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ハイドロバレー計画ガイドブック - 経済産業省・資源エネルギー庁

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ハイドロバレー計画ガイドブック - 経済産業省・資源エネルギー庁
ハイドロバレー計画ガイドブック
平成17年3月
経済産業省 資源エネルギー庁
財 団 法 人 新エネルギー財団
ハイドロバレー計画ガイドブック
目
次
1.概
要 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
1.1 目
的 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
1.2 ハイドロバレー計画とは ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
1- 1
1- 1
1- 1
2.水力開発の現状と促進制度 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
2.1 水力開発の意義 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
2.2 水力開発の効果 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
2.2.1 石油代替エネルギーとしての水力 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
2.2.2 CO2を排出しないクリーンな自然エネルギーとしての水力 ・・・・・・・・・・・
2.2.3 ローカルエネルギーとしての水力 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
2.2.4 長期的に安定かつ低廉な水力 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
2.2.5 未開発地点の豊富な水力 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
2.3 水力開発をめぐる最近の動向 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
2.3.1 RPS法の概要 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
2.4 水力開発の促進制度 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
2.4.1 個 別 地 点 開 発 計 画 策 定 調 査 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
2.4.2 ハイドロバレー計画開発促進調査 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
2.4.3 中小水力開発促進指導事業補助金 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
2.4.4 水 力 発 電 所 立 地 環 境 調 査 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
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3.水力発電の基礎知識 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
3.1 水力発電のしくみ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
3.1.1 水の利用面から見た発電方式 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
3.1.2 構 造 面 か ら 見 た 発 電 方 式 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
3.2 発 電 電 力 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
3.3 主要構造物 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
3.3.1 土 木 設 備 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
3.3.2 発電所建屋 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
3.4 水
車 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
3.5 発 電 機
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
3.5.1 発電機の原理
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
3.5.2 同 期 発 電 機
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
3.5.3 誘 導 発 電 機
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
3.6 電 気 機 器
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
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3-13
4.計画地点の見つけ方 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
4.1 地域新エネルギービジョンの活用 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
4.2 計画地点発掘のポイント
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
4.2.1 渓 流 水 利 用
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
4.2.2 農 業 用 水 利 用
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
4.2.3 上下水道・ 工場内水利用 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
4.2.4 そ
の
他
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
4.3 発電用流量の考え方
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
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- i -
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1
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3
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5
5.発電計画 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
5.1 地 点 選 定 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
5.1.1 既存資料の収集 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
5.1.2 現 地 調 査 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
5.2 水 路 ル ー ト の 選 定 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
5.3 河川等流量資料の整理 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
5.4 最適水路ルートの選定 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
5.4.1 最大使用水量の算定 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
5.4.2 取 水 位 及 び 放 水 位 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
5.4.3 有 効 落 差 の 算 出 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
5.4.4 発 電 出 力 の 算 出 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
5.4.5 発 電 電 力 量 の 算 出 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
5.4.6 水 車 の 選 定 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
5.4.7 発 電 機 の 選 定 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
5.4.8 効 率 の 算 定 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
5.5 概算工事費の算出 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
5.5.1 工 事 積 算 項 目 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
5.5.2 概算工事費の算出方法 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
5- 1
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5-16
5-16
5-17
6.需要計画 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
6.1 需要計画の策定手順 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
6.2 需 要 施 設 の 選 定 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
6.2.1 需 要 施 設 の 選 定 の 考 え 方 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
6.2.2 農林水産業分野の需要施設 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
6.2.3 地 場 産 品 加 工 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
6.2.4 観 光 ・ レ ク リ エ ー シ ョ ン ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
6.2.5 生
活
・
環
境 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
6.3 需要規模の検討 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
6.3.1 電 力 の 利 用 形 態 と 負 荷 変 化 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
6.3.2 負荷(需要)の変動と電力(供給) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
6.4 需 要 の 平 滑 化 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
6.4.1 平滑化の必要性 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
6.4.2 需要項目の選定 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
6.5 需要パターン・ 需要規模の調査 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
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6- 1
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6- 5
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6-10
7. 開発計画 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
7.1 需給バランスの検討 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
7.1.1 需給バランス ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
7.2 運転方式の選定 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
7.2.1 需給バランスと運転方式 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
7.2.2 バ ッ ク ア ッ プ シ ス テ ム ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
7.2.3 余 剰 電 力 の 活 用 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
7.3 最適開発規模の決定 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
7.3.1 最 適 発 電 規 模 の 検 討 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
7.3.2 年 経 費 の 算 出 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
7.3.3 発 電 原 価 の 算 出 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
7- 1
7- 1
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7- 2
7- 2
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7- 5
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7-14
- ii -
8.系統連系 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
8.1 電 圧 変 動 の 検 討
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
8.2 短 絡 容 量 の 検 討
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
8.3 逆潮流の制限の検討
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
8888-
9.助成制度 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
9.1 主な助成制度
9.2 中小水力発電開発費補助金補助事業 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
9.3 地 方 債
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
9.3.1 過疎対策事業債(過疎債) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
9.3.2 辺地対策事業債(辺地債) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
9.4 その他の助成制度等
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
9.4.1 農 村 総 合 整 備 事 業
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
9.4.2 農 村 振 興 総 合 整 備 事 業
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
9.4.3 中山間地域総合整備事業 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
9.4.4 RPS法
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
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9- 5
9- 5
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2
10.運営管理 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
10.1 開発体制と運営体制
10.1.1 発電設備の開発体制
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
10.1.2 発電設備の運営体制
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
10.2 電気事業法による義務事項
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
10.2.1 主任技術者 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
10.2.2 報告・ 連絡 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
10.3 設 備 の 有 効 活 用 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
10.4 水 力 設 備 の 維 持 管 理 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
10.5 電 気 設 備 の 維 持 管 理 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
10.6 送配電設備の維持管理 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
1010101010101010101010-
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11.開発効果 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
11.1 建設単価法 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
11.2 費用便益法(C/V法) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
11.3 キャッシュフロー(発電計画収支予想) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
11.3.1 発 電 所 建 設 の 収 支 計 画 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
11.3.2 発電所建設後の収支計画 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
11.3.3 キ ャ ッ シ ュ フ ロ ー 計 算 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
11.3.4 発電所建設後の収支結果 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
1111111111111111-
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12.諸手続き ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
12.1 関係者への説明 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
12.2 都道府県や各省への説明・ 協議 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
12.3 電力会社への説明 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
12.4 許認可手続き ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
12.4.1 電 気 事 業 法 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
12.4.2 河
川
法 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
12.4.3 その他関係法令 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
1212121212121212-
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- iii -
13.ケーススタディ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
13.1 河川等流量資料の整理 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
13.1.1 測水所流量資料の整理 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
13.1.2 取水地点の流況の算出 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
13.2 最適水路ルートの選定 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
13.2.1 使 用 水 量 の 算 定 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
13.2.2 有効落差及び出力等の算出 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
13.2.3 水 車 ・ 発 電 機 の 選 定 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
13.2.4 発 電 出 力 の 算 出 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
13.2.5 発 電 電 力 量 の 算 出 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
13.3 需要計画の策定 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
13.3.1 需 要 施 設 の 選 定 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
13.3.2 需 要 規 模 の 検 討 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
13.4 最適開発規模の検討 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
13.4.1 概 算 工 事 費 の 積 算 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
13.4.2 開 発 規 模 の 検 討 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
13.4.3 最適開発規模の決定 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
13.5 開発効果の検討 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
13.5.1 経 済 性 の 評 価 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
13.5.2 キャッシュフロー(資金調達方法と発電計画収支予想) ・・・・・・・・・・
添付資料−1
開
発
添付資料−2
水力発電に関する用語解説
添付資料−3
概算工事費の積算基準
添付資料−4
水車・ 発電機効率の算定方法
添付資料−5
許認可窓口と関係機関リスト
添付資料−6
参
考
事
文
例
献
等
- iv -
13- 1
13- 1
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13-12
13-15
13-15
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13-20
13-21
13-22
13-26
13-28
13-32
1.概
要
1.1 目 的
水力発電は、二酸化炭素(CO2)を排出しないクリーンな自然エネルギーであり、積極的な
開発が求められているところですが、近年の電力自由化、国民一般の環境意識の高まりや必要
性の理解不足等の問題から、必ずしも円滑に進展していない状況にあります。
一方、我が国では1997年12月に開催された気候変動枠組条約第3回締約国会議(COP3)の結
果(京都議定書:2005年2月発効)を受け、脱化石燃料化に向けた「新エネルギー利用等の促
進に関する特別措置法(RPS法)」が2003年4月施行されました。
脱化石燃料化に当たっては、分散型エネルギーである新エネルギーの導入を促進する必要が
ありますが、これらは、地域特性を十分に考慮して進めることが重要であり、その意味で地方
公共団体(市町村等)の果たす役割が大きく、地元主導の積極的な開発推進が求められていま
す。
このような中、水力エネルギーの賦存する市町村においては、新エネルギーとともに、自家
消費型の水力開発を地域のエネルギー整備計画(地域新エネルギービジョン策定等事業)に盛
り込むなど、事業化に向けた具体的な計画が推進され始めています。
今後は、エネルギーセキュリティの確保・地球温暖化防止等の観点から、全国各地における
水力開発が非常に重要となりますが、地方公共団体においてはその経験が乏しいことから独自
の計画・推進は難しい状況にあります。
本書は、地方公共団体の方々が、地域に水力発電所を開発される場合の手引きとして、調査
計画段階から建設・保守に至るまで、一連の流れを実務的に分かり易く解説したものです。
1.2 ハイドロバレー計画とは
全国の市町村などの地方公共団体による自家消費型の水力発電所の開発計画を「ハイドロバ
レー計画」といいます。これは、水力エネルギーを地域の特性に合わせて開発し、地域振興に
役立てようとするもので、小規模の水力発電所を核として地域の活性化や夢のあるふるさとづ
くりの一翼を担うものです。
ここでは、自前でつくる電力を利用(自家消費)することにより、地域の特色を活かした地
場産業の魅力が向上するとともに、新たな活力が生まれます。更に、CO2を排出しないクリー
ンエネルギーの開発により、地球環境問題の改善にも貢献します。
ハイドロバレー計画では、農業用水や上・下水道、砂防えん堤など既設設備の未利用落差を
有効活用することにより、自然に優しい経済的にも優れる発電所の開発が可能となります。
開発に当たっては、国が設けた各種の促進制度や助成制度があり、これらを利用することに
より初期投資の負担を軽減でき、そして、稼働後は地域経済に大きく貢献する施設となります。
- 1-1 -
2.水力開発の現状と促進制度
2.1 水力開発の意義
我が国は世界有数のエネルギー消費国であり、依然として一次エネルギー供給の約8割を輸
入に依存するという極めて脆弱なエネルギー構造を持っています。このため、エネルギーセキ
ュリティ面の観点から、エネルギーの安定供給を確保することは引き続き重要な政策課題とな
っています。
また、地球温暖化問題に代表される地球的規模の環境問題は、国際的にも具体的な対応を迫
られる時代に入ってきており、エネルギー供給面の対応策として、CO2を排出しないエネルギー
の導入促進の必要性はますます高まってきています。
我が国の経済社会及び国民生活の維持発展、更には、地球的規模の環境問題への貢献を行っ
ていくためには、長期的視点に立った総合的な資源エネルギー政策の一環として、非化石エネ
ルギーの開発・導入を推進していくことが必要であり、クリーンな国産エネルギーの主力であ
る水力エネルギー開発の重要性を再認識していく必要があります。
2.2 水力開発の効果
水力発電はCO2を排出しないクリーンな再生可能エネルギーであり、電力の安定供給の確保、
地球温暖化問題への対応等の観点から、地域に眠る貴重な水力資源として開発されるべき重要
な自然エネルギーです。
2.2.1
石油代替エネルギーとしての水力
我が国では、これまでに二度の石油危機を経験したほか、自国内に有望なエネルギー資源
を有しておらず、エネルギー供給の約8割を海外からの輸入に依存していることから、省エ
ネルギーの推進、石油代替エネルギーの開発・導入が重要な課題です。
図2.2.1
主要国のエネルギー輸入依存度
- 2-1 -
一次エネルギー総供給量の約5割を占める石油については、中東地域からの輸入に大きく
依存しており、きわめて脆弱な供給構造の上に置かれています。また、国際的なエネルギー
需給動向においても、今後はアジアを中心とした途上国のエネルギー需要が今後増大してい
くものと予想されており、国際的なエネルギー需給を巡る動向の不安定性が指摘されていま
す。このようなことから、今後とも石油代替エネルギーの開発・導入の促進を図り、エネル
ギーの安定供給を確保することが我が国にとって必要不可欠です。
水力資源は、クリーンで無限に再生可能な純国産エネルギーであり、わが国の一次エネル
ギー供給量の3.2%(平成14年度)、純国産一次エネルギーの約5割を占めています。また、
化石エネルギーの消費を一次エネルギー換算で4.1%(原油換算で約4,200億円/年)抑制す
るなど水力は現在においても極めて重要な役割を果たしています。
最大出力500kW(キロワット)の水力発電所を建設し、仮に年間を通じて50%の発電が可能
とすれば、年間に発電できる電力量は、500kW×365日×24時間×0.5=2,190,000kWhとなり
ます。石油火力発電所における1kWh当たりの石油の消費量は0.26kl(キロリットル)ですの
で、この水力発電所の建設によって節約できる石油の量は1年間に569,400kl、ドラム缶で
2,847本の石油を節約できることになります。
2.2.2
CO2を排出しないクリーンな自然エネルギーとしての水力
地球温暖化の大きな要因であるCO2は、化石燃料の燃焼に伴って排出され、我が国から温
室効果ガスのほとんどを占めています。各種電源ごとのCO2排出量(メタンを除く)を示す
と、以下のとおりになります。
1kWh 当たりの CO2排出量
図2.2.2
発電別二酸化炭素(CO2)排出量
- 2-2 -
非化石エネルギーを利用する水力発電は、発電所の建設等によって間接的にCO2が発生し
ますが、発電に伴った直接的なCO2の排出はなく、各種電源の中で最もCO2を排出しない極め
て優れたクリーンなエネルギーです。
また、大地に降り注いだ雨や雪は、川を下って海へと流れ、蒸発し、雲となります。雲は
再び大地に雨や雪を降らせます。このように水は永遠になくなることのない、繰り返し使え
る再生可能エネルギーです。
地球温暖化問題への対応等から、我が国において今後とも水力発電の開発促進を図ってい
く必要があります。
2.2.3
ローカルエネルギーとしての水力
中小規模の水力発電所の適地は、一般的に山間僻地に点在するため、系統運用上からロー
カル需要に対処する供給源としての機能も期待できます。
例えば、出力500kWの水力発電所では、一般家庭約150世帯(1世帯当たり30Aとして)の
使用電力に相当します。
2.2.4
長期的に安定かつ低廉な水力
水力発電は、初期の発電原価(1kWh発電するのに要する費用)は高いものの、長期的に
は安定、かつ、低廉な電源です。表2.2.1に各種電源別の建設費用に対する初期の発電原価
を示します。水力発電所の建設に当たっては補助金制度があり、仮に3割の補助金を投入す
れば、発電原価は、
13円/kWh×0.7=9.1円/kWh
となり、他の電源と同程度又は低廉で、原子力発電や火力発電と遜色のない発電原価になり
ます。
表2.2.1
電
源
電源別耐用年における初期の発電原価(発電端kWh当たり単価)
原子力
LNG火力
石炭火力 石油火力 一般水力
地熱
風力
太陽光
発電原価
9円程度 9円程度 10円程度 10円程度 13円程度 16円程度 16円程度 67円程度
燃料費割合
2割程度 5割程度 3割程度 6割程度
0
0
0
0
また、水力発電の経過年数における発電原価の推移を示すと図2.2.3のイメージのように
なります。
なお、この図において、1年目より2年目の発電原価が高くなっているのは、固定資産税
の課税の関係によるものであり、経過年数とともに発電原価が等差的に安くなっていくのは、
のは、減価償却に伴う資産(資本費)の減少によるものです。
- 2-3 -
円/kWh
発電原価(補助なし)
〃 (補助あり)
発電原価
減価償却完了
1
2
3
図2.2.3
2.2.5
経過年数
→
40 年
水力発電所の発電原価の推移イメージ図
未開発地点の豊富な水力
平成16年3月末現在における我が国の一般水力の包蔵水力は、表2.2.2に示すとおりです。
表2.2.2 我が国の包蔵水力
地点数
最大出力(万kW) 年間可能発電電力量(MWh)
1,844
2,201
92,140,979
30
22
1,039,391
2,717
1,212
45,844,566
4,591
3,435
139,024,936
一般水力区分
既 開 発
工 事 中
未 開 発
合
計
また、出力区分別にみた包蔵水力は、図2.2.4に示すように、未開発地点として中小水力の
地点が多く残されています。
なお、この包蔵水力にはハイドロバレー計画に適用するような農業用水や上・下水道など
を利用した小規模なものは含まれていないため、これらを考慮すれば更に増えてきます。
図2.2.4
出力区分別包蔵水力
- 2-4 -
地域別に見た未開発包蔵水力は、表2.2.3に示すように東北経済産業局管内と中部経済産
業局管内が多く、この管内で全体の約47%を占めています。
表2.2.3
経済産業局別包蔵水力
(単位:MWh)
経済産業局
包蔵水力
北
道
10,109,488
5,870,885
4,238,603
東
北
31,586,987
21,748,974
9,838,013
関
東
12,533,640
9,346,018
3,187,622
中
部
33,568,121
24,595,930
8,972,191
北
陸
19,050,623
14,936,861
4,113,762
近
畿
5,816,862
3,245,903
2,570,959
中
国
6,519,133
4,454,257
2,064,876
四
国
6,533,246
4,291,593
2,241,653
九
州
9,647,267
6,962,554
2,684,713
沖
縄
63,932
6,299
57,633
合
計
135,429,299
95,459,274
39,970,025
海
既開発・工事中
- 2-5 -
未開発
2.3
水力開発をめぐる最近の動向
2.3.1
RPS法の概要
新エネルギーの市場拡大を図り、その普及を促進するため、2002年6月7日、RPS法
(Renewables Portfolio Standard)が制定・交付され、2003年4月1日に施行されました。
その概要は、以下のとおりです。
(1)
RPS法創設の背景
新エネルギーは、資源の乏しい我が国において貴重な国産エネルギー資源であり、エネル
ギー供給源の多様化に資するものとしてその普及拡大への期待が大きく、環境負荷の少ない
クリーンエネルギーとして、近年は特に地球温暖化対策への寄与の観点から、地球レベル・
市民レベルにおいて導入の機運が高まっていました。
しかしながら、新エネルギーの導入は、経済性、出力安定性、効率性等について、解決し
なければならない課題が多く、我が国のエネルギー総供給に占める割合は僅か1.2%に留ま
っています。
政府が2002年6月に策定した新エネルギー導入目標では、2010年までにこの割合を3%ま
で高めることとしていますが、これから2010年までの間に現在の約3倍の量を導入しようと
する目標の達成は決して容易なことではありません。
これまでも、政府における新エネルギー促進法制定等の法的整備や各種導入支援策の実施、
また、電気事業者における太陽光発電の余剰電力買取やグリーン電力基金制度の推進など、
さまざまな取り組みが行われていました。
このような自主的な取り組みから一歩踏み込み、電気事業者に毎年一定量の新エネルギー
等の利用を法律で義務づけることにより、新エネルギーの市場拡大を図って、その普及を促
進するためRPS法が制定・交付されました。
(2)
RPS法の目的
エネルギーの安定供給に資するため、電気事業者による新エネルギー等の利用に関する措
置を講じて環境の保全に寄与し、国民経済の健全な発展に資することを目的としています。
(3)
利用目標及び対象エネルギー
経済産業大臣は、総合資源エネルギー調査会及び環境大臣その他関係大臣の意見を聴き、
「新エネルギー等電気」の利用目標を定めています。
ここで、「新エネルギー等電気」とは、風力、太陽光、地熱、水力(水路式で1,000kW以下)
及びバイオマスにより発電された電気をいいます。
また、「新エネルギー等」となっているのは、いわゆる新エネルギーである風力、太陽光、
バイオマス等のほか、我が国における新エネルギーの定義より広義の再生可能エネルギーに
分類される水力と地熱も対象としているからです。
- 2-6 -
(4)
RPS法の流れ
RPS法の全体の流れは図2.3.1に示すとおりです。
政
府(電子口座の管理)
②新エネルギー等
①設備認定
電気の利用義務
付け
⑤ 電 子 口 座上
に記録
⑦義務履行確認
④新エネルギー等
電気量の届出
・電気事業者は、新エネル
ギー等電気相当量により
義務履行可能。
・電気事業者は、新エネル
ギー等電気を利用する
(自ら発電し、又は他者か
ら購入する)ことにより、
義務履行可能。
③電気販売
③電気販売
新エネルギー等
発 電 事 業 者
電気事業者A
最終消費者
注)
⑥新エネルギー等電気
相当量(コスト回収)
図2.3.1
(5)
利用義務
電気事業者B
注)電気販売と新エネルギー等
電気相当量の販売は、一体
又は分離して別々の事業者
に対して行うことが可能。
RPS法の流れ
(図2.3.1の②)
経済産業大臣は、利用目標を勘案し、電気事業者(一般電気事業者、特定電気事業者、特
定規模電気事業者)に対して、毎年度、その販売電力量に応じた一定割合以上の新エネルギ
ー等電気の利用を義務付けています。
(6)
義務の履行
(図2.3.1の⑦)
電気事業者は、新エネルギー等電気の利用の義務履行に際し、
①
自ら発電する。
②
他から新エネルギー等電気を購入する。
③
他から新エネルギー等電気相当量を購入する(肩代わりさせる)。
のなかから経済性その他の事情を勘案して、最も有利な方法を選択することができます。
電気事業者の義務履行の確認方法については、経済産業省令で定めており、経済産業省に
開設される電子口座を活用することになっています。
(7)
設備認定
(図2.3.1の①)
新エネルギー等電気を発電し、又は発電しようとする者は、当該発電設備が基準に適合し
ている旨の経済産業大臣の認定を受けることができます。
- 2-7 -
設備の認定は、各地方の経済産業局が当たり、
①
発電設備が、新エネルギー等電気の販売量(利用量)を的確に計量できる構造で
あること。
②
発電方法が、新エネルギー以外のエネルギーとのハイブリット発電の場合に、
発電量に占める新エネルギーの比率を的確に把握・記録できる方法であること。
再生可能性が確保されていること。
が認定基準となっています。
また、バイオマスを利用する発電設備の認定に際し経済産業大臣は、予め、農林水産大臣、
国土交通大臣又は環境大臣と協議を行うことになっています。
(8)
勧告及び命令
電気事業者が正当な理由なく義務を履行しない場合に、経済産業大臣は、期限を定めて、
義務を履行すべき旨の勧告、又は命令をすることができることになっています。
- 2-8 -
2.4
水力開発の促進制度
水力発電は、CO2を排出しないクリーンエネルギーであり、地球温暖化防止に貢献するととも
に、再生可能な純国産エネルギーとしてエネルギーセキュリティ確保の観点から、水力開発の
積極的な推進が求められています。
しかしながら、今後開発される地点は奥地化、小規模化が進むとともに、国民一般の環境意
識の高まりや必要性の理解不足などから、開発が遅延する場合も見受けられます。
こうした状況を踏まえて、経済産業省資源エネルギー庁では、水力開発を促進させるための
種々の施策を講じています。
ここでは、水力発電所の開発初期段階における「有望開発地点の発掘」と「開発事業者の育
成」及び「環境保全対策の推進」を目的とした、以下の制度の概要について紹介します。
①
個別地点開発計画策定調査
②
ハイドロバレー計画開発促進調査
③
中小水力開発促進指導事業補助金
④
水力発電所立地環境調査
これらの促進制度には、図 2.4.1 に示す関係があり、これらを上手く活用することにより、
ハイドロバレー計画の具体的な推進が図れます。
また、水力発電所を建設する段階においても、補助金等が交付される各種の助成制度があり
ます。その内容については、「9.助成制度」に示してありますので参照して下さい。
(財)新エネルギー財団
電 気 事 業 者
卸 供 給 事業者
自家用発電設置者
(社)電力土木技術協会
水力本部
卸 供 給 事業者
自家用発電設置者
自家用発電設置者
(地方公共団体)
電 気 事 業 者
卸 供 給 事業者
自家用発電設置者
個別地点調査
指導事業補助金
ハイドロバレー
立地環境調査
(概略設計等)
(基本・実施設計等)
(概略設計・需給計画等)
(自然・社会環境等)
調査地点及び内容調整(経済産業省 資源エネルギー庁 電力基盤整備課)
各
調
査
の
実
施
図 2.4.1 水力開発の促進制度
- 2-9 -
2.4.1 個別地点開発計画策定調査
本調査は、水力未開発地点について開発に必要な基礎資料を整備し、具体的な開発計画を
策定することにより開発の可能性を評価して水力開発の促進を図るもので、平成8年度から
調査が実施されています。
調査の対象となる地点は、事業者である電気事業者(一般電気事業者、卸電気事業者)、卸
供給事業者、自家用発電設置者が開発を進めようとする個別地点の中から選定し、各種の調
査を実施しています。
経 済 産 業 省
資源エネルギー庁
委託
報告
(財)新エネルギー財団
水力本部 調査部
候補地点申請
採択通知
報
告
事
業
者
電 気 事 業 者
卸 供 給 事 業 者
自家用発電設置者
調査の実施
図 2.4.2 個別地点開発計画策定調査のスキーム
(1) 調査内容
調査内容は、申請に基づき、現地状況を勘案して表 2.4.1 の調査内容から必要な調査が実
施されます。
表 2.4.1 個別地点開発計画策定調査の内容
①
発電計画概略設計(1/5,000 精度)
a.
流量資料整備
b.
発電基本事項の検討
(水路ルートの選定、使用水量の決定、設計基本諸量の算定
c.
等)
主要構造物の概略設計
(取水設備、導水路、ヘッドタンク、水圧管路、発電所、放水路
d.
水車・発電機の選定と電気設備関係の検討
e.
概略施工計画と工事工程、仮設備計画の策定
f.
工事費の積算と経済性評価
g.
概略設計図書の作成(平面図、縦・横断面図、主要構造物設計図
②
航測図作成(1/5,000)
③
流量調査(測定設備の設置は除く)
④
地質調査(地表地質踏査、ボーリング調査、物理探査
⑤
主要構造物周辺測量及び地形図作成
⑥
その他(既設構造物健全度調査
等)
- 2-10 -
等)
等)
等)
(2) 調査スケジュール
個別地点開発計画策定調査の基本的な調査スケジュールは、表 2.4.2 に示すとおりです。
なお、応募方法等については、(財)新エネルギー財団水力本部調査部に問い合わせて下さ
い。
表 2.4.2 個別地点開発計画策定調査のスケジュール
時
期
内
容
①
前 年 度 の12月下旬
事業者へ地点募集の案内送付
②
前 年 度 の2月上旬
地点募集の締め切り
③
前 年 度 の3月下旬
経済産業省と協議のうえ調査実施地点を決定
④
当該年度の4月上旬
事業者へ調査実施の可否の通知
⑤
当該年度の5∼6月
地元へ協力依頼(経済産業省)
⑥
当該年度の5∼6月
事業者と調査内容に関する打合せ・協議
⑦
当該年度の6∼7月
調査業務のコンサルタントへの発注手続き
⑧
当該年度の8∼12月
調査業務の実施
⑨
当該年度の1∼2月
事業者へ調査成果の納品
⑩
当該年度の3月下旬
経済産業省へ調査結果の報告
(3) 調査費
個別地点開発計画策定調査は、全額国費により行われます。
なお、これらの調査業務は、経済産業省からの委託を受けて、(財)新エネルギー財団水力
本部調査部が実施します。
- 2-11 -
2.4.2 ハイドロバレー計画開発促進調査
本調査は、地域未開発エネルギーの開発と地域振興を目的とした「地方公共団体による自
家消費型の水力発電所の開発計画(ハイドロバレー計画)
」を策定するもので、平成 14 年度
から調査が実施されています。
調査の対象となるのは、全国の地方公共団体が計画した候補地点の中から選定されます。
経 済 産 業 省
資源エネルギー庁
委託
(財)新エネルギー財団
水力本部 調査部
報告
候補地点申請
採択通知
報
告
事 業 者
地方公共団体
調査の実施
図 2.4.3 ハイドロバレー計画開発促進調査のスキーム
(1) 調査内容
ハイドロバレー計画開発促進調査は、図 2.4.4 に示すフローにより検討を行います。
ここでは、個別地点開発計画策定調査で行う発電計画の検討に加えて、②需要計画の検討、
③需給バランスの検討及び開発規模の決定、④電力供給計画の策定、⑤資金計画の検討、
⑥開発体制と運営管理体制、等の検討を行います。
スタート
②需要計画の検討
①発電計画の検討
③需給バランスの検討及び開発規模の決定
④電力供給計画の策定
⑤資金計画の検討
⑥開発体制と運営管理体制の検討
⑦経済性の評価
⑧総合評価
エンド
図 2.4.4 ハイドロバレー計画開発促進調査の検討フロー
- 2-12 -
表 2.4.3 ハイドロバレー計画開発促進調査の内容
調
査
項
目
調
査
内
容
①
発電計画の検討
自家消費を基本とした水力開発においては、発電所からの
電力供給と自家消費(需要)のバランスが重要であり、最適な
開発規模は、発電所単独の経済性評価のみではなく、需要計
画との兼ね合いを見る必要があります。
発電計画(電力供給)の検討に当たっては、開発規模の異
なる複数案の計画の策定を行い、最適な開発規模については
需要計画の検討後、需給バランスの検討を行い決定します。
②
需要計画の検討
需要施設の選定を行い各々の最大消費電力と電力量の把握
を行うとともに、発電所から需要施設までの送電方法につい
ても配慮した計画とします。
③
①の検討で取りまとめた「開発規模の異なる複数案の計画」
と②で取りまとめた「需要計画」に基づき、両者の組み合わ
せにより需給バランスの比較検討を行い、最適な開発規模を
決定します。
④
電力供給計画の策定
①∼③の検討により得られた開発規模について、工作物の
概略設計等を実施し、電力供給計画・工事費等を策定します。
計画精度は、個別地点開発計画策定調査と同程度とし、自
家消費による事業化の可否判定が可能なレベルとします。
⑤
資金計画の検討
当該プロジェクトに適用可能な助成制度等について検討を
行い、最適資金計画を立案します。
需給バランスの検討及
び開発規模の決定
⑥
