マイクロ⽔⼒発電での神話と俗説
by Benjamin Root, Article 146 Dec. ‘11 & Jan. ‘12
著作権について：“Copyright 2011, Home Power Magazine,
homepower.com”.

弊社は出版元の許可を得て日本語に翻訳しています 。

落下す る 水か ら 電気 を 生み 出す こ と は 実際手品の
実際手品 のよ う に 見え 、 そ の 為多 く の 勘違い が 生 じ る 事 と な
り ま す 。 こ の 場 を お 借 り し て 、 小水力が 出来 る
事 、 出来な い 事の 、 実際 と 、 俗説 ( 迷信 ) を 説明
し た い と 思い ま す 。

御家庭で必要とされる規模の⼩⽔⼒発電シス
テムは自然再生エネルギーシステムの究極のゴールと良く⾔われてきました。 ⽔⼒
発電のイメージは太陽発電システムに比較して、宣伝量は少なく、単純さや、うわべの派手さや、⾒せ掛けの発電量等に太刀打ち出来ませんが、一般市⺠にとって⽔⼒とは単純なシステムであり、それは何かとの基本的理解は得られています。本
解説の意図は、安価な発電で元を取りたいとの単純な発想を持たれた多くの人々の “ 勘違い ” にス
ポットライトを当ています。現在のマイクロ⽔⼒
機器類は⼗数年変わることなき設計から伝えられた既成の証明された機器類です。代表的タービンの ペ ル ト ン ⽔ ⾞ や タ ー ゴ ⽔ ⾞ は 、 そ れ ぞ れ 1870
年 ,1919 年 に 発 明 さ れ ま し た 。 ⾔ い た い の は 、 この 技 術 / 実 ⽤ 年 ⽉ は 100 年 以 上 使 ⽤ さ れ 、 そ の 信
頼性、機能性は実証済みであると⾔う事です。
⽔⼒以外の家庭⽤自然再生エネルギーや各種自家発電⽅式と比較し、⽔⼒は低価格で（その結果の電気代も安価で）、理にかなった⽅式と⾔われてきました。太陽光パネルの価格の低落は最近では著しいのですが、その位置はまだ先端技術製品であり、⾼価な物であります。マイクロ⽔⼒システ
ムは、異論は⼤いにあるにしても、ローテック（ハイテックの逆）で、投資コストの多くは配管代やセメント代に必要とされる土木工事費です。
勿論実際の原価配分は設置場所毎でシステムは⼤幅に異なり、費⽤明細は劇的に変化します。
安価な電気代を生み出し、且つ、期待を持たせてくれるその他の要因はシステムの連続運転の可能性にあります。太陽パネルでは太陽が輝いている
いる時のみ発電でき、 ( 風⼒発電では風が吹いている環境下で発電でき ) 一⽅、マイクロ⽔⼒では⼣暮れや天候不順で太陽が⾒えない事による影響は受けません。ごく⼩規模の⽔源でも（もしその⽔ 源 が 一 年 に 365 日 ⽔ を 供 給 す る の で あ れ ば ）１ 日 中 24 時 間 電 気 を 与 え 、 要 望 さ れ れ ば 1 年 間発電し続けることが出来ます。

再生エネルギー比較の共通点はそのシステムが年間に生み出せるエネルギーの “ 総量 ” です。例え
ごく僅かな発電源でも連続運転の結果は、間歇的に作動する⼤容量発電源より、得られるエネルギ
ー量が多くなる場合があります。
じゃ、何故誰しもがマイクロ⽔⼒を持たないのでしょうか？
回答に適切な⾔葉は “ 困難性克服 ” が適切かも知れません。電気を使⽤する場所のそばや、付近に流れ落ちる⽔があるかないかで、⽔⼒発電の実現性が左右されます。
タービン ( ⽔⾞ ) を回転させそこから電気を生み出す根源は流れる⽔の圧⼒（⼜は重量）です。居
住場所付近で発電に適した流れや湧⽔が誰でもある訳でもなく、ましてや重⼒で⽔の圧⼒を⾼められる垂直地形が皆さんにある訳ではありません。
⽔⼒発電量の予想計算式は：⽔量 × ⾼低差が基本です。 ( 次ページ右側で詳しく説明 ) つまり⽔の流れる量と⽔が下に落ちる垂直距離の組み合わせ
が、その場所での得られる潜在的発電量を⽰します。この公式により、これから説明します色々な
迷信の正体を暴露することが出来ます。
⼤抵のマイクロ⽔⼒における多くの勘違いは物理の基
本的性能の誤解と再生自然エネルギーの秘めたる可能性への熱狂的楽観主義の合成により発した物です。私はここで、その物理からの誤解と成⻑した楽観主義を是正したいと思います。一旦現実を理解願えれば更なる理解の為に HomePower.com での他の文献を読まれればマイクロ⽔⼒の可能性があなたを待っている事に気づかれる事でしょう 。

