海外製品導入の発注仕様書の作成や簡素化に繋がる可能性が高まる

発注先との打合せに1,000kW未満の【制御盤】の選定や組み立てが確認できる図面

4

詳細寸法がわかる図面

3

点検やオーバーホールができる図面

短縮される

5

配線配管・給水管系統がわかる図面

図 6 発電事業者が想定するコスト低減に繋がる条件

4

他方で、1,000kW 未満の仕様標準を策定する上での懸念点としては、

30

12

330%

仕様検討に活用している
出力1,000kW未満には適用していない

本仕様標準の策定に対しては、これら発注者の課題に対応する形で検討

0%

図 3 発電事業者による電協研 No.54-1 の活用状況

20%

40%

60%

設備強度・容量が確認できる計算書

コスト低減に繋がるかもしれないが、保険・輸送費等が高くなること、6%48%

自社単独で導入しても効果は限定的。

新技術の開発に応じた標準仕様の見直しがある程度はある
3%
20%

30%

40%

52%

適宜行われる体制があるか

33%

10%

5

水車効率・性能に関する計算書

5系統連系に関する計算書

4発電所建設、運転管理の実態、

0%

0%

48%

業界全体で普及することが前提

9%

発電所基礎・水圧管路に影響する計算書
48%

維持費が高くなる恐れがある

わからない

6

64%

品質を低下させる恐れがある

大いに可能性はある

図９ 機器メーカーが必要と考える提出図面80%

安価な海外製品の導入は可能となるが、仕様書を見直してもコスト低減には繋がらない

6(回答件数 n=21)

30%

その他

5を行った。

21%

その他

4

回答件数

品質低下、建設・管理体制への影響、業界全体の普及が挙げられた（図７）。

その他、1,000kW未満の機器調達時の選定や(回答者 n=33)

4

施工がわかる図面45%

仕様検討に活用している設備全体が確認できる図面

その他

45%

仕様検討に活用している

図８ メーカーの提出図面の削減がコスト低減に資する可能性の有無(回答件数 n=23)21%

要する時間・コストが52%仕様検討に活用している
1,000kW未満の【発電機】の選定や

55%

45%

60%

1,000kW未満の【水車】の選定や難しい

80%

図 5 発電事業者から求められる 1,000kW 未満仕様標準の有用性

発 電 事 業 者 に よ る 電 協 研 仕 様 標 準 （ No.54-1 ） の 活 用 状 況 で は(回答者 n=33)

15%

12%

10%

図 2 発注仕様書におけるコスト縮減となる内容の実数

0%

15%

50%

60%

図 4 発電事業者による仕様標準の見直しでのコスト縮減の可能性(回答者 n=33)

その他

6%

図 7 1,000kW 未満仕様標準の普及に対する発電事業者の懸念点

無回答

101234567

回答件数

図１０ 機器メーカーが必要と考える提出計算書

八千代エンジニヤリング株式会社

令和 4 年度 水力発電の導入加速化補助金(調査事業)のうち小水力発電向け機器の購入仕様標準に係る調査事業報告書（概要版）
発注仕様書を性能発注型に移行することによるコスト縮減の可能性につ①仕様標準の利用者いて、機器メーカーに確認したところ、水車ではサーボモータ、主軸受、以下の 2 区分を想定した。

ケーシングと続き、発電機ではスラスト軸受・ガイド軸受、回転子、固定子、・電協研仕様標準を普段から活用している事業者

主軸と続いた（図１１・図１２）。これにより性能発注型へ移行することによる・新規事業者等のこれまで電協研仕様標準をあまり活用した経験のないコスト低減の可能性が示唆された。

5.2 仕様標準で扱う水車形式、発電機形式
1,000kW 未満仕様標準では、適用頻度の多い、ペルトン、フランシス、クロスフロー、プロペラ（チューブラ）、ポンプ逆転の 5 種を記載することとし事業者た。50kW 未満の低圧連系用では水車形式は指定しないものとした（図１(各項目の回答件数 n=10)