開発体制と運営管理体
制の検討
発電所の開発及び運転開始後の運営管理体制について検討
を行います。
⑦
経済性の評価
当該プロジェクトの経済性評価について検討を行います。
なお、経済性の評価に当たっては、合成発電原価及びキャッ
シュフロー等により行います。
⑧
総
当該プロジェクトの総合評価を行うとともに、開発へ向け
た課題等に関して検討を行います。
合
評
価
(2) 調査スケジュール
ハイドロバレー計画開発促進調査の基本的な調査スケジュールは、表 2.4.4 に示すとおり
です。
なお、応募方法等については、(財)新エネルギー財団水力本部調査部に問い合わせて下さ
い。
- 2-13 -
表 2.4.4 ハイドロバレー計画開発促進調査のスケジュール
時
期
内
容
①
前 年 度の12月下旬
事業者へ地点募集の案内送付
②
前 年 度の2月上旬
地点募集の締め切り
③
前 年 度の3月下旬
経済産業省と協議のうえ調査実施地点を決定
④
当該年度の4月上旬
事業者へ調査実施の可否の通知
⑤
当該年度の5∼6月
地元へ協力依頼(経済産業省)
⑥
当該年度の5∼6月
事業者と調査内容に関する打合せ・協議
⑦
当該年度の6∼7月
調査業務のコンサルタントへの発注手続き
⑧
当該年度の8∼12月
調査業務の実施
⑨
当該年度の1∼2月
事業者へ調査成果の納品
⑩
当該年度の3月下旬
経済産業省へ調査結果の報告
(3) 調査費
ハイドロバレー計画開発促進調査は、全額国費により行われます。
なお、これらの調査業務は、経済産業省からの委託を受けて、(財)新エネルギー財団水力
本部調査部が実施します。
- 2-14 -
2.4.3 中小水力開発促進指導事業補助金
本制度は、水力地点の開発を促進するに当たって、開発主体の育成、強化を図るため、そ
の計画・調査等 に要する費用の一部を補助するもので、昭和 61 年度から実施されています。
経 済 産 業 省
資源エネルギー庁
補助(1/2)
申請
(財)新エネルギー財団
水力本部 指導部
申し込み
負担金(1/2)
報
告
事
業
者
卸 供 給 事 業 者
自家用発電設置者
指導事業の実施
図 2.4.5 中小水力開発促進指導事業補助金のスキーム
(1) 補助対象事業者
①
卸供給事業者
②
自家用発電設備者
(2) 補助対象事業
揚水を除く一般水力発電のうち、出力が 50,000kW 以下の水力発電設備の設置又は改造のた
めの調査で、次のいずれかに該当するものが指導事業の補助対象となります。
①
新規に卸供給事業を営もうとする者に対する指導
②
相当期間水力開発等の実績がなく、指導することで開発が促進されると認められ
る者に対する指導
③
高度な技術が必要とされる開発計画を行おうとする者に対する指導
④
その他、経済産業大臣が特に認める者に対する指導
(3) 指導事業の内容
①
発電計画基本設計
概略設計は 1/5,000 精度であるのに対し、基本設計では 1/500 以上の縮尺で発電
計画の精度を高めた内容になります。
②
発電計画実施設計
実施設計では、その成果を用いて電気事業法、河川法等の申請手続きを行うこと
ができ、また、発電所建設のための請負発注に用いることが可能な内容になります。
(4) 補助金の限度額
上記指導事業の内容に係る費用の「2分の1」に相当する額となります。
(5) 申請及び申請期間
指導事業の申請先は(財)新エネルギー財団水力本部指導部です。なお、申請期間等の詳細
については、(財)新エネルギー財団水力本部指導部に問い合わせて下さい。
- 2-15 -
2.4.4 水力発電所立地環境調査
本調査は、個々の開発計画地点に関し、発電用工作物の基本的な安全性の確認を行うほか、
環境対策上重要な項目についての概括的な調査検討を実施するものであり、この成果を踏ま
えて安全対策並びに環境保全に万全を期するとともに、地元理解の推進を促して電源立地の
円滑化を図ろうとするものです。
本調査は昭和 53 年から実施されており、事業者が具体的な地点計画に入る前段階の調査と
して広く定着しています。調査の概要は以下のとおりです。
申請
地方経済産業局
事
業
者
水力発電設備設置希望者
経 済 産 業 省
資源エネルギー庁
委託
報告
(社)電力土木技術協会
技術部
報告
調査の実施
図 2.4.6 水力発電所立地環境調査のスキーム
(1) 調査内容
調査内容は、表 2.4.5 の調査内容から申請に基づいた項目の調査が実施されます。
(2) 調査費
本調査は、全額国費により行われます。
なお、これら調査業務は経済産業省からの委託を受けて、社団法人電力土木技術協会技術
部が実施します。
(3) 申請及び申請期間
申請先は、経済産業省の各地方経済産業局です。なお、申請期間等の詳細については、各
地方経済産業局に問い合わせて下さい。
- 2-16 -
表 2.4.5 水力発電所立地環境調査の内容
調
査
項
目
調
査
内
容
①
事前調査
調査に関連した資料の収集並びに解析を行うほか、現地調
査を実施して現地の状況を把握します。
②
地質調査
工作物の安全性を確認するため所要の地質調査(地表地質
踏査、弾性波探査、ボーリング調査)を実施します。
③
環境調査
計画の実施に伴う環境の現状及び環境への影響を予測する
ため、水質調査、自然・社会環境調査を行います。
a.水質調査
計画の実施に伴う水質の状況を把握するため、次により水
質調査を行います。
調査項目は主に水温、水素イオン濃度(pH)、浮遊物質量
(SS)、生物化学的酸素要求量(BOD)、濁度及び流量とし、採水
深度は原則として表面、測定法は日本工業規格にて行います。
b.自然・社会環境調査
計画に伴う自然、社会環境の現況を把握し、計画実施が周
辺環境へ及ぼす影響について予測するための調査を行いま
す。
調査項目は、自然保護、自然景観、気象、植生、動物、河
川の生態、交通、公共施設、河水の利用、文化財及び歴史的
物件、レクリエーション施設及び漁業について行います。
④
水・泉脈調査
計画の実施に伴う水・泉脈への影響を事前に予測するため、
地形地質踏査、水質調査分析、温泉・湧水調査を行います。
⑤
景観影響解析調査
水力発電所を設置するに当たり、特に自然公園内等におい
ては自然との調和を図ることが肝要であり、影響の予測及び
保全対策の検討を行います。
調査では、調査に必要な資料及び写真の収集並びに現地照
合を行い、それらによる合成写真を作成します。
- 2-17 -
3.水力発電の基礎知識
ハイドロバレー計画は、水力発電所の開発を核とする地域の振興・活性化計画です。
ここでは、ハイドロバレー計画の基本となる水力発電の概要について説明します。
3.1 水力発電のしくみ
水力発電は、水が高いところから低いところに流れ落ちる性質を利用し、水の流れ落ちるエ
ネルギーを水車によって機械エネルギーに変換し、発電機によって電気エネルギーを作るもの
です。
すなわち、高い位置にある河川等の水を低い位置にある水車に導き、この高低差(落差)を
利用して水車で発電機を回し、電気を発生させるものです。
取水口
導水路
水圧管路
水
水
車
(落 差)
総落差
槽
取水堰
放水路
放水口
図 3.1 水力発電のしくみ
水力発電における水の利用面からみた発電方式としては、流れ込み式、調整池式、貯水池式
と揚水式の四つに分類されます。
また、落差を得るための構造面からみた発電方式として、水路式、ダム式とダム水路式の三
つの分類があります。
ハイドロバレー計画のような小規模水力の場合は、流れ込み式で水路式の発電方式が一般的
です。
- 3-1 -
3.1.1 水の利用面から見た発電方式
(1) 流れ込み式
河川を流れる水を貯めることなく、そのまま発
電に使用する方式を流れ込み式といいます。
河川の水は、季節あるいは天候によって流れる
量が変化します。このため、発電できる量も変動
します。
図 3.1.1 流れ込み式発電方式の概要
(2) 調整池式
電力の消費量は、1日の間あるいは1週間の間
にも変化します。このため、夜間や週末の電力消
費の少ない時に発電を控えて河川の水を池に貯め
込み、消費電力の増加に合わせて水量を調整しな
がら発電する方式を調整池式といいます。
図 3.1.2 調整池式発電方式の概要
(3) 貯水池式
河川を流れる水の量は、季節的に大きく変化し
ます。このため、水量が豊富で電力の消費量が比
較的少ない春先や秋口等に河川の水を大きな池に
貯め込み、電力が多く消費される夏季や冬季にこ
れを使用する年間運用の発電方式を貯水池式とい
います。
図 3.1.3 貯水池式発電方式の概要
(4) 揚水式
1日の電力消費量のうち、ピーク時に対応する
発電方式です。上池と下池とその間の発電所から
構成され、昼間のピーク時には上池に貯めた水を
下池に落として発電し、電力消費の少ない夜間に
は下池に貯まった水を電気により上池に汲み上げ、
再びピーク時の発電に備えます。揚水式は、池の
水を揚げ下げして繰り返し使用する発電方式です。
図 3.1.4 揚水式発電方式の概要
- 3-2 -
3.1.2 構造面から見た発電方式
(1) 水路式
水路式は、河川の上流に堰を造っ
て取水口から取水し、勾配の穏やか
な水路(導水路)で適当な落差の得
られる地点まで導いて、水槽から急
勾配の水圧鉄管を通し、下にある発
電所内の水車に落ちる水の力で発電
する方式です。
図 3.1.5 水路式発電方式の概要
この方式は、流れ込み式と組み合
わされることが一般的です。
(2) ダム式
ダムにより河川を堰き止めて池
(調整池あるいは貯水池)を造り、
ダム直下に設けた発電所との落差を
利用して発電する方式です。
なお、高さが 15m以上のものを
ダムといい、それ以下のものは堰と
いいます。
図 3.1.6 ダム式発電方式の概要
この方式は、調整池式、貯水池式
と組み合わされることが一般的です。
(3) ダム水路式
ダム式と水路式を組み合わせた発
電方式で、両方の特性を兼ね備えた
地点に適しており、各々単独の方式
とした場合に比べて、より大きな落
差を得ることが可能です。
この方式は、調整池式、貯水池式
および揚水式と組み合わされること
図 3.1.7 ダム水路式発電方式の概要
- 3-3 -
が一般的です。
3.2 発電電力
2地点間の落差と流れる水の量(流量)が分かると、次式によってどれだけの電力を発生さ
せる可能性があるか計算することができます。
[発生電力(kW)]=9.8×[流量(㎥/s)]×[落差(m)]
・・・・・・・・(3.1)
水力発電所では、図 3.1 に示すように、適当な寸法の管(水圧管路)を使って水車に水を導
くので、落差の全てを使用することはできません。この損失が生じることを考慮して、利用可
能な落差(有効落差)He(m)を用いて、流量(使用水量)がQ(㎥/s)のときの発生電力
Pe(kW)を与える式は、式 3.1 より、記号を使って表すと次式になります。
Pe=9.8QHe
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(3.2)
式 3.2 は、理論出力とも呼ばれ、単位時間当たりの電気発生量を表すとも解釈できるので、
T時間で得られる電力量Ee(kWh)は,
Ee=PeT
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(3.3)
となります。
式 3.2 は、エネルギー源としての水力が全て電気エネルギーに換わるとみた場合の関係式で
すが、現実にはエネルギー変換の過程でも損失が生じます。水力発電では、水力エネルギーを
発電機の軸を回す動力に換える水車や、軸動力を電力に換える発電機で無視できない損失が生
じます。水車の効率を ηt、発電機の効率を ηgで表すと、水力発電機の出力(発電出力、又
は、発電所出力)P(kW)は次式から計算できます。
P=9.8QHeηtηg
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(3.4)
一般的な中小水力用水車発電機では、ηt=0.75∼0.90、ηg=0.82∼0.93 程度となってい
ます。
河川の流量は季節によって変動します。式 3.4 で発電出力を見積もる場合には、発電所で年
間を通じて大体使用できる水量を流量として代入します。この計算値を常時出力といいます。
発電所の設備容量を検討する際は、使用水量の最大値から定まる最大出力を利用します。
3.3 主要構造物
水力発電を構成する主要な構造物を図 3.1 に示しています。これらの構造物の概要について
説明します。
- 3-4 -
3.3.1 土木設備
(1) 取水設備
取水設備は、河川を横断して河川水を水路に導き入れるための設備で、ダム、取水口、及
び付属設備から構成されています。
取水ダム(取水堰)とは、水路式(流れ込み式)の発電所において、河川の水を取り入れ
るために設ける低いダム(又は堰)のことをいいます。取水ダムには、取水口の前に土砂が
堆積し、取水が困難になったり、水路に土砂が流れ込んだりするのを防止するための土砂吐
きゲートを設けます。
取水口は、河川の水を水路に導き入れるための設備で、水路に流木・塵芥が流入するのを
防止するためにスクリーンを設けます。また、水路の点検、補修等のときに水路に水が入る
のを防ぐために制水門を設けます。
(2) 沈砂池
河川の水には、常に多少の土砂が混入しています。特に降雨後にはその量が多くなり、水
路式の場合には、土砂が混入したまま水路に流入し、水路内に沈殿して水路の通水能力を低
下させたり、水圧管路や水車を磨耗させたりします。
このため、一般に導水路に入る直前に流入土砂を沈殿排除するための水槽を設けます。こ
の池のことを沈砂池といいます。
(3) 導水路
取水口より取水した水を水槽まで導水する構造物で、自由水面で流れる無圧式と、内部に
全体に水圧のかかった圧力式に分類されます。構造別に分類すると、無圧式として用いられ
ているものには、開渠、蓋渠、暗渠、トンネルがあり、圧力式として用いられているものに
は、圧力トンネル、管があります。
開渠は、断面が長方形や台形で、中小水力の水路として最も多く用いられており、コンク
リート構造が一番多く採用されています。比較的簡易な構造物ですが、寒気が厳しく降雪の
多い地方や、落葉、土砂崩れ等の多い地方では、水路の上に蓋をすることもあります。
(4) 水 槽
導水路の終端部で水圧管路と連結する部分に、水槽(ヘッドタンク)が設置されています。
水槽では、流水中の土砂及び塵芥、氷雪等を最終的に除去させたり、使用水量の微小変動を
調整したり、水車停止の際に水を安全に河川に流下させるための水路(余水路)を設けたり
しています。
(5) 水圧管路
水槽から発電所・水車へ導水するための管路を水圧管路といいます。水圧管路の形式は、
地上敷設式と埋設式に大別されます。
- 3-5 -
中小水力発電における水圧管路本体の材料としては、鉄管が多く使われています、小水力
発電の領域では、鉄管の他、強化プラスチック複合管(FRPM管)、ダクタイル鋳鉄管の使用例
も多く見受けられます。また、一般用電気工作物(発電出力10kW未満)では塩化ビニル管等多
種類の管の使用例も多くあります。
(6) 放水路
放水路は、水車から放出された水を河川に導くための水路で、構造としては導水路とほぼ
同様なものです。
3.3.2 発電所建屋
発電所建屋は、一般に、水車発電機等の主機器、付属機器、開閉装置、運転保守員の事務
室等を収容するための鉄筋コンクリート製基礎と建屋から成り立っています。
また、主機器の据付け組立用に天井クレーンやホイスト設備等の吊設備が一般に設けられ
ていますが、中小水力の場合には発電所を無人化とすることが一般的ですので、運転保守員
の事務室は省略する等、スペースを極力節約してコンパクトな建屋とし、吊設備も省略する
場合が多く見受けられます。
発電所建屋の形式には、下記に示すようなものがあります。
①
屋 内 式
:
水車、発電機を建物内に設置した普通の発電所です。
②
屋 外 式
:
水車、発電機等の主機器を収容する建物を省略したもので、発電
機床面を地表面に設けて、発電機を風雨から防ぐための保護カバ
ーを設けた発電所です。
③
半屋外式
:
主要機器だけを収めることのできる建物を設け、機械の組立、分
解は屋外用のクレーンを使って行う発電所です。
④
地 下 式
:
主として気象、地形あるいは風致等の点から採用されるもので、
全ての機器を地下に収容する発電所です。
⑤
半地下式
:
発電機室天井を地表面とするもので、天井にハッチを設けて、水
車、発電機の組立・分解や搬入出を行う発電所です。
建屋の材料は、鉄筋コンクリートを使用する場合が一般的ですが、小規模水力の場合には
プレハブ式や木材を使用したものもあります。
- 3-6 -
3.4 水 車
発電に利用される水車は、地形により様々な落差や流量があるため、水車もそれに合わせて
様々な種類が使われています。
水車は、流水のエネルギーを機械エネルギーに変換する羽根車(ランナ)の形状と構造により
衝動水車と反動水車に大別され、表 3.4.1 に示すように分類されます。
表 3.4.1 水車の分類
ペルトン水車
衝動水車
クロスフロー水車
ターゴインパルス水車
水車
フランシス水車
チューブラ水車
カプラン水車
反動水車
プロペラ水車
プロペラ水車(インライン式)
プロペラ水車(サイフォン式)
ポンプ逆転水車
水中ポンプ形水車
水中タービン水車
また、それぞれの水車は、その回転軸の方向によって、立軸型(水車回転軸が垂直なもの)
と横軸型(水車回転軸が水平なもの)に大別され、中小水力の場合には横軸型を採用する例が
多く見受けられます。中小水力発電に使用される水車を以下に紹介します。
(1) ペルトン水車
ペルトン水車は、ノズルから噴出する水をバケットに衝突させる機構の衝動水車で、高落
差に適しており、大型機から小型機まで多くの採用例があります。ペルトン水車は流量調整
できる機構(ニードル)を備えており、流量調整が優先される場合にも使用できます。
- 3-7 -
(2) クロスフロー水車
クロスフロー水車は、水流が円筒形のランナに軸と直角方向より流入し、ランナ内を貫通
して流出する衝動水車で、流量調整できる機構(ガイドベーン)を備えた、中小水力用の水
車です。
クロスフロー水車は比較的高い効率で運転することができ、ガイドベーンを 1/3 ガイドベ
ーンと 2/3 ガイドベーンに分割したものでは、負荷に応じて操作が可能で、低流量でも効率
の低下を小さくすることができる特徴を持っています。
また、クロスフロー水車は、外側のカバーを外すだけでランナを点検することができ、容
易に除塵することができる簡単な構造の水車です。
(3) ターゴインパルス水車
発電機
水車
ターゴインパルス水車は、ノズルからのジェット主流をランナの斜めから入射させる構造
となっている衝動水車で、流量調整できる機構(ニードル)を備えています。
この水車は、ペルトン水車よりも低い落差に適用でき、フランシス水車とペルトン水車の
中間領域では非常に有利な水車です。
また、この水車はペルトン水車に比べて水車の回転数を上げることができるので、水車及
び発電機の寸法を小さくできます。
- 3-8 -
(4) フランシス水車
フランシス水車は、高落差から低落差まで、大容量から小容量まで広い範囲に用いられ、
構造も簡単ですので、中小水力発電においては、写真のような横軸フランシス水車が多く採
用されています。この水車は反動水車に分類され、水はランナの全周から中心に向かって流
入し、水圧によりランナを回転させつつ、ランナ内で軸方向に向きを変えて流出します。
フランシス水車は、流量調整できる機構(ガイドベーン)を備えており、水道等の流量調
整が最優先される場合にも使用できます。
(5) チューブラ水車(プロペラ水車)
チューブラ水車は、円筒形(チューブラ)のプロペラ水車のことをいい、低落差に使用され
る水車です。ランナの羽根は、小容量では固定式が多く、大容量では可動式となります。
中小水力発電用としては、S形チューブラ水車、立軸チューブラ水車、バルブ水車等があ
ります。
バルブ水車は、ガイドベーン、ランナに対して水は軸方向に流れ、発電機は流水路(バル
ブ)内に設置される水車です。S型チューブラ水車は、水車の構造はバルブ水車と同じです
が、流水をS字にまげて水車軸を流水路の外部に貫通させて発電機を接続させたものです。
立軸チューブラ水車は、S形チューブラ水車を立軸に据え付けたものです。
- 3-9 -
チューブラ水車は、水流の流入、流出とも水車の軸方向なので、図に示すように配管直線
部に挿入する機器配置が可能であり、近年上下水道などにおける発電用に使われています。
ランナの羽根が固定式の場合には、流量調整できないので、落差、流量とも変化しない地
点が最適ですが、流量変化が大きい場合には水車を複数台設置し、運転台数を変更すること
で水の利用率を高めることもできます。
(6) ポンプ逆転水車
一般的に使われるポンプ(渦巻ポンプあるいは軸流ポンプ)に水を逆に流し、ポンプを逆
方向に回転させることで発電に使用する水車です。ランナの羽根形状以外はポンプと同じ部
品を使えるので安価ですが、効率は他の水車よりも低くなります。
渦巻ポンプには、回転軸の横方向から水が流入し、水車内で軸方向に向きを変えて流出す
るタイプ(片吸込形)と、流入、流出とも回転軸の横方向となるタイプ(両吸込形)があり
ます。軸流ポンプは、発電機を設置する側の流入、流出どちらか一方で水流を直角に曲げる
必要があります。
(7) 水中式発電機一体型水車
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水車及び発電機が一体となっている水中ポンプに水を逆に流し、ポンプを逆方向に回転さ
せることで発電に使用する水車です。ランナの羽根形状以外はポンプと同じ部品を使えるの
で安価ですが、効率は他の水車よりも低くなります。
この水車は、水槽底部や配管内に水中設置することになりますが、点検や部品交換のため
水中から取り出せるような据付としなければなりません。
(8) 上掛け水車・下掛け水車
上掛け水車
下掛け水車
いわゆる水車のイメージそのものです。
利用し得る落差が低く小容量であること、効率が低いことから発電利用のみを考えた場合
の価値は高くありませんが、見た目が分かり易く、構造が簡単でメンテナンスも容易なこと
から、最近ではモニュメントとして設置される例も増えています。
- 3-11 -
3.5 発電機
水車発電機により駆動される発電機を水車発電機といい、同期発電機と誘導発電機に区分さ
れます。
3.5.1 発電機の原理
図 3.5.1 のように銅線で1つのループ
(コイル)を作って、その中で、回転軸に
磁石を取り付けて回転させると、銅線に電
圧が発生します。
磁石
図3.5.2はその断面図を示します。磁石
にはN極からS極へ戻る磁気の流れ(磁
コイル(銅線)
図 3.5.1 コイルと磁石
束)があります。この磁束が銅線のような
導電性の物体(導体)を横切って動くと、
磁束の大きさ(磁束密度)と磁束が導体を
切って動く速度に比例した大きさの電圧が
導体に生じます。磁石が矢印の方向(時計
式)に回転すると、発生する電圧の方向は
図3.5.1の実線の矢印の方向となり、N極
に向かい合っている導体AとS極に向かい
合っている導体A’とでは電圧の向きが逆
図 3.5.2 コイルと磁石(断面図)
になっています。コイルとしては両者が加
わりあうことになります。図3.5.2では導
体は紙面と直角の方向にあるので、×は紙
面に垂直で表から裏へ向かう方向を示し、
◎は逆に紙面に垂直で裏から表に向かう方
向を示しています。この図の(a)は図3.5.1
と同じ状態ですが、磁石が半回転すると図
3.5.2の(b)のようにS極が上にくるので、
図 3.5.3 コイルに発生する電圧
このときの電圧の方向は(a)とは逆の方向
になり、図3.5.1では破線の矢印となります。更に半回転してふたたび図3.5.2の(a)の状態
に戻ると、電圧の方向も最初の状態になるので、磁石が1回転する間に電圧の方向は、一度
反対方向になってもとに戻ることになります。この状態を、縦軸に電圧の大きさをとり、横
軸に時間をとって表すと図3.5.3のように交流の電圧となります。
- 3-12 -
実際の発電機では、磁石の代わりに鉄心の回りに巻いた銅線(界磁巻線)に直流の電気を流
した電磁石が用いて、水車で駆動します。水車で駆動する電磁石になる部分を回転子、電気
の発生するコイルの部分を固定子といいます。
3.5.2 同期発電機
同期発電機は、「3.5.1
発電機の原理」で説明した原理で電気を発生する発電機です。
同期発電機は、回転子に直流電流を流す(励磁)ための装置(励磁装置)が必要で、回転子の
構造が複雑になり、励磁装置等の保守点検が必要となります。
同期発電機は、発電機の外部から励磁を行いますので、その励磁を調整することによって
発電機の電圧を調整することができ、電力会社の送配電線に接続していなくても電圧を発生
することができるため、電力会社の送配電網に接続しないで需要施設へ電力の供給(単独運
転)が可能です。
電力会社の送配電線に接続する(並列)場合には電圧と周波数を合わせてから行いますの
で、送配電線の系統への影響が少ないのが特徴です。
しかし、誘導機に比べると、自ら電圧を発生させ調整するための装置(励磁装置)が必要
になるため、コスト増になります。
3.5.3 誘導発電機
誘導発電機は、同期発電機と違い、発電機の外部から回転子に直流を流さずに、固定子の
コイルに交流電流を流して、電磁誘導により回転子に磁界を発生させます。そのために、励
磁装置は不要で、回転子の構造も簡単になるため、同期発電機に比べて保守が容易になりま
す。
しかし、固定子側に交流電流を流さなければ電圧を発生させることができないため、電力
会社の送配電線に接続しなければなりません。したがって、電力会社の送配電線が停電した
場合は、発電できなくなるため、同期発電機のように単独運転はできません。
また、同期発電機と違って並列するまでは電気が起きていませんので、並列する瞬間には
大きな電流(突入電流)が流れ配電線に影響を与える場合もあります。並列する送配電線に
影響を及ぼす場合には、電圧低下防止のための設備(力率改善用コンデンサ)や突入電流を
小さくする設備(限流リアクトル)を設置しなければなりません。
3.6 電気機器
水力発電所を運転するために、制御盤、保護継電器盤、主回路盤、所内盤、水位計等下記の
電気機器(装置)が必要となります。
- 3-13 -
表 3.6.1 発電所の電気機器
名
制
称
御
盤
機
能
水車、発電機を運転制御するための装置です。
保護継電器盤
機器や系統の故障を検出する装置です。
主 回 路 盤
発電機と需要施設や送配電線に接続するためのメイン回路の装置です。
所
内
盤
発電所を運転するために必要な機器への分電盤です。
水
位
計
水槽(ヘッドタンク)の水位を検出するための装置です。
このほか、発電設備と需要設備が離れているような場合には、発電所で起こした電気を需要
施設に送るための送電線(配電線)が必要となります。
なお、水力発電による発電電力が自家消費電力を上回り電力会社に発電電力の一部(余剰電
力)を送電する状態(逆潮流)になる場合には、原則として低圧(100V 又は 200V)での系統連
系ができません。
このような場合には、逆潮流防止制御をするか、高圧(6,600V)又は特別高圧(22,000V 以上)
での連系としなければならず、前者の場合には制御装置への機能追加、後者の場合には変圧器
等が必要になります。
- 3-14 -
4.計画地点の見つけ方
ハイドロバレー計画を推進するためには、まず水力発電所を開発する地点を見つけることが
その第一歩となります。
全国各地には、ハイドロバレー計画に適するような水力発電の候補地点が豊富にありますが、
ここでは、その地域に眠っている有望地点の見つけ方を説明します。
水力発電の原理は、水の持つ位置エネルギー利用して発電を行うものです。すなわち、高い
ところから低いところへ向かって流れ落ちる水を導き、水車を回して発電機により電気を起こ
します。この2地点間の落差と流量によって発電できる量が決まります。
したがって、水力発電計画地点の見つけ方の基本は、ある程度安定的に流量が確保できて、
かつ落差が取れる地点を探すこととなります。
なお、水力発電には好適地であっても、電気を利用する需要施設と遠く離れていては、なか
なか経済性を得ることができませんので、需要施設との位置関係も考慮しながら地点を選定す
ることが重要になります。
4.1 地域新エネルギービジョンの活用
独立行政法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)では、地域レベルで新エネル
ギー導入の取り組み円滑化、あるいは、地方公共団体等が当該地域における新エネルギー導入
を図るために必要となるビジョン策定を行う「地域新エネルギービジョン策定等事業」を行っ
ています。
この事業では、ビジョン策定に必要となる地域のエネルギー需要、導入可能な新エネルギー
システムに係る基礎データの収集(新エネルギー賦存量、利用可能性等)を行い、これをもと
に地域全般にわたる新エネルギー導入・普及啓発に係る基本計画及び施策の基本的な方向、重
点プロジェクトの実行プログラムを作成しています。(この事業の詳細については、NEDO の
ホームページか、直接 NEDO に問い合わせて下さい。)
これにより策定された「地域新エネルギービジョン」の中には、新エネルギーとして水力を
扱っているものが多く見受けられ、水力の賦存量、水力発電の規模、電力の利用施設(需要施
設)について計画されており、更に重点プロジェクトに取り上げられているものもあります。
この事業によって発掘された水力候補地点について、開発の可能性や経済性を評価して有望
なものを選定することにより、ハイドロバレー計画の第一歩を踏み出すことができますので、
「地域新エネルギービジョン」を策定した市町村はこれを有効に活用され、また、今後策定さ
れる市町村は水力についての計画を盛り込むことをお勧めします。
- 4-1 -
4.2 計画地点発掘のポイント
ハイドロバレー計画において計画する水力発電は、100kW∼1,000kW のクラスの小水力・ミ
ニ水力の領域になるものが大半となります。小水力発電は、身近にある既存施設を利用し、こ
れに発電設備を設置することにより発電する場合が多く、次のような発電方式が考えられます。
これらの発電方式を参考にして、地域内に候補となる地点がないか調査します。
4.2.1 渓流水利用
渓流に堰(河川や水路に横断して設置される構造物)を設けて取水し、沈砂池・導水路・
水槽・水圧管路により発電所まで導水し、発電後に再び河川に放流するものです。設備の基
本レイアウトは開渠(自由水面を持つ導水路)を山腹沿いに設置し、導水路下流端に設置し
た水槽から発電所までの落差(水位の標高差)を利用して発電するものであり、山腹傾斜が
比較的緩い地点に適しています。(図 4.2.1)
山腹斜面が急な場合や地形的に水路を水平に設置することが困難な場合には、取水地点の
沈砂池(水槽兼用)から導水路を省略し、川沿いに長い水圧管路(水路を満水状態で水を流
す水路)を敷設するレイアウトもあります。(図 4.2.2)
取水方法としては経済性の観点から、また、自然環境保全の観点から、できる限り新たに
取水堰等を設置することなく、河川に自然に形成された淵等を活用することや砂防えん堤な
どの既設構造物を利用することを考えます。
図 4.2.1 渓流利用1
図 4.2.2 渓流利用2
- 4-2 -
4.2.2 農業用水利用
既設農業用水路においては、地形の関係で短い距離で段差を設けて水を流下させる落差工
が多く見受けられます。この落差工の落差を利用し、発電することも可能です。
落差工の落差が低い所で、農業用水を安定的に利用できるならば、既設水路に水中式発電
機一体型水車、あるいは投げ込み式発電機一体型水車を設置して発電できます。
水中式発電機一体型水車の例
投げ込み式発電機一体型水車の例
図 4.2.3 農業用水利用1
また、連続した落差工あるいは急流工等、水路の途中に大きな落差が得られる場合や水路
ルート上で水路に高低差が得られる場合には、落差工をバイパスする形で取水したり、ルー
トをバイパスしたりすることによって落差を得て、発電後、既設水路に再び水を戻すことも
可能です。
図 4.2.4 農業用水利用2
- 4-3 -
4.2.3 上下水道・工場内水利用
上水道を利用する発電は、原水取水箇所から浄水場、又は浄水場から配水池、あるいは調
整池までの間で得られる落差を利用する方式が考えられます。これらの送水過程では、通常、
管路末端部に水圧を減圧するための減圧用バルブ等が設置されており、この減圧する水圧を
水力発電に有効利用することができます。
具体的には、減圧用バルブ等に並列する形で水車・発電機を設置し、発電するとともに水
車による水量調整も行います。
下水道を利用する発電は、基本的に最終処理施設からの処理水を河川や海域へ放水する際
の落差を有効利用しようとする発電であり、得られる落差は数m程度と小さなケースがほと
んどです。
なお、下水道施設のレイアウトによっては、上水道と同様に下水処理後の送水途中の減圧
用バルブ部において得られる落差を利用して発電できる事例があります。
また、工場内の循環水に着目し、循環過程で得られる落差を利用した工場内発電の事例も
あります。
図 4.2.5 上水道利用例
図 4.2.6 下水道利用例
4.2.4 その他
その他、既設ダムから放流される河川維持流量を利用する方法や、砂防えん堤を取水堰と
して利用する方法、水道用の取水堰の利用、更には、廃止された水力発電所の残存設備を利
用する方法等があります。
また、河川の締め切り用ゲートの上部に、サイフォン型の水車発電機を設置して発電する
事例もあります。
- 4-4 -
4.3 発電用流量の考え方
河川あるいは渓流から取水する水力発電の場合には、発電で使用する最大流量の設定によっ
て、河川あるいは渓流の流量との関係により年間を通して発電できない場合もあります。
また、農業用水を利用する場合には、灌漑期などの農作業で水を必要とする期間中、発電用
としての水が利用できないことも考えられます。
したがって、水力発電計画を立案する場合においては落差も重要な要因ですが、流量をいか
に確保するかといったことも重要な要因となります。
河川あるいは渓流から直接取水する場合には、河川流量を把握して発電に利用できる最大使
用水量を決定します(詳細は「5.4.1 最大使用水量の算定」を参照して下さい)。
河川あるいは渓流から取水する場合、取水を計画している地点の上流側に湧水があるかどう
か確認します。年間一定した湧水量があれば、その湧水を発電に利用できる可能性があります。
農業用水を利用する場合には、農業用水として取水している流量に着目するほかに、既存の
農業用水路に流すことができる流量をチェックする必要があります。
農業用水路で通水可能な最大流量に比べて灌漑などで使用する流量が小さい場合には、その
流量差(余裕量)を発電用に利用することが可能となります。
一般に、灌漑の使用量は季節によって異なりますので、河川の流況と照らし合わせてどの程
度まで発電に利用可能な流量を確保できるのか、検討が必要となります。
農業用水路
発電に利用可能な流量
通水可能最大流量
農業用水使用流量
図 4.3.1 農業用水路における発電用流量のイメージ
- 4-5 -
5.発電計画
ここでは、ハイドロバレー計画の基本となる発電計画の立案方法について説明します。
なお、計画の流れとしては、「6.需要計画」と組み合わせ開発効果を確認していきます。
5.1 地点選定
発電計画地点を見つけた後、水力発電設備の設置が可能かどうか、どの程度の発電(供給)
が可能か等を既存資料に基づき机上検討し、必要に応じて現地での状況確認を行い、候補地点
を選定することが主な検討事項となります。
検討にあたっては、できるだけ既存資料を有効に活用して経費節減を図るとともに、以下の
観点から総合的な評価を行い、有望地点を選定します。
①
発電規模(発電に利用できる流量、落差等)
②
需要との関連(需要先の施設、設備容量、電力の利用形態等)
③
周辺立地環境
④
電力会社の送配電線の有無
5.1.1 既存資料の収集
地点選定に必要となる既存資料は、水の利用方法によって異なるため、一般的に必要とな
る資料を表 5.1.1 に示します。
表 5.1.1 基礎資料
水の利用方法
必要となる資料
河 川 水 の 利 用
地 形 図:国土地理院発行 1/25,000 図
河川流量:国土交通省河川局編日本河川協会「流量年表」
経済産業省資源エネルギー庁編「流量要覧」
需要先の電力利用形態と負荷(消費)パターン
農業用水の利用
地 形 図:国土地理院発行 1/25,000 図
水路等施設図:施設管理者の施設図
取水量データ:施設管理者の観測データ
需要先の電力利用形態と負荷(消費)パターン
上下水道、工場内水
の利用
水路等施設図:施設管理者の施設図
流 量 デ ー タ:施設管理者の観測データ
需要先の電力利用形態と負荷(消費)パターン
砂防えん堤の利用
地 形 図:国土地理院発行 1/25,000 図
河川流量:国土交通省河川局編日本河川協会「流量年表」
経済産業省資源エネルギー庁編「流量要覧」
砂防えん堤構造図:施設管理者の施設図
設計計算書
需要先の電力利用形態と負荷(消費)パターン
- 5-1 -
ここで、発電計画に必要な流量資料は、電気事業法(出力 10kW 以上の場合)及び河川法
によると、原則的に 10 ヶ年の資料が必要ですので、できれば至近 10 ヶ年分の流量データを
収集する必要があります。ただし、10 ヶ年分の流量データがないから発電計画の検討がで
きないという訳ではありません。
また、既得水利権、慣行水利権、漁業権についても調べておく必要があります。
この他に、地質調査総合センター発行の 1/25,000 の地質図、あるいは各県でまとめてい
る県別の 1/50,000 の県別地質図を収集しておき利用します。
これらの資料をもとに、当該地点で発電に利用できる流量データ、落差(取水位と放水位
との標高差:地形図等を利用して概算値を求める)を把握し、開発可能な発電規模を机上で
検討し、いくつかの発電所設置候補地点を選定します。
5.1.2 現地調査
机上の検討を補完するためにも現地調査を実施し、計画の精度向上を図ることが必要です。
現地調査を実施するに当たっては以下に示す項目等に着目し、その調査結果を計画の再検討
にフィードバックさせることが必要です。
①
既存道路の状況や土地所有者区分
②
既設電力系統の状況(既設系統の有無、電圧・容量・発電所からの距離等)
③
河川水の利用状況
(既得水利権、河川を利用したレクリエーション施設等の有無)
④
法
規
制
(河川法、自然公園法、自然環境保全法、国有林野法、森林法、砂防法他)
⑤
その他の開発計画(宅地開発、道路計画、観光開発等の有無)
なお、上下水道、工場内水利用の発電方式では、既設施設内での発電計画となる場合が多
く、これら現地調査項目の全てが必ずしも必要にはなりません。
- 5-2 -
5.2 水路ルートの選定
渓流水を利用する発電計画では、一般に取水位置、導水路、水槽、水圧管路、発電所等の構
造物の位置を、既存資料及び現地調査によって決定します。この場合、図 5.2.1 に示すように
渓流の湾曲部や河川勾配の急な区間等、短い水路で高い落差が得られるルートを2∼3選定し
ます。
構造物のレイアウトを検討する場合、工事費低減の観点からできるだけ既存のものを最大限
に利用することが必要であり、例えば取水設備は新規に取水堰を設置することなく、既存設備
や自然に形成された淵等の利用を考慮します。
発電所
A
河川
取水堰
B
図 5.2.1 水路ルート選定
また、農業用水を既設水路落差工部等で利用する発電計画では、いくつかの連続した落差工
の区間に対して、比較的短い水路で大きな落差が得られる地点に発電設備を設置することが必
要となります。
なお、上下水道・工場内水利用で減圧用バルブ(流量調整バルブ)位置での落差を回収する
場合は、発電設備設置位置はバルブの位置に一義的に限定されます。
- 5-3 -
5.3 河川等流量資料の整理
発電計画を立案する上で最も重要な流量資料を整備する方法として、
①
取水地点で流量測定を行って流量資料を整備する方法
②
近傍の測水所(流量観測所)からの流域面積比により流量資料を整備する方法
があります。
取水計画地点での流量資料がない場合には、計画取水地点で流量観測を少なくとも1ヶ年
以上実施して、他地点の流量資料との相関関係により計画地点の流量資料を整備する必要が
あります。ここでは、「②近傍の測水所からの流域面積比により流量資料を整備する方法」
について説明します。
取水口の位置が決まれば、取水地点の流域面積B(㎢)を求めます。取水地点での流域面積
は、国土地理院の1/25,000の地形図を利用し、取水地点から上流側の尾根を結んで囲んだ範
囲の面積で、プラニメータを使用して求め、数回測定した平均値をとります。
同一河川あるいは近傍河川の測水所の流域面積A(㎢)との流域比C(=B/A)を、測水所
の流量に乗じたものを取水地点の流量とします。ここで、流域比が0.5∼1.50の範囲と指導さ
れていますが、この制約を念頭におきながら、はなはなだしく河川特性が異なる場合を除い
て、次式によって求めることができます。
[取水地点流量]=[測水所流量データ]×[流域比C]
なお、水力発電を設置することにより図 5.3.1 に示すように、取水地点下流において河川に
減水区間が生じる場合があります。このような場合は、河川環境保全の目的で減水区間の河川
流量を確保するために、取水地点より下流へ河川維持流量分を放流する必要があります。更に、
灌漑用水等の取水が行われている場合は、これら必要水量の放流も必要となります。これらの
放流は発電計画に与える影響が大きいので、あらかじめこれを差引いて流況曲線図を作成する
必要があります。
- 5-4 -
水車
取水地点
河
川
流
量
減水区間
放水地点
発電使用流量
河川維持流量
図 5.3.1 河川維持流量と発電使用流量の関係
発電計画の取水地点における流況曲線図を、河川維持流量等を差引いた河川流量データより
作成します。流況曲線図とは、縦軸に流量、横軸に日数をとり、1年間の日流量データを順番
に並び替えしたものであり、図 5.3.2 に示すように図化したものです。
最大流量
流量 Q(㎥/s)
35 日流量
豊水量
最小
水量
平水量
低水量
渇水量
0 1
35
95
185
275
355 365
日数(日)
図 5.3.2 流況曲線
ここで、図 5.3.2 における各水量の意味を表 5.3.1 に示します。
表 5.3.1 流量に関する用語の説明
用
語
最小水量
渇 水 量
低 水 量
平 水 量
豊 水 量
35 日流量
最大流量
説
明
1年中の最も少ない流量
1年を通じて 355 日間はこの流量より下がらない流量
1年を通じて 275 日間はこの流量より下がらない流量
1年を通じて 185 日間はこの流量より下がらない流量
1年を通じて 95 日間はこの流量より下がらない流量
1年を通じて 35 日間はこの流量より下がらない流量
1年中の最も多い流量
- 5-5 -
また、表5.3.2に示す様式の流況表を作成します。
表5.3.2
○○地点流況表
取水地点の流域面積(C.A):
流量
年
平
最
流
大
量
35
流
日
量
豊水量
(95日)
平水量
(185日)
低水量
(275日)
渇水量
(355日)
最
流
km2
単位:m3/s
小
量
年平均
流 量
均
上下水道・工場内水利用、農業用水利用の場合は、設備運用上で記録・保存されている流量
データが流量資料となります。
- 5-6 -
5.4 最適水路ルートの選定
「5.2 水路ルートの選定」で選定した複数の水路ルートそれぞれに対して、最大使用水量、
有効落差、発電出力、発電電力量、概算工事費を算定し、1kWh 当たりの建設単価が最も低く
なる水路ルートを、発電計画の最適ルートとします。
表 5.4.1 に水路ルートの比較検討結果を取りまとめる標準的な様式を示します。
最適水路ルートの比較を行うための最大使用水量、有効落差、発電出力、発電電力量、概算
工事費等について以下に解説します。
表 5.4.1 水路ルート比較検討結果
検討ケース
項
目
単位
㎢
EL.m
EL.m
m
kW
m3/s
m
kWh
−
m
m
−
m
m
m
m
−
−
m3/s
m3/s
%
%
%
百万円
千円/kW
kWh 当たり建設単価
経 済 性 評 価
円/kWh
−
発 電
流
域
面
積
取
水
位
放
水
位
総
落
差
最
大
出
力
最 大 使 用 水 量
有
効
落
差
年間可能発電電力量
形
式
高
さ
頂
長
沈
砂
池
導 水 路 延 長
水 圧 管 路 延 長
放 水 路 延 長
水
路
延
長
発
電
方
式
水
車
型
式
河 川 維 持 流 量
上 水 道 用 水
河 川 利 用 率
流量設備利用率
設 備 利 用 率
工
事
費
kW 当たり建設単価
ルート1
計
画
ダム
水
設 備
路
概
要
概
要
河川利用
標
経
済
- 5-7 -
ルート2
ルート3
5.4.1 最大使用水量の算定
発電計画において決定すべき使用水量としては、最大使用水量と常時使用水量の2つが
あります。最大使用水量Q maxは、発電所で使用する最大の水量(流量)であり、最大出力
はこれによって定まります。また常時使用水量Q fは、1年中を通して355日使用し得る水
量です。
最大使用水量の算定において、流れ込み式の場合の設備利用率は通常45%∼60%程度と
されていますので、この辺りの設備利用率について3∼5案を算定し、その各案について
工事費と発電電力量を算出するとともに、各案の発電コストを算出して比較し、発電電力
量(kWh)当たりの建設費が最小となる案を採用します。
なお、設備利用率とは、発電設備が年間を通じてフル(100%)に運転できたとした場合の
年間可能発電電力量(最大出力kW×24時間×365日)に対する実際の可能発電電力量の割合
を示すもので、次の式で計算されます。
設備利用率=
可能発電電力量(kW h)
最大出力(kW)× 8,760(時間)
最適ルート選定に当たっては、表5.4.2に示す設備利用率の計算表から設備流量を算出し、
45∼60%の値に入る流量を仮の最大使用水量として使用します。
表5.4.2
i
流況値
A
Ai
1
2
3
4
5
6
7
(m3/s)
Q365
日
設備利用率の計算表
数
B
C
D
Ai−A(i-1)
Ai + A(i−1)
2
B×C
(m3/s)
(日)
(m3/s-day)
使用可能量
E
流量設備利用率
G
H
∑ Di
Ai×365
E/G
(m3/s)
(m3/s)
(%)
n
i=1
Q355
Q275
Q185
Q95
Q35
Q1
【計算方法】
① 流況値の欄(A欄の縦列)に、前ページの流況表における平均流況値を転記します。
② B欄の縦列の計算をします。B欄は、その流況から一つ前の流況を引いたもので
す。
- 5-8 -
③
④
D欄の縦列を計算します。D欄は、D=B×Cです
使用可能量(E欄の縦列)を計算します。E欄は、D欄の流量を順次累計したもの
です。
⑤ Gの欄を計算します。
⑥ 流量設備利用率(H欄の縦列)を計算します。H欄は、H=E÷Gです。
なお、上下水道・工場内水利用で、従来、減圧用バルブ等で流量調節を行っていた設備に
替わって、併設して設置する水車によってエネルギーを回収する場合は、発電の取水量は上
下水道・工場内の水の需給から一義的に決められ、最大使用水量は、設備の最大流量となり
ます。(図 5.4.1 参照)
上部水槽あるいは取水ダム
下部水槽
流量調節設備
水の供給
水車・発電機
図 5.4.1 上下水道・工場内水利用のシステム
5.4.2
取水位及び放水位
取水位は、取水堰の高さを考慮した標高(堰の天端標高)とし、標高の読取値は、地形図
又は市町村の管内図等により読み取ります。
放水位は、放水地点の河川における平水時の標高とします。
5.4.3 有効落差の算出
流れ込み式の場合は、地形図により、取水位∼放水位間の標高差(総落差という)を把握
します。地形図がない場合には、簡易な測量を実施し、標高差を求めます。
上下水道・工場内水利用、農業用水を利用する発電計画では、既設設備の施設図等を用い
て、取水位置∼放水位置間の落差を把握することができます。また、減圧バルブの代替に水
車発電機を設置する発電計画の場合には、減圧バルブの入口側の圧力と出口側の圧力差が落
差となります。
- 5-9 -
圧力から落差を求めるには、
落 差[m] = (入口側圧力[MPa]−出口側圧力[MPa])×1,000/9.8
旧単位系の圧力計が使用されている場合には、
落 差[m] = (入口側圧力[kgf/㎠]−出口側圧力[kgf/㎠])×10
により求めることができます。
(1) 総落差
総落差=(取水位)−(放水位)で、0.1m単位でまとめます。
(2)
損失落差
最大使用水量時における損失落差は、次により計算します。
①
導水路の損失落差は、導水路勾配(一般的に1/1,000程度)に導水路延長L1(m)
を乗じたものです。
②
取水口、沈砂池、水路流入口及び流入出口等の合計損失(一般的に0.05m程
度)を見込みます。また、水槽水位は、
水槽水位=取水位−0.05+
L1
1,000
となります。
③
水圧管路の損失落差は、水圧管路延長L2(m)の1/200とします。
④
放水路の損失落差は、導水路と同様に、放水路勾配1/1,000に放水路延長L3(m)
を乗じたものです。
⑤
その他、水車入口のバルブ等のロス(一般的に0.6m程度)を見込みます。
よって、最大使用水量時における損失落差HLmaxは、
損失落差HLmax=①+②+③+④+⑤
(m)
となります。
(3)
常時使用水量時における損失落差:HLf
常時使用水量時における損失落差HLfは、最大使用水量時の水槽水位と放水位を総落差と
して計算します。常時の損失落差H Lfは、最大使用水量をQ max、常時使用水量をQ fとすれ
ば、
2
L
L
  Qf 
 + 3
HLf =  2 + 0.6  × 

 200
  Qmax  1,000
で求めることができます。
- 5-10 -
(4)
有効落差の計算
有効落差は、(1)で求めた総落差Hから損失落差を差引いて求めます。
ア.
最大使用水量時の有効落差:Hemax
Hemax=総落差(H)−最大使用水量時における損失落差(HLmax)
イ.