〒929-0217 石川県 白山市 湊町 巳 1
TEL : 076-278-3262, FAX: 076-278-2366,e-mail: mikawa@izumicorp.co.jp

迷信:その１
閉回路でのポンプ貯⽔

マイクロ⽔⼒の規則
マイクロ⽔⼒での瞬時の発生電⼒量は以下の２種の要因から計算されています。

今迄私たちが受取った一般的な欠陥のある図面は、閉回路（Closed Loop）システムでーその全容は発電⽤⽔⾞の為の⽔をポンプでくみ上げ、落下させることで発電機が電気を生み出し、ポンプが作動し……無限の運転が可能とする構想です。

•川、湧⽔、⼩川などの源流から取⽔した⽔の時間単位の量で、直接タービンの動作に使⽤できる量を⾔い、流量と⾔います。USA ではガロン・分です(日本では 1 秒当たりのリットルで表現されます)。

⼤抵の図面は、貯⽔容器から⽔を落とし⽔⾞に当てる
単純な構想です。ポンプで汲み上げられた⽔が落下することで圧がタービン回転に働く事を期待する考えです。その他のアイデアはポンプで⽔を上⽅向の丘の池に貯め、落下重⼒で⽔の圧⼒が⾼まりターピンを回転させます。この設計者の考えの根底には発電機には、ポンプが必要とする物以上の出⼒があり、それが全ての時間中その余分な電気を活⽤できると考えている点にあります。その規模の⼤⼩の差は色々ありますが、その考えの中に同じ欠陥が存在しています。

•タービンと取⽔口の垂直⽅向での⾼さ
で落下⽔は圧⼒を得ます。圧⼒と⾼低差(落差)は⾔い⽅が異なりますが、同じ意味です。通常圧⼒表現より距離表現が現場で⽤いられますが、圧⼒計が備わっていれば、距離測定は不要となります。USAでは 2.3 フイートの⾼さは(⽔柱)は 1psi です。（日本では 1Bar=約 10 メーターです）。
システムの一番下に位置するタービン回転はこの流量と落差で引き起こされます。システム設計に当たりこの要因がないと設計不能です。取⽔口とタービン設置場所を決定し落差を確保し、配管距離を可能な限り少なくし, 配管の口径は流れる⽔の管内軋轢を少なくする⽅法を取り、如何に安価に配管出来るか考えなければなりません。ノズル数、⽔⾞の形、
⼤きさ、発電機の容量等バランスを考えます。
しかも⽔を独り占めする事なく、共存する魚、動植物等と⽔は分かち合います。機械効率を落とすことなく、その場所での予想発電量を⾒出します。

熱動⼒学の一番目の法則では、エネルギーは生み出される物でもなく⼜消滅する物ではないと書かれています。再生エネルギー分野やその他の類似分野での全ての私たちが得たいエネルギーシステムは、既存のエネ
ルギーを私たちが望む使⽤分野に適した形に変換する
ことで成り⽴っています。⽔⼒発電システムでは流れる⽔のエネルギーを回転軸に移転し、その軸運動が磁場に移⾏し磁場が動かされる事により、その動く磁場
から電気として取り出せます。（よく考えてください：
この運動中エネルギーは生み出されたでしょうか？）
もしその得られたエネルギーを再度磁場運動に与え電気を発生させ、軸回転させ、ポンプが⽔を上⽅向のタ
ンクや貯⽔池に送る事が出来たと仮定しても、新たにエネルギーを生み出した訳ではありません。実際はエネルギーの形を変化させたのみです。