ケーシング

4ランナ

62

電協研仕様標準を見慣れた事業者が多いことを考慮し、以下の方針とし

8附帯機構

6・基本的な構成は電協研仕様標準に合わせた。

6主軸

435主軸封水装置した。

53遠方監視制御装置、引込注・構内配電線路の記載はないが、発注仕様書と4③仕様標準の作り方

620%40%コスト縮減になる

60%80%しては必要となるため、新たに項目を設けた。

これまでと同様に仕様標準から発注仕様書を作成することは、新規事業100%コスト縮減にはならない者にはハードルが高いと想定し、以下の方針とした。

図１１ 機器メーカーが想定する性能発注型に移行した場合の水車のコ5.4 各項目における考え方の整理・発注仕様書の形式で作成し、利用する事業者の負担を少なくした。

スト低下の可能性・見解や技術情報、コスト縮減方法については、仕様標準（案）にコメント等で補足することで、事業者に多くの情報を提供し取捨選択できる仕(各項目の回答件数 n=10)

回転子

46固定子

46主軸

46

スラスト軸受･ガイド軸受

5ﾍﾟﾙﾄﾝ水車

28[同期機の場合]交流励磁機

28[同期機の場合]回転整流器

28[同期機の場合]励磁用電源装置

20%

・受注者提出図面は、メーカー側の負担軽減によるコスト縮減、海外メー

9SSG

20%40%60%

ﾀｰｺﾞｲﾝﾊﾟﾙｽ水車

横軸ﾌﾗﾝｼｽ水車

ｸﾛｽﾌﾛｰ水車
10080%100%

コスト縮減にはならない

図１２ 機器メーカーが想定する性能発注型に移行した場合の発電機のコスト低下の可能性

カーの参入を見越して変更した。他方で、水車、発電設備以外に変圧器や5. 検討委員会による 1,000kW 未満仕様標準の考え・計算書は、契約後に提出するよう変更し、解析・シミュレーションによる算定
ｶﾌﾟﾗﾝ水車

ﾘﾝｸﾚｽﾌﾗﾝｼｽ

流水型水車②機能維持の保証
水中ﾀｰﾋﾞﾝ水車

開放型上掛水車の整理
5.1 1,000kW 未満仕様標準の基本骨子
1,000kW 未満仕様標準の作成については、以下の 3 点の方針を骨子た。

ﾘﾝｸﾞ水車ﾘｯﾀｰ水車結果を計算書として代用することも可能とした。また提出する計算書は、土木工事や建築工事、系統連系等で必要となるもののみとして種類を限定しﾎﾟﾝﾌﾟ逆転水車

10 低落差ﾌﾟﾛﾍﾟﾗとして作成した。

立軸ﾌﾗﾝｼｽ水車

開閉装置等を項目として追記した。

8コスト縮減になる電を踏まえた加筆・選定・簡略化を実施した。

① 受注者提出書類

1000
51

電協研仕様標準（No.78-1）を基本として、1,000kW 未満の小水力発主たる変更点の基本的な考え方を以下に記載する。

組みとした。

有効落差(m)

軸電流防止材5.3 電協研仕様標準からの追加項目
電協研仕様標準では、変圧器、保護制御装置、開閉装置、非常電源装置、

7

ピットライナ0%

・対象を 1,000kW 未満の小水力発電として項目を加筆・選定・簡略化

7

主軸受

発電機は誘導発電機、同期発電機とし、50kW 未満の低圧連係用においては永久磁石同期発動機とした。

た。

4サーボモータ３）。

②仕様標準の構成

S形ﾁｭｰﾌﾞﾗ水車
ﾌﾟﾛﾍﾟﾗ水車（ｲﾝﾗｲﾝ式） ﾌﾟﾛﾍﾟﾗ水車（ｻｲﾌｫﾝ式）
10.01
0.1
1流量(m3/s)

図１３ 水車選定図
薄い赤領域が50～1,000kW未満、濃い赤領域が50kW未満て模型試験を削除し、効率試験を出力開度試験による代替方法でも可能とした。
・各試験における裕度については、国内の JIS、JEC に加え IEC も併記して開放型下掛水車
10・機能維持の保証は、横軸水車を想定して項目を選定した。また実態に即し100いずれかを適用することで、国内・海外いずれのメーカーにも適用できるものとした。
・保証期間については、明確な数値は入れないものとしたが 3 ヶ月～2 年程度が一般的であることを補足説明として記載した。

八千代エンジニヤリング株式会社

令和 4 年度 水力発電の導入加速化補助金(調査事業)のうち小水力発電向け機器の購入仕様標準に係る調査事業報告書（概要版）
注方式とした。一方で、事業者によって独自の指定事項等がある場合を想取制度により大きく普及し、新しいメーカーや海外メーカーの参入が現れ、定して、記載できる項目のみを残すこととした。