(m)
常時使用水量時の有効落差:Hef
Hef=(水槽水位)−HLf={(総落差)−①−②}−HLf (m)
5.4.4 発電出力の算出
5.4.1 で算出した使用流量Qと 5.4.3 で求めた落差から、計画する発電所の発電出力を算
出します。
(1) 理論水力
理論水力は下式により求めます。この理論水力は、河川法に基づく水利使用料の計算に
用いられるものです。
理論最大水力:Pemax=9.8×Qmax×Hemax (kW)
理論常時水力:Pef=9.8×Qf×Hef (kW)
ここで、Qmax(㎥/s)は最大使用水量、Qf(㎥/s)は常時使用水量、Hemax(m)は最大
使用水量時の有効落差、Hef(m)は常時使用水量時の有効落差を表します。
なお、式中の 9.8 の定数は、重力加速度で単位は(m/s2)です。
(2) 発電出力
実際の発電機の出力は、水車発電機の効率によって理論水力より小さいものになります。
理論水力にそれに応じた効率を乗じて求めます。
最大出力:Pmax=Pemax×ηt(max)×ηg(max)
=9.8×Qmax×Hmax×η(max) (kW)
常時出力:Pf=Pef×ηt(f)×ηg(f)
=9.8×Qf×Hef×η(f)
(kW)
ここで、ηt は水車効率、ηg は発電機効率、ηは合成効率(=ηt×ηg)を表し、η(max)
は比速度Ns に基づいて算出されます、η(f)は(Qf×Hef)/(Qmax×Hmax)を入力負荷率
として算出される相対合成効率を乗じたものです。(効率については、5.4.7 水車の効率で
解説していますので参照してください。)
任意の水量Q(㎥/s)における発電出力は、
発電出力:P=9.8×Q×He×η (kW)
ここで、He(m)は任意の使用水量時の有効落差を示します。ηはη(f)の算定に準じま
す。
- 5-11 -
5.4.5 発電電力量の算出
発電電力量は、〔発電出力P(kW)〕×〔発電継続時間h(時間)〕として算出され、単位
はキロワットアワー(kWh)で表します。
発電電力量は、年間可能発電電力量と年間発電電力量とに分けられ、通常は前者の年間
可能発電電力量を用いて表しますが、発電所における発電量1kWh当たりの発電原価を算定
する場合には、後者の年間発電電力量を用いて表します。
(1) 年間可能発電電力量の計算
年間可能発電電力量とは、年間を通じて事故による停止がなく、点検や維持補修による停
止もない場合に、発生可能な電力量です。
この年間可能発電電力量は、発電の経済性評価の基礎数値となり、同じく経済性評価の基
礎となる工事費に比べて、開発の時期の変動による物価変動の影響を受けないので、一般に
工事費精度より高い精度の結果を得るようにしなければなりません。
最適ルート選定におけるルート比較で求める発電電力量は、流況図から概略の年間可能発
電電力量を求めます。概略の年間可能発電電力量を求める方法には、平均電水比を用いる目
算的方法、流況パターンによる速算方法、流況と合成効率を組み合わせて算定する概算的方
法がありますが、ここでは、流況と合成効率を組み合わせて算定する概算的方法で算出する
ものとします。
(2) 概算法
概算法は、各流況における日数の面積に、流量比(負荷率)ごとの合成効率を乗じて電力量
を求める方法で、計算要領は表5.4.3の様式と【計算手順】に基づいて計算します。
- 5-12 -
表5.4.3
②
日
順
概算法による年間可能発電電力量の計算要領
①最大使用水量:
m3/s 、有効落差:
m
③
④
⑤負荷率(%) ⑥
⑦
⑧
⑨
使用水量
日 数 使用水量
合成効率 発電出力 平均発電出力 発 電 電 力 量
最大使用水量
(日)
(%)
(kW)
(kW)
(kWh)
最大頭
切日数
95
95−
185
185−95
90
275
275−185
90
355
355−275
80
365
365−355
10
計
365
⑩
【計算手順】
①の行に、最大使用水量及び有効落差を記入します。
②の最大頭切日順は、最大使用水量の取水可能日数を記入します。
③の日数は、計算段と直上段の日順の差です。
④の縦列に、最大使用水量で頭切した日順の流量を使用水量として記入します。
⑤の縦列に、負荷率(使用水量/最大使用水量)を計算して記入します。
⑥の縦列に、⑤の負荷率を用いて合成効率を計算します。
⑦負荷率ごとの発電力Pを計算します。
P=9.8×(④使用水量)×(①有効落差)×(⑥合成効率)
⑧計算段と直上段の発電出力の平均値を求めます。
⑨計算日数間の発電電力量は⑧×③×24で、その合計⑩が年間可能発電電力量となり
ます。
(3)
年間発電電力量
水力発電所は、それ自体の事故によって停止することはあまりなく、大雨や台風等によ
る洪水時や保安のために停止することが主です。水力発電所が電力会社の送電線や配電線
に接続している場合に、発電所が停止(事故停止)する主要因は送配電線路の事故による
ものです。電力会社の送配電線路の事故の場合には、停電後一定時間経つと自動的に送電
を再開します。その場合でも、発電所の運転再開には7分程度の時間が必要となります。
水力発電所の停止は、事故停止のほか、計画的な点検による停止、補修による停止等が
あり、発電所で発電される電力量は停止しないものと仮定して計算した年間可能発電電力
量よりも、停止した分少ないものとなります。
- 5-13 -
この停止によって発電できなかった分を停止電力量といい、その年間可能発電電力量に
対する割合を停止率といいます。逆に、理想的な仮定で計算された年間可能発電電力量の
うち、実際に発電量として期待できる割合を利用率といい、
利用率
=
(1−停止率)
とし、流れ込み式の発電所の利用率は約0.95(95%)が採用されています。
したがって、年間発電電力量は、
年間発電電力量
=
年間可能発電電力量×利用率
で表され、これは発電端電力量ともいわれます。
発電原価は、年間の発電所にかかる総経費を年間発電電力量で除して求めることができ
ます。
- 5-14 -
5.4.6
水車の選定
水車は、使用水量の大小や落差の大小によってその適用機種が異なりますので、その地
点に合った最も経済的な水車を選定します。
水車の型式は、最大使用水量と有効落差の適用範囲によって定まり、一般的には、図
5.4.2に示す水車選定図を用いて水車を選定します。
1000
ターゴインパルス水車
ペルトン水車
横軸フランシス水車
立軸フランシス水車
100
カプラン水車
有効落差(m)
10
ポンプ逆転水車
クロスフロー水車
S 形チューブラ水車
水中タービン水車
プロペラ水車(インライン式)
プロペラ水車(サイフォン式)
1
0.01
0.1
1
10
100
3
使用水量(m/s)
図5.4.2 水車選定図
5.4.7 発電機の選定
発電機には同期発電機と誘導発電機があり、電力系統への接続の有無及び経済性を考慮
して最も適した発電機を選定します。
5.4.8 効率の算定
水車の出力と入力の比を効率といい、水車出力をP(kW)、有効落差をH(m)、流量をQ
(m3/s)とすれば、効率η=P/(9.8QH)で表され、水車の種類、水車の回転速度、比速度及
び流量比(使用水量/最大使用水量)によって変化します。
ここでは、効率の具体的な算定方法を「添付資料−3 水車・発電機効率の算定方法」に
示してありますので、参照してください。
- 5-15 -
5.5 概算工事費の算出
5.5.1 工事積算項目
水力発電の工事費は、一般に土木工事費、建築工事費、電気工事費、その他費用に大きく
区分されます。表 5.5.1 に工事項目の分類を示します。個々の発電計画においては、これら
の項目から適宜、取捨選択して工事費を算定することが必要です。
表 5.5.1 水力発電の一般的工事費内訳
積
算
1)
土 地 補 償 費
2)
建
物
関
係
3)
土 木
① 水
関
係
路
項
目
摘
要
水没家屋、田畑、山林、付替道路、鉄道、漁業、公
共補償、無形固定資産等
発電機床面以上の発電所本館建物(半地下式、地下
式の場合は内装を含む)、付属建物(本館以外)
a. 取 水 ダ ム
b. 取
水
口
c. 沈
砂
池
d. 排
砂
路
e. 導
水
路
f. 水
g. 余
槽
水
水
水
路
口
k. 代替放流設備
l. 雑 工 事 費
② 貯水池又は
調 整 池
③ 機械装置
電 気 関 係
仮 設 備 費
総
係
費
( 小 計 )
建 設 中 利 子
分 担 関 連 費
送配電設備費
(
計
)
既設管路との分岐管、バルブ室、バルブ、流量計
室、流量計、グラウト、法面保護工等を含む
ゲートを含む
既設ダムの放流設備途中に発電設備を設置し、バイ
パス放流設備が必要な場合の放流バルブ等
土捨場、水路に係る緑化工事、自記量水設備等
(ダム高 15m 以上の)ダム本体、洪水吐、雑工事
m. 基
n. 諸
4)
5)
6)
7)
8)
9)
10)
11)
ヘッドタンク又はサージタンクのどちらかを示す
排砂ゲート、スクリーンを含む
路
h. 水 圧 管 路
i. 放
j. 放
土砂吐き、排砂ゲート、護岸工、護床工、魚道を含
む
ゲート、スクリーンを含む
既設堤体穴空け方式の場合は工事費を含む
サイフォン方式の場合は真空ポンプ工事費のみとし
サイフォン管は水圧管路に計上
排砂ゲート、スクリーンを含む(露出式を対象)
沈砂池(水槽)で排砂ゲートを設置できない場合の
代替設備として設置
礎
装
置
発電機床面以下(半地下式、地下式の場合は床面以
上を含む)の土木工事
取付道路、構内整備、機械装置に係わる緑化工事等
水車、発電機、主要変圧器、配電盤開閉装置等
工事用道路・橋梁、仮建物、工事用電力、備品等
人件費、調査委託費、事務関係費等
Σ1)∼6)
建設工事期間中の工事資金に係わる利子
発注者の現場以外の組織全体に係わる事務経費
架空又は地中送電設備
Σ7)∼10)
- 5-16 -
5.5.2 概算工事費の算出方法
概算工事費の算出に当たっては、過去に建設された多くの発電所の実績から構造物ごとに
適当な設備諸元をパラメータにとって短時間で概略の工事費を把握する方法で算出します。
ここでは、概算工事費の具体的な算出方法を「添付資料−2 概算工事費の積算基準」に
示してありますので、参照してください。
なお、ここで解説する積算方法は、ハイドロバレー計画における工事費の検討用としての
み使用するものとします。
- 5-17 -
6.需要計画
ハイドロバレー計画における需要計画の策定に当たっては、発生電力を可能な限り有効に利
用することが、経済性の向上と地域の活性化をもたらすことになります。
中小水力発電所で多く採用されている流れ込み式発電の場合には、発生する電力は天候や季
節によって変化するために、需要もそれに見合ったものでなくてはなりません。また、需要側
でも昼夜や季節性があり、かつ常に同一の負荷ではなく、時々刻々と変化しています。
したがって、需要計画を策定するに当たっては、需要そのものの特性をよく把握するととも
に需要面から必要とする電気の質を検討し、需要の平滑化を図りながら供給とのバランスを検
討する必要があります。
6.1
需要計画の策定手順
需要計画は、発電所で作られた電気をどのように利用するかを策定するものであり、基本的
にはその地域振興計画から導き出されるものです。
ハイドロバレー計画における需要計画の策定手順を図6.1.1に示します。
スタート
地域特性を反映し
た需要設備の選定
需要設備メニュー
需要規模の検討
需要設備優先順位の検討
需要設備の組合せ
供給規模の検討
需要の平滑化
平滑化不足
(昼夜間、季節間)
平滑化
需給バランスの検討
図6.1.1 需要計画の策定手順
- 6-1 -
6.2
需要施設の選定
ハイドロバレー計画においては、需要(消費電力)と供給(発電電力)との関係が計画の成
否に大きく影響します。このため、計画対象地域に存在する需要施設(公共施設等)をリスト
アップするとともに、これら需要施設毎の需要規模、電気の利用形態、需要パターン等を調査
し、需要施設の候補地点を選定する必要があります。
6.2.1 需要施設の選定の考え方
需要施設は、新設する発電所の最大出力や発電電力量を考慮し、地域活性化のための各種
事業が対象となります。地域活性化のための事業としては次のようなものがあげられます。
①
地場産業の開発育成
農産物等資源の活用、観光レクリエーション施設の充実、新規特産品の導入、地
域活性化センター及び産業PR館等の建設。
②
基盤整備
流通販売経路の拡大、生産基盤の近代化、ローカルエネルギー利活用、交通通信
網の充実。
③
生活環境改善
コミュニティ施設、スポーツ施設、保養施設等の建設。
地方公共団体で行われている地域活性化の事業をみると、いずれも観光事業を含む地場産
業の開発育成が中心となっており、それに情報交換・宣伝のためのイベント企画・PR資料
館の建設、更に地域の生活環境改善のための各種施設の整備を行っています。事業の選定は
地域の特徴を活かした事業であるべきであり、一律に論じるものではありませんが、既に村
おこし等で採用されているいくつかの事業を分類したものを以下に示します。
なお、これらの活用は、参考程度にとどめ、需要施設の選定に当たっては、地域の特性を
十分考慮して決定する必要があります。
6.2.2
(1)
農林水産業分野の需要施設
需要施設
農林水産業分野は、今まで第一次産業として、また、地方の主要産業として大きな役割を
果たしてきましたが、昨今の経済構造の変化・農産物の輸入自由化の中で厳しい状況が続い
ています。
この分野における電力の利用には、バイオテクノロジー等の先端技術と結びついた施設利
用型の産業が期待できます。
- 6-2 -
表6.2.1
農林水産業分野における電力利用例
電
稲作・畑作
(2)
園
芸
畜
水
産
産
林
業
力
利
用
の
作
業
かんがい排水、畜産、誘蛾灯、育苗、温度調整
換気、冷暖房、かん水、培養液の循環、地中蓄熱ヒートポンプ、
電照促成、育苗、温度調整
畜舎等換気、冷暖房、給水、給餌、牧草乾燥
揚水、ばっ気、水循環、温水飼育
製材、木工品製造、育苗、乾燥(木材、キノコ)、かん水、温
度調整
電力利用の特徴
農林水産業分野における電力利用については、以下のような特徴があります。
①
畜産を除いて電力は季節的に限定された時期のみに利用される傾向が強く見受
けられます。
②
各地域の気候や市場条件により対象とする作物の種類・栽培内容・育成期間等が
異なり電力需要の地域格差が大きい場合が多く見受けられます。
③
育苗・温床栽培、農産物の乾燥・保存、畜産における赤外線飼育・ふ卵器等のよ
うに電力が断たれると生育や発育不良等の障害が発生する場合があります。
④
電力の利用形態としては動力として電動機が古くから利用されていますが、一般
に電動機の出力が小さく、また、電熱や光は主として環境制御及び農産物乾燥用に
利用されています。
⑤
農業施設が高度化してきており、動力・電熱・光の複合利用をコンピュータ制御
し、カントリーエレベーターのように総設備容量が500kW以上にもなる施設もあり、
通常の機械単品使用の場合と異なった施設計画・運営が必要になります。
(3)
施設の利用期間
施設の利用期間は、次のように分類されます。
①
畜産施設のように通年利用するもの
②
施設園芸・貯蔵施設のように作物や運営方法により通年利用が可能なもの
③
ライスセンターのように極めて限られた時期にしか利用できないもの
また気候・作物・立地条件等によって、施設の利用期間・冷暖房期間・電力使用量等には
差異が生じてきます。
電力使用の日変化は、次のように分類されます。
①
誘蛾灯・電照菊のように夜間のみ利用するもの
②
選別施設や乾燥を行わない種子センターのように昼間のみ稼働するもの
③
環境制御(保温・保冷等)等、終日電力を利用するもの
- 6-3 -
6.2.3
地場産品加工
農林水産物を中心とした地場産品の加工は、付加価値の向上・市場の動向に合った出荷調
整や年間の安定供給が図れる等のメリットがあり、収入の安定と雇用の確保が可能となりま
す。
(1)
地場産品加工の種類例
①
穀類の加工
・精米、米菓、アルファ米、レトルト包装米飯、穀粉としてのビーフン、しん粉、
餅・包装餅、小麦による製粉、パン、菓子類、大麦、ソバ、トウモロコシ等
②
豆類の加工
・大豆蛋白質製品:豆腐、豆乳等
・大 豆 醗 酵 食 品:みそ、 醤油、納豆、大豆油等
・雑
③
豆:あん、もやし、煮豆等
芋類の加工
・蒟蒻芋:コンニャク等
④
野菜、果実類
・野
菜:乾燥野菜、冷凍野菜…ミックスベジタブル、アスパラガス等
〃
:漬
物…胡瓜、白菜、野沢菜等、特産野菜の塩漬・みそ漬・かす漬等
〃
:ト
〃
:缶詰、瓶詰…アスパラガス、グリーンピース等
マ
ト…ジュース、ケチャップ、ソース等
・果実類:乾燥果実…干ぶとう、干リンゴ等
⑤
〃
:冷凍果実…パイナップル、イチゴ、ミカン等
〃
:ジ ャ ム…イチゴ、リンゴ、ミカン等
林産物
・ きのこ類:乾
〃
・木
材:製
〃
(2)
:瓶
:木
燥…シイタケ等
詰…なめこ、なめたけ等
材…柱、板等の資材等
工…イス、テーブル等の家具類、木工加工品、工芸品等
電力利用の特徴
①
工場の作業時間は一般的に昼間が多く、加工用機械を利用する時間は昼間に制限
されます。
②
みそ加工用の大豆やジュース加工用のオレンジといった収穫期の限定される産
品を対象とすると、工場の稼働期間もこの影響を受ける場合が見受けられます。
- 6-4 -
6.2.4
観光・レクリエーション
観光・レクリエーションには、自ら参加する行動型、休憩・慰安が中心の滞在型、文化型
のタイプがあります。表6.2.2に地域振興の面から見た観光・レクリエーションの分類例を
示します。
表6.2.2
項
目
地域振興から見た観光・レクリエーションの分類例
行
動
型
滞
在
型
文
観光・
レクリエーション
の目的
健康・スポーツ
楽 し み 追 求
冒 険 心 の 満 足
避 暑 ・ 避 寒
休憩・やすらぎ
飲食・ショッピング
自然とのふれあい
主要対象層
青年・児童・学生
ニューファミリー
中
観光・
レクリエーション
施設の機能
ス ポ ー ツ 機 能
社交・つきあい機能
ファッション機能
休憩・やすらぎ機能
飲食・商業機能
観光・見物機能
ス
キ
ー
ス
ケ
ー
ト
ゴ
ル
フ
テ
ニ
ス
フィールドアスレチック
登
山
運 動 系 合 宿
観
キ
釣
温
森
活
動
高
年
ャ
齢
ン
泉
旅
林
層
光
プ
り
行
浴
化
型
生活・教養の向上
自由時間の活用
文 化 行 事 参 加
自
己
啓
発
中 高 年 齢 層
学 生 ・ 主 婦
カルチャーグループ
参
加
機
能
教養・文化機能
表
現
機
能
情報・コミュニケーション機能
セ
ミ
ナ
ー
音 楽 系 合 宿
野外コンサート
体
験
学
習
資料館・植物園
スキー・スケートについては積雪地域や寒冷地に多いですが、他の地域においても山間部
等では可能な場合もあり、ニーズの的確な把握が必要です。また、今までは山・渓谷・滝等
の著名な自然をポイントに観光地を形成する場合が多かったですが、スポーツ・体験農場・
祭り等地域のイベント等を主体とした独創性を持ったものも増えています。
電力利用の特徴には、テニスや野球等のスポーツ施設の照明、スキーリフトの動力、宿泊
施設やレストラン及び観光センターの照明や動力等が中心で、いずれも内容によって利用形
態や利用時間が大きく異なっています。このような施設の充実によって、更に多くの観光客
誘致が見込まれる傾向にあり、観光開発における重要なポイントとなっています。
6.2.5
生活・環境
生活・環境活動や福祉の向上といった分野については、地域のコミュニティーセンターや
公園等の公共施設への照明・冷暖房・給湯・街灯・地域内の集落排水処理施設等があげられ
ます。また、積雪地域については余剰電力を利用した駐車場や道路の融雪装置等があります。
- 6-5 -
6.3
需要規模の検討
電力の利用は分野によってそれぞれ固有の負荷特性を有しているため、日又は季節によって
変化する最大負荷を求める必要があります。
6.3.1
電力の利用形態と負荷変化
電力の利用形態は大きく以下のように区別できます。
①
動力としての利用
②
電熱としての利用
③
電灯としての利用
④
制御用としての利用
あらゆる施設の電力利用は、基本的にこれらの組合せになっています。特に最近の傾向と
しては、家庭用の電化製品までマイコンが普及しており、エネルギーとしての電力と同時に
制御電源としての電力利用も考えなければなりません。
これらの分野別の負荷状況は以下のとおりです。
(1)
動
力
電動機負荷の特徴は次のとおりです。
①
運転開始時(起動時)には、定格の数倍の電流が流れます。
②
機械に必要な動力に応じて負荷が変わります。送風機やポンプ等は一定負荷です
が、木工用の電動機等では常に大きく変化します。
③
自動制御される電動機は起動・停止を繰り返します。
このように、電動機単体でも、駆動する機械の種類や自動制御される機械等により、変化
の度合いが大きく異なります。更に起動時には非常に大きな電力を必要とします。
また、動力の使用は工場等で多く、昼間に負荷が集中しますが、土・日曜日や祭日等は稼
働しないことが多いため負荷の発生が激減します。
(2)
電
灯
電灯負荷は点灯中には常に一定負荷で安定しており、他の利用形態のように大きな変動が
生じることは少ないのが一般的です。しかし、夜間に使用が集中し、曇天や日照時間の差に
よって使用時間が変化します。更に倉庫等のように必要に応じて点灯する場合や、人工野菜
工場のように人為的に照明を制御する利用もあります。
(3)
電
熱
ヒーターによる加熱・保温・乾燥が主なものであり、連続的に使用するものではなく設定
温度に対応させて、オン−オフ運転する場合が多く見受けられます。外気温によって室内温
度が変化するので、季節的や昼夜の別等によりその稼働状況が異なります。したがって、電
熱槽の併用により負荷の平滑化を検討する必要があります。
- 6-6 -
熱利用の場合に限られ、かつ、供給地点と需要地点が近接している場合には、ヒートポン
プの利用が便利です。すなわち空気・水熱源兼用ヒートポンプ(水熱源は冷房のみ)の圧縮
機を直接ベルト駆動するものであり、電力変換に比べて暖房で約3倍、冷房で約1.5倍の能
力を持っています。
(4)
制
御
電力量から見ると非常に小さな量ですが、電気の質から言えば最も安定した質の高い電気
が要求されます。
微小な電流・電圧の変化を検出して制御したり、 周波数により制御するもの等があります。
電流・電圧・周波数等の変化や停電等によって制御ミスを生じることがありますので、利用
に当たっては、保護装置やバックアップシステムを備える必要があります。
以上の利用分野についての技術的・経済的側面から見ると、電力はエネルギーの搬送コス
トや搬送時のエネルギー損失が少なく、容易に光・熱・動力等の各種のエネルギーに変換す
ることが可能であり、しかもその装置を安価に入手でき制御しやすい等の利点があります。
6.3.2
(1)
負荷(需要)の変動と電力(供給)
負荷変動と発電力(供給)との関係
使用する電力すなわち負荷は、1日の中で昼夜の別があり、また平日と休日があり、更に
季節によって様々に、時々刻々と変化しています。例えば、電灯用電力は夕方から就寝まで
に最大負荷が生じ、昼食時にも一時的に負荷が増加します。業務用電力は就業時間内に平均
して多く、夜間は下がります。動力用電力も就業時間内に平均して多く、昼休みは一時的に
低下します。
負荷平均値の最大負荷に対する比を負荷率といいます。1日の中でも負荷は変化し、また、
週間や月間と条件によって様々な変化をします。いずれにしても最大の負荷(需要)を十分に
まかなう発電力(供給)が必要であり、最大負荷を正しく推定しておかなければなりません。
また、昼夜による変化の差は明らかであり、概略の変化を想定する場合においても昼夜に区
別して検討しなければなりません。
(2)
設備容量と最大負荷
家庭では、電灯・洗濯機・冷蔵庫・暖房機等の各種の電気製品があり、同様に加工工場で
は用途に応じた各種の設備があります。
一般に、これらの電気器具や各種の設備機械は同時に稼働することは少なく、また、最大
の使用時期が一致することは少ないです。したがって、容量は負荷設備容量を単に合計した
ものでなく、設備の総容量に需要率や不等率等を考慮しなければなりません。
- 6-7 -
①
需要率
需要率とは、需要設備の最大負荷と設備容量の比で、設備容量から最大負荷を想
定する場合に重要な役割を果たすものです。
需要率=
最大需要電力(kWh )
需要設備の定格容量の 合計(kWh)
× 100 (%)
表6.3.1及び表6.3.2に需要率の例を示します。
表6.3.1
電灯需要家の需要率の例
表6.3.2
電動機の需要率の例
需要率(%)
負荷の例
電動機の数
定額電灯
住
宅
商
店
90
50
40
個 別 運 転
(工作機械等)
6∼10
10∼15
15∼20
需要率
(%)
75
70
65
工
場
50
−
90
事 務 所
25
−
−
50
80
需要種別
従 量電灯
送 風 機
空気圧縮機等
一般動力
事務所
冷
房
需要設備の需要率を想定することにより、需要施設の定格容量から最大需要電力
を求めることができます。
②
不等率
多数の負荷がある場合、個々の負荷の最大値は同時に発生することが少なく、こ
れら負荷を一群とした場合の最大需要電力は、単純に各個の負荷の最大需用電力の
単純合計ではなく、時間的な稼働を考慮した値としなければなりません。それぞれ
の負荷の最大電力の単純合計を、一群の最大需要電力で除したものを不等率といい
ます。
不等率は負荷の種類や使用状況によって著しく異なりますが、一般に電灯では
1.2、動力では1.1を使用し、電灯・動力相互間では1.1を使用します。
(3)
使用電力の決定
一般に使用電力は負荷の種類によって次式を用いて求めます。
①
電灯負荷の場合
P
≧
∑Pl
1
×需要率×
×1.1
cosθ
不等率
ただし、P:使用電力
(kVA)
(kVA)、∑Pl:各電灯の定格電力の総和 (kW)、
cosθ:電灯群の平均力率(95∼100%)
- 6-8 -
②
動力負荷の場合
P
≧
∑Pm
1
×1.1
×需要率×
η × cosθ
不等率
ただし、P:使用電力
(kVA)
(kVA)、∑Pm:各電動機の定格電力の総和 (kW)
η×cosθ:電動機群の平均効率×力率(80∼95%)
6.4
需要の平滑化
6.4.1
平滑化の必要性
昼夜連続して電気を利用する需要施設は、需要の日変化が少なく電力の有効利用が可能で
す。しかし、昼又は夜間のどちらかに限定される需要施設は、日変化が大きく日間における
電力の有効利用を図ることは難しいです。そこで昼間と夜間にそれぞれ規模の類似した需要
施設を組み合わせれば、ほぼ昼夜連続の需要がまかなえることになり、日変化が少なく電力
の有効利用が可能となります。
ハイドロバレー計画における需要計画は、供給の日変化や年変化の特性を考慮した需要施
設を組み合わせて需要の平滑化を図ることが重要です。
各種施設の組合せに当たって留意すべき点を以下に示します。
①
需要の日変化対応
昼・夜間が同一程度の負荷状態を示す需要施設を組み合わせることにより、需要
の変化に対する平滑化を図ります。また、余剰電力が発生するときは、これに対応
しやすい需要施設の導入を検討します。
②
需要の年変化対応
まず通年一定の負荷で日変化が小さい施設を選定します。次に、稼働状況に季節
性を有する施設を規模や時期によって選択し、順次組合せを行って供給の年変化に
対する平滑化を図ります。
6.4.2 需要項目の選定
発電電力量(S)に対し、需要施設で使用が可能な電力量(使用電力量D)の比率(D/S)
を「有効使用率」といいます。供給の変化に合わせた需要想定は、発電電力量の有効使用率
が向上し経済的に見えますが、需要施設側からすると年間を通じた電力の安定供給が得られ
なくなり、需要施設の稼働率が低下し、結果として非経済的となるので注意を要します。
また、需要の中には数日しか稼働しないもの、季節的なもの、年間平均して運転されるも
の、昼間型のもの、夜間型のもの等があり、これらを適切に組み合わせることがエネルギー
の有効利用を図ることになります。
- 6-9 -
需要項目及び規模の選定に当たっては、地域にふさわしい事業を選ぶとともに地域の活性
化を期待して、以下の点に留意して優先順位を決める必要があります。
① 地域資源を最大限に活用し雇用の場を創出できる施設
② 地域特有の自然環境を生かせる施設
③ 生産への意欲をわかせる施設
④ 地域特産物を活かして地域をアピールできる施設
⑤ 住民間の交流を促進する施設
⑥ 余剰電力を有効利用できる施設
6.5 需要パターン・需要規模の調査
需要施設候補の選定後、需要施設の電力の需要パターンを調査します。需要パターンは、図
6.5.1 に示すように、日間で変化するのが一般的であり、更に、年間でも変化します。需要と
供給のマッチングさせる上で年間最大需要、最小需要等や月別の日需要パターンを把握してお
くことが必要です。
需要パターン
消費電力
(kW)
0:00
自家消費
12:00
時 間
24:00
図 6.5.1 需要施設の日需要パターンの例
需要パターンの把握は、電力会社が毎月行う検針の検針票あるいは電力会社からの請求書か
ら把握できます。検針票及び請求書に記載してある1ヶ月間の電気使用量(kWh)と最大使用電
力(kW)を、1年間分集計します。この集計により、消費量の季節変動を把握することができ
ます。検針票あるいは請求書の請求月と計測日にはズレがありますので、検針票あるいは請求
書に記載されている検針日に注意する必要があります。
日需要の変動は、受電変電設備についている電力計(kW 計)を毎正時に読み取り図 6.5.1 の
ようなグラフを作成することにより把握できます。
また、需要施設における消費電力量の把握する際は、これに併せて、電気料金(基本料金、
従量料金等)を集計しておく必要があります。この電気料金は、ハイドロバレー計画の経済性
を算出する上で必要になります。
- 6-10 -
7. 開発計画
ハイドロバレー計画における水力発電所の開発規模は、需要と供給のバランスを地域振興と
資源の有効活用の両面から検討し、最も開発効果の高いものを最適規模とします。
7.1
需給バランスの検討
需給バランスの検討では、地域特性を反映した供給と需要を適切に組み合わせて過不足が最
も小さくなるよう、有効使用率の向上を目指します。
7.1.1 需給バランス
(1) 基本的な考え方
ハイドロバレー計画は、地域の持つ水力エネルギーを地域振興策の一環として立案された
各種の電力需要施設に対して供給し、地域活性化の一助として機能させるものであり、次の
ことが基本となります。
①
需要施設と比較的近い場所に開発可能地点がある。
②
計画の主旨から、地域振興策としての需要施設計画が優先され、供給規模はこれ
に追従することが望ましい。
供給サイドは年間の河川流況や季別流量変動からなる地域特性や運転方式を踏まえて、計
画地点における供給規模の推定を行います。
一方、需要サイドでは地域振興策としての各種需要施設計画の中から、事業の規模や時期
などを考慮した電力利用優先順位の設定を行います。
需給バランスは、このような状況のもと、地域振興への寄与と資源の有効利用について複
数からなるケーススタディを行い、需要と供給の関係をいかに効率よくバランスさせ、適切
な組合せを選択するものです(以下、「マッチング」といいます)。
(2) マッチングの方法
マッチングは月単位で年間を通じて行います。
①
選定した需要施設の優先順位をつけた後、年間の需要想定を行います。その場合、
供給電力(kW)にはL5出力を、供給電力量(kWh)には有効電力量を用います。
②
推定した供給規模のうちから1つのケースを選定します。
③
年間における供給の変動パターンを基に、需要施設の中から優先順に供給不足と
ならないように需要項目を順次選定します。この場合、1日 24 時間を需要項目の変
動パターンに合わせて昼間と夜間に大別し、それぞれの項目について負荷率を考慮
しない需要値を設定します。
④
年間を通じて需要が供給を上回る段階になれば、上記②の供給規模に対するマッ
- 7-1 -
チングを終了し、他の供給規模を選定し③と同じ作業を進め、順次ケーススタディ
を行います。
⑤
マッチングを複数ケース行った後、需要項目それぞれ固有の負荷率を基に使用電
力量を昼・夜間別に求め、これらを合計して年間使用電力量(D)を求めます。
⑥
あらかじめ求めた供給規模別の年間発電電力量(S)と⑤の年間使用電力量から、
有効使用率(D/S)をケースごとに算定します。
⑦
需要と供給の規模に大きな差があり、有効使用率がどのケースとも極めて小さい
場合には、発電計画地点や需要施設規模及び電力量消費量の再検討を行い、妥当と
思われる需給バランスが得られるまで①∼⑥の作業を繰り返します。
マッチング作業を通じて得られた結果から、運転方式を選定し、最適発電規模の決定を行
います。
7.2 運転方式の選定
ハイドロバレー計画においては、需給バランスを考慮した運転方式を検討しなければなりま
せん。
7.2.1 需給バランスと運転方式
需給バランスの検討において、需要と供給の関係は次の2つのケースに大別されます。
(A)
需要に対して供給が下回る場合
(B)
需要に対して供給が上回る場合
そして需給バランスにおいて、需要あるいは供給のいずれか一方を縮小できる状態か否か
によって運転方式は図 7.2.1 に示すように異なったものになります。
(A)
需要に対して供給
が下回る場合
需要規模の縮小が可能
需要規模の縮小が困難
単独運転
並列運転による
バックアップ
系統以外のバッ
クアップシステ
ム の 導 入
需給バランス
供給規模を縮小
(B)
需要に対して供給
が上回る場合
単独運転
並列運転による売電
熱
変
換
溢
水
(将来の需要増に備える)
図 7.2.1 需給バランスと運転方式
- 7-2 -
(1) 需要に対して供給が下回る場合(A)
需要項目の内容によって供給が不足しないところまで需要規模の縮小が可能な場合と不可
能な場合があります。このときの運転方式は、電力系統に接続させないで水力発電のみで需
要を全てまかなう単独運転、電力系統に接続し系統運転によるバックアップを行う運転及び
電力系統以外によるバックアップシステムの導入があります。
(2) 需要に対して供給が上回る場合(B)
需要を上回る供給規模のために余剰電力が発生するケースで、供給規模を縮小して余剰電
力を減らす場合及び余剰電力の有効利用を図る場合があります。このときの運転方式には単
独運転、電力系統に接続し系統運転による売電及び余剰電力の熱交換などがあります。
7.2.2 バックアップシステム
発電設備又は配電設備の事故が長時間に亘る場合、あるいは渇水などにより著しく発電力
が低下した場合は、操業を長時間停止できない需要設備(例えば冷凍貯蔵室など)について
バックアップによる補完を考えなければなりません。
その方式には次のようなものがあります。
①
電力会社の系統からの買電
②
ディーゼルエンジン発電設備の設置
③
自然エネルギー(太陽光、風力)を利用した発電設備の設置
現時点では、ディーゼルエンジンや自然エネルギーを利用した発電設備は、商用電源に比
べて高価であり、定期的な保守点検が必要なため経済的に不利となることが多いため、電力
会社からの買電がバックアップシステムとしては望ましいと考えられます。
(1) 電力会社の系統から買電
電力会社から買電する場合は、自家用発電補給電力契約を結ぶ場合が多く見受けられます。
(2) ディーゼルエンジン発電設備
圧縮点火方式の内燃機関であるディーゼル機関は、船舶用の大出力のものから一般用の小
出力のものまで、各種の用途に合わせ製作されています。使用燃料は、大型の中・低速機関
は重油、また、小型の高速機関は軽油がそれぞれ用いられます。
ディーゼル機関を利用したディーゼルエンジン発電は、事業用発電所において事故時に機
器の安全を図ると同時に、所内電源が復旧した後の早期再始動を図るなど非常用電源として
導入される場合が多く見受けられます。一般に普及している発電機の規模は5kVA∼3,000kVA
と多様な機種が製作されており、これらのうち可搬式のものは 750kVA 程度までとなっていま
す。導入にあたっては不足容量に 20%程度の安全率を見込む必要があります。
- 7-3 -
(3) 自然エネルギーを利用した発電設備
ア.
太陽光発電
太陽光発電システムとは太陽電池を用いて電気を発生させるシステムをいい、太陽電
池は半導体による光−電気エネルギー変換素子です。熱発電システムのように電気を発
生させるための装置やそれらの付属装置を設置する必要がないため、取扱が簡単な軽量
小型発電機といえます。そのため太陽電池はすでに人工衛星や灯台などの主電源として、
あるいは卓上計算機や腕時計などの小容量電源として実用に供されています。しかし、
太陽電池の材料であるシリコン単結晶はトランジスタや集積回路と同様な製作過程を経
て製造されるため極めて高価な電子素子であり、バックアップ電源として活用するには
高価なシステムになるため適さない場合もあります。
イ.
風力発電
地域によっては季節風となって比較的安定した風が吹く場所もありますが、気圧配置
の変化や台風などの気象条件によって風速が大きく変化します。山頂などでは風力利用
の条件が変化しませんが、山腹では風向きにより風速は大幅に変化します。
したがって、風力発電はこれら諸条件を考慮して発電計画を立案する必要があります。
風力に関する統計的な賦存量としてのデータの収集が難しいので、地点毎に再度検討し、
変化量に見合った電力の貯蔵システムや蓄電池の容量を決定しなければなりません。
また、台風・積雪や雪の付着による機械の破損対策も当然考慮しなければなりません。
以上のことから、バックアップ電源として活用するには適さない場合もあります。
7.2.3 余剰電力の活用
(1) 夜間余剰電力の活用方法
余剰電力の発生しやすい場合として夜間があります。夜間電力の最も一般的な利用は、余
剰分で温水を作り給湯・暖房などに利用する方法があります。夏期でも給湯施設があれば浴
場にも活用できますし、製氷に利用するのも一つの方法です。
また、最近の電気器具・厨房器具などは全自動のものが多いため、夜間にこれらの器具の
運転を集中的に行って、夜間余剰電力を有効利用する方法もあります。更に単純な作業機械
であれば自動化する費用もかからず、省力化も含めて検討を進めることが望まれます。
省力化という観点から検討すれば、比較的多様な有効利用方法を考えることができます。
(2) 季節的な余剰電力の利用方法
積雪地帯では余剰電力で温水を作り消雪に利用したり、また余剰電力により農業用溜池へ
揚水するなどの利用も可能です。このような用途は余剰の生じた時点から利用を開始し、余
剰がなくなれば一時停止するなど臨機応変な対応が必要です。
- 7-4 -
7.3 最適開発規模の決定
ハイドロバレー計画の開発規模は計画地点が有する立地特性(落差・流量)に基づいて想定
した複数の規模について、経済性・需給バランス・地域振興効果を考慮して総合的観点から決
定しなければなりません。
水力発電計画では、一般に最適な開発規模を決定する方法として、使用水量の大きさをベー
スとした kWh 当たりの建設単価による方法がとられています。
しかし、ハイドロバレー計画は水力開発と地域振興を目的としているため、発電所の経済的
規模とハイドロバレー計画における最適な開発規模とは必ずしも一致しない場合があります。
地域振興上から開発規模は、地域振興事業規模に見合った大きさであるとともに、需要施設
の条件にマッチしたものでなければなりません。
7.3.1 最適発電規模の検討
需給バランスの検討において、ある需要パターンに対する最適な発電規模を決定するため
に発電原価を指標とした経済性評価を行います。具体的には与えられた需要パターンに対し
て、いくつかの発電規模を投入した場合の合成発電原価(売電考慮)と合成発電収支をそれぞ
れ計算し、その大小をもって発電規模の決定を行います。
「5.4 最適水路ルートの選定」で既に最適な水路ルートが選定されていますので、ここで
はその最適ルートに対して、最大使用水量を変え、それぞれ発電出力、発電電力量、建設費
などを算出します。
表 7.3.1 に開発規模を比較するための検討表を示します。
(比較検討のケースの数は参考で
すので、検討の中で必要数を決定します。)
なお、経費に関する項目は、次項以降に説明します。開発規模比較検討表で合成発電原価(売
電考慮)が最低になり、合成発電収支が大きなものを最適規模として選定します。
また、発電出力及び発電電力量は、需要パターンに合わせて月別に算出しておきます。そ
れぞれの算出方法は、「5.発電計画」で既に説明していますので、参照してください。
- 7-5 -
表 7.3.1 開発規模比較検討表
項
目
ケース1
使用水量
(㎥/s)
最大出力
(kW)
電 力 量
発電経費
ケース3
備
(1) 供給電力量
(kWh)
(2) 需要電力量
(kWh)
(3) 余 剰 電 力
(kWh)
(1)−(2)
(4) 買電電力量(停止時)
(kWh)
(2)×0.05
(5) 買電電力量(不足時)
(kWh)
(6) 工
事
費
(千円)
(7) 送
電
費
(千円)
(8) 工事費の計
(千円)
(9) 経
費
率
(%)
(10)年
経
費
(千円)
バックアップ
(11)基 本 料 金
(千円)
経
(12)契 約 月 数
(月)
(13)電力量料金
(千円)
費
ケース2
(14)バックアップ年経費
(千円)
考
(6)+(7)
(8)×(9)
(11)+(13)
売電考慮
(15)売電単価
(円/kWh)
時の収入
(16)売電年収
(千円)
(3)×(15)
経 済 性
(17)発電所建設による電気料金効果
(千円)
※
評
(18)建 設 単 価(受電端単価)
(円/kWh)
(8)/(1)
(19)発 電 原 価
(円/kWh)
(10)/(1)
(20)合成発電原価
(円/kWh)
[(10)+(14)]/(2)
(21)合成発電原価(売電考慮)
(円/kWh)
[(10)+(14)−(16)]/ (2)
(22)合成発電収支
(円/kWh)
[(17) /(1)]−(19)
(23)有 効 使 用 率
(%)
価
有効使用率
(2)/(1)
総合評価
※発電所建設による電気料金効果=建設前(需要施設の支払い電気料金)+建設後(余剰電力の売電収入−不足電力の購入支出)
7.3.2 年経費の算出
年経費は、建設した水力発電所を運営するための年間の経費です。表 7.3.2 に年経費の項
目を示します。
また、年経費の算出は、表 7.3.3 に示す諸元を用いることを基本とします。
この諸元を基に、耐用年の均等化経費を算出したものが年経費となります。
- 7-6 -
表 7.3.2 年経費内訳
経費項目
解
減価償却費
資
本
費
金
利
固定資産税
直
接
費
間
接
費
説
減価償却は、固定資産の取得原価を費用として、各利用年度に合理
的かつ計画的に配分する会計上の手続きをいいます。
つまり、いったん固定資産として投入した資本を、その固定資産の
耐用年数間に合理的に配分して回収するために計上する費用が減価償
却費です。
金利は事業報酬に相当するものです。
経費として見込むのは、建設借入金の返済利息額となります。
固定資産税は、地方税法に基づき、土地、家屋、償却資産を課税物
件とし、その所有者に課せられる地方税をいいます。
電気事業固定資産のうち土地及び償却資産の帳簿価額に固定資産税
率を乗じて算定します。
人
件
費
発電所の保守・運用に必要な経費をいいます。
修
繕
費
発電設備の維持・管理のための修繕費をいいます。
その他経費
その他経費の主なものは、委託費、固定資産除却費、補償費、水利
使用料、その他費用となります。
一般管理費
一般管理費は、発電所の運転に関連する経費をいいます。
固定資産税、人件費、修繕費、その他経費の合計額に一般管理費率
を乗じて算定します。
表 7.3.3 年経費算出諸元
項
目
減価償却費※1
諸条件・諸数値
減価償却法
定率法
残
10%
存
率
耐用年数
利※2
金
2%
固定資産税※1
人
件
費※2
修
繕
費※1
返済期間と同値
建設費/初年度簿価×簿価×1.4%
建設費×0.17%
初年度率
建設費×0.310%
年増加率
建設費×0.019%
その他経費※1
建設費×0.31%
一般管理費※1
(固定資産税+人件費+修繕費+その他経費)×12%
割
引
率※2
2%
※1)
水力発電効用評価の手引き(平成 11 年3月):資源エネルギー庁,新エネルギー財団
※2)
平成 16 年度末時点における標準的な利率
- 7-7 -
(1)
経費率
最適発電規模の検討では、年経費の算出方法を統一化・簡素化するため、表7.3.4の経費
率表を用いることとします。また、各条件に基づき経費率の計算を行った結果を、表7.3.5
∼表7.3.12に示します。
表 7.3.4 経費率表
ケース
1
資本費
補助率(%)
見込まない
−
耐用年数(年) 経費率(%)
2
3
30
4
5
見込む
50
6
7
70
8
ア.