しかし、実際に精密に現場を計測し発電量を予想す
る前に、筆者は以下の⽅式を使い⼤まかに推察する
⽅法を⾒出しました。
。
落差(垂直フィート)×流量(ガロン/分)÷評価率=電⼒(Wh)
評価率は通常 9 から 13 です。この値は実際の世界中での施工例から数年の実績を元に生み出されています。低い値の 9 は理想的な⾼低差と流量で、配管も垂直で機械効率も⾼い場合に適応できます。評価率 13 の適応は⾼低差も流量も（⼜は何れかが）理想
的でなく⼜は低効率な条件の場合に当てはめます。
この計算式はワット以外には⼜ cfs, psi 等他の換算
数値には適応されません。以下色々な迷信の説明中、この計算式が例題として表れます。元来迷信は理論的でないので、楽観的に評価率を 10 としています。ピコ/ナノ規模の場合、この率は２倍になる
かも知れません。この迷信の説明では、その例が本当に物理的に正しいのかどうか、経済性があるのかどうか、実証しなければと奮い⽴つ程度の規模でもないので、評価率を云々されないと思っています。

全知全能の宇宙では、もしかするとその様な構想⽤のポンプとタービンがあり永遠に動くんだと論争されるかも知れません。しかし私達には何の役にも成りえま
せん、何故ならその様なエネルギーはポンプ作動させる以外の他の仕事にも必要とされているからです。
他の目的に電気を使⽤する意味はタービンを回転させなければならないエネルギーからポンプは自分が動かねばならない必要エネルギーを盗まなければなりません、結果相互依存のループは壊れています。あっちこ
っちで、このシステムのあらゆる箇所で、それぞれが動くエネルギーをシステム全体から盗んでいる訳で、この循環回路は⻑続きせず、最終的に盗み出すエネル
ギーは存在しなくなります。更にエネルギー泥棒は⼤抵摩擦で引き起こされ、機械運動での不完全性による摩擦で循環回路設計はぶち壊されています。

実際の計画に於いてこの計算⽅式を採⽤下さい。その結果、更に専門家に相談するか、反対にアイデアを収納するかの峠に達します。それに追加して、実際この計算式に必要な要因は、プロにお問い合わせになる時に前もってご自分が知っておく必要要因でもあるからです。正確であればそれだけ有効です。

どのような機械システムでも全ての構成部品の操作効率は 100％以下です。説明での、最初開始点からの潜在エネルギーの部分部分は部品を経由する毎に形を変えられエネルギーを失ってゆきます。エネルギーは破壊されないと申し上げました。しかしこのループから,
振動,騒⾳として、逃げ出しその変換は利⽤できない形に変えられ、また回収不能になって、形を変えています。

希望発電場所での落差と流量データーを正確に知る
事は、関係ある全ての人々にとって、時間とお⾦の節約になります。

さて、典型的なマイクロ⽔⼒の効率を⾒ましょう 。

1

* 導 ⽔ 管 ( 配 管 ラ イ ン ) 効 率 = 95%* ノズルやランナー効率= 80%* 永久磁⽯発電機効率= 90%＊配線と電気制御盤効率= 98%

ポンプを使う揚⽔発電

総 合 効 率 ： 0.95 × 0.80 × 0.90 × 0.98 = 0.67
⽔を流しこのマイクロ⽔⼒発電システムを動かし た 時 、 た っ た 67% の 内 部 潜 在 エ ネ ル ギ ー が 電
気エネルギーに変換されるのです。実際はこの数値は非常に⽴派な数値とお考え下さい。典型的 な 効 率 は 通 常 55 ％ と ⾔ わ れ て い ま す 。 話 を元に戻し、今度は流れ出た⽔を元の上のバケツに戻し再利⽤する場合の効率を考えます。
• 配 管 効 率 = 95%• ポ ン プ (モーター/インペラー) 効 率 = 65%

揚⽔発電ではポンプを使って上部貯⽔池に⽔を汲み上げます。しかし最終目標は全ての効率損
失を防⽌してエネルギー効率を⾼め安価な電⼒を得る事ではありません。
電⼒会社の仕事は需要の増減に比例して電⼒を供給しますが、化⽯燃料、天然ガス、原⼦⼒プ
ラントでは、頻繁に電気量の変化操作は出来ません。まして、太陽や風⼒は、必要でない時に発電するかも知れないのです。この電⼒需要の必要程度に合致させるには、待機電⼒の活⽤が必要で、余剰分を無駄にしていません。未使⽤の電⼒を利⽤し、ポンプで⽔を上部貯⽔池に上げて有効なエネルギー源として貯蔵し、必要時⽔⼒発電で、不⾜分を補うのが目的です。従って貯⽔池は蓄電池とも⾔えます。100%の揚⽔
電⼒で 85%~70%程度の発電が出来（15~30%のロス）ますが、余剰電⼒を全て破棄するより貯めて再利⽤するほうが良いと⾔えます。

