2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of autonomous small hydroelectric system in the agricultural water profit system that the water source and a farmland cooperated
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16K07965
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
中矢 哲郎 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農村工学研究部門, ユニット長 (60414447)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 小水力 / パイプライン / PLC / 開水路 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
開水路における水制や堰板をPLCを用いた自律制御により、圧力エネルギーを上昇させることで効率的に流水から発電制御を行う小水力発電システムの試作版を開発した．
また，水理模型実験より水理特性と出力特性を検討した．水車は垂直軸の揚力型水車を用いた．開水路の流れの状態を監視しながら、水制や堰により発電エネルギーを算定可能な二次元非定常水理解析モデルを構築した．
管水路系水利システムにおいては，配水槽方式のパイプラインにおける減圧個所において水力発電として利用が見込まれる余剰エネルギーを分析し，実用可能性について検討を行った．また，配水槽方式パイプラインを再現した水理模型において，管内圧力を監視しながら，制水バルブによる制御により発電を行うシステムを考案し水理模型実験場で再現した．パイプライン流出口における排泥バルブなどにおいて余剰流量が発生した場合を対象とし，可搬式の衝動・反動の双方の方式での発電が可能な水車を開発した．また，従来のプロペラ方式でなく，多翼型の流水利用型のパイプラインにおけるインライン型の水車を開発した．本方式はインライン型で問題となっている塵などの詰まりが起こらないように，通水領域を適宜確保するための水車前後の制水バルブで制御できるようになっている．水理模型上で再現したパイプライン灌漑地区において，PLCとSCADAによる水・エネルギー監視制御システムを構築した．
また現地に導入された水源から圃場まで連携した次世代型の水管理システムを調査し，小水力発電システムを入れるためのポンプ利用から自然圧を中心したパイプラインシステムの更新手法について検討を行った．
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