計算表
22
1.091
表 7.3.5
40
1.244
表 7.3.6
22
5.742
表 7.3.7
40
4.661
表 7.3.8
22
4.688
表 7.3.9
40
3.962
表 7.3.10
22
3.627
表 7.3.11
40
3.262
表 7.3.12
資本費
年経費に資本費を見込むかどうかは、水力発電所を開発する事業者によって考え方が
異なります。水力発電所を開発する事業者が市町村の場合、発電事業を公共事業として
捉え、その建設費は税収でまかなわれると考えられます。このため、市町村が事業者の
場合は、年経費に資本費を見込まないこととします。
一方、その他の事業者で資本費を見込む必要がある場合は、計上することとします。
イ.
補助率
補助率は水力発電所の建設費における補助金の適用率をいいます。適用できる補助金
は、水力発電所を開発する事業者や事業の形態によって異なります。これらは「9.助
成制度」で詳細に述べています。ここでは、一般に「中小水力発電開発費補助金事業」
を採用する場合を30%とし、「農村振興総合整備事業」を採用する場合を50%、これに
県の補助を受ける場合を70%と設定します。
なお、資本費を見込まない場合、補助率の多少は経費率の値に影響を与えないことか
ら、その設定は不要です。
ウ.
耐用年数
水力発電所の耐用年数は、建物や構築物、機械装置など施設ごとに異なります。ここ
では、水力発電設備の全体の平均値である40年とします。
なお、新たな構築物の設置がほとんど不要で、建設費の大半を機械装置(水車・発電
- 7-8 -
機)が占めるような地点は、機械装置の耐用年数である22年とします。
(2)
現価係数の算定
水力発電所は耐用年数が長く、費用や便益が長期間わたって発生するため、発生年の異な
る費用を足し合わせたり比較したりする際に、将来の費用についての割引計算が必要となり
ます。
一般に、将来における費用は現在における費用と比べ低く評価されることから、将来にお
ける費用の現在価値を算定するため割引率(金利相当)を用いた現価係数を算出します。費
用の算定期間をd年、t年時に発生する費用をCtとおくと、d年間に発生する費用の現在価値
の合計Cは次式で表されます。
C = ΣCt / (1+m)n
(t=1∼d)
= ΣCt ・f
ここに、m:割引率(金利相当)
f:現価係数 = 1/(1+m)n
(3)
資本回収係数及び均等化経費の算定
費用の算定期間が異なるプロジェクトの経済性を比較する場合、算定期間中において毎年
同一金額の費用が発生すると仮定して、資本回収係数を設定します。
そして、その現在価値の合計がそのプロジェクトにおいて発生する費用の現在価値の合計
Cと等しくなるような均等化経費CAは次式で表されます。この値が年経費となります。
CA
= C・R
ここに、R:資本回収係数 = m・(1+m)n / [(1+m)n-1]
- 7-9 -
表7.3.5
a.建設費
b.補助率
c.初年度薄価
d.金利
e.返済期間
f.減価償却(残存率10%)
年次
薄価
n
o
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
金利
①
(o*d)
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
年次別経費率表 (資本費なし・補助率なし・耐用年数22年)
100.000
i.人件費
j.固定資産税率
修繕費 g.初年度
2.00%
h.年増分
22 年
k.その他経費
=a×(1-b)×(1-0.1)/e l.一般管理費
減価償却
固定
資本費計
修繕費
資産税
②
③
④
(f)
(a/c*o*j) (①+②+③) (a*g+aΣh)
0.00
0.000
0.00
0.310
0.00
0.000
0.00
0.329
0.00
0.000
0.00
0.348
0.00
0.000
0.00
0.367
0.00
0.000
0.00
0.386
0.00
0.000
0.00
0.405
0.00
0.000
0.00
0.424
0.00
0.000
0.00
0.443
0.00
0.000
0.00
0.462
0.00
0.000
0.00
0.481
0.00
0.000
0.00
0.500
0.00
0.000
0.00
0.519
0.00
0.000
0.00
0.538
0.00
0.000
0.00
0.557
0.00
0.000
0.00
0.576
0.00
0.000
0.00
0.595
0.00
0.000
0.00
0.614
0.00
0.000
0.00
0.633
0.00
0.000
0.00
0.652
0.00
0.000
0.00
0.671
0.00
0.000
0.00
0.690
0.00
0.000
0.00
0.709
人件費
⑤
(a*i)
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.17%
m.割引率
2%
1.4%
0.310%
耐用年数
22 年
0.019%
0.31%
現価係数=
12% ×(固定資産税+修繕+人件費+その他経費)
その他
直接費
一般管理費
経費合計
経費
(間接費)
⑥
⑦
⑧
(a*k)
(Σ④∼⑥) (Σ③∼⑥)*l (Σ①∼⑦)
0.310
0.790
0.095
0.885
0.310
0.809
0.097
0.906
0.310
0.828
0.099
0.927
0.310
0.847
0.102
0.949
0.310
0.866
0.104
0.970
0.310
0.885
0.106
0.991
0.310
0.904
0.108
1.012
0.310
0.923
0.111
1.034
0.310
0.942
0.113
1.055
0.310
0.961
0.115
1.076
0.310
0.980
0.118
1.098
0.310
0.999
0.120
1.119
0.310
1.018
0.122
1.140
0.310
1.037
0.124
1.161
0.310
1.056
0.127
1.183
0.310
1.075
0.129
1.204
0.310
1.094
0.131
1.225
0.310
1.113
0.134
1.247
0.310
1.132
0.136
1.268
0.310
1.151
0.138
1.289
0.310
1.170
0.140
1.310
0.310
1.189
0.143
1.332
現価係数
⑨
0.980392157
0.961168781
0.942322335
0.923845426
0.905730810
0.887971382
0.870560179
0.853490371
0.836755266
0.820348300
0.804263039
0.788493176
0.773032525
0.757875025
0.743014730
0.728445814
0.714162562
0.700159375
0.686430760
0.672971333
0.659775817
0.646839036
耐用 22 年
均等化経費
1
(1+m)n
現在価値
資本回収係数=
1.020000000
0.515049505
0.346754673
0.262623753
0.212158394
0.178525812
0.154511956
0.136509799
0.122515437
0.111326528
0.102177943
0.094559597
0.088118353
0.082601970
0.077825472
0.073650126
0.069969841
0.066702102
0.063781766
0.061156718
0.058784769
0.056631401
均等化
経費
⑬
(⑪*⑫)
0.885
0.896
0.906
0.917
0.927
0.937
0.947
0.957
0.967
0.977
0.987
0.997
1.007
1.016
1.026
1.036
1.045
1.054
1.064
1.073
1.082
1.091
経費率=均等化経費/建設費=
0.01091
⑩
(⑧*⑨)
0.868
0.871
0.874
0.877
0.879
0.880
0.881
0.883
0.883
0.883
0.883
0.882
0.881
0.880
0.879
0.877
0.875
0.873
0.870
0.867
0.864
0.862
現価累計
⑪
(Σ⑩)
0.868
1.739
2.613
3.490
4.369
5.249
6.130
7.013
7.896
8.779
9.662
10.544
11.425
12.305
13.184
14.061
14.936
15.809
16.679
17.546
18.410
19.272
資本
回収係数
⑫
1.091
m*(1+m)n
(1+m)n-1
表 7.3.6 年次別経費率表 (資本費なし・補助率なし・耐用年数 40 年)
a.建設費
b.補助率
c.初年度薄価
d.金利
e.返済期間
f.減価償却(残存率10%)
年次
薄価
n
o
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
金利
①
(o*d)
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
100.000
i.人件費
j.固定資産税率
修繕費 g.初年度
2.00%
h.年増分
40 年
k.その他経費
=a×(1-b)×(1-0.1)/e l.一般管理費
減価償却
固定
資本費計
修繕費
資産税
②
③
④
(f)
(a/c*o*j) (①+②+③) (a*g+aΣh)
0.00
0.000
0.00
0.310
0.00
0.000
0.00
0.329
0.00
0.000
0.00
0.348
0.00
0.000
0.00
0.367
0.00
0.000
0.00
0.386
0.00
0.000
0.00
0.405
0.00
0.000
0.00
0.424
0.00
0.000
0.00
0.443
0.00
0.000
0.00
0.462
0.00
0.000
0.00
0.481
0.00
0.000
0.00
0.500
0.00
0.000
0.00
0.519
0.00
0.000
0.00
0.538
0.00
0.000
0.00
0.557
0.00
0.000
0.00
0.576
0.00
0.000
0.00
0.595
0.00
0.000
0.00
0.614
0.00
0.000
0.00
0.633
0.00
0.000
0.00
0.652
0.00
0.000
0.00
0.671
0.00
0.000
0.00
0.690
0.00
0.000
0.00
0.709
0.00
0.000
0.00
0.728
0.00
0.000
0.00
0.747
0.00
0.000
0.00
0.766
0.00
0.000
0.00
0.785
0.00
0.000
0.00
0.804
0.00
0.000
0.00
0.823
0.00
0.000
0.00
0.842
0.00
0.000
0.00
0.861
0.00
0.000
0.00
0.880
0.00
0.000
0.00
0.899
0.00
0.000
0.00
0.918
0.00
0.000
0.00
0.937
0.00
0.000
0.00
0.956
0.00
0.000
0.00
0.975
0.00
0.000
0.00
0.994
0.00
0.000
0.00
1.013
0.00
0.000
0.00
1.032
0.00
0.000
0.00
1.051
人件費
⑤
(a*i)
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.17%
m.割引率
2%
1.4%
0.310%
耐用年数
40 年
0.019%
0.31%
現価係数=
12% ×(固定資産税+修繕+人件費+その他経費)
その他
直接費
一般管理費
経費合計
経費
(間接費)
⑥
⑦
⑧
(a*k)
(Σ④∼⑥) (Σ③∼⑥)*l (Σ①∼⑦)
0.310
0.790
0.095
0.885
0.310
0.809
0.097
0.906
0.310
0.828
0.099
0.927
0.310
0.847
0.102
0.949
0.310
0.866
0.104
0.970
0.310
0.885
0.106
0.991
0.310
0.904
0.108
1.012
0.310
0.923
0.111
1.034
0.310
0.942
0.113
1.055
0.310
0.961
0.115
1.076
0.310
0.980
0.118
1.098
0.310
0.999
0.120
1.119
0.310
1.018
0.122
1.140
0.310
1.037
0.124
1.161
0.310
1.056
0.127
1.183
0.310
1.075
0.129
1.204
0.310
1.094
0.131
1.225
0.310
1.113
0.134
1.247
0.310
1.132
0.136
1.268
0.310
1.151
0.138
1.289
0.310
1.170
0.140
1.310
0.310
1.189
0.143
1.332
0.310
1.208
0.145
1.353
0.310
1.227
0.147
1.374
0.310
1.246
0.150
1.396
0.310
1.265
0.152
1.417
0.310
1.284
0.154
1.438
0.310
1.303
0.156
1.459
0.310
1.322
0.159
1.481
0.310
1.341
0.161
1.502
0.310
1.360
0.163
1.523
0.310
1.379
0.165
1.544
0.310
1.398
0.168
1.566
0.310
1.417
0.170
1.587
0.310
1.436
0.172
1.608
0.310
1.455
0.175
1.630
0.310
1.474
0.177
1.651
0.310
1.493
0.179
1.672
0.310
1.512
0.181
1.693
0.310
1.531
0.184
1.715
- 7-10 -
現価係数
⑨
0.980392157
0.961168781
0.942322335
0.923845426
0.905730810
0.887971382
0.870560179
0.853490371
0.836755266
0.820348300
0.804263039
0.788493176
0.773032525
0.757875025
0.743014730
0.728445814
0.714162562
0.700159375
0.686430760
0.672971333
0.659775817
0.646839036
0.634155918
0.621721488
0.609530871
0.597579285
0.585862044
0.574374553
0.563112307
0.552070889
0.541245970
0.530633304
0.520228729
0.510028166
0.500027613
0.490223150
0.480610932
0.471187188
0.461948223
0.452890415
耐用 40 年
均等化経費
1
(1+m)n
現在価値
資本回収係数=
1.020000000
0.515049505
0.346754673
0.262623753
0.212158394
0.178525812
0.154511956
0.136509799
0.122515437
0.111326528
0.102177943
0.094559597
0.088118353
0.082601970
0.077825472
0.073650126
0.069969841
0.066702102
0.063781766
0.061156718
0.058784769
0.056631401
0.054668098
0.052871097
0.051220438
0.049699231
0.048293086
0.046989672
0.045778355
0.044649922
0.043596347
0.042610607
0.041686531
0.040818673
0.040002209
0.039232853
0.038506779
0.037820566
0.037171144
0.036555748
経費率=均等化経費/建設費=
0.01244
⑪
(Σ⑩)
0.868
1.739
2.613
3.490
4.369
5.249
6.130
7.013
7.896
8.779
9.662
10.544
11.425
12.305
13.184
14.061
14.936
15.809
16.679
17.546
18.410
19.272
20.130
20.984
21.835
22.682
23.524
24.362
25.196
26.025
26.849
27.668
28.483
29.292
30.096
30.895
31.688
32.476
33.258
34.035
資本
回収係数
⑫
m*(1+m)n
(1+m)n-1
均等化
経費
⑬
(⑪*⑫)
0.885
0.896
0.906
0.917
0.927
0.937
0.947
0.957
0.967
0.977
0.987
0.997
1.007
1.016
1.026
1.036
1.045
1.054
1.064
1.073
1.082
1.091
1.100
1.109
1.118
1.127
1.136
1.145
1.153
1.162
1.171
1.179
1.187
1.196
1.204
1.212
1.220
1.228
1.236
1.244
⑩
(⑧*⑨)
0.868
0.871
0.874
0.877
0.879
0.880
0.881
0.883
0.883
0.883
0.883
0.882
0.881
0.880
0.879
0.877
0.875
0.873
0.870
0.867
0.864
0.862
0.858
0.854
0.851
0.847
0.842
0.838
0.834
0.829
0.824
0.819
0.815
0.809
0.804
0.799
0.793
0.788
0.782
0.777
現価累計
1.244
表 7.3.7 年次別経費率表 (資本費あり・補助率 30%・耐用年数 22 年)
a.建設費
b.補助率
c.初年度薄価
d.金利
e.返済期間
f.減価償却(残存率10%)
年次
薄価
n
o
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
70.00
67.14
64.28
61.42
58.56
55.70
52.84
49.98
47.12
44.26
41.40
38.54
35.68
32.82
29.96
27.10
24.24
21.38
18.52
15.66
12.80
9.94
金利
①
(o*d)
1.40
1.34
1.29
1.23
1.17
1.11
1.06
1.00
0.94
0.89
0.83
0.77
0.71
0.66
0.60
0.54
0.48
0.43
0.37
0.31
0.26
0.20
100.000
30.0%
70
2.00%
22 年
2.86 =a×(1-b)×(1-0.1)/e
i.人件費
j.固定資産税率
修繕費 g.初年度
h.年増分
k.その他経費
l.一般管理費
減価償却
固定
資本費計
修繕費
資産税
②
③
④
(f)
(a/c*o*j) (①+②+③) (a*g+aΣh)
2.86
1.400
5.66
0.310
2.86
1.343
5.54
0.329
2.86
1.286
5.44
0.348
2.86
1.228
5.32
0.367
2.86
1.171
5.20
0.386
2.86
1.114
5.08
0.405
2.86
1.057
4.98
0.424
2.86
1.000
4.86
0.443
2.86
0.942
4.74
0.462
2.86
0.885
4.64
0.481
2.86
0.828
4.52
0.500
2.86
0.771
4.40
0.519
2.86
0.714
4.28
0.538
2.86
0.656
4.18
0.557
2.86
0.599
4.06
0.576
2.86
0.542
3.94
0.595
2.86
0.485
3.83
0.614
2.86
0.428
3.72
0.633
2.86
0.370
3.60
0.652
2.86
0.313
3.48
0.671
2.86
0.256
3.38
0.690
2.86
0.199
3.26
0.709
人件費
⑤
(a*i)
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.17%
m.割引率
2%
1.4%
0.310%
耐用年数
22 年
0.019%
0.31%
現価係数=
12% ×(固定資産税+修繕+人件費+その他経費)
その他
直接費
一般管理費
経費合計
経費
(間接費)
⑥
⑦
⑧
(a*k)
(Σ④∼⑥) (Σ③∼⑥)*l (Σ①∼⑦)
0.310
0.790
0.263
6.713
0.310
0.809
0.258
6.610
0.310
0.828
0.254
6.518
0.310
0.847
0.249
6.414
0.310
0.866
0.244
6.311
0.310
0.885
0.240
6.209
0.310
0.904
0.235
6.116
0.310
0.923
0.231
6.014
0.310
0.942
0.226
5.910
0.310
0.961
0.222
5.818
0.310
0.980
0.217
5.715
0.310
0.999
0.212
5.612
0.310
1.018
0.208
5.510
0.310
1.037
0.203
5.416
0.310
1.056
0.199
5.314
0.310
1.075
0.194
5.211
0.310
1.094
0.189
5.108
0.310
1.113
0.185
5.016
0.310
1.132
0.180
4.912
0.310
1.151
0.176
4.810
0.310
1.170
0.171
4.717
0.310
1.189
0.167
4.615
現価係数
⑨
0.980392157
0.961168781
0.942322335
0.923845426
0.905730810
0.887971382
0.870560179
0.853490371
0.836755266
0.820348300
0.804263039
0.788493176
0.773032525
0.757875025
0.743014730
0.728445814
0.714162562
0.700159375
0.686430760
0.672971333
0.659775817
0.646839036
耐用 22 年
均等化経費
1
(1+m)n
現在価値
資本回収係数=
1.020000000
0.515049505
0.346754673
0.262623753
0.212158394
0.178525812
0.154511956
0.136509799
0.122515437
0.111326528
0.102177943
0.094559597
0.088118353
0.082601970
0.077825472
0.073650126
0.069969841
0.066702102
0.063781766
0.061156718
0.058784769
0.056631401
経費率=均等化経費/建設費=
0.05742
⑪
(Σ⑩)
6.581
12.934
19.076
25.002
30.718
36.231
41.555
46.688
51.633
56.406
61.002
65.427
69.686
73.791
77.739
81.535
85.183
88.695
92.067
95.304
98.416
101.401
資本
回収係数
⑫
m*(1+m)n
(1+m)n-1
均等化
経費
⑬
(⑪*⑫)
6.713
6.662
6.615
6.566
6.517
6.468
6.421
6.373
6.326
6.279
6.233
6.187
6.141
6.095
6.050
6.005
5.960
5.916
5.872
5.828
5.785
5.742
⑩
(⑧*⑨)
6.581
6.353
6.142
5.926
5.716
5.513
5.324
5.133
4.945
4.773
4.596
4.425
4.259
4.105
3.948
3.796
3.648
3.512
3.372
3.237
3.112
2.985
現価累計
5.742
表 7.3.8 年次別経費率表 (資本費あり・補助率 30%・耐用年数 40 年)
a.建設費
b.補助率
c.初年度薄価
d.金利
e.返済期間
f.減価償却(残存率10%)
年次
薄価
n
o
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
70.00
68.42
66.84
65.26
63.68
62.10
60.52
58.94
57.36
55.78
54.20
52.62
51.04
49.46
47.88
46.30
44.72
43.14
41.56
39.98
38.40
36.82
35.24
33.66
32.08
30.50
28.92
27.34
25.76
24.18
22.60
21.02
19.44
17.86
16.28
14.70
13.12
11.54
9.96
8.38
金利
①
(o*d)
1.40
1.37
1.34
1.31
1.27
1.24
1.21
1.18
1.15
1.12
1.08
1.05
1.02
0.99
0.96
0.93
0.89
0.86
0.83
0.80
0.77
0.74
0.70
0.67
0.64
0.61
0.58
0.55
0.52
0.48
0.45
0.42
0.39
0.36
0.33
0.29
0.26
0.23
0.20
0.17
100.000
30.0%
70
2.00%
40 年
1.58 =a×(1-b)×(1-0.1)/e
減価償却
i.人件費
j.固定資産税率
修繕費 g.初年度
h.年増分
k.その他経費
l.一般管理費
固定
資本費計
修繕費
資産税
②
③
④
(f)
(a/c*o*j) (①+②+③) (a*g+aΣh)
1.58
1.400
4.38
0.310
1.58
1.368
4.32
0.329
1.58
1.337
4.26
0.348
1.58
1.305
4.20
0.367
1.58
1.274
4.12
0.386
1.58
1.242
4.06
0.405
1.58
1.210
4.00
0.424
1.58
1.179
3.94
0.443
1.58
1.147
3.88
0.462
1.58
1.116
3.82
0.481
1.58
1.084
3.74
0.500
1.58
1.052
3.68
0.519
1.58
1.021
3.62
0.538
1.58
0.989
3.56
0.557
1.58
0.958
3.50
0.576
1.58
0.926
3.44
0.595
1.58
0.894
3.36
0.614
1.58
0.863
3.30
0.633
1.58
0.831
3.24
0.652
1.58
0.800
3.18
0.671
1.58
0.768
3.12
0.690
1.58
0.736
3.06
0.709
1.58
0.705
2.99
0.728
1.58
0.673
2.92
0.747
1.58
0.642
2.86
0.766
1.58
0.610
2.80
0.785
1.58
0.578
2.74
0.804
1.58
0.547
2.68
0.823
1.58
0.515
2.62
0.842
1.58
0.484
2.54
0.861
1.58
0.452
2.48
0.880
1.58
0.420
2.42
0.899
1.58
0.389
2.36
0.918
1.58
0.357
2.30
0.937
1.58
0.326
2.24
0.956
1.58
0.294
2.16
0.975
1.58
0.262
2.10
0.994
1.58
0.231
2.04
1.013
1.58
0.199
1.98
1.032
1.58
0.168
1.92
1.051
人件費
⑤
(a*i)
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.17%
m.割引率
2%
1.4%
0.310%
耐用年数
40 年
0.019%
0.31%
現価係数=
12% ×(固定資産税+修繕+人件費+その他経費)
その他
直接費
一般管理費
経費合計
経費
(間接費)
⑥
⑦
⑧
(a*k)
(Σ④∼⑥) (Σ③∼⑥)*l (Σ①∼⑦)
0.310
0.790
0.263
5.433
0.310
0.809
0.261
5.388
0.310
0.828
0.260
5.345
0.310
0.847
0.258
5.300
0.310
0.866
0.257
5.247
0.310
0.885
0.255
5.202
0.310
0.904
0.254
5.158
0.310
0.923
0.252
5.114
0.310
0.942
0.251
5.070
0.310
0.961
0.249
5.026
0.310
0.980
0.248
4.972
0.310
0.999
0.246
4.927
0.310
1.018
0.245
4.884
0.310
1.037
0.243
4.839
0.310
1.056
0.242
4.796
0.310
1.075
0.240
4.751
0.310
1.094
0.239
4.697
0.310
1.113
0.237
4.653
0.310
1.132
0.236
4.609
0.310
1.151
0.234
4.565
0.310
1.170
0.233
4.521
0.310
1.189
0.231
4.476
0.310
1.208
0.230
4.423
0.310
1.227
0.228
4.378
0.310
1.246
0.227
4.335
0.310
1.265
0.225
4.290
0.310
1.284
0.223
4.245
0.310
1.303
0.222
4.202
0.310
1.322
0.220
4.157
0.310
1.341
0.219
4.104
0.310
1.360
0.217
4.059
0.310
1.379
0.216
4.015
0.310
1.398
0.214
3.971
0.310
1.417
0.213
3.927
0.310
1.436
0.211
3.883
0.310
1.455
0.210
3.829
0.310
1.474
0.208
3.784
0.310
1.493
0.207
3.741
0.310
1.512
0.205
3.696
0.310
1.531
0.204
3.653
- 7-11 -
現価係数
⑨
0.980392157
0.961168781
0.942322335
0.923845426
0.905730810
0.887971382
0.870560179
0.853490371
0.836755266
0.820348300
0.804263039
0.788493176
0.773032525
0.757875025
0.743014730
0.728445814
0.714162562
0.700159375
0.686430760
0.672971333
0.659775817
0.646839036
0.634155918
0.621721488
0.609530871
0.597579285
0.585862044
0.574374553
0.563112307
0.552070889
0.541245970
0.530633304
0.520228729
0.510028166
0.500027613
0.490223150
0.480610932
0.471187188
0.461948223
0.452890415
耐用 40 年
均等化経費
現在価値
4.661
n
資本回収係数= m*(1+m)
(1+m)n-1
1
(1+m)n
1.020000000
0.515049505
0.346754673
0.262623753
0.212158394
0.178525812
0.154511956
0.136509799
0.122515437
0.111326528
0.102177943
0.094559597
0.088118353
0.082601970
0.077825472
0.073650126
0.069969841
0.066702102
0.063781766
0.061156718
0.058784769
0.056631401
0.054668098
0.052871097
0.051220438
0.049699231
0.048293086
0.046989672
0.045778355
0.044649922
0.043596347
0.042610607
0.041686531
0.040818673
0.040002209
0.039232853
0.038506779
0.037820566
0.037171144
0.036555748
均等化
経費
⑬
(⑪*⑫)
5.433
5.411
5.389
5.368
5.344
5.322
5.300
5.278
5.257
5.236
5.214
5.193
5.171
5.151
5.130
5.110
5.089
5.069
5.049
5.029
5.009
4.990
4.970
4.950
4.931
4.912
4.893
4.875
4.856
4.838
4.819
4.801
4.783
4.765
4.748
4.730
4.712
4.695
4.678
4.661
経費率=均等化経費/建設費=
0.04661
⑩
(⑧*⑨)
5.326
5.179
5.037
4.896
4.752
4.619
4.490
4.365
4.242
4.123
3.999
3.885
3.775
3.667
3.563
3.461
3.354
3.258
3.164
3.072
2.983
2.895
2.805
2.722
2.642
2.564
2.487
2.414
2.341
2.266
2.197
2.130
2.066
2.003
1.942
1.877
1.819
1.763
1.707
1.654
現価累計
⑪
(Σ⑩)
5.326
10.505
15.542
20.438
25.190
29.809
34.299
38.664
42.906
47.029
51.028
54.913
58.688
62.355
65.918
69.379
72.733
75.991
79.155
82.227
85.210
88.105
90.910
93.632
96.274
98.838
101.325
103.739
106.080
108.346
110.543
112.673
114.739
116.742
118.684
120.561
122.380
124.143
125.850
127.504
資本
回収係数
⑫
表 7.3.9 年次別経費率表 (資本費あり・補助率 50%・耐用年数 22 年)
a.建設費
b.補助率
c.初年度薄価
d.金利
e.返済期間
f.減価償却(残存率10%)
年次
薄価
n
o
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
50.00
47.95
45.90
43.85
41.80
39.75
37.70
35.65
33.60
31.55
29.50
27.45
25.40
23.35
21.30
19.25
17.20
15.15
13.10
11.05
9.00
6.95
金利
①
(o*d)
1.00
0.96
0.92
0.88
0.84
0.80
0.75
0.71
0.67
0.63
0.59
0.55
0.51
0.47
0.43
0.39
0.34
0.30
0.26
0.22
0.18
0.14
100.000
50.0%
50
2.00%
22 年
2.05 =a×(1-b)×(1-0.1)/e
i.人件費
j.固定資産税率
修繕費 g.初年度
h.年増分
k.その他経費
l.一般管理費
減価償却
固定
資本費計
修繕費
資産税
②
③
④
(f)
(a/c*o*j) (①+②+③) (a*g+aΣh)
2.05
1.400
4.45
0.310
2.05
1.343
4.35
0.329
2.05
1.285
4.26
0.348
2.05
1.228
4.16
0.367
2.05
1.170
4.06
0.386
2.05
1.113
3.96
0.405
2.05
1.056
3.86
0.424
2.05
0.998
3.76
0.443
2.05
0.941
3.66
0.462
2.05
0.883
3.56
0.481
2.05
0.826
3.47
0.500
2.05
0.769
3.37
0.519
2.05
0.711
3.27
0.538
2.05
0.654
3.17
0.557
2.05
0.596
3.08
0.576
2.05
0.539
2.98
0.595
2.05
0.482
2.87
0.614
2.05
0.424
2.77
0.633
2.05
0.367
2.68
0.652
2.05
0.309
2.58
0.671
2.05
0.252
2.48
0.690
2.05
0.195
2.39
0.709
人件費
⑤
(a*i)
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.17%
m.割引率
2%
1.4%
0.310%
耐用年数
22 年
0.019%
0.31%
現価係数=
12% ×(固定資産税+修繕+人件費+その他経費)
その他
直接費
一般管理費
経費合計
経費
(間接費)
⑥
⑦
⑧
(a*k)
(Σ④∼⑥) (Σ③∼⑥)*l (Σ①∼⑦)
0.310
0.790
0.263
5.503
0.310
0.809
0.258
5.420
0.310
0.828
0.254
5.337
0.310
0.847
0.249
5.254
0.310
0.866
0.244
5.170
0.310
0.885
0.240
5.088
0.310
0.904
0.235
4.995
0.310
0.923
0.231
4.912
0.310
0.942
0.226
4.829
0.310
0.961
0.221
4.745
0.310
0.980
0.217
4.663
0.310
0.999
0.212
4.580
0.310
1.018
0.207
4.496
0.310
1.037
0.203
4.414
0.310
1.056
0.198
4.330
0.310
1.075
0.194
4.248
0.310
1.094
0.189
4.155
0.310
1.113
0.184
4.071
0.310
1.132
0.180
3.989
0.310
1.151
0.175
3.905
0.310
1.170
0.171
3.823
0.310
1.189
0.166
3.740
現価係数
⑨
0.980392157
0.961168781
0.942322335
0.923845426
0.905730810
0.887971382
0.870560179
0.853490371
0.836755266
0.820348300
0.804263039
0.788493176
0.773032525
0.757875025
0.743014730
0.728445814
0.714162562
0.700159375
0.686430760
0.672971333
0.659775817
0.646839036
耐用 22 年
均等化経費
1
(1+m)n
現在価値
資本回収係数=
1.020000000
0.515049505
0.346754673
0.262623753
0.212158394
0.178525812
0.154511956
0.136509799
0.122515437
0.111326528
0.102177943
0.094559597
0.088118353
0.082601970
0.077825472
0.073650126
0.069969841
0.066702102
0.063781766
0.061156718
0.058784769
0.056631401
経費率=均等化経費/建設費=
0.04688
⑪
(Σ⑩)
5.395
10.605
15.634
20.488
25.171
29.689
34.037
38.229
42.270
46.163
49.913
53.524
57.000
60.345
63.562
66.656
69.623
72.473
75.211
77.839
80.361
82.780
資本
回収係数
⑫
m*(1+m)n
(1+m)n-1
均等化
経費
⑬
(⑪*⑫)
5.503
5.462
5.421
5.381
5.340
5.300
5.259
5.219
5.179
5.139
5.100
5.061
5.023
4.985
4.947
4.909
4.872
4.834
4.797
4.760
4.724
4.688
⑩
(⑧*⑨)
5.395
5.210
5.029
4.854
4.683
4.518
4.348
4.192
4.041
3.893
3.750
3.611
3.476
3.345
3.217
3.094
2.967
2.850
2.738
2.628
2.522
2.419
現価累計
4.688
表 7.3.10 年次別経費率表 (資本費あり・補助率 50%・耐用年数 40 年)
a.建設費
b.補助率
c.初年度薄価
d.金利
e.返済期間
f.減価償却(残存率10%)
年次
薄価
n
o
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
50.00
48.87
47.74
46.61
45.48
44.35
43.22
42.09
40.96
39.83
38.70
37.57
36.44
35.31
34.18
33.05
31.92
30.79
29.66
28.53
27.40
26.27
25.14
24.01
22.88
21.75
20.62
19.49
18.36
17.23
16.10
14.97
13.84
12.71
11.58
10.45
9.32
8.19
7.06
5.93
金利
①
(o*d)
1.00
0.98
0.95
0.93
0.91
0.89
0.86
0.84
0.82
0.80
0.77
0.75
0.73
0.71
0.68
0.66
0.64
0.62
0.59
0.57
0.55
0.53
0.50
0.48
0.46
0.43
0.41
0.39
0.37
0.34
0.32
0.30
0.28
0.25
0.23
0.21
0.19
0.16
0.14
0.12
100.000
50.0%
50
2.00%
40 年
1.13 =a×(1-b)×(1-0.1)/e
減価償却
i.人件費
j.固定資産税率
修繕費 g.初年度
h.年増分
k.その他経費
l.一般管理費
固定
資本費計
修繕費
資産税
②
③
④
(f)
(a/c*o*j) (①+②+③) (a*g+aΣh)
1.13
1.400
3.53
0.310
1.13
1.368
3.48
0.329
1.13
1.337
3.42
0.348
1.13
1.305
3.37
0.367
1.13
1.273
3.31
0.386
1.13
1.242
3.26
0.405
1.13
1.210
3.20
0.424
1.13
1.179
3.15
0.443
1.13
1.147
3.10
0.462
1.13
1.115
3.05
0.481
1.13
1.084
2.98
0.500
1.13
1.052
2.93
0.519
1.13
1.020
2.88
0.538
1.13
0.989
2.83
0.557
1.13
0.957
2.77
0.576
1.13
0.925
2.72
0.595
1.13
0.894
2.66
0.614
1.13
0.862
2.61
0.633
1.13
0.830
2.55
0.652
1.13
0.799
2.50
0.671
1.13
0.767
2.45
0.690
1.13
0.736
2.40
0.709
1.13
0.704
2.33
0.728
1.13
0.672
2.28
0.747
1.13
0.641
2.23
0.766
1.13
0.609
2.17
0.785
1.13
0.577
2.12
0.804
1.13
0.546
2.07
0.823
1.13
0.514
2.01
0.842
1.13
0.482
1.95
0.861
1.13
0.451
1.90
0.880
1.13
0.419
1.85
0.899
1.13
0.388
1.80
0.918
1.13
0.356
1.74
0.937
1.13
0.324
1.68
0.956
1.13
0.293
1.63
0.975
1.13
0.261
1.58
0.994
1.13
0.229
1.52
1.013
1.13
0.198
1.47
1.032
1.13
0.166
1.42
1.051
人件費
⑤
(a*i)
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.17%
m.割引率
2%
1.4%
0.310%
耐用年数
40 年
0.019%
0.31%
現価係数=
12% ×(固定資産税+修繕+人件費+その他経費)
その他
直接費
一般管理費
経費合計
経費
(間接費)
⑥
⑦
⑧
(a*k)
(Σ④∼⑥) (Σ③∼⑥)*l (Σ①∼⑦)
0.310
0.790
0.263
4.583
0.310
0.809
0.261
4.548
0.310
0.828
0.260
4.505
0.310
0.847
0.258
4.470
0.310
0.866
0.257
4.436
0.310
0.885
0.255
4.402
0.310
0.904
0.254
4.358
0.310
0.923
0.252
4.324
0.310
0.942
0.251
4.290
0.310
0.961
0.249
4.255
0.310
0.980
0.248
4.212
0.310
0.999
0.246
4.177
0.310
1.018
0.245
4.143
0.310
1.037
0.243
4.109
0.310
1.056
0.242
4.065
0.310
1.075
0.240
4.030
0.310
1.094
0.239
3.997
0.310
1.113
0.237
3.962
0.310
1.132
0.235
3.917
0.310
1.151
0.234
3.884
0.310
1.170
0.232
3.849
0.310
1.189
0.231
3.816
0.310
1.208
0.229
3.771
0.310
1.227
0.228
3.737
0.310
1.246
0.226
3.703
0.310
1.265
0.225
3.659
0.310
1.284
0.223
3.624
0.310
1.303
0.222
3.591
0.310
1.322
0.220
3.556
0.310
1.341
0.219
3.512
0.310
1.360
0.217
3.478
0.310
1.379
0.216
3.444
0.310
1.398
0.214
3.410
0.310
1.417
0.213
3.366
0.310
1.436
0.211
3.331
0.310
1.455
0.210
3.298
0.310
1.474
0.208
3.263
0.310
1.493
0.207
3.219
0.310
1.512
0.205
3.185
0.310
1.531
0.204
3.151
- 7-12 -
現価係数
⑨
0.980392157
0.961168781
0.942322335
0.923845426
0.905730810
0.887971382
0.870560179
0.853490371
0.836755266
0.820348300
0.804263039
0.788493176
0.773032525
0.757875025
0.743014730
0.728445814
0.714162562
0.700159375
0.686430760
0.672971333
0.659775817
0.646839036
0.634155918
0.621721488
0.609530871
0.597579285
0.585862044
0.574374553