0.95 × 0.65 × 0.67 (初回の発電総合効率) = 0.41
再 度 ⽔ が 循 環 さ れ た と 仮 定 し て 、 41% が 頭 上 のバケツに⽔が戻る事となります。再循環 2 回目
で は 0.41 × 0.41 ＝ 17% の エ ネ ル ギ ー が 残 る こととなります。しかし有効落差 / 有効流量の充分な⽔がない場合、何も起こりません。ポンプ
は電気が無いから動きません；発電機はポンプが動かないから発電しません。呼び⽔を得ることにより循環回路が再度作動しますが、その呼び⽔が与えられないと、回路は切れます。
ここで永遠回路を思いつかれた諸君は更なる提案をされます ネ ：タンク量を増やす：内部抵抗の少ない太目の配管：タワーの上のタンクからの配管を短くし、抵抗を減らす：⾼低差を増やし流量を⼩さく：
⾼低差を減らし流量を上げる：蓄電池を⼊れる（ ＝ 蓄電池効率は 80％ ） : ポ ン プ と 発 電 機 を 直 結⇒ 発想の原点は全て効率を向上させるアイデアです.

しかし何を変更しても結果は同じになります。総合 効 率 は 100 ％ 以 下 に し か な ら な い か ら で す 。 新
しいエネルギーは生まれないのです。周りの動いているエネルギーとその形の変化は、丁度ケミカ
ルからメカニカルには変わり、そして電気になる訳ですが、初めのエネルギー量は形が変わるごとに減少してゆきます。これらの効率損失が、使⽤可能な電気を⽀払う料⾦にその姿を変えてきました。 このマイクロ発電では、時には得られた電気代は安いか、⾼いかになるでしょうが、複雑性の付与は効率低下となり、決して収穫を向上させる物ではありません。

実際やれる事は、効率の悪いものを使⽤しない事にあり、⽔部分を除去する事にあります。モーター軸と発電軸を直結し発電機出⼒線をモーターに直結します。
(事実これは詭弁ですがなんとなく説得⼒あります）

迷信 その２屋根からの・あまどい発電

その次に多くの⽅々が提案されるマイクロ⽔⼒発
電企画にご家庭の縦どいに（垂直⽅向の雨どい）
雨からもらえる⽔を利⽤しタービンを雨どいに設置する案への可能性打診です。夢多き発明者は⽔⼒発電とは何かを勉強し、そのエネルギーの源をどこからかもらい（この場合自然の恵み）、屋根の⾼さは落差（ヘッド圧）に成り得、タービンを回転させることが可能だ…… .
このシナリオでの間違いは単純で、実際多くの誤解の中で最たる物です。実際ある種のタービン（⽔⾞）は低落差で動く設計がなされ、ご家庭の屋根の⾼さ程度（⼜はそれ以下で）で機能する物はあります。間違っていけないのは、発電量は落差 × 流量なのです。あまどい発電の欠陥は、屋根に与えられた⽔の量が少ないと⾔う事実が⾒過ごされています。発電公式から、⾼さが低いこと
は、⽔量を⼤幅に増やさなければならないのです。開拓地、集⽔域での排⽔溝計算の基本単位は
例 え ば 1000 坪 が 一 単 位 と し て 雨 ⽔ を 取 り