またこれまで経験していない事業者も急激に増えた。このような状況下にお・電協研仕様標準においては詳細事項が記載されているが、コスト縮減のた・付属品については、付属品の定義がわかりにくかったため、「維持管理に必

いては、技術の革新や省略化、また事業者の慣れもこれから続いていくと思め適用基準を参照し、数値を記載することを省略したことで適用基準の幅要な工具等」とした。

われるため、見直しや改訂を実施していくことが、今後の課題として挙げらが広がり、国内・海外いずれのメーカーでも幅広い技術適用を可能とした。

・予備品については、コスト増大の要因となるため、「保証期間内で調達に時れる。

・事業者独自の指定事項がある場合を想定して、記載できる項目のみを残間を要する消耗品（ただし市販品を除く）」と定義した。

③一般仕様に関する特記事項（以上）すこととした。
⑦試験及び検査④水車本体

・工場検査及び現地試験項目は、項目数が多くメーカー側で方法も異なり、・水車形式は前項にある 5 種の水車を想定して記載した。参考として水車のばらつきがあることが想定されるため、実施項目をメーカー側が見積段階形式を指定せずに受注者推奨とする場合の補足説明を記載した。

で提案し価格に反映することとした。

・指定事項には供給範囲を明記するようにした。

・項目の基本案については、選定した 5 種の水車別に記載した。

・性能に関する要求事項については、出力範囲について電力量を保証値とし・据付中の試験については、工場で組み立てた状態で現場搬入・据付を行うた。また軸受温度は小水力発電の実態を加味して保証温度を緩和した。

場合に省略できる項目を指定した。

・構造及び材質に関する特記事項については、数値の記載を省略し、性能発・据付完了後の試験については、工場検査で代用できるものはできるだけ検注方式とした。一方で、事業者によって独自の指定事項等がある場合を想査結果を併用できるようにした。

定して、記載できる項目のみを残すこととした。利用の際に不要であれば同・発電機においては小水力発電の場合、誘導発電機を適用することがあるた項目を削除して利用することを可能とした。

め、誘導機の場合と同期機の場合がわかるように記載した。

・付属品については、付属品の定義がわかりにくかったため、「維持管理に必要な工具等」とした。

⑧参考書式

・予備品については、コスト増大の要因となるため、「保証期間内で調達に時・本仕様標準を用いて、事業者側がメーカー側へ見積を依頼する際の標準間を要する消耗品（ただし市販品を除く）」と定義した。

フォーマットを作成した。また海外メーカーの場合は、仕様が一致しないことも考えられるため、公営電気事業者で用いられた海外仕様受入書を参⑤入口弁考に、海外メーカーも受け入れられる書式を作成した。

委員会 開催状況（第２回委員会）

・入口弁については形式等について、事業者側が種類の違いや構造の違いを明確に把握していない可能性があることから、形式・口径、バイパス弁に

6. 今後の普及と課題についてついては製造者推奨とした。
・構造に関する特記事項については、数値の記載を省略し、性能発注方式とした。一方で、事業者によって独自の指定事項等がある場合を想定して、記載できる項目のみを残すこととした。利用の際に不要であれば同項目を削除して利用することを可能とした。

6.1 今後の普及について
本業務で作成した仕様標準は、今後国内で小水力発電を実施する事業者に幅広く利用され、コスト縮減の効果をもって、小水力発電が国内でさらに普及することが期待される。このためには本資料の公開とともに、関係事⑥発電機本体・発電機形式は誘導機と同期機を想定して記載した。
・性能に関する要求事項については、横軸発電機を想定した事項を記載す業者に周知する機会を作ることが重要であると考える。
新エネルギー財団が実施する水力実務者研修会など、水力発電事業者が集う機会を利用し、周知していくことが肝要と考える。

るとともに、系統連系に必要となる定数について整理した。また軸受温度は小水力発電の実態を加味して保証温度を緩和した。さらに最近では地域活

6.2 課題について用要件において自立運転を求めることがあるため、特殊運転の項目を設けた。
・構造及び材質に関する特記事項については、数値の記載を省略し、性能発電気協同研究では、20～30 年のサイクルで資料が更新されている。これは、対象とする水車や発電機の技術論が確立しているためと推測する。
一方、1,000kW 未満の小水力発電は、再生可能エネルギー固定価格買八千代エンジニヤリング株式会社