0.563112307
0.552070889
0.541245970
0.530633304
0.520228729
0.510028166
0.500027613
0.490223150
0.480610932
0.471187188
0.461948223
0.452890415
耐用 40 年
均等化経費
現在価値
3.962
n
資本回収係数= m*(1+m)
(1+m)n-1
1
(1+m)n
1.020000000
0.515049505
0.346754673
0.262623753
0.212158394
0.178525812
0.154511956
0.136509799
0.122515437
0.111326528
0.102177943
0.094559597
0.088118353
0.082601970
0.077825472
0.073650126
0.069969841
0.066702102
0.063781766
0.061156718
0.058784769
0.056631401
0.054668098
0.052871097
0.051220438
0.049699231
0.048293086
0.046989672
0.045778355
0.044649922
0.043596347
0.042610607
0.041686531
0.040818673
0.040002209
0.039232853
0.038506779
0.037820566
0.037171144
0.036555748
均等化
経費
⑬
(⑪*⑫)
4.583
4.565
4.546
4.527
4.510
4.493
4.475
4.457
4.440
4.423
4.406
4.389
4.372
4.356
4.339
4.322
4.306
4.290
4.274
4.258
4.242
4.226
4.210
4.195
4.179
4.164
4.149
4.134
4.119
4.104
4.089
4.074
4.060
4.046
4.031
4.017
4.003
3.989
3.975
3.962
経費率=均等化経費/建設費=
0.03962
⑩
(⑧*⑨)
4.493
4.371
4.245
4.130
4.018
3.909
3.794
3.690
3.590
3.491
3.388
3.294
3.203
3.114
3.020
2.936
2.855
2.774
2.689
2.614
2.539
2.468
2.391
2.323
2.257
2.187
2.123
2.063
2.002
1.939
1.882
1.828
1.774
1.717
1.666
1.617
1.568
1.517
1.471
1.427
現価累計
⑪
(Σ⑩)
4.493
8.864
13.109
17.239
21.257
25.166
28.960
32.650
36.240
39.731
43.119
46.413
49.616
52.730
55.750
58.686
61.541
64.315
67.004
69.618
72.157
74.625
77.016
79.339
81.596
83.783
85.906
87.969
89.971
91.910
93.792
95.620
97.394
99.111
100.777
102.394
103.962
105.479
106.950
108.377
資本
回収係数
⑫
表 7.3.11 年次別経費率表 (資本費あり・補助率 70%・耐用年数 22 年)
a.建設費
b.補助率
c.初年度薄価
d.金利
e.返済期間
f.減価償却(残存率10%)
年次
薄価
n
o
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
30.00
28.77
27.54
26.31
25.08
23.85
22.62
21.39
20.16
18.93
17.70
16.47
15.24
14.01
12.78
11.55
10.32
9.09
7.86
6.63
5.40
4.17
金利
①
(o*d)
0.60
0.58
0.55
0.53
0.50
0.48
0.45
0.43
0.40
0.38
0.35
0.33
0.30
0.28
0.26
0.23
0.21
0.18
0.16
0.13
0.11
0.08
100.000
70.0%
30
2.00%
22 年
1.23 =a×(1-b)×(1-0.1)/e
i.人件費
j.固定資産税率
修繕費 g.初年度
h.年増分
k.その他経費
l.一般管理費
減価償却
固定
資本費計
修繕費
資産税
②
③
④
(f)
(a/c*o*j) (①+②+③) (a*g+aΣh)
1.23
1.400
3.23
0.310
1.23
1.343
3.15
0.329
1.23
1.285
3.07
0.348
1.23
1.228
2.99
0.367
1.23
1.170
2.90
0.386
1.23
1.113
2.82
0.405
1.23
1.056
2.74
0.424
1.23
0.998
2.66
0.443
1.23
0.941
2.57
0.462
1.23
0.883
2.49
0.481
1.23
0.826
2.41
0.500
1.23
0.769
2.33
0.519
1.23
0.711
2.24
0.538
1.23
0.654
2.16
0.557
1.23
0.596
2.09
0.576
1.23
0.539
2.00
0.595
1.23
0.482
1.92
0.614
1.23
0.424
1.83
0.633
1.23
0.367
1.76
0.652
1.23
0.309
1.67
0.671
1.23
0.252
1.59
0.690
1.23
0.195
1.51
0.709
人件費
⑤
(a*i)
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.17%
m.割引率
2%
1.4%
0.310%
耐用年数
22 年
0.019%
0.31%
現価係数=
12% ×(固定資産税+修繕+人件費+その他経費)
その他
直接費
一般管理費
経費合計
経費
(間接費)
⑥
⑦
⑧
(a*k)
(Σ④∼⑥) (Σ③∼⑥)*l (Σ①∼⑦)
0.310
0.790
0.263
4.283
0.310
0.809
0.258
4.220
0.310
0.828
0.254
4.147
0.310
0.847
0.249
4.084
0.310
0.866
0.244
4.010
0.310
0.885
0.240
3.948
0.310
0.904
0.235
3.875
0.310
0.923
0.231
3.812
0.310
0.942
0.226
3.739
0.310
0.961
0.221
3.675
0.310
0.980
0.217
3.603
0.310
0.999
0.212
3.540
0.310
1.018
0.207
3.466
0.310
1.037
0.203
3.404
0.310
1.056
0.198
3.340
0.310
1.075
0.194
3.268
0.310
1.094
0.189
3.205
0.310
1.113
0.184
3.131
0.310
1.132
0.180
3.069
0.310
1.151
0.175
2.995
0.310
1.170
0.171
2.933
0.310
1.189
0.166
2.860
現価係数
⑨
0.980392157
0.961168781
0.942322335
0.923845426
0.905730810
0.887971382
0.870560179
0.853490371
0.836755266
0.820348300
0.804263039
0.788493176
0.773032525
0.757875025
0.743014730
0.728445814
0.714162562
0.700159375
0.686430760
0.672971333
0.659775817
0.646839036
耐用 22 年
均等化経費
現在価値
3.627
n
資本回収係数= m*(1+m)
(1+m)n-1
1
(1+m)n
1.020000000
0.515049505
0.346754673
0.262623753
0.212158394
0.178525812
0.154511956
0.136509799
0.122515437
0.111326528
0.102177943
0.094559597
0.088118353
0.082601970
0.077825472
0.073650126
0.069969841
0.066702102
0.063781766
0.061156718
0.058784769
0.056631401
均等化
経費
⑬
(⑪*⑫)
4.283
4.252
4.218
4.185
4.152
4.119
4.086
4.054
4.022
3.990
3.959
3.927
3.896
3.865
3.835
3.804
3.775
3.744
3.715
3.685
3.656
3.627
経費率=均等化経費/建設費=
0.03627
⑩
(⑧*⑨)
4.199
4.056
3.908
3.773
3.632
3.506
3.373
3.254
3.129
3.015
2.898
2.791
2.679
2.580
2.482
2.381
2.289
2.192
2.107
2.016
1.935
1.850
現価累計
⑪
(Σ⑩)
4.199
8.255
12.163
15.936
19.568
23.074
26.447
29.701
32.830
35.845
38.743
41.534
44.213
46.793
49.275
51.656
53.945
56.137
58.244
60.260
62.195
64.045
資本
回収係数
⑫
表 7.3.12 年次別経費率表 (資本費あり・補助率 70%・耐用年数 40 年)
a.建設費
b.補助率
c.初年度薄価
d.金利
e.返済期間
f.減価償却(残存率10%)
年次
薄価
n
o
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
30.00
29.32
28.64
27.96
27.28
26.60
25.92
25.24
24.56
23.88
23.20
22.52
21.84
21.16
20.48
19.80
19.12
18.44
17.76
17.08
16.40
15.72
15.04
14.36
13.68
13.00
12.32
11.64
10.96
10.28
9.60
8.92
8.24
7.56
6.88
6.20
5.52
4.84
4.16
3.48
金利
①
(o*d)
0.60
0.59
0.57
0.56
0.55
0.53
0.52
0.50
0.49
0.48
0.46
0.45
0.44
0.42
0.41
0.40
0.38
0.37
0.36
0.34
0.33
0.31
0.30
0.29
0.27
0.26
0.25
0.23
0.22
0.21
0.19
0.18
0.16
0.15
0.14
0.12
0.11
0.10
0.08
0.07
100.000
70.0%
30
2.00%
40 年
0.68 =a×(1-b)×(1-0.1)/e
減価償却
i.人件費
j.固定資産税率
修繕費 g.初年度
h.年増分
k.その他経費
l.一般管理費
固定
資本費計
修繕費
資産税
②
③
④
(f)
(a/c*o*j) (①+②+③) (a*g+aΣh)
0.68
1.400
2.68
0.310
0.68
1.368
2.64
0.329
0.68
1.337
2.59
0.348
0.68
1.305
2.55
0.367
0.68
1.273
2.50
0.386
0.68
1.241
2.45
0.405
0.68
1.210
2.41
0.424
0.68
1.178
2.36
0.443
0.68
1.146
2.32
0.462
0.68
1.114
2.27
0.481
0.68
1.083
2.22
0.500
0.68
1.051
2.18
0.519
0.68
1.019
2.14
0.538
0.68
0.987
2.09
0.557
0.68
0.956
2.05
0.576
0.68
0.924
2.00
0.595
0.68
0.892
1.95
0.614
0.68
0.861
1.91
0.633
0.68
0.829
1.87
0.652
0.68
0.797
1.82
0.671
0.68
0.765
1.78
0.690
0.68
0.734
1.72
0.709
0.68
0.702
1.68
0.728
0.68
0.670
1.64
0.747
0.68
0.638
1.59
0.766
0.68
0.607
1.55
0.785
0.68
0.575
1.51
0.804
0.68
0.543
1.45
0.823
0.68
0.511
1.41
0.842
0.68
0.480
1.37
0.861
0.68
0.448
1.32
0.880
0.68
0.416
1.28
0.899
0.68
0.385
1.23
0.918
0.68
0.353
1.18
0.937
0.68
0.321
1.14
0.956
0.68
0.289
1.09
0.975
0.68
0.258
1.05
0.994
0.68
0.226
1.01
1.013
0.68
0.194
0.95
1.032
0.68
0.162
0.91
1.051
人件費
⑤
(a*i)
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.170
0.17%
m.割引率
2%
1.4%
0.310%
耐用年数
40 年
0.019%
0.31%
現価係数=
12% ×(固定資産税+修繕+人件費+その他経費)
その他
直接費
一般管理費
経費合計
経費
(間接費)
⑥
⑦
⑧
(a*k)
(Σ④∼⑥) (Σ③∼⑥)*l (Σ①∼⑦)
0.310
0.790
0.263
3.733
0.310
0.809
0.261
3.708
0.310
0.828
0.260
3.675
0.310
0.847
0.258
3.650
0.310
0.866
0.257
3.626
0.310
0.885
0.255
3.591
0.310
0.904
0.254
3.568
0.310
0.923
0.252
3.533
0.310
0.942
0.251
3.509
0.310
0.961
0.249
3.484
0.310
0.980
0.248
3.451
0.310
0.999
0.246
3.426
0.310
1.018
0.244
3.401
0.310
1.037
0.243
3.367
0.310
1.056
0.241
3.343
0.310
1.075
0.240
3.319
0.310
1.094
0.238
3.284
0.310
1.113
0.237
3.261
0.310
1.132
0.235
3.236
0.310
1.151
0.234
3.202
0.310
1.170
0.232
3.177
0.310
1.189
0.231
3.144
0.310
1.208
0.229
3.119
0.310
1.227
0.228
3.095
0.310
1.246
0.226
3.060
0.310
1.265
0.225
3.037
0.310
1.284
0.223
3.012
0.310
1.303
0.222
2.978
0.310
1.322
0.220
2.953
0.310
1.341
0.219
2.930
0.310
1.360
0.217
2.895
0.310
1.379
0.215
2.870
0.310
1.398
0.214
2.837
0.310
1.417
0.212
2.812
0.310
1.436
0.211
2.788
0.310
1.455
0.209
2.753
0.310
1.474
0.208
2.730
0.310
1.493
0.206
2.705
0.310
1.512
0.205
2.671
0.310
1.531
0.203
2.646
- 7-13 -
現価係数
⑨
0.980392157
0.961168781
0.942322335
0.923845426
0.905730810
0.887971382
0.870560179
0.853490371
0.836755266
0.820348300
0.804263039
0.788493176
0.773032525
0.757875025
0.743014730
0.728445814
0.714162562
0.700159375
0.686430760
0.672971333
0.659775817
0.646839036
0.634155918
0.621721488
0.609530871
0.597579285
0.585862044
0.574374553
0.563112307
0.552070889
0.541245970
0.530633304
0.520228729
0.510028166
0.500027613
0.490223150
0.480610932
0.471187188
0.461948223
0.452890415
耐用 40 年
均等化経費
1
(1+m)n
現在価値
資本回収係数=
1.020000000
0.515049505
0.346754673
0.262623753
0.212158394
0.178525812
0.154511956
0.136509799
0.122515437
0.111326528
0.102177943
0.094559597
0.088118353
0.082601970
0.077825472
0.073650126
0.069969841
0.066702102
0.063781766
0.061156718
0.058784769
0.056631401
0.054668098
0.052871097
0.051220438
0.049699231
0.048293086
0.046989672
0.045778355
0.044649922
0.043596347
0.042610607
0.041686531
0.040818673
0.040002209
0.039232853
0.038506779
0.037820566
0.037171144
0.036555748
均等化
経費
⑬
(⑪*⑫)
3.733
3.721
3.706
3.692
3.679
3.665
3.652
3.638
3.625
3.612
3.599
3.586
3.573
3.561
3.548
3.536
3.523
3.511
3.499
3.487
3.475
3.463
3.451
3.439
3.427
3.415
3.404
3.393
3.381
3.370
3.359
3.348
3.337
3.326
3.315
3.304
3.294
3.283
3.273
3.262
経費率=均等化経費/建設費=
0.03262
⑩
(⑧*⑨)
3.66
3.564
3.463
3.372
3.284
3.189
3.106
3.015
2.936
2.858
2.776
2.701
2.629
2.552
2.484
2.418
2.345
2.283
2.221
2.155
2.096
2.034
1.978
1.924
1.865
1.815
1.765
1.710
1.663
1.618
1.567
1.523
1.476
1.434
1.394
1.350
1.312
1.275
1.234
1.198
現価累計
⑪
(Σ⑩)
3.660
7.224
10.687
14.059
17.343
20.532
23.638
26.653
29.589
32.447
35.223
37.924
40.553
43.105
45.589
48.007
50.352
52.635
54.856
57.011
59.107
61.141
63.119
65.043
66.908
68.723
70.488
72.198
73.861
75.479
77.046
78.569
80.045
81.479
82.873
84.223
85.535
86.810
88.044
89.242
資本
回収係数
⑫
3.262
m*(1+m)n
(1+m)n-1
7.3.3 発電原価の算出
(1) 発電原価
発電原価は、建設及び維持管理によって発生する発電施設の年間経費(資本費+直接費+
間接費)を、当該発電所の年間発電電力量(1年間に発電できる電力量(kWh))で除した値
です。
発電原価(円/kWh)=
年経費(円)
年間発電電力量(kWh)
=kWh 当たりの建設単価(円/kWh)×経費率
となります。
(2) 合成発電原価(売電考慮)
需要施設の使用電力量を自家用水力発電でまかなおうとする場合、需給バランスの電力量
に過不足が生じるため、不足分に対してはバックアップを行い需要施設に安定した電力を供
給しなければなりません。
また、余剰分は需要側から見れば無効電力量となります。そこで需給バランスを踏まえた
開発規模の経済性評価においては、水力発電の年経費にバックアップシステムの年経費を加
えた合計の年経費を年間需要電力量で除した値(これを合成発電原価という)の最小値をも
って経済性の評価の一つとします。
合成発電原価は次式で示されます。
合成発電原価(円/kWh)=
水力発電の年経費(円 /年)+バックアップシステムの年経費 (円/年)−売電年収(円/年 )
年間需要電力量(kW h)
(3) バックアップシステムの年経費
需給バランスにおける電力の過不足のうち不足分に対するバックアップを電力会社からの
買電とした場合、これに要する電気料金を負担しなければなりません。電気料金は基本料金
(円/kW/月)と従量料金(円/kWh)から構成されており、年間に要する費用(年経費)は次
式で算出されます。
バックアップシステム年経費(円/年)
={基本料金(円/kW/月)×契約電力(kW)×月数}+{従量料金(円/kWh)×買電電力量(kWh)}
なお、買電以外のバックアップシステムを導入する場合は、それに要する年経費が対象に
なります。
(4) 売電年収
余剰電力を電力会社に売電した年収で、次式で示されます。
売電年収(円)=売電単価(円/kWh)×余剰電力量(kWh)
- 7-14 -
(5) 合成発電収支
合成発電収支は、発電所建設による電気料金効果金額を年間供給電力量で除した値から発
電原価を差し引いた指数で、次式で示されます。
合成発電収支(円/kWh)=
発電所建建設による電 気料金効果金額(円)
年間 供給電力量(kWh)
−発電原価(円/kWh)
ここで、
「発電所建設による電気料金効果金額」は、需要施設の電力需要を全て電力会社か
らの買電でまかなった場合に電力会社に支払う電気料金(収入)に、余剰電力を電力会社に
売電した収入を加えたものから、バックアップ用年経費(支出)を引いた収支を表します。
なお、ハイドロバレー計画では、
「需要施設の電力需要を全て電力会社からの買電でまかな
った場合に電力会社に支払う電気料金」は、電気料金を支払わなくなりますので、ここでは
収入として見なします。
この指数が、マイナスになれば発電所を建設しても赤字の発電所であることを意味します。
また、指数がプラスで大きいものほど経済的なハイドロバレー計画であると評価できます。
- 7-15 -
8.系統連系
ハイドロバレー計画では、需要に対して供給が下回る場合には不足分を電力会社から買電し、
その逆の場合には余剰分を電力会社へ売電することが基本となりますが、その場合には、水力
発電所と電力会社の送配電線を接続(系統連系)する必要があります。
系統連系を実施するにあたっては、「系統連系技術要件ガイドライン」に準拠し、下記に示
す電圧変動、短絡容量、逆潮流などの検討を行うものとします。
なお、実際の系統連系に際しては、地元の電力会社との協議が必要となります。
8.1 電圧変動の検討
(1) 適正電圧の維持
発電設備を一般配電線に連系する場合においては、一般家庭等の低圧需要家の電圧を、標
準電圧100Vに対しては101±6V、標準電圧200Vに対しては202±20V以内に維持する必要があ
ります。
しかし、発電設備が連系された場合には、発電停止による電圧低下等により系統側の電圧
が適正値を維持できない恐れがあります。
また、逆潮流有りの発電設備が連系された場合には、系統側の電圧が上昇し、適正値を維
持できない恐れがあります。
更に、交流発電設備を系統に連系する場合、同期発電機については、系統と同じ周波数付
近で並列を行なわないと極めて大きな突入電流が流れ、また、誘導発電機についても瞬間的
に定格電流の5∼6倍の突入電流が流れるため、これより系統側に瞬間的に電圧低下が引き
起こされます。
電圧変動の程度は、負荷の状況、系統構成、系統運用、発電設備の設置点や出力等により
異なるため、個別に検討しますが、電圧変動対策が必要な場合は、電圧変動対策のための装
置を当該発電設備設置者が設置することになっています。
ただし、発電所側に設置する電圧変動対策のための装置で対応できない場合には、配電線
の新設による負荷分割等の配電線増強を電力会社に行なってもらうか、又は専用線による連
系になります。この場合、工事負担金が発生します。
いずれにせよ、ハイドロバレー計画の経済性に影響する事項ですので、計画段階で確認し
ておく必要があります。
(2) 逆潮流による電圧上昇により適正値を逸脱する場合
電力会社では、発電設備を設置していない需要家及び逆潮流が無い発電設備設置者を対象
として、適正電圧を維持できるように配電系統の電圧調整を行い運用しています。
- 8-1 -
この運用幅は、適正電圧の管理幅 12V(標準電圧 100V の場合 101±6V)から、低圧系統
の電圧降下6V 及び柱上変圧器の調整装置(タップという)の調整幅 2.5V を引いた 3.5V が
一般的です。
この 3.5V で配電系統の電圧調整器の不感帯幅(1∼1.5V)と柱上変圧器の電圧降下(1
∼2V)とを吸収した上で、更に配電線の重負荷、軽負荷パターンの違いを考慮した配電用
変電所の送り出し電圧を調整しています。
しかし、配電用変電所の送り出し電圧の調整で、逆潮流発生時の電圧上昇分を吸収するこ
とが基本的に難しい場合は、次のような対策が必要となります。
①
発電設備への自動電圧調整装置の設置
②
電圧上昇抑制対策
この対策にも費用が発生するため、ハイドロバレー計画の経済性に影響します。したがっ
て、計画段階での検討が必要です。
8.2 短絡容量の検討
短絡容量とは、電力系統に短絡事故等が発生した場合に流れる事故電流の大きさ等を表す数
値です。
系統連系ガイドラインによれば、発電設備の連系により系統の短絡容量が他者の遮断器の遮
断容量(一般の受電用遮断容量については 150MVA)等を上回るおそれがあるときは、発電設
備の設置者において短絡電流を制限する装置(限流リアクトル等)を設置しなければならない
ことになっています。
この対策にも費用が発生するため、ハイドロバレー計画の経済性に影響します。したがって、
計画段階での検討が必要になります。
8.3 逆潮流の制限の検討
系統連系技術要件ガイドラインによれば、逆潮流有りの発電設備の設置によって、当該発電
設備を連系する配電用変電所の配電線のつながっている変圧器(バンク)から、その上位の電
圧の系統へ常に逆潮流が生じないことと規定されています。
配電用変電所バンク単位で逆潮流が発生すると、電力会社で系統の電圧管理面での問題が生
じる恐れがあるため、電力会社へ問い合わせる必要があります。
- 8-2 -
9.助成制度
9.1 主な助成制度
水力発電所の開発には、建設費用の補助金など事業内容に応じた複数の助成制度があります。
これらは、全てに適用可能とは限りませんが、上手に活用することにより、ハイドロバレー計
画の経済性をより高めることができます。表 9.1.1 に主な助成制度の概要を示します。
表 9.1.1 水力建設における主な助成制度
所管省庁及び事業名
助
成 対
象
補助率及び限度額
事
業 目
的
事業区分
国
県
5,000kW 以下:20%、
5,000kW を超えて
30,000kW 以下:10%
経済性が劣る又は RPS 法認
定設備:10%(上乗せ)
新技術導入部分:50%
−
中小水力の初期発電原価を引
き下げ、開発の促進を図り、電
源の開発・利用に資する
−
経済産業省
中小水力発電
開発費補助金事業
一 般 電 気 事 業 者
卸 電 気 事 業 者
公営電気等卸供給事業者
特定規模電気事業者
特 定 電 気 事 業 者
自家用水力発電所設置者
総務省
水道事業等における
小水力発電の推進
地 方公共 団体
起債充当率
−
水道事業及び工業用水道事業
の付帯工事(売電)としても小
水力発電を積極的に展開する
ために地方債処置を講じる
−
ふるさとづくり事業
市
村
事業債の許可
(充当率 90%
∼75%)のうち、75%の元
利償還金についてはその
30%∼55%を交付税措置
−
自主的・主体的な地域づくりの
取り組みを支援する
集会・交流施設の
整備等、その他個
別事業
過疎対策事業債
市
町
村
(過疎指定地域)
起債充当率 100%、元利償還
に要する経費のうち 70%
を交付税措置
−
過疎地域が自主性、主体性を発
揮し、自らの創意工夫によって
自立につながる施策の推進や
公共的施設の整備を図る
集会・交流施設の
整備等、その他個
別事業
辺地対策事業債
市
町
村
(辺地指定地域)
起債充当率 100%、元利償還
に要する経費のうち 80%
を交付税措置
−
辺地地域が自主性、主体性を発
揮し、自らの創意工夫によって
自立につながる施策の推進や
公共的施設の整備を図る
集会・交流施設の
整備等、その他個
別事業
50%
10%
∼
20%
個性ある農村振興が図れるよ
う、地域住民参加の下、地域の
ニーズに応じた農業生産基盤
と生活環境の整備を
農業生産基盤整備
事業、生活環境基
盤整備事業、交流
基盤整備事業等
生活環境基盤整備
事業、交流基盤整
備事業、むらづく
り基盤整備事業等
町
農林水産省
農村振興
総合整備事業
市
町
村
中山間地域
総合整備事業
市
町
村
55%
30%
中山間地域の立地条件に沿っ
た基盤整備を行い、定住促進、
都市との共通社会の形成及び
国土・環境の保全等に資する
里地棚田保全
整備事業
市
町
村
55%
20%
里地や棚田において、地域条件
に即した生産基盤整備や土地
改良施設等の維持管理を実施
するための施設整備を行う
土地改良施設等保
全整備事業、生活
環境基盤整備事業
等
地域用水環境
整備事業
市
町
村
土 地 改 良 区
そ の 他 団 体
50%
25%
農業水利施設の保全、整備と一
体的に地域用水を有する施設
の整備を行い、農村地域の生活
空間の向上を図る
地域用水環境整備
事業、歴史的施設
保全事業
農業近代化資金制度
農
業
者
農 業協同 組合
利子補給 1.25%
金利 1.7%以内(H14.2)
−
農業用建物、農村環境整備、未
利用資源活用施設を含む
−
農業漁業金融公庫
農
業
者
農 業協同 組合
返済期間 15 年
金利 1.85%以内
−
中山間地域の活性化、用水路、
排水路の整備
−
環境省
二酸化炭素排出抑制
対策事業費等補助金
地 方公共 団体
50%
−
地方公共団体等が行う地球温
暖化対策事業(代エネ・省エネ)
の強化と速やかな普及を図る
−
地 方公共 団体
(関 東 地 域)
20 万円/kW(原則)
1プロジェクト 1,000 万円
を上限
−
CO2 抑制など環境保全への寄付
金を自然エネルギー発電設備
へ助成金として配分
−
その他
グリーン電力基金
- 9-1 -
9.2 中小水力発電開発費補助金補助事業
電源開発・利用の観点から、純国産エネルギーである一般水力の開発を積極的に推進する
必要がありますが、水力発電は初期投資が大きく、かつ、初期の発電原価が他の電源と比較
して割高となります。そのため、中小水力発電施設の設置等に要する費用に対し、建設費の
一部を補助することにより、中小水力の初期発電原価を引き下げ、開発の促進を図り、電源
の開発・利用に資することを目的としています。
(1) 補助対象事業者
①
一般電気事業者、卸電気事業者
②
公営電気事業者等卸供給事業者
③
特定規模電気事業者
④
特定電気事業者
⑤
自家用水力発電所を設置しようとする者
(2) 補助対象事業
揚水式を除く一般水力発電のうち、以下のア.又はイ.を行う事業に対して補助金が交付
されます。
ア.
水力発電施設の設置等事業
(ア)
出力が 30,000kW 以下の水力発電施設の設置を行う事業
(イ)
出力が 30,000kW 以下の水力発電施設の改造を行う事業
①
ダムの改造であって、貯水池又は調整池の有効容量の変更を伴い、出力又は発電
電力量を増加させるもの。
②
取水設備、導水路、水圧管路又は放水路の改造であって、通水容量の変更を伴い、
出力又は発電電力量を増加させるもの。
③
水車又は発電機の改造であって、20%以上の出力の変更を伴うもの。
④
貯水池又は調整池の改造であって、有効容量の変更を伴い、出力又は発電電力量
を増加させるもの。
イ.
水力発電施設の設置等に係る新技術の導入事業
出力が 30,000kW 以下の水力発電施設の設置又は改造に当たり新技術の導入を行う事業。
(3) 補助対象費用
補助対象費用は、表 9.2.1 の「水力発電施設の設置等事業」と表 9.2.2 の「水力発電施設
の設置等に係る新技術の導入事業」に要する費用のうち、表 9.2.3 に示す補助率の範囲内で
適当と認められるものです。
- 9-2 -
表 9.2.1 水力発電施設の設置等事業
費
目
土
建
水
貯
調
地
物
路
池
池
水
整
機 械 装 置
諸 装 置
備
品
無形固定資産
共 有 設 備
総
係
費
内
容
発電所、水路、貯水池又は調整池、その他
発電所、その他
えん堤、取水口、導水路、沈砂池、水槽、水圧管路、放水路、雑工事
えん堤、雑工事
えん堤、雑工事
水車、発電機、主要変圧器、配電盤開閉装置、自動制御装置、屋外鉄
構諸機械装置、基礎
通信電灯電力装置、雑装置等
耐用年数1年以上で、かつ取得価格が1万円以上の物品
ダム使用権、水利権等
共同事業費負担金
仮設備費、工事用電力費、測量及び調査費、補償費、建設中利子、建
設分担関連費、雑係費
表 9.2.2 水力発電施設の設置等に係る新技術の導入事業
費
水
貯
調
目
水
整
路
池
池
機 械 装 置
諸
備
装
置
品
総
係
費
内
容
えん堤、取水口、導水路、沈砂池、水槽、水圧管路、放水路、雑工事
えん堤、雑工事
えん堤、雑工事
水車、発電機、主要変圧器、配電盤開閉装置、自動制御装置、屋外鉄
構諸機械装置、基礎
通信電灯電力装置、雑装置等
耐用年数1年以上で、かつ取得価格が1万円以上の物品
仮設備費、工事用電力費、測量及び調査費、補償費、建設中利子、建
設分担関連費、雑係費
表 9.2.3 補助率等
対 象 事 業 ・ 出 力 規 模
①
補
助
率
5,000kW 以下
2/10 を限度とする
5,000kW 超 30,000kW 以下
1/10 を限度とする
②
新技術を導入した部分
1/2を限度とする
水力発電施設の設置等事業
水力発電施設の設置等に係
る新技術の導入事業
- 9-3 -
【特例措置】
中小水力発電開発費補助金交付規程第4条第1項の規定に基づく特例措置の適用要件とし
て、以下の適用要件Ⅰ又はⅡを満足すれば、更に1/10 を加えた率の特例措置の適用を申請
できます。
なお、補助事業開始年度に特例措置の適用について交付の決定を受けた場合には、次年度
以降においても適用されます。
《適用要件Ⅰ》
経済性が著しく低い事業
水力発電施設の設置等事業のうち、経済性が著しく低い等の地点について以下に示す経
済性評価要件に該当するものであって、かつ、経済性評価要件のイ)又はロ)のいずれかに該
当するものです。
①
経済性の評価要件
当該設置等の行われる水力発電施設建設単価(総建設費(円)/年間可能発電電力量
(kWh))が電気事業法第 29 条第1項の規定に基づき提出される当該年度の供給計画
に掲げる当該年度新規着手希望地点のうち一般電気事業者による一般水力開発地点
の代表的建設単価に 1.2 を乗じて得た金額(以下、評価要件建設単価という)を超え
ること。
②
妥当性の評価要件
イ)
当該水力発電所施設の設置等が行われ地点が遊休落差活用地点、総合開発計画
地点又は再開発地点に該当し、かつ、当該設置等が水資源の有効活用に資するも
のであること。
ロ)
地元から強い開発要請がある等当該水力発電施設の設置等に係る計画の熟度が
高いものであること。
《適用要件Ⅱ》
RPS法認定設備の設置等に係る事業
当該水力発電設備がRPS法第9条に定める新エネルギー等発電設備の認定を受けるこ
とが適用の要件とされています。
(4) 交付申請の提出先
交付申請の提出先は、NEDO のエネルギー対策推進部です。
(5) 交付申請期間
NEDOのホームページにアクセスするか、又は直接NEDOに問い合わせ願います。
- 9-4 -
9.3 地方債
ハイドロバレー計画における水力発電所の開発に適用可能な地方債を、表 9.3.1 に示します。
なお、これらについては、電気の需要施設や、余剰電力の取り扱い方法などによっては適用
できない場合もありますので、事前に所管箇所と調整する必要があります。
表 9.3.1 水力開発への適用が検討可能な地方債
過疎対策事業債
所
管
対象事業者
充 当 率
交付税処置
償還期限
利
率
助成制度との組合せ
辺地対策事業債
総 務 省
法に基づき指定された市町村
100%
元利償還金の 70%
元利償還金の 80%
12 年償還、3年間据置
10 年償還、2年間据置
(事業者により設定)
(事業者により設定)
1.2%(事業者により設定)
1.2%(事業者により設定)
可(補助金を差引いた残額の 100%)
9.3.1 過疎対策事業債(過疎債)
(1) 概
要
本事業債は、人口の著しい減少にともなって地域社会における活力が低下し、生産機能及
び生活環境の整備等が他の地域に比較して低位にある地域について、総合的かつ計画的な対
策を実施するために必要な特別措置を講ずることにより、これらの地域の自立促進を図り、
もって住民福祉向上、雇用の増大、地域格差の是正及び美しく風格ある国土の形成に寄与す
ることを目的としています。
なお、本事業債の適用にあたっては、当該地域が過疎地域を有する市町村として認定を受
け、マスタープランとなる「過疎地域自立促進市町村計画」を定め、総務大臣、農林水産大臣
及び国土交通大臣に提出することが必要となります。
表 9.3.2 過疎対策事業債の詳細
項
目
所
管
対象事業者
充 当 率
交付税処置
償還期限
利
率
助成制度との組合せ
内
総 務 省
法に基づき指定された市町村
100%
元利償還金の 70%
12 年償還、3年間据置(事業者により設定)
1.2%(事業者により設定)
可 (補助金を差し引いた残額の 100%を充当)
(2) 対象事業
ア.
容
産業の振興
- 9-5 -
①
地場産業に係る事業又は観光若しくはレクリエーションに関する事業を行う法人
に対する出資金
②
産業の振興を図るために必要な市町村道、農道及び林道
③
漁港修築事業
④
港湾施設
⑤
地場産業の振興に資する施設
技能修得施設/試験研究施設/生産施設・加工施設/流通販売施設
⑥
観光又はレクリエーションに関する施設
道路/休憩所/展望施設/宿泊施設/野球場/スキー場/体育館/運動場/プ
ール/景観の保全・形成/その他の観光又はレクリエーションに関する施設
⑦
農業、林業又は漁業の経営の近代化のための施設
⑧
商店街振興のために必要な協同利用施設
道路/公共駐車場/街灯/集客力を高める施設/歩行者空間の魅力を高める施
設/地域の商店街の振興のために必要な共同利用施設
イ.
交通・通信体系の整備
①
集落と集落又は集落と公共施設を結ぶ市町村道
②
集落と集落又は集落と公共施設を結ぶ農道、林道及び漁港関連
③
電気通信に関する施設
電気通信に係る地域間格差を是正するとともに、情報化の進展に対応した住民
サービスの向上を図るための施設、設備
ウ.
④
住民の交通の便に供するための自動車(雪上車を含む)及び渡船施設
⑤
除雪機械
生活環境施設等厚生施設の整備及び医療の確保
①
下水処理のための施設
②
消防施設
③
高齢者の保健又は福祉の向上又は増進を図るための施設
④
保育所及び児童館
⑤
市町村保健センター及び母子健康センター
⑥
診療施設
⑦
簡易水道施設
エ.教育文化施設の整備
①
公立の小学校又は中学校を適正な規模にするための統合に伴い必要となった校舎、
屋内運動場及び寄宿舎
- 9-6 -
②
公立の小学校又は中学校を適正な規模にするための統合に伴い必要となった教員
又は職員のための住宅及び児童又は生徒の通学を容易にするための自動車(これに
係る車庫を含む。)又は渡船施設
③
公立の小学校又は中学校を適正な規模にするための統合に伴い必要となった学校
給食の実施に必要な施設及び設備
公立の小学校又は中学校のうち小規模校における教育の充実のための施設
⑤
公民館その他の集会施設
オ.
④
集落再編整備のための用地の取得及び住宅等の整備
(3) ハイドロバレー計画への適用
ハイドロバレー計画は、水力開発を核とした地域活性化・地域振興を図る計画であるため、
過疎対策事業債における小水力発電施設の整備は、「地域の振興」に位置づけられると思われ
ます。
9.3.2 辺地対策事業債(辺地債)
(1) 概
要
本事業債は、辺地に係る公共的施設の総合的な整備を促進するために必要な財政上の特別
措置を定めたもので、辺地とその他の地域間における住民の生活文化水準の著しい格差の是
正を図ることを目的としています。
なお、本事業債の適用にあたっては、当該地域が辺地を有する市町村として認定を受け、
マスタープランとなる「総合整備計画」を定め、総務大臣に提出することが必要となります。
表 9.3.3 辺地対策事業債の詳細
項
目
所
管
対象事業者
充 当 率
交付税措置
償還期限
利
率
助成制度との組合せ
内
容
総 務 省
法に基づき指定された市町村
100%
元利償還金の 80%
10 年償還、2年間据置(事業者により設定)
1.2%(事業者により設定)
可 (補助金を差し引いた残額の 100%を充当)
(2) 対象事業
①
電灯用電気供給施設の整備
②
交通・通信体系の整備
道路及び渡船施設/農道及び林道/電通信に関する施設/住民の交通の便に供
するための自動車(雪上車)/除雪機械
- 9-7 -
③
教育文化施設の整備
教職員の住宅施設/学校給食施設/学校・社会教育施設/通学用自動車/渡船
施設及び寄宿舎/公民館その他集会施設
④
生活環境施設等厚生施設の整備及び医療の確保
診療施設/保育所及び児童館/母子健康センター/高齢者の福祉の増進を図る
ための施設/飲用水供給施設/下水処理のための施設/消防施設
⑤
産業の振興
産業の振興を図るために必要な市町村道、農道及び林道/農業・林業又は漁業
経営の近代化のための施設/地場産業の振興に有する施設/観光又はレクリエー
ションに関する施設
(3) ハイドロバレー計画への適用
辺地対策事業債における小水力発電施設の整備は、「電灯用電気供給施設の整備」に位置づ
けられますが、本整備事業は原則として電気の供給先が無灯家屋地域に限定されており、ハ
イドロバレー計画の場合、適用は難しいと思われます。このため、ハイドロバレー計画にお
いては、地域振興・産業振興の観点から上記⑤の対象事業として計画を進めることが適切で
す。
9.4 その他の助成制度等
9.4.1 農村総合整備事業
本事業は、地域における自然的、社会的諸条件等を踏まえつつ、農業生産基盤の整備及び
これと関連をもつ農村生活環境の整備を総合的に実施するとともに、併せて都市と農村の交
流促進のための条件整備等を図る農村総合整備事業を推進し、活力ある農村地域社会の発展
に資することを目的とするもので、平成7年度に創設されました。
表 9.4.1 農村総合整備事業の詳細
項
目
所
管
事業内容
補助対象
補 助 率
内
容
農林水産省
1.農業生産基盤整備事業
2.農村生活環境基盤整備事業
3.農村交流基盤整備事業
4.特認事業
5.その他、上記諸条件に応じて追加できる事業
(施設環境整備、公共施設補強整備事業、移動通信施設等基盤整備事
業、農用地管理保全事業)
都道府県、市町村、土地改良区等
50%(沖縄 2/3、奄美 52%)
- 9-8 -
(1) 事業内容
農村総合整備事業は、総合整備計画に即して作成される総合整備事業計画に基づき、実施
するものとします。
表 9.4.2 農村総合整備事業の事業内容
ア.
農業生産基盤整備事業
イ.
農村生活環境基盤整備事業
ウ.
農村交流基盤整備事業
エ.
特認事業
オ. 上記のほか、地域の諸条件等に
応じて追加できる事業
①
②
③
④
⑤
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
⑪
①
②
③
④
ほ場整備事業
農業用用排水施設整備事業
農道整備事業
農用地開発事業
農用地の改良又は保全事業
農業集落道整備事業
営農飲雑用水施設整備事業
農業集落排水施設整備事業
農村公園緑地整備事業
農業近代化施設等用地整備事業
集落防災安全施設整備事業
集落水辺環境整備事業
集落緑化施設整備事業
地域資源利活用施設整備事業
集落環境管理施設整備事業
住民参加促進環境整備事業
用地整備事業
コミュニティー施設整備事業
情報基盤施設整備事業
集落農園整備事業
①
②
③
④
施設環境整備
公共施設補強整備事業
移動通信施設等危難整備事業
農用地管理保全事業
(2) 実施用件
ア.
整備計画
(ア)
整備計画は、整備計画の対象となる区域(以下「計画区域」)に係る関係市町村が作
成します。
(イ) 整備計画は、社会的、歴史的、地理的条件、土地利用及び水利用の状況、農産物の生
産出荷状況、住民の日常の生活圏域、住民の意識等からみて一体と考えられる区域であ
って次に掲げる①及び②(これに加え、高福祉型にあっては③、緊急防災型にあっては
④、情報基盤施設整備型にあっては⑤、ダム水源地域活性化にあっては⑥)の要件に該
当するものを対象として作成するものとします。なお、農村総合整備計画を策定した地
域にあっては、この計画をもって整備計画に代えることができます。
①
農業振興地域(これと一体的に整備することを相当とする農業振興地域以外の区
域を含む)の区域であること。
- 9-9 -
②
土地利用の動向、農業生産の動向、社会資本の整備状況等からみて、当該整備計
画により農業生産基盤の整備、農村生活環境整備の整備、農村交流基盤等の整備を
総合的に行うことが適当な区域であること。
③
農山漁村高齢者ビジョン(「農業生産体制強化総合推進対策事業実施要領」に基づ
く市町村農山漁村地域高齢者ビジョンをいう)が作成されるか、又は作成されるこ
とが確実な区域であること。
④
地域防災計画(都道府県地域防災計画及び市町村地域防災計画をいう)が策定さ
れ、それに基づき防災対策を積極的に実施し、又は実施しようとしている区域であ
ること。
⑤
総務省所管の事業により移動通信施設等の整備を行い、情報化による農業振興と
農村地域の活性化を積極的に実施し、又は実施しようとしている区域であること。
⑥
水源地域活性化計画が作成されるか、又は作成されることが確実な区域。
(ウ) 整備計画においては、次に掲げる事項を定めます。
①
整備の基本構想
②
次に掲げるものについての整備目標
・農業生産基盤整備
・農村生活環境基盤整備
・農村交流基盤整備
イ.
事業計画
(ア) 事業計画は、原則として事業主体となるものが作成するものとします。
(イ)
事業計画は、計画区域のうち、次に掲げる用件に該当する区域を対象として作成する
ものとします。なお、農村総合整備計画を策定した地域にあっては、推進実施計画をも
って、また、高齢者・身障者アメニティ計画を策定した地域にあっては、シニアアメニ
ティプランにおける整備実施計画をもって事業計画に代えることができます。
①
総合整備事業の実施に伴う土地、水等に関する権利関係の調整が行われる見通し
がある区域であること。
②
総合整備事業の実施について、当該区域内の農業者その他の住民、市町村及び農
業団体の意欲が高い区域であること。
(ウ) 事業計画においては、次に掲げる事項を定めるものとします。なお、土地改良法に基
づく事業が総合整備事業の中で実施される場合には、当該事業計画に掲げる事項を定め
るほか、同法第7条及び土地改良施行規則に掲げる事項を定めるものとします。
①
事業の目的
②
事業計画区域の範囲
- 9-10 -
③
一般計画
④
工事計画
⑤
費用の総額及びその内容
⑥
事業主体
⑦
費用負担の方法
⑧
施設の予定管理者及び(予定)管理方法
⑨
資金計画
9.4.2 農村振興総合整備事業
本事業は、地域が自ら考え設定する個性ある農村振興の目標が図れるよう、地域住民参加
の下、関係府省と連携を図りつつ、地域の多様なニーズに応じた農業生産基盤の整備と農村
生活環境の整備を総合的に実施するもので、平成 13 年度に創設されました。
表 9.4.3 農村振興総合整備事業の詳細
項
目
所
管
事業要件
事業内容
補助対象
補 助 率
内
容
農林水産省
1.農村振興基本計画が作成されている区域であること。
2.農業振興地域の区域であること。
1.農村振興テーマ別施策(7 テーマ)
2.むらづくり基盤型
都道府県、市町村等
50%(沖縄 2/3、奄美 52%)
(1) 事業の内容
ア.