2

迷信 その 3
上⽔道の⽔利⽤で発電扱う例からもご理解いただけます。あなたの家が⼤邸宅としても、取⽔量は雀の涙です。
アメリカの例ですが、降雨量の最も多いワシント
ン州、シアトル、⼤邸宅での試算結果をお知らせ
し ま す 。 一 年 の 平 均 降 雨 量 40 インチ 、 特 に 11 ⽉
は 雨 が 多 く 平 均 6 イ ン チ と な り ま す 。 (翻訳者情報：日本では 2010 年の岡山県、香川県の年間量に近似)
2 階 建 て の 邸 宅 で 屋 根 ま で の ⾼ さ は 25 フイート です 。 こ れ は ⾼ 低 差 が 25 フイート と 同 じ で す 。 屋 根
面 積 は 2 階 建 て 総 面 積 6000 平⽅フイートの邸宅でこ れ が 取 ⽔ 源 の 面 積 で す 。 降雨量の多い 11 ⽉でこの家に降り注ぐ雨の量は 1500 ⽴⽅フィート⼜は 11220
ガロンとなります 。 (翻訳者情報：42ton /⽉)
もしその雨が霧雨のごとく 1 ヶ⽉ 1 定量屋根に降る と 仮 定 し １ 分 当 た り に 得 ら れ る ⽔ 量 は 1/4 ガ ロ
ン (946 ㍑ ) と な り ま す 。 発 電 機 が あ る か ど う か は別にして、予想発電量の計算式から、その一ヶ⽉
間 で の 理 論 的 総 発 電 量 は 468 Ｗ と な り ま す 。

さて、発明に熱心な貴⽅は、マイクロ発電⽤タービンを働かせるに最適且つ必要な⽔圧と⽔量をどこから⼊手したらベストかと思い巡らせる事でしょう。この思いは、その⽅が丁度お風呂に浸かり熟考している時、夢⾒るマイクロ⽔⼒の親衛隊から投げかけられた考えと同じじゃあないかと気づかれます。 そして⾏き着く先が現れるのです。

0.26 gpm × 25 feet ÷ 10 derate = 0.65 watts × 720
hrs./mo. = 468 Wh

仮定としてこの様な極少量の流量でも発電可能なシステムがあるとしても、 1 ヶ⽉で得られる電気量 は 1/2kW 以 下 で す 。 そ の 上 シ ア ト ル の 電 気 代 は
１ kWh で 3 セ ン ト で す 。 6000 平 ⽅ フ ィ ー ト の 邸
宅の使う 1 日の電気使⽤量を補うにも目に⾒えな
い補佐であり、ましてや⽉単位となると話にもなりません。
霧雨を忘れてエネルギー量を増やせないでしょうか？そして利⽤可能な流量に上げそれが有望なエ
ネルギーを生み出せるになるにはどのような雨量が 必 要 で し ょ う か ？ 望 み は シ ア ト ル で 100 年 に1 度発生した 1 時間 1 インチの豪雨が 6 時間継続
して降ることです。ありそうにない豪雨から、先
ほ ど の 豪 邸 で 得 ら れ る ⽔ 量 は 31 ガロン・分で(117㍑/分) 、 こ れ な ら 引 き 受 け て く れ る 発 電 機 も 存 在し 予 想 と し て 77.5W は 得 ら れ ま す が 6 時 間 が 単 位
で す 。 そ う す る と 総 計 465Wh と な り 、 霧 雨 の 条
件 と 同 じ に な り ま す 。 （ 最⼩単位の僅かな差は切り上

一 般 的 な ⽔ 道 ⽔ の 圧 ⼒ は40‐80PSIで ⾼ 低 差 で 表 現
す る と 92‐185 フイート に な り ま す 。 (28-56 メートル)
この⾼さなら⽔⼒発電に向いています。そこに流量 が 10 ガロン/分 あ れ ば (37 ㍑) ； つ ま り 蛇 口 の 出
口で；エネルギーをもらえないか、そしてそれは蛇 口 を 捻 る と き に も ら え る 。 素 晴 ら し い !!!
ここで、前述の計算式から 60psi(=138ft≒42meter)の予想発電量は 138Wh 得られと理解できます。
138ft x 10gpm÷10 評価率=138Wx 24Hr
= 3,312 Wh/日
数 値 か ら 3.3kWh/ 日 は 何 か 利 ⽤ 可 能 と ⾒ え ま す が
実際は少量です。アメリカの一般家庭での電⼒消費 量 は 平 均 30kWh/ 日 と ⾔ わ れ 、 発 電 量 は 9 倍 増
やさなければなりません。理解の為 , 理論上ものす ご い 省 エ ネ の 家 庭 が 存 在 し 一 日 3.3kWhs で 生 活する家庭があるとします。そうすれば、⽔道⽔発
電 で ⼗ 分 じ ゃ な い か ?? 、 或 い は 消 費 電 ⼒ の 1 部 分を ⽔ 道 ⽔ 発 電 で 補 っ て み て は ?? 少 し で も 助 か るの で は ??
3.3kWh の 数 値 は ,10 gallons/分—24 時間/日 に 基
づ い て い ま す 。 一 日 の 必 要 ⽔ 道 量 は 14,400 ガ ロ
ン （ ＝ 54 ト ン ） と な り 、 ア メ リ カ で の 平 均 的 ⽔
道 代 は 1000 ガ ロ ン で 1.5 ド ル で す の で 、 ⽔ 道 局に ⽀ 払 う 費 ⽤ は US$21.60 と な り 、 一 ⽅ ア メ リ カ
で の 平 均 電 気 代 は kWh ＝ $0.11 で す の で ⽀ 払 電 気
代 は US$0.36 と な り ま す 。 論 争 は こ こ で 価 格 よ りも環境保護とモラルの観点に移⾏します .

