概念と仕組み
より高い位置からより低い位置へ移動する水は、重力ポテンシャルエネルギーを失います。その後、タービンと発電機は、この一部を電気エネルギーとして伝送します。
より大きな水の流量で、同じ高度変化の場合、単位時間あたりに伝達されるエネルギーは大きくなります。同じ流量の場合、高度の大きな変化は、水の潜在エネルギーのより大きな喪失をもたらします。
関係式と成立条件
密度 ρ、流量 Q、および有効頭 P=ρgQhη は、水が提供できる理想的な流体力を決定する要素です。
パイプの摩擦と水位の変化は、有効頭と流量に影響を与えます。単純化された効率モデルは、実際のタービンのすべての運転条件を完全に再現しません。
仮想実験で読み取る変化
効率が同じなら、流量か落差を2倍にすると発電電力も2倍になります。
定常流と一定効率を仮定します。管摩擦、水位変化、洪水、生態系への影響は計算しません。
重要な関係式と記号
P = ρgQhη · ρ = 1000 kg/m³ · g = 9.80665 m/s²
| 記号 | 意味 | 単位 |
|---|---|---|
| Q | 体積流量 | m³/s |
| h | 有効落差 | m |
| η | 発電効率 | 0~1 |
例で確かめる
同じ流量と落差で効率が80%から40%になると電力は？
半分になります。 · 効率が同じなら、流量か落差を2倍にすると発電電力も2倍になります。
よくある誤解
- 流量（m³/s）と、総水量（m³）は、電力の式における同じ量を表すものではありません。