農村振興テーマ別施策
地方公共団体が策定する農村振興基本計画に基づき、同計画において策定された農村振
興テーマに応じて、次のテーマ別施策の中から一つ又は複数の事業を選択して実施するこ
とになります。
(ア) 高齢者福祉基盤整備
高齢者・障害者に配慮した生活環境の整備を図るため、高齢者福祉対策等との連携を
図りつつ、福祉施設の用地整備、集落歩道の幅員の拡大、公共施設のバリアフリー化、
生きがい農園等の整備を総合的に実施します。
(イ) 田園居住空間整備(旧農村活性化住環境整備事業)
農業の健全な発展と農地の適切な利用を図りつつ、豊かな自然環境を有する地域でゆ
- 9-11 -
とりある生活を過ごせる宅地供給を推進するとともに、市民農園、緑地空間、水辺空間
等の生活環境を整備します。
(ウ) 地域資源循環管理(旧地域資源循環管理事業)
農村地域の適正な支援管理を行うため、有機性資源等の循環利用のためのコンポスト
化施設等を整備するとともに、水辺環境、緑地空間等の整備を総合的に実施します。
(エ) 地域環境整備(旧地域環境整備事業)
子供から高齢者に至る地域住民が快適で豊かに暮らせ、都市住民にも魅力ある地域環
境を形成するため、自然環境や農村景観の保全・復元に配慮した農村地域の整備を総合
的に実施します。
(オ) 地域伝統文化基盤整備
地域の歴史・伝統文化を活用した地域づくりを推進するため、農村地域の歴史的な農
業水利施設や棚田・茅葺き家屋等の伝統的な農村景観の保全・復元に配慮した農村地域
の整備を総合的に実施します。
(カ) 雇用創出基盤整備
基幹産業である農林水産業の振興に加え、地域特性を活かした産業の新たな展開に必
要な用地、連絡道、情報通信等の基盤整備を通じて、魅力ある立地条件を整備します。
(キ) 農村基盤整備
多様な活気ある地域づくりを推進するため、農業生産基盤と、農業集落道、営農飲雑
用水等の基礎的な生活環境を総合的かつ一体的に整備します。
イ.
農村振興の連携に関する特認事業
農村振興基本計画の実現を効率的かつ効果的に図るため、関係府省所管施策事業と連携
するために特に必要な事業を農村振興テーマ別施策と一体的に実施できます。
(2) 実施できる工種
テーマ設定により、実施できる工種や実施する必要がある工種があり、表 9.4.4 に示しま
す。
- 9-12 -
表 9.4.4 農村振興総合整備事業で実施できる工種
区
分
農業生産基
盤整備事業
工
種
①ほ 場 整 備 事 業
②農業用用排水施設
整 備 事 業
③農 道 整 備 事 業
④農 用 地 開 発 事 業
⑤農 用 地 の 改 良
又 は 保 全事業
⑥農 用 地 管 理 保 全
①農 業 集 落 道
整 備 事 業
②営 農 飲 雑 用 水
施 設 整 備事業
③農 業 集 落 排 水
施 設 整 備事業
④農 村 公 園 緑 地
整 備 事 業
⑤農業近代化施設等
用 地 整 備事業
⑥集 落 防 災 安 全
施 設 整 備事業
⑦水辺環境整備事業
農村生活
環境基盤
整備事業
⑧緑化施設整備事業
⑨地 域 資 源 利 活 用
施 設 整 備事業
⑩集 落 環 境 管 理
施 設 整 備事業
⑪地 域 資 源 リ サ
イクル基盤整備
⑫公共施設補強整備
⑬ラ イ フ ラ イ ン
収 容 施 設整備
⑭土 壌 環 境 整 備
⑮住 民 参 加 促 進
環 境 整 備
⑯高 度 情 報
通 信 基 盤整備
①農 村 交 流 基 盤
施 設 整 備
②コ ミ ュ ニ テ ィ ー
施 設 整 備
③集 落 農 園 整 備
農村交流基
盤整備事業
④歩 行 者 専 用
遊 歩 道 整 備
⑤情報基盤施設整備
⑥移 動 通 信 施 設 等
基 盤 整 備
⑦施 設 環 境 整 備
⑧景 観 保 全 整 備
特認事業
⑨歴 史 的 土 地 改 良
施 設 保 全整備
⑩魚 道 整 備
特 認 事 業
都市農地
保全整備
①都市農地保全整備
農村生活環
境基盤整備
①高 度 情 報 通 信
基 盤 整 備
②市 民 農 園 整 備
内
容
農用地につき行う区域整理及びこれと相当の関連がある他の工事を一体的に行う整備。
農業用用排水施設の新設、廃止又は変更。
農道、農道橋、索道又は軌道等運搬施設の新設、廃止又は変更。
農用地の造成(農用地間の地目変更を含む)とこれに附帯する施設の新設、廃止又は変更。
①から④までに掲げるもののほか、農用地の改良又は保全のために必要な整備。
遊休農地解消実践活動により3年以内に活用の見込みのある農地を対象とした整備。
集落周辺の農道(幹線市町村道は除く)などの整備。拡幅、舗装、側溝等の整備が主体とな
るが、証明などの附帯施設やベンチ、トイレ、遊歩道などの修景施設整備も可。
栽培、飼育、農産物の洗浄など営農に必要な水や、飲料、生活用水、防火用水など多目的
な農村水道の整備。受益戸数がおおむね 10 戸以上、末端2戸までの共用施設が補助の対象。
集落に流れるいわゆる汚水路の整備。家庭用排水処理や雨水路の整備を通して農村に美し
い水路を取り戻す。主として雨水排水路の整備。
児童公園、運動広場、緑地等を整備するのに必要な施設の整備。整備の対象は、整地、修
景施設、運動施設、あるいはこれらの機能保持に必要な施設。
農業近代化施設や、市町村が事業主体となった生活環境改善のための教育、社会福祉、通
信交通等の公共施設の用地整備。
土留工、砂防工、防火水槽、防護柵、防風林等、集落の防災安全にかかわる施設の整備。
親水広場や、農業用用排水、農業用ため池等の水質浄化、生態系保全及び修景に配慮した
施設の新設・改修。親水広場の附帯設備としては緑化施設、親水施設を含む。
公共広場、農村公園や集落排水処理場周辺の環境美化を図るため修景施設等の整備。修景
市越は植樹、芝生、水飲み場、トイレ、照明施設、遊歩道、駐車場等。
太陽熱、風力、地熱等の地域資源を利用した、消雪施設、農林水産省助成(融資)の施設、
宿泊施設、スポーツ施設等に温水、地熱、冷熱等を供給する施設。
農業集落単位での環境を保全管理するための農産廃棄物等の処理、再利用等の施設及びこ
れに附帯する敷地、構内、駐車場、緑化等の整備。
(地域資源循環管理にあっては必須)農村地域における農産廃棄物、家畜糞尿、集落排水汚
泥、生ゴミ等を処理、再利用するための高速堆肥化処理施設等及びこれらに附帯する施設
の整備。
農林水産省所管に係る助成等をもって整備された公共施設のうち、安全性確保のために必
要な補強。
農業集落排水施設、営農飲雑用水施設、その他の公共施設の埋設工事に伴う不経済な道路
の掘り返しを防止するとともに、農村地域の景観の改善にも資するための公共施設を収容
する地下利活用施設の整備。
耕土等の流出入防止のため沈砂池、法面保護等の整備。
総合整備事業等で整備された施設の維持管理等への地域住民の参加を促進するため、地域
住民による簡易な生活環境の整備に対する支援。
(地域情報通信基盤整備に当てっては必須)地方公共団体、農業関係機関など公的機関の情
報ネットワークを構築するための高度情報通信基盤整備。
都市と農村の交流に必要な用地の整備。整備の対象は、整地、修景施設、あるいはスポー
ツ施設等の整備、及びこれらの機能を維持上必要な施設等の整備。
農業経営や農村生活の改善、健康増進、又は都市住民との交流に多目的に利用される建物
の整備や、これに附帯する施設の整備。
ほ場整備、農用地の改良等に際して、市民農園の整備や集落農園開設のための農用地整備
及びこれと一体的に行う周辺農用地の整備。
農村在住者の健康増進、又は都市住民との交流推進のため行う遊歩道等の整備。
土地改良施設等の維持管理や緊急時の情報伝達に必要な施設等の整備。
移動通信施設に係る基盤(用地及び管理用道路)の整備。
公共施設及び農林水産省所管に係る助成等をもって整備された施設の高齢者・障害者の利
用に資するために必要な研修。
文化的・歴史的景観の保全を図るために必要な施設の整備。整備対象連絡道、防護柵、用
排水施設、駐車場、管理施設、案内板、植樹、芝生等。
歴史的土地改良施設の歴史的価値の保全に配慮しつつ、施設の機能の維持又は工場及び安
全性の確保のために緊急に必要な補強工事。これと一体的に整備する施設の整備。
河川の生態系の保護等適正な流下放流量を確保するための魚道の新設又は回収。
地方農政局長が特に必要と認める施設の整備。
生産緑地地区内の農業用排水施設、農業道路等の農用地の利用又は保全のために必要な整
備。
生産緑地地区内の農地において市民農園を開設するために必要な施設等の整備。
(地域情報通信基盤整備に当たっては必須)
農業、農村の高度情報化に資する以下の1.又は2.の整備。
1.地方公共団体、農業関係機関等公的機関の情報通信ネットワークを構築するための高度
情報通信基盤の整備。
2.農業情報、行政情報等の提供のための高速インターネット基盤の整備。
- 9-13 -
9.4.3 中山間地域総合整備事業
本事業は、農業の生産条件等が不利な地域の実情を踏まえ、中山間地域の活性化に意欲の
ある地域を対象として、それぞれの地域の立地条件に沿った農業・農村の展開方向を探り、
農業生産基盤、農村生活環境基盤等の整備を総合的に行い、ほ場整備等において中山間地域
の実情に即した整備手法の導入を積極的に推進すること等により農業生産基盤の整備を併せ
て総合的に行うことにより、農業・農村の活性化を図り、もって地域における定住の促進、
都市との共通社会基盤の形成及び国土・環境の保全等に資することを目的とし、平成2年度
に創設されました。
表 9.4.5 中山間地域総合整備事業の詳細
項
目
所
管
事業実施
区
域
事業内容
補助対象
補 助 率
内
容
農林水産省
1.事業対象地域は、過疎地域自立促進特別措置法、山村振興法、離島
振興法、半島振興法及び特定農山村法による指定を受けた市町村又
は準ずる市町村。
2.農業振興地域であること。
3.農業生産基盤整備事業実施する地域にあっては、林野率 50%以上か
つ主傾斜がおおむね 1/100 以上の農用地の面積が当該地域の全農用
地の面積の 50%以上であること。
1.農業生産基盤整備事業
2.農村生活環境基盤整備事業
3.交流基盤整備事業
4.生態系保全施設等整備事業
5.交換分合事業
6.地域資源循環利用調整推進事業
7.むらづくり基盤推進事業
8.特認事業
都道府県、市町村等
55%(農林水産省・北海道)、60%(離島)、70%(奄美)、75%(沖縄)
(1) 事業内容
市町村が作成する農村振興基本計画(生産基盤型は地域活性化構想)に基づく実施計画に
したがって、表 9.4.6 の農業生産基盤整備事業のうち2以上の事業並びにイ.∼オ.及びキ.
までの適切な事業を組み合わせた整備(但し、生産基盤型にあっては一定面積以上のほ場整
備事業を含む下記の農具生産基盤整備事業のみ)をメニュー方式により総合的に実施します。
- 9-14 -
表 9.4.6 中山間整備事業の事業種類及び内容
区
分
工
種
①農 業 用 用 排 水
施設整備事業
②農 道 整 備 事 業
③ほ 場 整 備 事 業
ア. 農 業 生 産 基 盤
整 備 事 業
④農用地開発事業
⑤農 地 防 災 事 業
⑥客 土 事 業
⑦暗 渠 排 水 事 業
⑧農 用 地 の 改 良
又は保全事業
①農 業 集 落 道
整 備 事 業
イ. 生 活 環 境 基 盤
整 備 事 業
ウ. 交 流 基 盤 整 備
事
業
②営 農 飲 雑 用 水
施設整備事業
③農 業 集 落 排 水
施設整備事業
④集 落 防 災 安 全
施設整備事業
⑤用 地 整 備 事 業
⑥農 村 公 園 施 設
整 備 事 業
⑦活 性 化 施 設
整 備 事 業
⑧集 落 環 境 管 理
施設整備事業
①交 流 施 設 基 盤
整 備 事 業
②情 報 基 盤 施 設
整 備 事 業
③市 民 農 園 等
整 備 事 業
④施 設 間 連 絡 道
整 備 事 業
エ. 生 態 系 保 全 施
設等整備事業
生態系保全施設等
整 備 事 業
オ.交 換 分 合 事 業
カ.地域資源循環利
用調整推進事業
キ.む ら づ く り
基盤推進事業
ク.特 認 事 業
交 換 分 合事業
地域資源循環利用
調 整 推 進事業
むらづくり基盤
推 進 事 業
特 認 事 業
内
容
農業用用排水施設の新設、廃止又は変更。
農道、農道橋、索道又は軌道等運搬施設の新設、廃止又は変更。
農用地等の区画形質の変更及びこれと相当の関連がある他の工事を一体とし
て行う事業。
農用地以外の土地の畑地への地目変換(農用地間の地目変更を含む。)とこれ
に附帯する施設の新設、廃止又は変更。
農用地及び農業用施設の自然災害の発生を未然に防止するために必要な施設
の新設、又は変更。
農用地につき行う客土。
農用地につき行う完全暗渠の新設又は変更。
①∼⑦以外の農用地の改良又は保全のための必要な事業。
農業集落周辺における農業生産基盤整備事業に係る農道等を補完し、主とし
て農業機械の運行等の農業生産活動、農産物の運搬等に供する農業集落道の
整備。
家畜の飼育、園芸作物等の栽培、農産物の洗浄等を主体とする営農飲雑用水
施設の整備。
農業用用排水の機能維持を図るために行う雨水を排除する集落内の排水施設
の整備。
農業集落の防災と安全を図るため必要な土留防護柵、排水工、防風林、防雪
林、水路防護施設、防火水槽等の整備。
農業近代化施設、公用・公共施設等の用地の整備。
農業者等の健康増進といこいの場を提供することを目的とした緑地、運動広
場等の整備とこれに係る必要な施設の整備。
農業・農村の活性化に資する多目的施設の整備。
農業集落における環境を保全管理するための農産廃棄物等の処理、再利用等
の施設及びこれに附帯する施設の整備。
交流の場として必要な多目的広場等の整備、スポーツ施設及び滞在型施設等
の基盤整備並びにこれらに附帯する施設の整備。
農村地域の高度情報化社会の創出に資する公共施設の維持管理、行政、農業
生産等の情報管理・活用を行うための情報基盤の整備。
ほ場の整備、その他農用地の改良又は保全のため必要な事業であって、次の
いずれかの事項を内容とするもの。
1)市民農園整備促進法(平成2年法律第 44 号)第2条の規定する市民農園の
用に供する農地の整備及びこれと一体的に行う周辺農用地を対象とするも
の。
2)集落農園開設に用に供する農用地及びこれと一体的に行う周辺農用地を対
象とするもの。
3)1)又は 2)に附帯して都市との交流のために必要な施設の整備。
交流に資する施設を有機的に連絡し、交流の促進を図るための連絡道の整備。
1)動植物保護施設、動物保育施設、動物誘導施設、植栽、緩傾斜護岸等生態
系の保全に資する施設等の整備。
2)農地及び土地改良施設の国土保全機能を強化し、土砂流出等による下流域
の生態系への悪影響を低減するために行う事業(離島、奄美群島又は沖縄県
の区域内において行うものに限る)。
農用地等の交換分合。
間伐財利用促進工事の指定等による間伐財等地域資源の循環利用の促進と体
制の整備。
あらたなむらづくり推進に向けて特に必要な事業。
地方農政局長が特に必要と認める事業。
9.4.4 RPS法
RPS法は、エネルギーの安定供給による新エネルギーの利用に関する措置を講じ、もっ
て環境の保全に寄与し、及び国民経済の健全な発展に資することを目的としています。
RPS法は、総合資源エネルギー調査会及び環境大臣その他関係大臣の意見を聴いて、新
エネルギー電気の利用目標を経済産業大臣が定め、利用目標を勘案し、電気事業者(一般電
気事業者、特定電気事業者及び特定規模電気事業者)に対して、毎年度、その販売電力量に
応じ一定の割合以上の新エネルギー電気の利用を義務づけるものです。
- 9-15 -
RPS法において電気事業者は、義務づけられた新エネルギー電気の利用に関し、
①
自ら発電する。
②
他から新エネルギー電気を購入する。
③
他の電気事業者に義務を肩代わりさせる。
の3つの手法から、電気事業者は経済性その他の事情を勘案して最も有利な方法を選択でき
ます。
RPS法で定めている「新エネルギー等」とは、下記に示すものです。
①
風
力
②
太陽光
③
地
熱
④
水
力(水路式で 1,000kW 以下)
⑤
バイオマスを熱源とする熱
⑥
石油を熱源とする熱以外のエネルギーであって、政令で定めるもの
「新エネルギー等電気の利用目標(案)」における目標量を表 9.4.7 に示します。
表 9.4.7 新エネルギー等電気の利用目標量(億 kWh/年)
15 年度
16 年度
17 年度
18 年度
19 年度
20 年度
21 年度
22 年度
73.2
76.6
80.0
83.4
86.7
92.7
103.3
122.0
(備 考)
新エネルギー等電気の利用目標量については、必要な系統連系対策の内容及び費用
規模、並びにその実施・負担のあり方等について、引き続き検討を行う必要があるこ
とから、そうした検討による方向性がまとまるまでの間(3年を目途)、特段の系統対
策が生じない範囲にとどめることとしたもの。
RPS法において、新エネ発電事業者が「新エネルギー等電気」を電力会社に販売する際
には、供給した電力量を「電気」及び環境価値に相当する「新エネ等電気相当量」として別々
に販売できます。このため、ハイドロバレー計画における水力発電所を電力会社の電力系統
に連系することにより、余剰電力を電力会社に売電する際、単なる「電気」として売るのか
「新エネ等電気相当量」を合わせて売るのか、また、電力会社に「電気」を売電し、
「新エネ
等電気相当量」を別に売るのか、売電の方法を選択することが可能です。
- 9-16 -
10.運営管理
10.1
開発体制と運営体制
10.1.1
発電設備の開発体制
ハイドロバレー計画では、発電から需要まで総合的かつ合理的な企画・運営が必要となる
ため、地方公共団体自ら事業主体となって開発することが望まれます。
また、地方公共団体が事業を行うことにより、開発に伴う各種補助制度の適用が可能とな
り、経済的なメリットも得られます。
10.1.2
発電設備の運営体制
ハイドロバレー計画のような小規模の発電設備では、人件費の占める割合が大きいため、
運営管理は可能な限り無人化に努めなければなりません。
ハイドロバレー計画は基本的に水力発電所と地場産業や公共施設との組み合わせを考えて
いますので、電力を使用する設備すなわち需要設備を必ず伴っています。したがって、これ
らを一括して管理することにより経費の削減が図れます。
また、農業水利施設や水道設備などを活用した発電計画では、水力発電設備以外はほとん
ど共用設備であることが多く、これらを一括して管理することにより保安要員の削減が可能
となります。
10.2
電気事業法による義務事項
10.2.1
主任技術者
水力発電設備の運営管理は、電気事業法に準拠して主任技術者を選任し、保安規程を定め、
これに基づいて設備の運営管理に当たらなければなりません。
主任技術者には水車・発電機・変圧器・配電盤などの電気設備を担当する電気主任技術者
と、取水・水路・放流設備などの水力設備を担当するダム水路主任技術者が必要です。
ハイドロバレー計画のような自家用電気工作物の場合には、第3種電気主任技術者及び第
2種ダム水路主任技術者でよいことになっています。
第3種電気主任技術者は高校の電気工学卒業者で、電圧 500V 以上の電気工作物の工事や維
持又は運用で3年以上の経験が必要ですが、500kW 未満の発電所であれば、旧制中学又は同
等以上の学歴で電気工学に関する学科を修めた者や、第一種電気工事士免状の交付を受けた
者及び高圧電気工事技術者の検定に合格した者、あるいは経済産業省指定の高圧電気工事士
- 10-1 -
試験に合格した者でもよいことになっています。
第2種ダム水路主任技術者は高校(旧制中学)土木工学卒業者で、水力設備の工事や維持
又は運用で5年以上の経験が必要ですが、500kW 未満の発電所であれば、旧制中学又は同等
以上の学歴で土木工学に関する学科を修めた者や、学歴は問わず資格者と同等以上の知識及
び技能を有すると認められた者であればよいことになっています。
更に 100kW 未満の発電所であれば、土木技術に関し相当の知識及び技術を有していれば認
められます。
保安規程は管理する者の職務及び組織・保守教育・保守のための巡視・点検及び検査・発
電設備の運転又は操作・長期停止時の保守・災害時にとるべき措置・運転保守の記録並びに
発電施設の維持及び運用に関する保守事項について定めておくことが義務づけられています。
発電設備を設置する者は、この保安規程を遵守し設備の運営管理をしなければなりません。
10.2.2
報告・連絡
1,000kW 以上の自家用発電所では、半期毎に自家用発電所運転半期報を経済産業大臣に提
出しなければなりません。また出力に関係なく、事故発生時には速報及び詳報が義務づけら
れており、主任技術者が報告することになっています。
また、電力会社の配電線に接続して運転する発電所では、系統連系ガイドラインにしたが
って電力会社との緊急連絡用として、専用の電話回線を設置することを要求されることがあ
ります。
10.3
設備の有効活用
ハイドロバレー計画の成否は、いかに設備を有効活用しているかにかかっています。受給バ
ランスには常に関心を持ち、有効使用率を常に向上させるよう心掛けることが大切です。
地域の活性化と地場産業の振興には経済性を重視した運営が必要であり、発電と需要を常に
監視し、適正な規模の組み合わせと選択による受給バランスの見直しが必要で、余剰電力の有
効利用などエネルギーの有効活用に最大限の努力を払わなければなりません。
10.4
水力設備の維持管理
水力設備の事故は地域社会に及ぼす影響が大きいので、定期的な維持管理を行うほか、出水
などの非常時には臨時点検を行うなど施設の保全に留意しなければなりません。
取水口・水路・放流設備などの水力設備は、自然現象による損傷を受けやすく、万一の事故
時には地域社会に及ぼす影響が大きく、異常事態が発生する恐れのある場合や発生した場合に
は臨時点検を実施しなければなりません。
- 10-2 -
水力設備の定期的な巡視・点検の標準的な回数は次のとおりです。
①
月に2回∼3回巡視を行い、異常の有無を監視する。
②
6ヶ月に1回詳細な外部点検を行う。
③
自然条件・経年変化並びに工作物の構造を考慮し、2∼5年に1回抜水して内部
点検を行う。
地震・洪水・大雨などの後には必ず臨時点検を実施し、き裂・損傷・土砂流入の有無などを
調べ、必要に応じて速やかに処置を講じなければなりません。
水路設備の保守作業は施設内の流入土砂及び流入塵芥の除去がその大半です。特に開水路で
は晩秋期の落葉によるスクリーンの目詰まりや水路周辺の土砂崩壊による土砂の混入が発生し
やすいです。また、積雪地帯では流氷雪の除去作業が伴う場合もあります。
抜水して水路の内部点検を実施する場合には特に作業の安全に留意し、事前に詳細な作業計
画を立案し、作業中には絶対に水路に水を流入させない等、関係部署と密接な連絡調整を図ら
なければなりません。
事前に発見された不具合な箇所の補修を確実に実施するためには、あらかじめ補修部品又は
消耗部品を調達し点検と同時に取り替え作業を行い、今後の安全な運転が図れるようにしなけ
ればなりません。
水力設備の維持管理は、通常、職員自ら行う直営方式で行っているケースが大半です。更に、
ダム水路主任技術者についても有資格者の職員を選任している事例が多く見受けられます。点
検業務あるいは主任技術者の業務はさほど多くはありませんので、直営の有資格者に点検業務
を兼務してもらうことにより、維持管理費用のコストダウンを図ることができます。
10.5
電気設備の維持管理
常時は発電所を無人とするのがほとんどです。したがって、電気設備の維持管理のため定期
的な巡回や点検、事故発生時の臨時点検は必ず実施しなければなりません。
技術の進歩により最近は無人発電所が多く、発電所内には高圧の電気設備もあり、常に機械
が稼動しています。したがって、防護柵を設け門扉を施錠して関係者以外の者が侵入すること
のないよう、保安対策の万全を期す必要があります。
500kW 未満の発電所では技術者が適当な間隔をおいてその発電所に出向き、発電所の管理及
び機器の操作をすればよく、発電所の起動なども技術者が確認して行いますが、それ以外はす
べて無人自動運転で、もし万一異常があれば自動停止するシステムにすれば、省力化を図るこ
とができます。
- 10-3 -
水車・発電機・変圧器・配電盤などの電気設備に関する定期的な巡視や点検の標準的な回数
は次のとおりです。
①
月に2回巡回し、異常の有無を監視する。
②
2∼3年に1年停止・抜水して水車内外及び電気機器の詳細な点検を行う。
③
5∼10 年に1回程度発電設備をオーバーホールする。
電気設備の巡回時には、音・温度・色・振動・匂いなどによって異常を察知します。また、
油もれなどは、河川などの汚染につながりますので、早期発見に努める必要がります。
詳細点検時には必要に応じてパッキン類などの交換を、また、オーバーホール時にはランナ
等の補修を事前に計画して実施します。
電気設備の維持管理業務は、メーカーに委託しているケースが大半です。更に、電気主任技
術者についても外部に委託しているケースも多く見受けられます。日常の巡視点検業務あるい
は主任技術者の業務はさほど多くはないので、直営の有資格者に点検業務を兼務してもらうか、
あるいは外部委託する主任技術者に点検業務も兼務してもらうことにより、維持管理費用のコ
ストダウンを図ることができます。
自家用水力発電設備では、維持管理のために日常の巡回点検や定期点検で、設備の状態を把
握しておく必要があります。その一方で、自家用水力発電設備(自家用電気工作物)の場合には、
電気事業法により、経済産業大臣が事務所等の事業場に立ち入り、電気工作物、帳簿、書類そ
の他の物件の立ち入り検査を行いますので、日頃から帳簿類、書類などの整理を行っておく必
要があります。
10.6
送配電設備の維持管理
送配電設備には架空式と地中式があり、方式によって維持管理の内容が異なりますが、定期
的な巡回及び点検の他、異常事態発生時には必ず臨時点検を行います。
架空式の場合には、台風による損傷・塩害・地すべり・土砂崩壊・雪崩による倒壊・落雷に
よる被害・山間部での雑草の繁茂や風による被害などが発生します。地中式では地すべりや土
砂崩壊などによる被害や小動物などによる被害があります。
したがって、定期的な巡回及び点検の他、異常事態発生時には必ず臨時点検が必要です。
また、地中式の場合には常時目視することが不可能ですので、年に数回絶縁抵抗の測定など
を行って状況確認することが必要です。
送配電設備の定期的な巡視や点検の標準的な回数は電気設備に準じます。
- 10-4 -
11.開発効果
水力発電に関する評価方法として、建設単価法とC/V法が従来から用いられてきました。
建設単価法は、発電所の出力(kW)当たりの建設費あるいは発電電力量(kWh)当たりの建設費によ
って評価する考え方です。また、C/V法は、水力発電所の経費(C:Cost)を、水力発電所
の代わりに火力発電所を建設した場合に要する経費を便益(V:Value)とし、その比によって
経済性を評価する考え方です。
これらの評価方法は、既存の発電所との比較においては効果的ですが、ハイドロバレー計画
のように自家消費型の発電計画の経済的な位置付けを把握するための手法として十分とはいえ
ません。
このため、ハイドロバレー計画における開発効果の確認は、従来の評価手法だけではなく、
「キャッシュフロー」による発電計画の収支予想を行うこととします。
11.1
建設単価法
個別の電源の経済性を厳密に求めるには、その発電所から生まれる電力の発電原価を検討し
ますが、水力の場合、その年間経費のほとんどは資本費であり、計画地点が異なっても経費率
に大差はないので、計画段階での経済性の比較は建設単価法で行うのが便宜的です。しかし、
水力発電所の総合耐用年数は個々に異なり、機器費用の総工事費に占める割合の大きいもので
は耐用年数が短くなり、それによって原価が高騰する特性は考慮しておくべきです。
建設単価法には、出力(kW)当たりの建設単価と、発電電力量(kWh)当たりの建設単価の2
種類があります。出力当たりの建設単価は、
出力(kW)当り建設 単価(円/kW)=
建設費(円)
最大出力(kW)
で求められ、貯水池、調整池式のようなものは、kW 当たり建設単価が安いことが要求されます。
特に大規模水力の開発の決定に当たっては、代替火力の kW 当たりの建設単価が見合いとされま
す。この建設単価が重視されるような計画では設備利用率が小さくなります。
一方、年間可能発電電力量(kWh)当たりの建設単価は、
発電電力量(kWh) 当たり建設単価(円/ kWh)=
建設費(円)
年間可能発電電力量( kWh)
で求められ、これに経費率を乗ずるだけで原価が速算できることから、計画段階では一般水力
の経済性の概略を簡便に示す指標として最もよく用いられているものです。これは、原価主義
による電気料金と密接な関係を持つ評価手法といえますが、水力の kW 需給バランスへの貢献度
が全く入っておらず、単に輸入エネルギーの代替としての観点でしか評価されないので、使用
の際には留意する必要があります。
- 11-1 -
11.2
費用便益法(C/V法)
水力発電所に関する評価法の一つとして、従来から用いられているC/V法は、水力発電所
の年経費(C:Cost)を、水力発電所の代わりに火力発電所を建設した場合に要する経費を便
益(V:Value)とし、その比によって経済性を評価する考え方です。便益(V)は、
便益(V)=kW 価値(水力の有効出力×基準火力の kW 当たり固定費)
+kWh 価値(水力の有効電力量×基準火力の kWh 当たり可変費)
で求められます。
一方、年経費(C)はひとつひとつの項目について積み上げることになりますが、大略水力
は総建設費の8∼12%程度、火力は固定費のみで 15∼17%程度であり、それに燃料費が加算さ
れます。
算出した経費(C)と便益(V)の比、すなわちC/V≦1であれば、基準火力に対して計
画水力地点が等価ないしは優れた経済性を有していることになり、C/V>1ならば基準火力
より経済性が劣るという判断になります。
ハイドロバレー計画の場合も同様の考え方を適用することは可能ですが、一般の水力と異な
り規模が小さいこともあって、必ずしも単純な便益のみを考えるのは適切ではありません。
11.3
キャッシュフロー(発電計画収支予想)
キャッシュフローとは、ある一定の会計期間における現金の収入と支出の関係を計算して財
務評価を行うものです。
ハイドロバレー計画は、地方公共団体(市町村等)が開発主体となって進める地域振興のた
めの水力開発ですが、積極的に開発に取り組もうとしても経済的位置づけが不確かでは計画が
進展せず、意欲も湧かないものです。具体的には、投下する資金がいつの時点で回収されるの
か、毎年いくらの利益の発生が見込めるのか、耐用年数の間で収支はバランスするのか等々、
計画地点の経済的位置づけを明確に把握することが重要となります。
ハイドロバレー計画におけるキャッシュフローは、発電所建設の収支計画(予想)計算と発
電所建設後の収支計画(予想)計算を行い、それぞれの収支の累計により算定します。発電所
建設の収支累計よりも建設後の収支累計が大きくなった時が、発電所建設費を回収したことを
表します。この発電所建設費を回収するまでの期間が短いほど開発効果があることを示してい
ます。また、単年度のキャッシュフロー(収益)が多いほど経済性に優れることを示します。
11.3.1
発電所建設の収支計画
発電所建設の収支計画は、発電所建設費の財源計画と発電所建設による一般財源の支出計
画からなります。
- 11-2 -
発電所建設費の財源計画は、補助の対象となる工事と対象にならない工事の工事費の区分
け、補助金額の算出、起債額と市費の算出を行います。また、発電所工事が複数年に亘る場
合には、補助金、起債、市費の支出の年度分け計画を行います。
一般財源の支出計画は、建設工事費のうち市費の分の支出計画(建設時の財源)と、起債の
償還計画を行います。各年度の建設時の財源と起債償還額の合計が、各年度における一般財
源必要額となります。起債のうち地方交付税が算入されるものを用いた場合には、起債償還
計画において各年度の地方交付税算入額を算出します。一般財源必要額から交付税算入額を
差引いた額が実質の一般財源差額となり、この額を毎年度累計していきます。
11.3.2
発電所建設後の収支計画
発電所建設後の収支計画は、各年度の発電所建設による電気料金効果額を収入、発電所の
運転管理に必要な維持管理費を支出として収入相当額を算出し、毎年度累計していきます。
(1) 発電所建設による電気料金効果額の算出
発電所建設による電気料金効果額は、発電所を建設しないで需要施設が現在電力会社に支
払っている電気料金を収入とみなし、発電所を建設したことによる不足電力時の購入電気料
金を支出、余剰電力の売電料金を収入として、収支を計算したものです。
発電所を建設しないで需要施設が電力会社に支払っている電気料金を収入とみなすのは、
電力会社から購入していた電力を、発電所を建設したことにより電気料金を支払わなくなる
ため、実質的な収入と見なされるからです。
(2) 発電所の運転管理に必要な維持管理費の算出
維持管理費は、「7.開発計画」で求めた年経費を基に算出します。水力発電所を開発す
る事業者が市町村の場合は、年経費をそのまま維持管理費(運転経費)として使用できます。
ただし、市町村以外の事業者が資本費を考慮する場合は、年経費のうち減価償却費等の非
キャッシュ項目の扱いを調整する必要があります。
一般に減価償却費は、損益勘定においては費用として計上しますが、現金支出を伴わない
ことからキャッシュフロー計算には含めません。また、金利は発電所建設の収支計画で既に
計上していますので、維持管理費には再度計上する必要はありません。
したがって収入相当額を算出する場合は、いったん年経費として控除した減価償却費と金
利を加え直し、その存在を相殺する必要があります。
図11.3.1と図11.3.2にキャッシュフロー計算における年経費の対象項目と、収入相当額の
算出方法を示します。
- 11-3 -
(年 経 費)
直接費
間接費
(キャシュフローにおける維持管理費)
人 件 費
修 繕 費
その他経費
一般管理費
※項目の調整なし
人 件 費
修 繕 費
その他経費
一般管理費
収入相当額 = 発電所建設による電気料金効果額 − 年経費
図11.3.1 年経費対象項目と収入相当額(市町村の場合)
(年 経 費)
資本費
直接費
間接費
(キャシュフローにおける維持管理費)
減価償却費
金
利
固定資産税
人 件 費
修 繕 費
その他経費
一般管理費
※項目の調整が必要
固定資産税
人 件 費
修 繕 費
その他経費
一般管理費
収入相当額 = 電気料金効果額 − 年経費 + 減価償却費 + 金利
図11.3.2 年経費対象項目と収入相当額(市町村以外の場合)
11.3.3
(1)
キャッシュフロー計算
キャッシュフローの計算方法
キャッシュフローの計算は、「7.開発計画」で需給バランスを考慮して立案した最適規
模の発電諸元に基づいて算定します。
表11.3.1と表11.3.2にキャッシュフローの計算様式を示します。表中の記載内容・項目に
ついては、事業者の実態に応じて調整して下さい。
なお、最終的に適用する補助率が「7.開発計画」の表7.3.4と大きく異なる場合は、経
費率を個別に算出する必要があります。
- 11-4 -
②
- 11-5 -
(b)
(D)=(a)-(b)
(c)
(d)
年経費
(E)=(c)-(d)
(D)-(E)
実質年間
総経費
Σ(D)-Σ(E)
発電所建設費
回収年数計算
購入
電気料金
(b)
電気料金差額
(d)=(c)-(b)
売電料金
(c)
(a)+(d)
発電所建設による
電気料金効果
実質一般財源差額の累計が収入
相当額の累計を上回った時点が
発電所建設費を回収した年
Σ(E)
収入相当額 同左の累計
発電所を建設した場合
(自家発電により施設電力供給)
維持管理費として
は年経費と同じ
発電所建設
による
電気料金
効果額
発電所を建設
しない場合
(現 状)
施設年間支払
電気料金
(a)
Σ(D)
実質一般
実質一般 財源差額
財源差額 の累計
起債しない場合、交付税算
入がない場合、必要なし
(a)=Σ①∼②
計
【備 考】
※1:初年度の建設費総額の欄の上段値:補助、下段値:補助対象外(送電線費用を含む)
※2:償還条件:起債償還は翌年から開始し、 年据置、 年元利均等償還、年利 %とする。
※3:年経費は、人件費、修繕費、その他経費、一般管理費とする。
※4:契約電気種別は、 とする。
※5:売電単価は、 円/kWhと想定する。
建設費のうち、上段値は補助、下段値
は補助対象外(送電線費用を含む)を
記入
起債しない場合、
必要なし
①
起 債
償還額
交付税
算入額
建設期間: 年
備 考
(単位:千円)
1 発電所運開後 経過年数
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40 発電所耐用年数 40年
起債しない場合、
必要なし
(C)× %
町費
建設時
の財源
一般財源必要額
発電所建設後の収支計画
維持管理費
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
(C)× %
起債
財源内訳
町費
(C)=(A)× %
発電所建設の収支計画
一般財源内訳
1
(B)=(A)× %
(A)
3
条件: 最大使用水量Q= m /s、最大出力P= kW、需要= kW
1
年 度
国 庫
補助金額
建設費
の総額
ケースNo.:
キャッシュフロー(発電計画収支予想) 【国庫補助率 %+市債 %( 債充当率 %)】
表11.3.1
キャッシュフロー計算表(市町村の場合)
団体費
②
返済額
(金利込み)
(a)=Σ①∼②
計
(D)=(a)
Σ(D)
実質一般
実質一般 財源差額
財源差額 の累計
(b)
発電所建設
による
電気料金
効果額
(c)
年経費
(d)
減価償却費
(e)
金利
(E)=(b)-[(c)-(d)-(e)]
収入相当額
発電所建設後の収支計画
維持管理費
Σ(E)
同左の累計
(D)-(E)
実質年間
総経費
Σ(D)-Σ(E)
発電所建設費
回収年数計算
備 考
(単位:千円)
- 11-6 -
【備 考】
※1:初年度の建設費総額の欄の上段値:補助、下段値:補助対象外(送電線費用を含む)
※2:年経費は、減価償却費、金利、固定資産税、人件費、修繕費、その他経費、一般管理費とする。
※3:契約電気種別は、 とする。
※4:売電単価は、 円/kWhと想定する。
建設費のうち、上段値は補助、下段
値は補助対象外(送電線費用を含
む)を記入
発電所を建設
しない場合
(現 状)
施設年間支払
電気料金
(a)
購入
電気料金
(b)
(c)
売電料金
(d)=(c)-(b)
電気料金差額
発電所を建設した場合
(自家発電により施設電力供給)
金利は発電所建設の収支計画のうち返
済額(金利込み)に含まれており、重複を
避けるため、年経費として控除した分を
加え直す
減価償却費は、実際は現金支出を伴
わないことからキャッシュフローには含めな
いため、年経費として控除した分を加
え直す
(a)+(d)
発電所建設による
電気料金効果
実質一般財源差額の累計が収入
相当額の累計を上回った時点が
発電所建設費を回収した年
1 発電所運開後 経過年数
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40 発電所耐用年数 40年
①
建設時
の財源
一般財源必要額
発電所建設の収支計画
一般財源内訳
1 建設期間: 年
(B)=(A)× % (C)=(A)× %
国 庫
補助金額
財源内訳
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
(A)
建設費
の総額
3
条件: 最大使用水量Q= m /s、最大出力P= kW、需要= kW
1
年 度
ケースNo.:
キャッシュフロー(発電計画収支予想) 【国庫補助率 %+団体費 %】
表11.3.2
キャッシュフロー計算表(市町村以外の場合)
(2)
経費率の見直し
「7.開発計画」における年経費の算出においては、その統一化・簡素化を図るため、標
準的な率を採用することとしてきました。
しかしながら、ハイドロバレー計画で行う水力開発はいわゆる小水力の領域であり、経済
性を得るためには既存の施設をできる限り利用し建設費の抑制に努めるとともに、年経費す
なわち発電所を運営・管理していく費用を抑える工夫をする必要もあります。
水力発電所は安定した運転を継続しますので、常に無人で運転を行い、事務所などから遠
方監視を行うことが可能です。そこで、例えば発電所の運転は職員が兼務で行い、水力発電
所の経費で人件費を計上せずに年経費を下げることが可能です。また、発電所の運転には、
電気主任技術者やダム・水路主任技術者の有資格者が必要ですが、これも職員の中に有資格
者がいれば、発電所の主任技術者を兼務することにより、その他経費(外部委託費)を抑え
ることが可能です。
したがって、具体的な計画段階においては、現実的な運営・管理方法を考慮して経費率を
見直し、より良いハイドロバレー計画を策定することが肝要です。
11.3.4
発電所建設後の収支結果
発電所建設の収入計画における実質一般財源差額から、発電所建設後の収支計画の収入相
当額を差引いたものが、発電所を建設したことによる実質の年間総経費となります。
また、実質一般財源差額の累計は支出の累計、収入相当額の累計は収入の累計ですので、
実質一般財源差額の累計から収入相当額の累計を差引いた値がマイナスになった時点が、す
なわち収入累計が支出累計を上回ったことを意味し、発電所建設費を回収したことを示しま
す。
- 11-7 -
12.諸手続き
本ガイドブックに記載した内容にしたがって概略検討を行い、ハイドロバレー計画が可能か
否かの見極めをつけ、可能であると判断した場合、次のステップで計画を進めて行きます。
①
専門家の調査・計画・設計によって最終計画案としてまとめ、確認した後実行に
移します。
②
隣接市町村に影響がある場合や民有地を導水路などが通る場合、内水面漁業権が
設定されている場合などは、開発計画に協力が得られるよう関係者への説明を行い
ます。
③
発電事業として実施する場合、電気事業法に基づく手続きが必要な場合もありま
す。また取水や、河川域内に取水設備を設置することに関しては、河川法に基づく
手続きが必要です。
④
電力会社の配電線と連系する場合には、電力会社との間で系統連系に関する申
請・協議が必要となります。
⑤
12.1
助成制度を利用する場合には、関係機関との協議及び申請が必要です。
関係者への説明
ハイドロバレー計画は地域の活性化を目的としたものであり、当然のことでありますが地元
全体の賛同のもとに推進しなければなりません。
(1) 近隣市町村等への説明
市町村または農業協同組合などが、その地域内において水力開発計画を進める場合は比較
的問題が少ないと考えられますが、その地域外に影響を及ぼすような場合には、近隣の市町
村にも十分理解を求めなければなりません。各種の現地調査のために現地に立ち入る段階で
は、市町村当局や地区自治会等と接触し、同意を得ておくことが望ましいと考えられます。
(2) 地権者への説明
水路や発電所の計画地などに地権者がいる場合は地権者と用地買収交渉開始を、また用地
が国有林の場合には所管の森林管理署と国有林野法及び森林法に基づく手続きについて事前
打ち合わせを行う必要があります。
河川に漁業権が設定されている場合には漁業協同組合などと漁業補償交渉を開始する必要
があります。
- 12-1 -
12.2
都道府県や各省への説明・協議
許認可申請及び建設事業に関して、都道府県の土木部(国有地関係)
・農林部(保安林・内水
面漁業・農地関係)・環境部(水質保全関係)・企画部(開発・総合開発調査関係)などへ説明
し理解と協力を得る必要があります。
地方の経済産業局には、事前に計画内容を説明し指導を受けておくことが望ましいと考えら
れます。
一級河川の場合は国土交通省の河川(国道)事務所及び地方整備局へ、二級河川の場合は県の