げ切り下げから由来します）とすると、発明者は、更に家を⾼くし、雨⽔回収機構を追加し、流量を⼤量に一瞬に落とし込むやり⽅に頭をひねります。先ほどの豪邸での一ヶ⽉の 総 雨 量 は 11,220 ガロン で あ り 、 も し 貯 ⽔ す る と
す れ ば 総 計 42 トン重⼒ と な り ま す 。 数 ワ ッ ト の 発電を得る為に、屋根の構造を強化する新たな設計はどのような物か予想不能です。その上これらの張り合いのない予想発電量はアメリカ国内でも著
名な雨の多い場所で、それも最も雨量の多い⽉の例で、その他の⽉、その他の場所、通常の家では、更に悪化するデーターのみとなります。
もし雨どい発電をお考えになるのなら、 1 枚の太陽光パネル投資の⽅が、実⽤的です。説得⼒のある 話 で す が 、 シ ア ト ル で も 1 日 1.7 ピーク が 11
⽉ で も 得 ら れ 、 今 な ら 安 価 に な っ た15Wの 太 陽 パネル（ 1 万円程度）での得られる発電量は雨どい発電の例と同じ程度です。

3

⽔道⽔は人が飲めるよう化学処理され滅菌され ,その上⽔圧を保つ為ポンプで送⽔され , その工程
加工では貴重な税⾦も投⼊されています。値段の比較は別としても、少量の電気を得るために綺麗な良質の⽔を流す事の意味はあるのでしょうか ?
最後のとどめとして取⽔から浄化、殺菌、検査、送⽔の過程においては、雇⽤されている人々が存在しているという事実です。⽔道⽔から電気を得る為にエネルギーを貰うとは⽔圧を盗むと等しく、（エネルギーの枯渇であり）発電機の出口か
ら死んだ⽔を単に流しだすに過ぎないのです。貴⽅がシャンプーで髪を洗い流す時、貴⽅の蛇口から⽔はチョロチョロしか出なく、一⽅発電機の⽔は最⼤流量で流れている様⼦は決して楽しい事ではありません .

ここで貴⽅は、”ちょっと待って”と⾔うでしょう。
“⽔遣りの時のホースの例はどうなってるの”, “多分筆者は回転するランナーにノズル経由で細い⽔を噴射しインパルスタービンを作動させる発電システムをご存じじゃないの”。
。。なるほどね、貴⽅の⾔い分は理解しますけど、そのノズルで圧⼒が増⼤した訳でもなく⼜エネルギーが増えた訳でもないのです。その代り,存在するエネルギーは一点に絞り込まれ、流速は増加しその事自体はタービンにとって有効ですが,その過程では,エネルギーその物は軋轢で失われています。

迷信 その 4
⽔圧を上げ発電量を上げる為に導⽔管の口径を細くする

ノズルの目的は流れる⽔の運動エネルギーの流速を⾼める事です。この現象は有効エネルギーを犠牲にし圧⼒の形に変化させた結果です。実際、ノズルの外側では⽔圧は無くなっています；ノズルを経由した⽔は迅速に流れる運動エネルギーに今迄の全てのエネルギーの形を変えたのです。

⼩口径の管やノズルを埋め込むことは配管内に余分な抵抗を追加する事となり⽔の流れに抵抗を増やす事に繋がります。それはシステム動圧を確実に低下させ、システムが元来持っているエネルギーを減少させます。

⽔⼒発電の必要要因には 2 種しかあ り ま せ ん (落差と流量) 。 も し 落 差が少ない場合⽔圧を少しでも⾼められないかと模索し始めます。多くの⽅は花に⽔を撒く時のホースの利⽤⽅法を思い起こされます。
芝の向こうの花に⽔を送る為に、ホースの先に指を添えホースの先を絞りますね。指の代わりにスプレーノズルを使う場合はどうですか?
遠⽅に飛ばす為ノズルの先を細い物に変えませんか ? この⽅法を⽔⼒発電で応⽤しノズルを絞る事は圧が増えるのと同じだから（つまり落差が増える：とすると発電量が増える）取⽔を⼤口径の⽔管で始めタービンに近くなるに
つ れ 細 め て ⾏ け ば ???
回答は“NO”です。
（残念ですが）専門家が落差を測定する場合 2 種の デ ー タ ー を 計 測 し ま す 。 ”静圧”
は 導 ⽔ 管 の 出 口 を ”閉” に し （バルブは閉め⽔は流さない）
その⽔圧を測定します。取⽔口からタービンの手
前 迄 の ⽔ の 全 量 が 圧 ⼒ に な っ て い ま す 。 通 常 psi
表⽰の圧⼒は⽔柱の⾼さと同等で落差 ( 垂直距離 ) と 同 じ で す 。 1psi=2.3ft(≒70cm≒0.07bar)
もし圧⼒計が無い⼜⽔管が無いのであれば、取⽔口からタービン場所までの垂直距離を測定しても同じことになります。これが静圧と⾔われる物です。

この例でのタービンランナーが回転するエネルギーの源はこの運動エネルギーの⼒その物です。しかし決してエネルギー量が増えた訳ではありません。事実,ノズ
ルを経由してより早く流れた⽔は軋轢損が更に多くな
り動圧が低下し、システムで有効なエネルギー量を減少させていますがータービンを回転させるには適した形になっています。

必要なもう一つの圧⼒は”動圧”です。動圧は管内の軋轢抵抗での圧損や繋ぎ目の抵抗、エルボーでの圧損、途中でのバルブでの抵抗等全ての効率損を加味調整した理論的圧⼒です。つまりシステム内での流れを阻害している要因を加味し、潜在エネルギーを消耗している要因を加味した物が動圧と⾔われる圧⼒です。⾔い⽅を変えれば、動圧＝静圧マイナス配管内部のエネルギ
ーロス：動圧を知ればそれだけ予想発電量は正確に近づきます。

流量を一定とし、最初に測定した静圧の理論的最⼤値
以上に利⽤できるエネルギーは存在しないのです。それ以降の如何なる構造変化や部品の追加はシステムに対する非効率的な要因でしかなく実際得られるエネル
ギー量の減少に繋がります。損失のある部分は必要な物でもあります（⽔を上から下に落下させ、ランナーを働かせる等）。専門家はこの損失を可能な限り少なくする努⼒はしますが完全に避けられる物ではありませんしそれ以上のエネルギーを作れる訳でもありません.

4迷信 その５漬け込み型/落差ゼロ⽅式

発明者達は過去にも現在でも、これからでも川からのエネルギー確保の努⼒は続けられる筈です 。 ” 漬 け 込 み 型 ” ,” ⽔ 流 型 ” 等 の 設 計 は 過 去 に

自宅の傍に平坦な川や運河のある⽅からの問い合わせの 例 で す 。 も し 充分な流量が⾒込めるなら⽔⼒発電
は 出 来 る 筈 、 ど う で す か ?: 回 答
は 、 YES/NO で な く 非 常 に 複 雑 な物になります。今迄の説明で⽔⼒
発電は落差と流量の組み合わせの賜物と⾔っています。ですから落
差が減少すればそれだけ、ある一定量の電⼒を生み出すには流量を増⼤させねばなりません。この質問者の意⾒では、平坦な土地ですが , かなり⼤量の⽔が流れています。高低差はないが、高速で、⼤きい塊の⽔を利⽤する事でのエネ
ルギーは存在する筈：と主張されます。
タービンの⼤きさは別としてある場所での , 落差
対流量比 , を組み替えられる各種のタービン技術は存在しています。この場合落差が無い訳ですからエネルギーの捕獲は相当困難になります。低落
差 ⽤ 反 動 ⽔ ⾞ で 1m~60cm の 落 差 に 設 計 さ れ た 物は管の中にプロペラを収納し流れ落ちる⽔の⼒で作動しますが流量が相当必要とされます。しかし⾼さが無い場合はどうでしょうか ? 平地で流れる
⼤河ではどうなるのでしょうか ?
では、１ページ右側で解説した予想発電量計算式を思い出して下さい。流量を如何に⼤量に⼊⼒しても落差がゼロなので、発電量は出てきませんよね。歩み寄って川中のある場所では落差があるかも知れないしそこではエネルギーを得られるかもし れ ま せ ん 。 滔 々 (とうとう) と 流 れ る ⼤ 河 の 動 き に
唆 (そそのか) さ れ て も 、 同 じ 量 の 丘 か ら 下 る ⽔ と 比較して、潜在的エネギーは⼤量ではないのです。
もし得ようとするならチャレンジが必要です。
落差を補填しようとするなら流量は相当⼤量に必要です。流れは相当急速でかつ⼤量に捕獲しなけ
ればなりません。この流れに対応可能な構造物を作り、⼤型のタービンを設計し、且つ流れの中のゴミよけ装置を考えなければなりません。これが私が述べたチャレンジの意味です。