土木事務所(土木現業所)及び県(土木部等、関係部室)へ、また、準用河川については市町村関
係機関へ内容説明を行い河川維持流量、河川工作物の位置や設計などについて事前に審査を受
けなければなりません。また、自然公園法の適用区域については環境庁の指導を受ける必要が
あります。
12.3
電力会社への説明
電力会社の送配電線に接続する計画では、電力会社と協議を重ね、工事計画を作成するまで
に仮契約を結ぶ必要があります。
12.4
許認可手続き
水力発電を行う場合の主要な許認可手続きは、電気事業法及び河川法による手続きです。ま
た、自然公園法等他の関係法規に関する手続きが必要となる場合には、関係機関と協議の上、
併せてこれを行う必要があります。
小水力発電の場合は、環境影響評価についての法的な手続きは必要ありませんが、自主的に
環境影響について調査し、適切な時点で地域住民等に内容を説明し、十分な理解を得ることが
望ましいと考えられます。更に、電力会社の送配電線と接続し、発電電力を売電、又は買電す
る場合は、関係電力会社と協議し、電力受給契約を締結する必要があります。
図 12.4.1 は、水力発電導入に関する主な許認可手続きの流れを示します。また、水力発電開
発に関連する主な法規として、以下のものが揚げられます。
【関係法規】
①
電気事業法(経済産業省)
②
河
③
その他法令
川
法(国土交通省)
自然公園法、自然環境保全法、鳥獣保護及び狩猟に関する法律、文化財保護法、
土地収用法、農地法、農業振興地域の整備に関する法律、森林法、国有林野法、
水産資源保護法、国土利用計画法、国有財産法、砂防法、地すべり防止法等。
- 12-2 -
計画実施の決定
実 施 設
計
工事着工
完成
発 電 開 始
系統連系開始
図 12.4.1 水力発電導入における許認可手続きの流れ
詳細検討段階
︵電気事業法︶
工 事 計 画
事 前 届 出
︵河 川 法︶
用
請
水 利 使
許 可 申
施工
概 略検討 段 階
開発計画検討
事 前 説 明
そ の 他 法 令
許 可 申 請
電力契約締結
許可
電力会社協議
- 12-3 -
発注
受理
許可
予備検討段階
地点選定
12.4.1
電気事業法
電気事業法は、電気工作物の工事、維持及び運用を規制することにより公共の安全を確保
し、また、環境の保全を図ることを目的としたものです。
電気事業法上の電気工作物は、図 12.4.2 に示すように電気工作物を事業用電気工作物と一
般用電気工作物とに区分され、更に事業用電気工作物は電気事業用電気工作物と自家用電気
工作物とに区分されています。
電気事業者
電気事業の
用に供する
電気工作物
・一般電気事業者(電力会社)
・卸電気事業者
・特定電気事業者
・特定規模電気事業者
事業用電気工作物
電気工作物
自 家 用
電気工作物
・卸供給事業者(公営、その他
卸供給事業者)
・自家用電気工作物を設置す
る者(自家用発電設置者)
水力発電設備
一般用電気工作物
出力 10kW 未満※
※ダムを伴うものを除く
図 12.4.2 電気工作物と事業者の関係
水力発電の開発を地方公共団体が行う場合、自家用発電設置者になるケースが大半ですの
で、下記に示す法令に従いそれぞれの電気工作物に応じた保安体制の確立や工事計画の届出
が求められます。
①
法
第 39 条(事業用電気工作物の維持)
事業者は自主保安体制の整備を図るため、常に技術基準に定めるところに従い、
電気工作物を正常な状態に維持しておかなければならない。
②
法
第 42 条(保安規程)
電気工作物の工事、維持及び運用に関する保安確保のため、保安規程を作成し届
出なければならない。
- 12-4 -
③
法
第 43 条(主任技術者)
電気工作物の工事、維持及び運用に関する保安の監督を行わせるため、主任技術
者を選任しなければならない。
④
法
第 48 条(工事計画の事前届出)
電気工作物の設置又は変更の工事を行うものは、工事の計画を届出なければなら
ない。
上記手続きの届出は、各地方経済産業局に対して行います。
なお、一般用電気工作物(10kW 未満)の場合は、前述の①∼④の手続きは不要です。表 12.4.1
に関連する法令に対する条文の概要を示します。
表 12.4.1 電気事業法関連条文
条
法
文
内
発電、変電、送電若しくは配電又は電気の使用のために設
第2条
電
気
容
工
作
物
置する機械、器具、ダム、水路、貯水池、電線路その他の工
作物をいう。
一般用電気工作物: 水力発電設備で出力 10kW 未満のもの
法
第 38 条
施
第 48 条
電 気 工 作 物 の 区 分
(ダムを伴うものは除く)
事業用電気工作物:
一般用電気工作物以外の電気工作物
自家用電気工作物:
事業用電気工作物のうち電気事業用
以外のもの
法
第 39 条
事業用電気工作物の維持
法
第 42 条
施
第 50 条
保 安 規 程 の 届 出
法
第 43 条
施
第 52 条
主 任 技 術 者 の 選 任
事業用電気工作物を設置する者は、事業用電気工作物を経
済産業省令で定める技術基準に適合するように維持しなけれ
ばならない。
事業用電気工作物を設置する者は、事業用電気工作物の工
事、維持及び運用に関する保安を確保するため、経済産業省
令に定めるところにより、保安規程を定め、事業用電気工作
物の使用の開始前に、経済産業大臣に届出なければならない。
事業用電気工作物を設置する者は、事業用工作物の工事、
維持、運用に関する保安の監督をさせるため、経済産業省令
で定めるところにより、電気及びダム水路主任技術者を選出
しなければならない。
法
第 48 条
事業用電気工作物の設置又は変更の工事であって、経済産
施
第 65 条
業省令で定めるものをしようとする者は、その工事の計画を
工事計画の事前届出
経済産業大臣に届出なければならない。
- 12-5 -
12.4.2 河川法
河川法は河川について、洪水、高潮等による災害の発生が防止され、河川が適正に利用さ
れ、流水の正常な機能が維持され、及び河川環境の整備と保全がされるようにこれを総合的
に管理することにより、国土の保全と開発に寄与し、もって公共の安全を保持し、かつ、公
共の福祉を増進することを目的としています。
水力発電所を設置する場合には、河川法に基づき水利権を取得する必要があります。水利
権とは、流水を特定の目的のために、排他的にまた継続的に占有する権利であり、河川法第
23 条(流水の占用の許可)により、河川管理者が許可を与えるものです。
発電のための水利使用は「特定水利使用」と呼ばれ、一級河川、二級河川、準用河川に発
電所を設置する場合に対して、出力の大小に係わらず水利権の取得が必要となります。普通
河川の場合は河川法の適用は受けませんが、発電等、特定水利使用を行う場合には河川指定
を受けるよう行政指導されています。
また、かんがい用水等水利権が取得済みの場合でも、目的が異なる発電用に利用する場合
には、新たに水利権の取得が必要となります。
下記の法令は渓流水を利用した発電所設置の場合に許可が必要となるものであり、水利使
用に関する法律(法 第 23、24、26 条)、に加えて施工計画や設置の位置によって、更に法
第 25、27、55、57 条の適用が必要である場合がありますが、個別の検討時にはどの法令の制
約を受けるかについて、河川管理者の指導を受けることが必要です。
また、上水道、下水道、工場内水を利用した発電所設置の場合は、必ずしもこれらの法令
が適用されるとは限りません。
①
法
第 23 条(流水の占用)
②
法
第 24 条(土地の占用)
③
法
第 25 条(土石等の採取)
④
法
第 26 条(工作物の新築)
⑤
法
第 27 条(土地の掘削)
⑥
法
第 55 条(河川保全区域における行為の制限)
⑦
法
第 57 条(河川予定地における行為の制限)
表 12.4.2 に関連する法令に対する条文の概要を示すとともに、図 12.4.3 に河川法申請の
手続きの流れを示します。
- 12-6 -
表 12.4.2 河川法関連条文
条
法
文
第 23 条
流水の占用の許可
法
第 24 条
土地の占用の許可
法
第 25 条
土石等の採取の許可
法
第 26 条
工作物の新築等の許可
内
容
河川の流水を占用しようとする者は、国土交通省令で定める
ところにより、河川管理者の許可を受けなければならない。
河川区域内の土地を占用しようとする者は、国土交通省令で
定めるところにより、河川管理者の許可を受けなければならな
い。
河川区域内の土地において土石を採取しようとする者は、国
土交通省令で定めるところにより、河川管理者の許可を受けな
ければならない。
河川区域内の土地において工作物を新築し、改築し、又は除
去しようとする者は、国土交通省令で定めるところにより、河
川管理者の許可を受けなければならない。
河川区域内の土地において土地の掘削、盛土若しくは切土そ
法
第 27 条
土地の掘削等の許可
の他土地の形状を変更する行為又は竹木の栽植若しくは伐採を
しようとする者は、国土交通省令で定めるところにより、河川
管理者の許可を受けなければならない。
法
第 55 条
河川保全区域における
行為の制限
法
第 57 条
河川予定地における
行為の制限
河川保全区域内において土地の掘削、盛土又は切土その他土
地の形状を変更する行為若しくは工作物を新築し、改築しよう
とする者は、国土交通省令で定めるところにより、河川管理者
の許可を受けなければならない。
河川予定地において土地の掘削、盛土又は切土その他土地の
形状を変更する行為若しくは工作物を新築し、改築しようとす
る者は、国土交通省令で定めるところにより、河川管理者の許
可を受けなければならない。
- 12-7 -
(一級河川)
(二級河川)
工事事務所
土木事務所
(準用河川)
地方整備局
協
議
都 道 府 県
土 木 部 長
都 道 府 県
知
事
国土交通大臣
経 済 産 業
大
臣
協
意見の
徴 収
議
許
都 道 府 県
知
事
経 済 産 業
大
臣
可
報
告
許
意見の
徴 収
市町村
市町村長
可
許
可
図 12.4.3 河川法水利使用許可申請手続きの流れ
12.4.3
その他関係法令
水力発電の開発に伴う、電気事業法及び河川法以外の関係法令を表 12.4.3 に示します。適
用施設の設置位置によっては、適用のない法令もあるため、個別の検討時にはどの法令の制
約を受けるかについて、当該所管官公庁の指導を受けることが必要です。
以下に関連法規のうち、主なものについての概要を示します。
(1) 自然公園法
自然公園法は優れた自然の風景地を保護するとともに、その利用の増進を図り、もって国
民の保護、休養及び教化に資することを目的とします。法の他に、自然公園法施行令、自然
公園法施行規則があります。
(2) 自然環境保全法
自然環境保全法は、自然公園法その他の自然環境の保全を目的とする法律と相まって、自
然環境を保全することが特に必要な区域等の自然環境の適正な保全を総合的に推進すること
により、広く国民が自然環境の恵沢を享受するとともに、将来の国民にこれを継承できるよ
うにし、もって現在及び将来の国民の健康で文化的な生活の確保に寄与することを目的とし
ます。法の他に、自然環境保全法施行令、自然環境保全法施行規則があります。
(3) 鳥獣保護及び狩猟に関する法律
鳥獣保護事業を実施し、及び狩猟を適正化することにより鳥獣の保護繁殖、有害鳥獣の駆
除及び危険の予防を図り、もって生活環境の改善及び農林水産業の振興に資することを目的
とします。法の他に、鳥獣保護及び狩猟に関する法律施行令、鳥保護及び狩猟に関する法律
施行規則があります。
- 12-8 -
(4) 文化財保護法
文化財保護法は、文化財を保存し、かつ、その活用を図り、もって国民の文化向上に資す
るとともに、世界文化の進歩に貢献することを目的とします。法の他に、文化財保護法施行
令があります。
(5) 土地収用法
土地収用法は、公共の利益となる事業に必要な土地等の収容又は使用に関し、その要件、
手続き及び効果並びにこれに伴う損失の有償等について規定し、公共の利益の増進と私有財
産との調整を図り、もって国土の適正かつ合理的な利用に寄与することを目的とします。法
の他に、土地収用法施行法、土地収用法施行令、土地収用法施行規則があります。
(6) 農地法
農地法は、農地はその耕作者自らが所有することも最も適当であると認めて、耕作者の農
地の取得を促進し、及び権利を保護し、並びに土地の農業上の効率的な利用を図るためその
利用関係を調整し、もって耕作者の地位の安定と農業生産力の増進を図ることを目的としま
す。法の他に、農地法施行法、農地法施行令、農地法施行規則があります。
(7) 農業振興地域の整備に関する法律
自然的経済的社会的諸条件を考慮して、総合的に農業の振興を図ることが必要であると認
められる地域について、その地域の整備に関し必要な施策を計画的に推進するための処置を
講ずることにより、農業の健全な発展を図るとともに、国土資源の合理的な利用に寄与する
ことを目的とします。
(8) 森林法
森林法は、保安林以外の森林であってもそれが国民生活の安定と地域社会の健全な発展に
少なからぬ役割を有していることを鑑み、これらの森林において開発行為を行うに当たって
は、これらの森林の有する役割を阻害しないよう適正に行うことが必要であり、保安林制度
との連携を図りつつ、森林の土地の適正な利用を確保することを目的とします。法の他に、
森林法施行法、森林法施行令、森林法施行規則があります。
(9) 国有林野法
国有林野の活用に関する法律は、森林、林業基本法の規定の趣旨に即し、国有林野の所在
する地域における農林業の構造改善その他産業の振興又は住民の福祉の向上のための国有林
野の活用につき、国の方針を明らかにするなどにより、その適正かつ円滑な実施の確保を図
ることを目的とします。法の他に、国有林野法施行規則があります。
(10)
水産資源保護法
水産資源保護法は、水産資源の保護培養を図り、かつ、その効果を将来にわたって維持す
ることにより、漁業の発展に寄与することを目的とします。法の他に、水産資源保護法施行
- 12-9 -
令、水産資源保護法施行規則があります。
(11)
国土利用計画法
国土利用計画法は、土地の投機的取引や地価の高騰を防ぎ、適正かつ合理的な土地利用の
確保を図るものです。法の他に、国土利用計画法施行令、国土利用計画法施行規則がありま
す。
(12)
国有財産法
国有財産である道路や水路などの公共物を他の目的に用いる場合には、申請をして、国有
財産法に基づく用途廃止及び払下げ処分を受けなければなりません。対象となる国有財産は、
道路法の適用を受けない道路(里道、農道等)、河川法の適用を受けない普通河川・水路・た
め池など国有財産で他の法律の適用のないものです。法の他に、国有財産法施行令、国有財
産法施行規則があります。
(13) 砂防法
砂防法は、治水上砂防のため、砂防設備を施設する必要のある土地又は一定行為を禁止制
限すべき土地を指定し、土砂災害を防止することを目的とします。法の他に、砂防法施行規
定が制定されています。
(14)
地すべり防止法
地すべり防止法は、地すべり及びぼた山の崩壊による被害を除去し、又は軽減するため、
地すべり及びぼた山の崩壊を防止し、もって国土の保全と民生の安定に資することを目的と
します。法の他に、地すべり等防止法施行令、地すべり等防止法施行規則があります。
- 12-10 -
表 12.4.3 その他関係法令許認可等の一覧表
法
令
条
自然公園法
自 然 環 境
保
全
法
鳥獣保護及び
狩
猟
に
関する法律
文化財保護法
土地収用法
農
地
法
農業振興地域
の
整
備
に関する法律
森
林
法
国有林野法
水 産 資 源
保
護
法
国 土 利 用
計
画
法
国有財産法
砂
防
法
地 す べ り
防
止
法
項
許認可等の内容
許認可権者
(国立・国定公園)
・特 別 地 域
工作物設置、立木伐採許可
・特別保護地区
土 地 形 状 変 更 許 可
・普 通 地 域
工 作 物 新 設 届 等
・原 生 自 然 環 境 保 全 区 域 内 行 為 許 可
・自然環境保全地域(特別地区)内行為許可
・
〃
(普通地区)内行為届出
(国立公園の場合)
環 境 大 臣
(国定公園の場合)
都道府県知事
環 境 大 臣
〃
〃
第8条8項
第5項
・特 別 鳥 獣 保 護 地 区 行 為 許 可
都道府県知事
第 57 条
第 57 条2項
第 57 条5項
第 80 条
第 11 条
第 16 条
第 47 条2項
・埋 蔵 文 化 財 発 掘 届 出
・埋蔵文化財包地内土木工事事前届出
・遺 跡 の 発 見 に 関 す る 届 出
・史跡、名勝、天然記念物現状変更許可
・事業準備のための立入許可
・事
業
の
認
定
・収 用 又 は 使 用 の 裁 決
第5条
第4条
・農地転用事前審査申出
・農 地 転 用 許 可
文化庁長官
〃
〃
〃
都道府県知事
国土交通大臣
収用委員会
都道府県知事
2ha超
農林水産大臣
2ha以下 都道府県知事
第 15 条の 15
・農用地域の除外許可
都道府県知事
第 10 条2項
第 27 条
第 34 条1項
第 34 条2項
第 10 条
第7条
第7条
第7条
・林 地 開 発 許 可
・保 安 林 解 除
・保 安 林 伐 採 許 可
・保安林内作業許可
・立 木 伐 採 届
・国有林野伐採許可
・国有林野売払申請
・国 有 林 貸 付 申 請
第 18 条1項
・工事の制限等に係る許可
第 14 条
第 23 条
第8条
第 20 条
第4条
・土地に関する利権の移転等の許可
・
〃
の届出
・国 有 財 産 の 公 用 廃 止 願
・国有財産の処分等の許可
・砂 防 指 定 地 内 作 業 許 可
都道府県知事
農林水産大臣
都道府県知事
〃
〃
農林水産大臣
〃
〃
都道府県知事
(2県以上の場合)
農林水産大臣
都道府県知事
〃
財 務 大 臣
〃
都道府県知事
第 18 条1項
・地すべり防止地区内行為許可
都道府県知事
第 17 条3項
第 18 条3項
第 20 条
第 17 条3項
第 25 条4項
第 28 条
- 12-11 -
13.ケーススタディ
ここでは、「5.発電計画」で述べた発電計画の立案方法について、より理解を深めるため
に、計算例を示しながら詳しく説明します。なお、分かりやすくするため「13.1 河川流量資
料の整理」から「13.2 発電計画」までは一般的な流れ込み式発電所の計画手法を、「13.3 最
適発電規模の検討」以降は、具体的なモデル地点を設定してケーススタディを行っています。
13.1
河川等流量資料の整理
13.1.1
測水所流量資料の整理
計画地点近傍にある測水所の過去10年間の河川流量データを入手し、年ごとに表13.1.1に
示すような日流量年表に流量データの整理を行います。
表13.1.1 日流量年表
○○測水所流量流況
1995 年
日流量年表 1992年
(単位:㎥/s)
1月
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
合計
23.98
22.32
20.72
19.94
19.18
23.98
21.51
19.94
23.98
20.72
19.94
19.18
19.94
20.72
19.18
18.43
19.18
18.43
17.70
17.70
20.72
18.43
17.70
17.70
16.98
16.98
16.98
16.27
16.27
21.51
19.94
606.15
平均
19.55
2月
3月
4月
21.51
19.18
23.98
42.72
29.32
24.83
22.32
20.72
19.94
19.18
18.43
17.70
17.70
17.70
17.70
18.43
16.98
16.27
16.27
16.27
15.58
15.58
15.58
16.98
16.27
15.58
14.91
14.91
14.91
31.21 114.00
27.48
80.13
32.18
59.96
28.39
62.67
45.00
53.47
38.33
43.85
30.26
39.40
25.70
35.19
27.48
36.22
29.32
81.68
23.14
56.02
21.51
46.17
20.72
39.40
19.94
35.19
56.02
32.18
78.59
30.26
74.07
28.39
91.31
27.48
62.67
27.48
66.83
24.83
101.47
23.98
66.83
78.59
58.64
40.49
54.74
33.17
62.67
30.26
147.53
26.58
152.48
25.70
112.16
25.70
117.71
24.83
99.73
42.72
72.59
557.45 1876.70 1305.99
19.22
60.54
43.53
5月
6月
7月
8月
29.32
15.58 129.21
18.43
25.70
14.91 195.07
18.43
23.98
13.61 106.75
21.51
22.32
12.98
89.66
38.33
22.32
16.27 136.29
50.98
21.51
15.58
94.63
27.48
20.72 150.82
64.04
29.32
62.67
66.83
49.75 415.02
77.07
34.17
43.85 171.35
43.85
26.58
36.22
74.07
33.17
22.32
33.17
50.98
28.39
18.43
31.21
57.32
29.32
16.98
34.17 483.57
29.32
22.32
78.59 212.39
29.32 125.32 110.34 132.31
29.32
49.75
75.56
87.60
27.48
36.22
57.32
68.69
92.96
30.26
48.54
64.32
48.54
23.14
45.00
48.28
38.33
21.51
37.27
38.86
33.17
19.94
33.17
33.49
29.32
22.32
30.26
30.46
27.48 372.23
28.39
27.58
25.70 127.26
26.58
82.65
23.14
62.67
25.70
76.29
22.32
50.98
24.83
52.07
20.72
72.59
23.98
36.67
19.94
75.56
23.14
30.46
19.18
94.63
22.32
26.65
17.70
81.68
21.51
27.58
16.98
19.94
31.46
991.26 1713.44 1776.46 2564.60
31.98
57.11
57.31
82.73
9月
28.53
24.84
23.09
22.24
22.24
21.40
20.59
21.40
23.09
25.74
25.74
21.40
20.59
23.09
21.40
19.78
19.00
18.23
19.00
19.00
19.78
19.00
19.78
20.59
50.79
30.46
24.84
22.24
58.72
39.98
746.57
24.89
10月
28.53
25.74
24.84
25.74
26.65
25.74
27.58
31.46
30.46
29.49
28.53
27.58
26.65
27.58
30.46
27.58
26.65
25.74
24.84
24.84
23.96
23.96
23.96
24.84
23.09
23.09
22.24
22.24
22.24
22.24
21.40
799.94
11月
12月
21.40
21.40
21.40
21.40
22.24
22.24
21.40
20.59
21.40
22.24
21.40
19.78
19.78
19.00
19.00
19.00
18.23
18.23
18.23
22.24
19.78
18.23
18.23
18.23
17.47
17.47
16.73
17.47
17.47
16.73
16.73
16.73
16.01
16.01
16.01
17.47
33.49
22.24
18.23
19.00
18.23
17.47
17.47
16.73
16.01
16.01
16.01
16.01
15.30
16.73
16.73
16.01
16.01
15.30
15.30
14.61
15.30
31.46
20.59
17.47
16.73
588.41 553.40
年合計
14080.37
25.80
19.61
17.85
年平均
38.34
最大流量
最小流量
483.57
12.98
この日流量年表から、年ごとに日流量データの大きい順番にデータを並べ、1番目の最大
流量から365番目の最小流量までの各値を抽出し、表13.1.2に示す流況表に取りまとめます。
- 13-1 -
表13.1.2 測水所流況表
年
平成7年
平成8年
平成9年
平成10年
平成11年
平成12年
平成13年
平成14年
平成15年
平成16年
合
計
平
均
13.1.2
最 大
流 量
483.57
1,424.97
566.23
981.09
622.40
1,080.59
758.87
656.06
497.56
580.73
7,652.07
765.21
35
流
日
量
77.07
309.21
39.12
68.75
73.00
89.10
82.10
111.89
89.60
47.84
987.68
98.77
豊水量
(95日)
35.19
92.39
26.94
39.49
34.53
40.36
43.24
53.92
44.45
30.80
441.31
44.13
平水量
(185日)
23.98
34.17
21.31
25.30
24.60
26.69
27.98
28.32
32.26
24.53
269.14
26.91
低水量
(275日)
19.18
21.18
16.35
16.89
18.43
19.14
21.99
19.11
22.79
21.26
196.45
19.65
渇水量
(355日)
15.58
16.35
13.21
13.02
15.02
14.60
14.69
12.23
18.32
16.11
149.13
14.91
(単位:㎥/s)
小
年平均
量
流 量
12.98
38.47
15.05
111.55
10.40
28.52
12.42
43.36
8.27
44.32
14.00
51.50
12.78
49.95
11.04
52.93
14.34
48.00
12.86
35.34
124.14
503.94
12.41
50.39
最
流
取水地点の流況の算出
測水所の流域面積Aが705㎢に対し、取水地点の流域面積Bは708.5㎢となります。これよ
り流域比C(=B/A)は1.005となり、測水所の流量データにこの流域比を乗じて取水地点
の流量データを求めます。この流域換算により算出した取水地点の流況を、表13.1.3に示し
ます。
表13.1.3 取水地点の日流量年表
○○地点流量流況
流域比=
1.005 にて換算
日流量年表 1992年
1995 年
(単位:㎥/s)
1月
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
合計
24.10
22.43
20.82
20.04
19.28
24.10
21.62
20.04
24.10
20.82
20.04
19.28
20.04
20.82
19.28
18.52
19.28
18.52
17.79
17.79
20.82
18.52
17.79
17.79
17.06
17.06
17.06
16.35
16.35
21.62
20.04
609.18
平均
19.65
2月
3月
4月
21.51
19.28
24.10
42.93
29.47
24.95
22.43
20.82
20.04
19.28
18.52
17.79
17.79
17.79
17.79
18.52
17.06
16.35
16.35
16.35
15.66
15.66
15.66
17.06
16.35
15.66
14.98
14.98
14.98
31.21 114.00
27.62
80.53
32.34
60.26
28.53
62.98
45.23
53.74
38.52
44.07
30.41
39.60
25.83
35.37
27.62
36.40
29.47
82.09
23.26
56.30
21.62
46.40
20.82
39.60
20.04
35.37
56.30
32.34
78.98
30.41
74.44
28.53
91.77
27.62
62.98
27.62
67.16
24.95
101.98
24.10
67.16
78.98
58.93
40.69
55.01
33.34
62.98
30.41
148.27
26.71
153.24
25.83
112.72
25.83
118.30
24.95
100.23
42.93
72.95
560.13 1885.93 1311.95
19.31
60.84
43.73
5月
6月
7月
8月
29.32
15.58 129.21
18.43
25.83
14.98 196.05
18.52
24.10
13.68 107.28
21.62
22.43
13.04
90.11
38.52
22.43
16.35 136.97
51.23
21.62
15.66
95.10
27.62
20.82 151.57
64.36
29.47
62.98
67.16
50.00 417.10
77.46
34.34
44.07 172.21
44.07
26.71
36.40
74.44
33.34
22.43
33.34
51.23
28.53
18.52
31.37
57.61
29.47
17.06
34.34 485.99
29.47
22.43
78.98 213.45
29.47 125.95 110.89 132.97
29.47
50.00
75.94
88.04
27.62
36.40
57.61
69.03
93.42
30.41
48.78
64.64
48.78
23.26
45.23
48.52
38.52
21.62
37.46
39.05
33.34
20.04
33.34
33.66
29.47
22.43
30.41
30.61
27.62 374.09
28.53
27.72
25.83 127.90
26.71
83.06
23.26
62.98
25.83
76.67
22.43
51.23
24.95
52.33
20.82
72.95
24.10
36.85
20.04
75.94
23.26
30.61
19.28
95.10
22.43
26.78
17.79
82.09
21.62
27.72
17.06
20.04
31.62
996.07 1721.93 1784.70 2577.33
32.13
57.40
57.57
83.14
9月
28.53
24.96
23.21
22.35
22.35
21.51
20.69
21.51
23.21
25.87
25.87
21.51
20.69
23.21
21.51
19.88
19.10
18.32
19.10
19.10
19.88
19.10
19.88
20.69
51.04
30.61
24.96
22.35
59.01
40.18
750.16
25.01
10月
28.53
25.87
24.96
25.87
26.78
25.87
27.72
31.62
30.61
29.64
28.67
27.72
26.78
27.72
30.61
27.72
26.78
25.87
24.96
24.96
24.08
24.08
24.08
24.96
23.21
23.21
22.35
22.35
22.35
22.35
21.51
803.80
11月
16.73
16.81
16.09
16.09
16.09
17.56
33.66
22.35
18.32
19.10
18.32
17.56
17.56
16.81
16.09
16.09
16.09
16.09
15.38
16.81
16.81
16.09
16.09
15.38
15.38
14.68
15.38
31.62
20.69
17.56
16.81
591.25 556.08
年合計
14148.50
25.93
19.71
17.94
年平均
38.53
最大流量
最小流量
- 13-2 -
12月
21.40
21.51
21.51
21.51
22.35
22.35
21.51
20.69
21.51
22.35
21.51
19.88
19.88
19.10
19.10
19.10
18.32
18.32
18.32
22.35
19.88
18.32
18.32
18.32
17.56
17.56
16.81
17.56
17.56
16.81
485.99
13.04
この取水地点の日流量年表を基に、表13.1.4に示す取水地点の流況表を作成します。
なお、河川維持流量の放流を行う地点については、取水地点における流況より、当該流
量分を控除する必要があります。
また、この流況表の数値を見やすくするため、縦軸を流量(㎥/s)、横軸を日数(日)とする
グラフに、各流況の平均データを順番にプロットしていき、図13.1.1に示す取水地点の流況
図を作成します。
表13.1.4
取水地点における流況表
取水地点の流域面積(C.A):10.0km2
流量
年
1年目
2年目
3年目
4年目
5年目
6年目
7年目
8年目
9年目
10年目
平 均
最 大
流 量
11.34
9.66
7.27
12.92
11.34
6.17
5.31
6.31
9.90
8.37
8.86
35 日
流 量
3.22
2.64
2.74
2.81
2.06
1.85
2.56
2.39
1.70
2.52
2.45
図13.1.1
豊水量
(95日)
1.13
1.07
0.86
1.43
0.88
0.97
1.41
1.13
0.86
1.34
1.11
平水量
(185日)
0.42
0.42
0.41
0.56
0.47
0.48
0.65
0.46
0.53
0.71
0.51
低水量
(275日)
0.15
0.14
0.18
0.24
0.27
0.21
0.24
0.32
0.31
0.44
0.25
渇水量
(355日)
0.04
0.06
0.06
0.16
0.11
0.11
0.07
0.03
0.22
0.23
0.11
取水地点の流況図(1年目から10年目
- 13-3 -
(単位:m3/s)
最 小
流 量
0.04
0.05
0.06
0.14
0.10
0.07
0.05
0.02
0.20
0.15
0.09
10ヶ年平均)
年平均
流 量
0.99
0.90
0.84
1.09
0.85
0.77
1.03
0.88
0.80
1.00
0.92
13.2
最適水路ルートの選定
ここからは、発電計画における最適水路ルートを選定する方法等について、ケーススタディ
を行います。
ケーススタディの対象とするのは、図13.2.1と図13.2.2に示すような一般的な流れ込み式
(水路式)の発電計画とし、設備の諸元などは、計算手順を示すためにあくまで仮想のデータ
として取り扱います。
測水所
図 13.2.1 発電計画平面図
取水堰
図 13.2.2 発電計画縦断面図
最適水路ルートは、考えられる複数のルートの中から、取水地点の選定要件、発電所位置
及び放水位置の選定要件、地質及び地形の状況、河川勾配、完成後の維持管理等について総
合的に検討し、最も経済的なルートを選定します。
なお、取水地点、ヘッドタンク、発電所及び放水口位置の選定要件をあげれば、次のとお
りです。
- 13-4 -
(1)
取水地点
①
取水の位置は、できるだけ直線部の河道であって、かつ、河状が安定している
こと。
②
取水地点は、河川の勾配が緩やかな勾配から急勾配に変化する直上流に設置す
るように選定し、河川勾配を極力活用すること。
(2)
③
取水の位置は、経済性の観点から川幅が狭く、また、基礎岩盤が浅いこと。
④
ダムによる上流部への背水による影響が少ないこと。
⑤
川の仮締め切りが容易なこと。
⑥
取水口及び沈砂池等の設備の設置が容易な地形であること。
⑦
将来の取水口及び沈砂池等における設備の維持管理が容易なこと。
ヘッドタンク
①
ヘッドタンクの設置位置は、尾根部で、できるだけ地質が良好、かつ周辺の地
形に崩落などのないこと。
②
ヘッドタンクは、山の高所に設けられることが多いことから、工事用道路の有
無などについても考慮すること。
(3)
(4)
発電所
①
基礎の地質が良いこと。
②
洪水による被害を受ける場所でないこと。また、河流の衝突を受けないこと。
③
水圧管路の周辺を含め、山崩れ又は雪崩の恐れのないこと。
④
送電鉄塔等の取り合いの良いこと。
⑤
建設資材や機器の運搬が容易で、また将来の維持管理が容易であること。
放水口
①
土砂の堆積によって放水口が閉塞される恐れがないこと。
②
洪水時に水面が著しく上昇せず、また洪水による河床変動がなく、更に洪水に
よる被害の恐れがないこと。
③
放水口の下流近くで、川幅が狭くなる部分がない場所であること。
④
放水路の延長が、できるだけ短くなること。
これらの検討により選定した複数の水路ルートについて、経済性の比較を行い、kWh 当たり
の建設単価が最も低いものを、最適ルートとます。
水路ルートの比較は、「表 5.4.1」の様式により行いますが、ここでは省略し、検討に用い
る使用水量の算定、有効落差及び出力等の算出、水車・発電機の選定、発電出力及び発電電力
量の算出方法についてケーススタディを行います。
- 13-5 -
13.2.1
使用水量の算定
発電計画において決定すべき使用水量としては、最大使用水量と常時使用水量の2つが
あります。最大使用水量は、発電所で使用する最大の水量(流量)であり、最大出力はこ
れによって定まります。また、常時使用水量は、1年間を通して355日使用し得る水量です。
(1) 最大使用水量の算出
最大使用水量の決定に当たっては、まず流量設備利用率を求める必要があります。表
13.2.1に、流量設備利用率の計算例とその計算方法を示します。
表13.2.1
流況値
日
2
3
4
5
6
7
数
A
B
Ai
Ai−A(i-1)
(m3/s)
(m3/s)
(日)
0.09
365
0.02
Q365
0.09
Q355
0.11
Q275
0.25
Q185
0.51
Q95
1.11
Q35
2.45
Q1
8.86
C
使用可能量
H
∑ Di
Ai×365
E/G
(m3/s)
(m3/s)
(%)
32.85
32.85
32.85
100
360
7.20
40.05
40.15
100
0.14
315
44.10
84.15
91.25
92
0.26
230
59.80
143.95
186.15
77
0.60
140
84.00
227.95
405.15
56
1.34
65
87.10
315.05
894.25
35
6.41
18
115.38
430.43
3,233.90
13
A i + A(i−1)
2
D
E
B×C
流量設備利用率
G
i
1
流量設備利用率の計算例
n
(m3/s-day)
i=1
【計算方法】
①
流況値の欄(A欄の縦列)に、表13.2.1の流況表における10ヶ年平均の各値を転
記します。
例えば、355日流量(i=2)の場合は、Q355の下に0.11を記入します。
②
B欄の縦列の計算をします。B欄は、その流況から一つ前の流況を差引いたも
のです。
例えば、i=3の場合は、0.25−0.11=0.14 となります。
③
D欄の縦列を計算します。D欄は、D=B×Cです。
例えば、i=4の場合は、0.26×230=59.80m3/s-day となります。
- 13-6 -
④
使用可能量(E欄の縦列)を計算します。E欄は、D欄の流量を順次累計したも
のです。
例えば、i=5の場合は、143.95+84.00=227.95m3/s となります。
⑤
Gの欄を計算します。
例えば、i=6の場合は、2.45×365=894.25㎥/s となります。
⑥
流量設備利用率(H欄の縦列)を計算します。H欄は、H=E÷Gです。
例えば、i=5の場合は、227.95÷405.15=0.562≒56% となります。
流れ込み式の場合の流量設備利用率は、一般的に45%から60%とされています。
これより、最大使用水量は、流量設備利用率の45%から60%の範囲内で発電電力量当た
りの建設費が最小となる流量を設定しますが、ここではこれを省略し、表13.1.4の流量設
備利用率56%(95日流量)に相当する1.10m3/sを最大使用水量とします。
(2) 常時使用水量の算定
常時使用水量の定義は、355日はこれを下らない流量、いわゆる渇水量とされることから、
表13.1.4に示す取水地点の流況表より、常時使用水量は0.11m3/sとします。
13.2.2
有効落差及び出力等の算出
構造物の設計により、取水位、放水位及び導水路の勾配などが定まれば有効落差を計算す
ることができます。
最大出力に対する有効落差は、取水位∼放水位間の総落差から損失落差を減じたものであ
り、また常時出力に対する有効落差は、ヘッドタンク水位から損失落差を減じたものです。
よって、最大出力及び常時出力は、次式で表されます。
最大出力=9.8×(最大使用水量)×(最大時の有効落差)×(水車発電機の合成効率)
常時出力=9.8×(常時使用水量)×(常 時 の 有 効 落 差 )×(水車発電機の合成効率)
(1)
総落差の計算
総落差の計算のための取水位は、堰の高さを考慮した標高(堰の天端標高)とし、標高の読
取値は、地形図又は市町村の管内図等により読み取ります。放水位は、放水地点の河川にお
ける平水時の標高とします。本計画の取水位及び放水位は、次のとおりです。
取水位 : 343.0m
放水位 : 240.0m
これより、総落差(H)は、次式となります。
総落差(H)=取水位−放水位=343.0−240.0=103.0m
- 13-7 -
(2) 損失落差の計算
損失落差の計算のための施設の概要は、導水路の延長1,000m、導水路勾配1/1,000、水圧
管路の延長210m、放水路の延長10m、放水路勾配1/1,000とします。
ア.
最大使用水量時における損失落差:HLmax
最大使用水量時における損失落差は、以下により計算します。
①
導水路による損失落差は、導水路勾配1/1,000に導水路延長L1=1,000mを乗じ
たものです。よって、①=1.0m となります。
②
取水口、沈砂池、水路流入口及び流入出口等の合計損失落差は、0.05mとします。
また、水槽水位は、次式となります。
水槽水位=取水位−0.05+
L1
1,000
水圧管路の損失落差は、水圧管路延長L2=210mの1/200とします。
③
よつて、③=1.05m となります。
④
放水路の損失落差は、導水路と同様に、放水路勾配1/1,000に放水路延長L3=10
mを乗じたものです。よって、④=0.01m となります。
⑤ その他、水車入口のバルブ等のロスを0.6mとします。
これより、最大使用水量時における損失落差(HLmax)は、次のとおりとなります。
損失落差(HLmax)=①+②+③+④+⑤
=1.0+0.05+1.05+0.01+0.6=2.71m≒2.7m
イ.
常時使用水量時における損失落差:HLf
常時使用水量時における損失落差は、最大使用水量時の水槽水位と放水位を総落差とし
て計算します。損失落差(HLf)は、最大使用水量をQmax、常時使用水位量をQfとすれば、
L
  Q 2 L
HLf=  2 + 0.6  ×  f  + 3
 200
  Qmax 
1,000


 
で求めることができ、よって、次のとおりとなります。
2
10
 0.11 
損失落差(HLf)= 1.65 × 
 +
 1.10  1,000
=0.01+0.01=0.02≒0.1m
(3) 有効落差の計算
有効落差は、(1)で求めた総落差Hから損失落差を差引いて求めます。
ア.