もあり、⼜あるでしょう。しかし、実⽤に耐える
信頼性のある域には成⻑していないのが実情です 。 漬 け 込 み 型 の 例 で は ”AMPAIR” が あ り 、 発 想の原点は帆船やはしけの船尾から海中に投げ込ん
で、発電するアイデアでした。そこから、流れに漬け込む発想に展開したのですがプロペラ面積が⼩さく利⽤出来る発電領域に達する為には早い流速が相当必要とされます。もし貴⽅がマイクロ⽔⼒発電を作りたい場合、流⾏から⾒れば、流れに⼊れ込む⽅式が面白いかもしれませんが決して投資が戻るとは思わないで下さい。あくまでも自己責任で⾏ってください。もし実⾏されるのなら利⽤可能な流れの面積、流量を正確に知ることが何よりも優先されます。

落差＆流量:
現状の把握が必要です

マイクロ⽔⼒発電システムは魅⼒的な投資で実現可能な信頼性の⾼い実証された技術と⾔えます
が、それは実⾏される場所毎の利⽤可能な資源に⼤きく依存します。今計画の場所が有望か、絶望
かは全てそこで利⽤出来る有効落差と有効流量で決まります。物理は騙されません。エネルギーを作り出す事も不可能です。まして、無料の⾷事は無いのです。今ご計画の資源から最⼤の有効エネ
ルギーを引き出す⽅法はあります。それは緻密な調 査 で す 。 有 効 な 流 量 、 落 差 か ら 考 え (1) 取 ⽔ ⽅
法 (2) 送 ⽔ 管 ； ⼤ き さ 、 配 管 ⽅ 法 、 距 離 (3) ペ ル
ト ン や タ ー ゴ の 場 合 の ノ ズ ル 寸 法 個 数 (4) ラ ン ナ
ー タ イ プ (5) 発 電 機 の 種 類 (6) 電 気 制 御 関 係 (7)シ ス テ ム 電 圧 , AC/DC(8) 送 電 線 距 離 (9) 何 に 電 気を利⽤するか等々。それらを総合的に計画し、投資と回収が価値ある物かどうかお考えください。

急流に⾒える川で中心部が急流でも実際には、土手辺りや、浅瀬、底辺りは摩擦で流速が低下しています。中心部の速度が川幅全体速度を⾔い表していません。流れの底辺、両岸の浅瀬での速度低下を考慮した計算式も存在する程です。そして ,急流に⾒える川でも落差のある流れで引き起こされる衝撃タービン⽤ジェト噴流の速度には及びません。緩慢な回転のタービンランナーの場合発電機が必要とする回転数に増速させる為のギアーが必要です。ギアーを組み込む必要性は複雑性を向上させそこでの摩擦により、効率低下を余儀なくされます。

筆 者 紹 介 ： Mr. Benjamin Root, Home Power 社
で 15 年 間 、 マ イ ク ロ ⽔ ⼒ 記 事 担 当 。 彼 の 主 なる 記 事 は 以 下 の HP で 読 む こ と が 出 来 ま す 。

不可能とは⾔っていませんが、どこからでも自由に購⼊出来る機械部品類での構成は困難と申し上げています。

www.homepower.com

HP103, 104, 105, 117, 124, 125, 126, 132, 1365