最大使用水量時の有効落差:Hemax
Hemax=総落差(H)−最大使用水量時における損失落差(HLmax)
=103.0−2.7=100.3m
- 13-8 -
イ.
常時使用水量時の有効落差:Hef
Hef=(水槽水位)−HLf={(総落差)−①−②}−HLf
=103.0−1.0−0.05−0.1=101.9m
(4) 理論水力の計算
理論水力は、河川法に基づく水利使用料の計算に用いられるもので、次式で求めます。
ア.
最大理論水力:Pemax
Pemax=9.8×Qmax×Hemax=9.8×1.10×100.3=1,081kW
イ.
常時理論水力:Pf
Pf=9.8×Qf×Hef=9.8×0.11×101.9=110kW
13.2.3
水車・発電機の選定
水車は、使用水量の大小や落差の大小によってその適用機種が異なりますので、その地
点に合った最も経済的な水車を選定します。
また、発電機は、電力の使用形態や発電所の規模などによって適用機種が異なりますの
で、それらを考慮して選定する必要があります。
なお、水車・発電機の効率については、「添付資料−4 水車・発電機効率の算定方法」
を用いて算定します。
(1) 水車の選定
水車の選定は、最大使用水量と有効落差の適用範囲によって定まり、本地点の最大使用
水量は、1.10m3/s、有効落差は約100mですので、添付資料4-7の「水車選定図」より横軸
フランシス水車、ターゴインパルス水車、クロスフロー水車が選定できます。
これらの水車の中から、保守メンテナンスの容易性、経済性などを総合的に検討して当
該地点に最も適するものを決定します。
ここでは、計算手法を示すことを目的とするため、小水力発電用として適用実績の多い
横軸フランシス水車を採用します。
(2)
水車効率の算定
水車の出力と入力の比を効率といい、水車出力をP(kW)、有効落差をHe(m)、流量をQ
(m3/s)とすれば、効率η=P/(9.8QHe)で表されます。
水車効率は、水車の種類、水車の回転速度、比速度及び流量比(使用水量/最大使用水量)
によって変化します。
フランシス水車における効率の求め方の手順について、次に説明します。
- 13-9 -
ア.
イ.
仮定条件
①
水車形式:横軸フランシス水車
②
最大使用水量Qmax:1.10m3/s
③
有効落差He:100m
④
周波数:50Hz
効率の計算
比速度とは、水車のランナの形状を幾何学的に相似な状態で小さくして、1mの落差
で1kWの出力を発生する水車を造った場合の回転速度のことを言います。
比速度の上限は、水車の種類によって異なり、フランシス水車の場合の採り得る限界
比速度nslimitは、有効落差をHeとすれば次のとおりとなります。
nslimit ≦
21,000
He+25
+35 =
21,000
100 + 25
+ 35 =203(m-kW)
最大出力時効率ηtは次式で求められ、
ηt=0.8137+0.0192×Log10(Pimax)
=0.8137+0.0192×Log10(9.8×Qmax×He)
=0.8137+0.0192×Log10(9.8×1.10×100)
=0.8137+0.0192×3.033=0.8137+0.0582=0.8719
水車最大出力Ptは、以下のとおりとなります。
Pt=Pimax×ηt=9.8×Qmax×He×ηt
=9.8×1.10×100×0.8719
=939.9≒940(kW)
次に、回転速度の限界nlimitを、以下に求めます。
nlimit=nslimit×
5
5
He 4
100 4
1
Pt 2
=203×
1
940 2
=2093 (min-1)
水車の一般的な適用限界を考慮し、添付資料4-12の「標準回転速度」より、水車及び
発電機の回転速度を1,500(min-1)とします。このときの比速度nsは、
ns=n×
5
5
Pt 4
940 4
He
1
2
=1,500×
100
1
2
=1,500×
30.66
=145.45=146(m-kW)
316.2
となり、添付資料4-17の「フランシス水車の相対効率」より、ns=146の値を使用して、
最大出力時効率ηt=0.872より、次に示す各使用流量比の効率が求められます。
- 13-10 -
使用流量比 (%)
100
85
70
60
50
40
30
使 用 流 量(㎥/s)
1.10
0.94
0.77
0.66
0.55
0.44
0.33
相 対 効 率 (%)
98.0
100
98.0
95.5
91.0
84.5
76.0
水 車 効 率 (%)
87.2
89.0
87.2
85.0
81.0
75.2
67.6
(3) 発電機の選定
発電機には同期発電機と誘導発電機があり、電力系統への接続の有無及び経済性を考慮し
て選定を行います。ここでは、バックアップを電力会社からの買電(単独負荷運転無し)と
して、経済性から誘導発電機を選定します。
水車の効率の算定において水車の回転速度を 1,500(min-1)としたので、発電機の極数は
添付資料 4-12 の「標準回転速度」より、4極となります。
また、水車最大出力Pt が 940kW ですので、発電機の定格出力を 940kW とします。
(4) 発電機効率の算定
発電機の効率は、添付資料4-35の「発電機定格出力時の効率(目安値)」より、6∼8Pの
直線を利用して、出力940kWの時の効率を求めると、94%となります。
更に、発電機部分負荷時の効率は、添付資料4-35の「発電機部分負荷効率(目安値)」よ
り、下記のようになります。
負
(5)
荷
比(%)
100
75
50
25
相 対 効 率(%)
100
99.5
97.0
90.0
発電機効率(%)
94.0
93.5
91.2
84.6
合成効率の算定
合成効率=(水車効率)×(発電機効率)
で表されます。したがって、本ケースの場合、
最大出力時の合成効率は、以下のとおりです。
最大出力時の合成効率=0.872×0.94=0.82=82%
常時使用水量時の合成効率は、流量比(Q/Qmax)は、0.11/1.10=10%となりますの
で、添付資料4-17の「フランシス水車の相対効率」から水車の相対効率を50%、添付資
料4-35の「発電機部分負荷効率(目安値)」より発電機の相対効率を85%と読みとり、以
下のとおりとなります。
常時使用水量時の合成効率=(0.89×0.5)×(0.94×0.85) =36%
- 13-11 -
13.2.4
発電出力の算出
13.2.3で求めた水車・発電機の合成効率を基に、発電所の最大出力と、常時出力の計算
を行います。
(1)
最大出力(Pmax)の計算
Pmax=9.8×Qmax×Hemax×合成効率
=9.8×1.10×100.3×0.82=886.6=890kW
(2) 常時出力(Pf)の計算
Pf=9.8×Qf×Hef×合成効率
=9.8×0.11×101.9×0.36=40kW
13.2.5
発電電力量の算出
発電電力量は、年間可能発電電力量と年間発電電力量とに分けられ、通常は前者の年間
可能発電電力量を用いて表しますが、発電所における発電量1kWh当たりの発電原価を算定
する場合には、後者の年間発電電力量を用いて表します。
年間可能発電電力量とは、年間を通じて事故による停止や点検補修のための停止がない
場合に、発生可能な電力量です。
発電電力量の計算は、求めようとする電力量の精度により、いろいろな計算方法があり
ますが、ここでは、一般的な概算法を用いることにします。
この概算法は、取水地点の各流況における日数の面積に、流量比(負荷率)ごとの合成効
率を乗じて一年間の発電電力量を求める方法です。
概算法に用いる取水地点の流況表を、表13.2.2のとおり再掲します。
表13.2.2
取水地点における流況表
(単位:㎥/s)
流量
年
10年平均
(1)
最
流
大
量
8.86
35
流
日
量
2.45
豊水量
(95日)
平水量
(185日)
低水量
(275日)
渇水量
(355日)
1.11
0.51
0.25
0.11
最
流
小
量
0.09
年平均
流 量
0.92
概算法による発電電力量の計算
概算法による年間可能発電電力量は、表13.2.3に示す様式を用いて計算します。
ここでの計算は、【計算手順】の①∼⑩に基づいて行っていきます。
なお、計算表の中の明朝文字は様式を表し、また、ゴシック数字は、計算結果を表して
います。
- 13-12 -
表13.2.3
②
日
順
最大頭
切日数
概算法による年間可能発電電力量の計算表
①最大使用水量=1.10m3/s 、有効落差=100.3m
③
④
⑤負荷率(%) ⑥
⑦
⑧
⑨
日 数 使用水量 使用水量
合成効率 発電力 平均発電力
発電電力量
(日)
最大使用水量
(%)
(kW)
(kW)
(kWh)
94
1.10
100
82
887
887
2,001,072
95
95−94
1
1.10
100
82
887
887
21,288
185
185−95
90
0.51
46
71
356
622
1,343,520
275
275−185
90
0.25
23
51
125
241
520,560
355
355−275
80
0.11
10
36
40
83
159,360
365
365−355
10
0.09
10
36
32
36
8,640
計
365
⑩ 4,063,440
【計算手順】
①の行に、最大使用水量1.10m3/s及び有効落差100.3mを記入します。
②の最大頭切日順は、最大使用水量の取水可能日数を記入します。
この場合、最大使用水量は1.10m3/sであり、また、95日流量は1.11m3/sですから
最大頭切日順は、94日とします。
③の日数は、計算段と直上段の日順の差です。
④の縦列に、最大使用水量で頭切した日順の流量(表13.2.2の流況表を参照)を使用
水量として記入します。
⑤の縦列に、負荷率(使用水量/最大使用水量)を計算して記入します。
例えば、日順185日の場合は、0.51÷1.10=0.46=46% となります。
ただし、負荷率が10%未満の場合は、10%とします。
⑥の縦列に、⑤の負荷率を用いて合成効率を計算します。
合成効率は、水車効率及び発電機効率を求めた方法で各負荷率の相対効率求め
て算出します。負荷率ごとの合成効率は、次のとおりとなり、その値を表に記入
します。
③日数
1
90
90
80
10
④使用水量
1.10
0.51
0.25
0.11
0.09
⑤負荷率
⑥合成効率
100
46
23
10
10
- 13-13 -
(0.89×0.98)×(0.94×1.00)=0.82
(0.89×0.89)×(0.94×0.96)=0.71
(0.89×0.68)×(0.94×0.89)=0.51
(0.89×0.50)×(0.94×0.85)=0.36
(0.89×0.50)×(0.94×0.85)=0.36
⑦負荷率ごとの発電力Pを計算します。なお、有効落差はH=100.3mとします。
P=9.8×(④使用水量)×(有効落差)×(⑥合成効率)
⑧計算段と直上段の発電力の平均発電力を求めます。
例えば、③日数の90日の場合は、(887+356)÷2=622kW となります。
⑨発電電力量を計算します。
発電電力量は、⑧×③×24 です。 例えば、日数94日の場合は、94×887×24=
2,001,072kWh となります。各日数の計算結果は、表の⑨のとおりです。
⑩発電電力量の合計より年間可能発電電力量を求めます。
計算結果は、表の⑩に示す 4,063,440kWh となります。
(2)
設備利用率の計算
表13.2.3で得られた年間可能発電電力量を、最大出力で一年間連続運転した場合に発生
する電力量で除して、設備利用率を求めます。
設備利用率=
年間可能発電電力量
4,063,440
=52%
=
最大出力(kW)× 8,760(hr) 890 × 8,760
- 13-14 -
13.3
需要計画の策定
需要計画の策定に関するケーススタディは、具体的なモデル地点を対象に行います。
ここでのモデル地点は、廃止された発電所の残存設備を利用して市が再開発するものとし
ます。この廃止発電所は河川の滝の落差を活用して設置されていたもので、滝は市の観光名
所にもなっており、取水設備と水路は老朽化しているものの補修すれば十分利用可能です。
また、起こした電気は近傍の公共施設で利用(自家消費)するものとし、その候補として
以下の施設を対象に検討を行い、地域振興を図ることとします。
① 廃棄物処理総合施設
② 市営公園
③ 県立歴史博物館
13.3.1
需要施設の選定
需要施設の選定に当たっては、地域にふさわしく、地域の活性化に寄与できる施設を選
定するとともに、電力供給と需要の変化を考慮して、電力の過不足が少なくなるよう需要
の平準化を図る必要があります。需要施設の候補とした各施設について以下に示します。
(1) 各施設の概要
① 廃棄物処理総合施設
廃棄物処理総合施設は、資源ごみと不燃・粗大ごみを適正処理して資源化を図る
市営の設備で、粗大ごみ処理施設と一般廃棄物最終処分場から構成されています。
発電計画地点より約2km の距離に位置します。
この施設は、平日の朝8時から夕方の 17 時までオープンしていますが、粗大ご
み処理施設の稼動は朝9時から夕方の4時までです。また、日曜日は搬入のみとな
っており、休みは土曜日となっています。
② 市営公園
発電計画地点は観光名所となっている市営公園内にあります。現在、これといっ
た電力需要施設はありませんが、市ではこの公園内にある大きな滝を活かした整備
計画を持っており、園内照明や、滝のライトアップなどの電力消費施設も設置され
る予定です。
③ 県立歴史博物館
県立歴史博物館は、県の歴史を示す多くの収蔵品を持つ博物館で、本計画地点か
ら約5km の距離にあります。
館内には照明や空調設備などの電力消費施設はありますが、県の所有施設である
ため、市の発電所からの電力を供給する場合には自家消費とはなりません。
- 13-15 -
(2) 発電地点から各地点への電力供給方法
① 廃棄物処理総合施設
廃棄物処理総合施設と発電計画地点との距離は、市道などを経由して約2km で、
この市道には電力会社の配電線が一部敷設されています。
発電した電気を廃棄物処理総合施設に送電する方法は、電力会社の配電線を利用
する自己託送方式も考えられますが、電力会社が現在認めている自己託送は 20kV
を除く特別高圧による 500kW 以上の電力の託送ですので、今回は自営の専用線によ
る送電として計画することにしました。
② 市営公園
市営公園内の照明設備及び滝のライトアップ照明への電力供給方法は、発電計画
地点が公園内なので、これら照明設備の分電盤(含む照明制御盤)へ発電所から直
接低圧で送る方式としました。
③ 県立歴史博物館
計画地点との距離は市道などを経由すると約6km で、電力供給方法は廃棄物処
理総合施設と同じように自営送電線によるものとなります。ただし、廃棄物処理総
合施設に比べて送電距離が長いことから、建設費が上昇するため、経済的に不利と
なります。
(3) 需要特性と規模
① 廃棄物処理総合施設
現在、廃棄物処理総合施設は電力会社から電力を購入しています。契約電力は
179kW で、最大電力は粗大ごみ処理施設の破砕機(150kW)が運転されている時に
発生します。破砕機が運転されていない時には、資源ライン稼働時に 100kW、それ
以外の時には 20∼30kW 程度となっています。
一方、夜間は、粗大ごみ処理施設は稼働せずに、一般廃棄物最終処分場の浸出水
処理施設のみが稼動しており 20∼30kW の需要が生じています。
② 市営公園
現在計画されている市営公園の整備計画において、昼間の電力需要が発生する施
設はありませんが、公園内及び駐車場の照明設備及び滝のライトアップにより夜間
における電力需要が年間を通して期待できます。
③ 県立歴史博物館
昼間の電力需要はありますが、夜間は資料保存のためのわずかな電力需要のみと
なっており、一日を通しての電力需要は期待できません。
- 13-16 -
各候補施設について検討した結果、年間を通して電力需要があり発電計画地点にも近い
廃棄物処理総合施設を、ハイドロバレー計画における需要施設に選定することとします。
なお、電力需要が落ち込む夜間の電力消費先として、市営公園についても需要施設に加
えることとし、県立歴史博物館については選定しないこととしました。
この廃棄物処理総合施設は、ごみを資源化する公共施設であり、その動力源としてクリ
ーンエネルギーである水力発電を導入することで、地域経済と環境保護に大きく貢献しま
す。
また、今回の発電計画と市営公園の整備を組み合わせることで、歴史のある廃止発電所
の復活と、観光地としての集客力アップも期待できます。
13.3.2
需要規模の検討
電力会社への廃棄物処理総合施設の電気料金の支払い実績より、最大消費電力の推移や消
費電力量の推移を表 13.3.1 と図 13.3.1、図 13.3.2 のとおり取りまとめました。
廃棄物処理総合施設の電力需要の変動をみると、夏期に消費電力量が増加するものの、最
大消費電力には大きな差がないことが分かります。これは、粗大ごみ処理施設の破砕機が
150kW の容量を持つため、使用電力の大半を占めていることによります。これより、本計画
における廃棄物処理総合施設の最大消費電力は、過去最大の実績値である 171kW としました。
一方、夜間については、廃棄物最終処分場の浸出水処理施設が24時間稼働しており、20∼
30kWの電力がほぼ一定に消費されています。これより、夜間(17:00∼8:00)の最大電力
は30kWとしました。
なお、昼間の需要電力が供給電力を上回る場合、これ以外の需要想定は行わず、不足分は
商用電源から買電することとしますが、夜間の負荷は需要電力として30kW程度であり、供給
電力に比べて小さいため、廃棄物処理総合施設以外にも利用することが可能です。
そこで、この夜間の余剰電力を市営公園に供給することとし、公園の街路照明(3kW:
100W 30灯)と駐車場照明(2kW:200W 10灯)、および滝のライトアップに5kW(500W 10
灯)、これに公衆トイレ他の負荷設備(5kW)を加え、合計15kWを需要施設とする計画とし
ました。
- 13-17 -
表 13.3.1 廃棄物処理総合施設電力需要
消費電力量
最大電力
日平均消費電力量
(kWh)
(kW)
(kWh/日)
1月
23,616
154
762
2月
21,747
159
777
3月
23,868
163
770
4月
22,158
167
739
5月
20,580
154
664
6月
20,202
151
673
7月
25,794
160
832
8月
26,070
167
841
9月
23,262
159
775
10 月
22,266
151
718
11 月
21,162
156
705
12 月
22,368
171
721
合計
272,820
1,912
8,977
最小
20,202
151
664
最大
26,070
171
841
平均
22,735
159
747
月
最大消費電力の推移
30,000
175
25,000
170
最大消費電力(kW)
消費電力量(kWh)
月間消費電力量の推移
20,000
15,000
10,000
5,000
165
160
155
150
145
140
0
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
月
月
図 13.3.1 消費電力量の推移
図 13.3.2 最大消費電力の推移
- 13-18 -
12
13.4
最適開発規模の検討
最適開発規模は、最適ルートの比較検討を行って選定したルートについて、需給バランスを
考慮した経済性評価の検討を行った上で決定することにします。
選定した最適ルートに係わる諸元は、以下のとおりです。
(1) 落差(取水位−放水位):11.80m
(2) 最大使用水量
本発電計画は、廃止発電所の既設設備の流用することから、発電規模検討に当たっての最
大使用水量は、既設開水路の通水可能量の 1.6 ㎥/s を上限とし、最小流量を 0.1 ㎥/s に設
定、これに中間流量として 0.3 ㎥/s きざみに流量を増加させ、計6ケ−スについて検討を
行うこととしました。
これにより設定した最大使用水量は、表 13.4.1 に示すとおりです。
表 13.4.1 最大使用水量の検討ケ−ス
項
目
ケ−ス1
ケ−ス2
ケ−ス3
ケ−ス4
ケース5
ケ−ス6
0.1
0.4
0.7
1.0
1.3
1.6
最 大 使 用 水 量(㎥/s)
(3) 有効落差及び最大出力の計算
各ケ−スの有効落差及び最大出力を計算した結果は、表 13.4.2 に示すとおりです。
表 13.4.2 各ケ−スの有効落差及び最大出力
項
目
ケ−ス1
ケ−ス2
ケ−ス3
ケ−ス4
ケ−ス5
ケ−ス6
0.1
0.4
0.7
1.0
1.3
1.6
最 大 使 用 水 量(㎥/s)
総
落
差(m)
11.80
損
失
落
差(m)
0.72
0.29
0.22
0.15
0.13
0.11
有
効
落
差(m)
11.08
11.51
11.58
11.65
11.67
11.69
最
大
出
力(kW)
8
32
56
80
104
128
(4) 年間可能発電電力量の計算
各ケ−スの年間可能発電電力量を計算した結果を、表 13.4.3 に示します。
表 13.4.3 各ケ−スの年間可能発生電力量
項
目
ケ−ス1
ケ−ス2
ケ−ス3
ケ−ス4
ケ−ス5
ケ−ス6
最 大 使 用 水 量(㎥/s)
0.1
0.4
0.7
1.0
1.3
1.6
年間可能発電電力量(kWh)
62,019
257,810
453,905
652,377
849,132
1,046,691
- 13-19 -
13.4.1
概算工事費の積算
各ケース別に概算工事費の積算を行った結果を、表 13.4.4 に示します。
表 13.4.4 概算工事費比較一覧表
(単位:百万円)
積
算 項 目
(1) 土地補償費
(2) 建 物 関 係
(3) 土 木 関 係
①水
路
a.取水設備
b.取 水 口
c.沈 砂 池
d.導 水 路
e.水
槽
f.余 水 路
g.水圧管路
h.放 水 路
i.放 水 口
j.雑 工 事
②機械装置
k.基
礎
l.諸 装 置
(4) 電 気 関 係
(5) 仮 設 備 費
(6) 総 係 費
(7) ( 小 計 )
(8) 建設中利子
(9) 分担関連費
(10) ( 計 )
ケース1
ケース2
ケース3
ケース4
ケ−ス5
ケ−ス6
0
1.6
28.1
25.1
0
4.5
12.0
3.3
8.0
0
1.7
0.6
0.0
2.3
3.0
0.4
2.6
25.0
2.7
4.0
61.4
0.2
0.6
62.2
0
3.4
36.2
31.5
0
4.5
12.0
3.3
17.8
0
4.1
1.2
0.0
2.9
4.7
1.4
3.3
30.0
3.5
5.1
78.2
0.3
0.8
79.3
0
4.5
43.7
37.2
0
4.5
12.0
3.3
6.8
0
5.7
1.5
0.0
3.4
6.5
2.5
4.0
45.0
4.7
6.9
104.8
0.4
1.0
106.2
0
5.5
51.7
43.5
0
4.5
12.0
3.3
10.5
0
7.4
1.8
0.0
4.0
8.2
3.5
4.7
50.0
5.4
7.9
120.5
0.5
1.2
122.2
0
6.3
59.2
49.3
0
4.5
12.0
3.3
14.4
0
8.6
2.0
0.0
4.5
9.9
4.5
5.4
50.0
5.8
8.5
129.8
0.5
1.3
131.6
0
7.0
67.0
55.4
0
4.5
12.0
3.3
18.5
0
9.9
2.2
0.0
5.0
11.6
5.5
6.1
50.0
6.2
9.1
139.3
0.36
1.4
141.3
なお、概算工事費の積算に当たっては、現地の状況や既設設備を利用することなどを考慮
して、表 13.4.5 に示す条件で計上することとしました。
- 13-20 -
表 13.4.5 積算条件
項
目
積
算
条
件
土 地 補 償 費
市有地を利用するため計上しない。
建
物
関
係
『積算基準』により計上。
取
水
設
備
既設の取水堰を現状のまま利用できるため工事費は計上しない。
取
水
口
既設の取水口を利用。
ゲート戸当り部の補修と制水ゲート据付工事を計上。
沈
砂
池
既設の沈砂池を利用。
ゲート戸当り部の補修と排砂ゲートの据付工事費を計上。
導
水
路
既設の開水路部及びトンネル部を利用。
水路内の堆積物の撤去費及び内壁の補修費を計上。
槽
既設の水槽を一部利用。
残存設備は全般に老朽劣化が見られるため『積算基準』の 75%を計上。
路
導水路の空き容量利用により余水路は省略する。
路
『積算基準』により計上。
放水路・放水口
『積算基準』により計上。
雑
水
余
水
水
圧
管
工
事
『積算基準』により計上。
礎
『積算基準』により計上。
装
置
『積算基準』により計上。
基
諸
電
気
関
係
複数メーカーの見積り金額を参考に計上。
仮
設
備
費
『積算基準』により計上。
費
『積算基準』により計上。
建 設 中 利 子
『積算基準』により計上。
分 担 関 連 費
『積算基準』により計上。
総
係
※ここで、『積算基準』:本ガイドブック記載の「添付資料-3 概算工事費の積算基準」
13.4.2
開発規模の検討
各ケースの比較検討には、建設単価を用います。建設単価には、出力(kW)当たりの建
設単価と発電電力量(kWh)当たりの建設単価の2種類があり、一般的には、発電電力量
(kWh)当たりの建設単価によって経済性を評価します。
ア.
kW当たり建設単価
kW当たり建設単価=
イ.
建設費
最大出力
kWh当たり建設単価(補助金なしの場合)
kWh当たり建設単価=
ウ.
建設費
年間可能発生電力量
kWh当たり建設単価(補助率30%の場合)
kWh当たり建設単価=
建設費 × 0.7
年間可能発生電力量
- 13-21 -
各ケースの比較検討結果は、表13.4.6に示すとおりです。表に示すとおり、kWh当たりの
建設単価は、ケ−ス6が135円と最も安価となり、発電規模が縮小するに従い建設単価が上
昇する傾向にあります。
ただし、発電規模の拡大化は既設開水路の通水能力によって制限され、ここでのケースの
場合には最大通水可能流量は、1.6 ㎥/s が限度です。
以上を踏まえて、本発電開発計画の最大使用水量及び最大出力は需給バランスを考慮した
経済性評価により決定するものとしました。
表 13.4.6 開発規模の比較検討結果
項
流
域
面
総
発
電
計
画
目
積
落
最
大
出
ケース2
ケース3
ケース4
(k㎡)
708.5
差
(m)
13.80
力
(kW)
ケース5
ケース6
8
32
56
80
104
130
0.1
0.4
0.7
1.0
1.3
1.6
最 大 使 用 水 量
(㎥/s)
有
(m)
11.08
11.51
11.58
11.65
11.67
11.69
(kWh)
62,019
257,810
453,905
652,377
849,132
1,046,691
23.00
鉄管
0.900
23.00
鉄管
1.000
効
落
差
年間可能発電電力量
発
電
概
要
ケース1
取
水
口
(m)
既設取水設備を利用
排
砂
門
(m)
既設排砂設備を利用
水
開
水
路
(m)
既設開水路を利用
路
水圧管路 露出部 (m)
材 質
内 径 (m)
放
水
口
形
流
電
形
式
水
車
形
式
渠
れ
込
み
クロスフロー水車
0.8
99.0
92.0
1.4
98.2
92.5
2.0
97.8
93.0
2.6
96.9
93.2
3.2
95.1
93.3
(百万円)
62.2
79.3
106.2
122.2
131.6
141.3
kW 当り建設単価(千円/kW)
7,775
2,478
1,896
1,528
1,265
1,087
kWh当り建設単価(円/kWh)
1,003
308
234
187
155
135
費
経
13.4.3
23.00
鉄管
0.800
0.2
100.0
88.5
事
経済
性
指標
23.00
鉄管
0.650
開
河 水 利 用 率 (%)
流 量 設 備 利 用 率 (%)
設 備 利 用 率 (%)
工
23.00
鉄管
0.500
式
発
河川
利用
概要
23.00
鉄管
0.250
済
性
評
価
◎
最適開発規模の決定
需給バランスのマッチングは、これまで検討した開発規模の各ケースについて行います。
表13.4.7と表13.4.8にケース6の計算結果を示します。また、その際の需給バランスのグラ
フも合わせて作成したものを図13.4.1に示します。このように全てのケースで同様の計算を
行い、その結果を表13.4.9に開発規模の検討結果としてまとめました。
- 13-22 -
表 13.4.7 発電所規模別検討書(1/2)
(ケース6:最大使用水量Q=1.6m3/s、最大出力P=130kW)
発電所規模別検討
供給電力(kW、L5出力)
No.
項目
1
97
3月
118
4月
121
5月
122
6月
122
7月
123
8月
119
9月
121
10月
119
11月
119
12月
122
計
1,392
平均
116
最大
123
最小
89
供給電力量(kWh、有効電力量)
No.
項目
1月
1
79,000
2月
76,000
3月
88,000
4月
87,000
5月
90,000
6月
88,000
7月
91,000
8月
88,000
9月
87,000
10月
89,000
11月
86,000
12月
91,000
計
1,040,000
平均
86,667
最大
91,000
最小
76,000
需用電力1(kW):昼間(8:00∼17:00)
No.
項目
1月
1 廃棄物処理総合施設
154
2月
159
3月
163
4月
167
5月
154
6月
151
7月
160
8月
167
9月
159
10月
151
11月
156
12月
171
159
163
167
154
151
160
167
159
151
156
171
計
1,912
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1,912
平均
159
0
0
0
0
0
0
0
0
0
159
最大
171
0
0
0
0
0
0
0
0
0
171
最小
151
0
0
0
0
0
0
0
0
0
151
計
平均
最大
最小
計
1月
2月
154
需用電力2(kW):夜間(17:00∼8:00)
No.
項目
1月
1 廃棄物処理総合施設
30
2 市営公園照明等
10
3 滝ライトアップ
5
30
10
5
30
10
5
30
10
5
30
10
5
30
10
5
30
10
5
30
10
5
30
10
5
10月
30
10
5
11月
30
10
5
12月
30
10
5
45
45
45
45
45
45
45
45
45
45
45
45
需用電力量(kWh)
No.
項目
1 廃棄物処理総合施設
2 市営公園照明等
3 滝ライトアップ
1月
23,616
4,650
775
2月
21,474
4,200
700
3月
23,868
4,650
775
4月
22,158
4,500
750
5月
20,580
4,650
775
6月
20,202
4,500
750
7月
25,794
4,650
775
8月
26,070
4,650
775
9月
23,262
4,500
750
10月
22,266
4,650
775
11月
21,162
4,500
750
12月
22,368
4,650
775
計
29,041
26,374
29,293
27,408
26,005
25,452
31,219
31,495
28,512
27,691
26,412
1月
2月
計
供給電力と需要電力の比較
No.
項目
a 供給電力(kW)
b 需要電力(kW):昼間
c 需要電力(kW):夜間
d 需要電力(kW):日最大
e 余剰電力(昼間)=a-b
f 余剰電力(夜間)=a-c
g 余剰電力(日最大)=a-d
需要電力量の比較
No.
項目
h 供給電力量(kWh)
i 需要電力量(kWh)
j 余剰電力量=h-i
No.
項目
j1 合成負荷率
j2 不足電力(kW):昼間
j3 不足電力(kW):夜間
j4 不足電力量(kWh):昼間
j5 不足電力量(kWh):夜間
j6 不足電力量(kWh):計
j7 不足月数の算出
2月
3月
4月
5月
6月
7月
8月
9月
360
120
60
0
0
0
0
0
0
0
540
30
10
5
0
0
0
0
0
0
0
45
30
10
5
0
0
0
0
0
0
0
45
30
10
5
0
0
0
0
0
0
0
45
27,793
計
272,820
54,750
9,125
0
0
0
0
0
0
0
336,695
平均
22,735
4,563
760
0
0
0
0
0
0
0
28,058
最大
26,070
4,650
775
0
0
0
0
0
0
0
31,495
最小
20,202
4,200
700
0
0
0
0
0
0
0
25,452
97
159
45
159
-62
52
-62
3月
118
163
45
163
-45
73
-45
4月
121
167
45
167
-46
76
-46
5月
122
154
45
154
-32
77
-32
6月
122
151
45
151
-29
77
-29
7月
123
160
45
160
-37
78
-37
8月
119
167
45
167
-48
74
-48
9月
121
159
45
159
-38
76
-38
10月
119
151
45
151
-32
74
-32
11月
119
156
45
156
-37
74
-37
12月
122
171
45
171
-49
77
-49
計
1,392
1,912
540
1,912
-520
852
-520
平均
116
159
45
159
-43
71
-43
最大
123
171
45
171
-29
78
-29
最小
89
154
45
154
-65
44
-65
1月
79,000
29,041
49,959
2月
76,000
26,374
49,626
3月
88,000
29,293
58,707
4月
87,000
27,408
59,592
5月
90,000
26,005
63,995
6月
88,000
25,452
62,548
7月
91,000
31,219
59,781
8月
88,000
31,495
56,505
9月
87,000
28,512
58,488
10月
89,000
27,691
61,309
11月
86,000
26,412
59,588
12月
91,000
27,793
63,207
計
1,040,000
336,695
703,305
平均
86,667
28,058
58,609
最大
91,000
31,495
63,995
最小
76,000
25,452
49,626
1月
0.470
65
0
8,243
0
8,243
1
2月
0.417
62
0
6,988
0
6,988
1
3月
0.456
45
0
5,539
0
5,539
1
4月
0.419
46
0
5,210
0
5,210
1
5月
0.421
32
0
3,634
0
3,634
1
6月
0.417
29
0
3,266
0
3,266
1
7月
0.492
37
0
4,915
0
4,915
1
8月
0.482
48
0
6,247
0
6,247
1
9月
0.451
38
0
4,630
0
4,630
1
10月
0.454
32
0
3,921
0
3,921
1
11月
0.423
37
0
4,230
0
4,230
1
12月
0.418
49
0
5,536
0
5,536
1
停止
0
不足
常時
0.00
バックアップ用年経費の算出
数値
基本料金
電力量料金
バックアップ用年経費
97
k.契約電力(kW)
l.契約月数(月)
m.業務用単価(kw/円/月)
n.基本料金(千円) k×l×m
o.購入電力量:停止時(kWh)
p.購入電力量:不足時(kWh)
q.購入電力量: 計(kWh) o+p
r.電力量料金(円/kWh)
s.金 額(千円) q×r
t.購入電気料金(千円)
n+s
年間購入料金(電力会社から購入した場合)
契約電力
179
業務用単価(円/kW/月)
1,250
基本料金(千円/年)
2,685
需要電力量(kWh)
336,695
購入単価(円/kWh)
11.125
電力量料金(千円/年)
3,746
購入料金 a
6,430
備 考
179
12.0
1,250
2,685
16,835
62,359
79,194
11.125
881
3,566
年間売電料金(電力会社へ売電した場合)
余剰電力量(kWh)
703,305
売電単価(円/kWh)
10.0
売電料金(千円/年)b
7,033
336,695
×
12
0.05 (停止率)
発電所建設による効果(千円)
収入(a+b)
13,463
バックアップ支出
3,566
収入計
9,897
- 13-23 -
計
-
備 考
i/((b*9+c*15)*30
520
0
62,359 j1*j2*9*30
0 j1*j3*15*30
62,359 j4+j5
12
97
151
45
151
-520
52
-520
表 13.4.8 発電所規模別検討書(2/2)
経済性検討表
項 目
供給電力量
需要電力量
余剰電力 (1)-(2)
買電電力量(停止時) (2)×0.05
買電電力量(不足時)
発電経費
工事費
送電費
工事費の計
(6)+(7)
年経費率
発電年経費
(8)×(9)
バックアップ経費
基本料金
契約年月
電力料金
バックアップ年経費
(11)+(13)
売電考慮時の収入 売電単価
売電年収入
(3)×(15)
経済性評価
発電所建設による電気料金効果
建設単価(受電端単価)
(8)/(1)
発電原価
(10)/(1)
合成発電原価
((10)+(14))/(2)
合成発電原価(売電参考) ((10)+(14)-(16))/(2)
合成発電収支 (17)/(1)-(19)
有効使用率
(2)/(1)
180
160
160
140
140
120
120
供給電力と需要電力(日最大)
月
月
10
月
11
月
12
月
9
月
月
8
7
1
2月
1月
1
1
1
月
2月
0
9月
0
0月
20
8月
20
5月
40
6月
7月
40
4月
60
1月
60
月
80
5
80
供給電力(kW)
廃棄物処理総合施設
市営公園照明等
滝ライトアップ
100
4月
廃棄物処理総合施設
供給電力(kW)
3月
100
(kW)
180
2月
3月
供給電力量(kWh)
廃棄物処理総合施設
市営公園照明等
滝ライトアップ
供給電力量と需要電力量
廃棄物処理総合施設
供給電力(kW)
180
100
160
90
140
80
70
(1,000×kWh)
120
100
80
60
60
50
40
30
40
20
20
10
図13.4.1
需給バランスグラフ
- 13-24 -
1月
0月
2月
1
1
1
9月
8月
7月
6月
5月
4月
3月
1月
2月
1
0月
1月
1
1
9月
8月
6月
7月
5月
3月
4月
0
2月
1月
0
2月
(kW)
備 考
供給電力と需要電力(夜)
供給電力と需要電力(昼)
(kW)
数 値
(kWh)
1,040,000
(kWh)
336,695
(kWh)
703,305
(kWh)
16,835
(kWh)
62,359
(千円)
141,300
(千円)
16,000
(千円)
157,300
(%)
1.244
(千円)
1,957
(千円)
2,685
(月)
12.0
(千円)
881
(千円)
3,566
(円/kWh)
10.0
(千円)
7,033
(千円)
9,897
(円/kWh)
151
(円/kWh)
1.88
(円/kWh)
16.40
(円/kWh)
-4.48
(円/kWh)
7.63
0.32
電力量
6
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
(10)
(11)
(12)
(13)
(14)
(15)
(16)
(17)
(18)
(19)
(20)
(21)
(22)
(23)
表13.4.9
項
開発規模の検討結果
目
ケース1
ケース2
ケース3
ケース4
ケース5
ケース6
使 用 水 量
(㎥/s)
0.1
0.4
0.7
1.0
1.3
1.6
最 大 出 力
(kW)
8
32
56
80
104
130
(kWh)
58,000
248,000
446,000
643,219
840,000
1,040,000
(2) 需要電力量
(kWh)
336,695
336,695
336,695
336,695
336,695
336,695
(3) 余 剰 電 力
(kWh)
0
0
109,305
306,305
503,305
703,305
(4) 買電電力量(停止時)
(kWh)
16,835
16,835
16,835
16,835
16,835
16,835
(5) 買電電力量(不足時)
(kWh)
314,330
231404
159,534
126,261
94,326
62,359
(6) 工
事
費
(千円)
62,200
79,300
106,200
122,200
131,600
141,300
(7) 送
電
費
(千円)
16,000
16,000
16,000
16,000
16,000
16,000
(8) 工事費の計
(千円)
78,200
95,300
122,200
138,200
147,600
157,300
(9) 年 経 費 率
(%)
1.244
1.244
1.244
1.244
1.244
1.244
(10)発電年経費
(千円)
973
1,186
1,520
1,719
1,836
1,957
(11)基 本 料 金
(千円)
2,685
2,686
2,685
2,685
2,685
2,685
(12)契 約 月 数
(月)
12.0
12.0
12.0
12.0
12.0
12.0
(13)電力量料金
(千円)
3,684
2,761
1,962
1,592
1,236
881
(14)バックアップ年経費
(千円)
6,369
5,477
4,648
4,278
3,922
3,566
(15)売 電 単 価
(円/kWh)
10.0
10.0
10.0
10.0
10.0
10.0
(16)売 電 年 収
(千円)
0
0
1,093
3,063
5,033
7,033
(17)電気料金効果
(千円)
61
953
2,875
5,215
6,541
9,897
(18)建 設 単 価
(受電端単価)
(円/kWh)
1,348
384
274
215
176
151
(19)発 電 原 価
(円/kWh)
16.78
4.78
3.41
2.67
2.19
1.88
(20)合成発電原価
(円/kWh)
21.81
19.79
18.32
17.81
17.10
16.40
(21)合成発電原価
(売電考慮)
(円/kWh)
21.81
19.79
15.01
8.71
2.15
-4.48
(22)合成発電収支
(円/kWh)
-15.72
-0.94
3.04
5.44
5.60
7.63
5.81
1.36
0.75
0.52
0.40
0.32
電
力
量
発 電 経 費
バックアップ
経
費
売電考慮時の
収
入
経済性評価
有効使用率
(1) 供給電力量
(23)
総 合 評 価
◎
表13.4.9より、本ケーススタディにおける開発規模は、合成発電原価(売電考慮)が最
も安価で、かつ合成発電収支が最も大きいケース6(最大使用水量Q=1.6㎥/s、最大出力
P=130kW)が最適であるとの結果が得られました。
なお、経済性検討表における年経費については、本ケースの場合には事業者が市である
ことから年経費に資本費は見込まないものとし、耐用年数は水力発電設備全体の平均値で
ある40年を、経費率は「表7.3.4 経費率表」に示すケース2の1.244%を用いて算出しまし
た。
- 13-25 -
13.5
開発効果の検討
「13.4
最適開発規模の検討」で策定した最適開発規模について、発電設備の概略設計を
行った後、その開発効果についてのケーススタディを行います。
概略設計は、工事費等について「積算基準」をベースにしながら実勢価格を用いて積み上
げるため、より実際に近いものとなります。
ここでは、概略設計の結果得られた発電計画の諸元を表13.5.1に、主要構造物の図面を図
13.5.1示します。なお、図中の朱書きの部分が新しく構築する発電設備を表しています。
表 13.5.1 計画諸元表
項
目
水 系 ・ 河 川 名
流
域
面
積
諸
一級河川 ○○川水系○○川
708.5 ㎢
河
量
○○測水所(流域面積 242.0 ㎢)100 ㎢当り流量(m3/s)
最大 108.54 35日 14.01
豊水 6.26 平水
3.82
低水
2.79 渇水 2.11
最小 1.76 年平均 7.15
川
流
発
電
所
位
置
○○県○○市○○
取
水
口
位
置
○○県○○市○○
放
水
口
位
置
○○県○○市○○
発
発
電
計
水路式(流れ込み式)
水
位
最大 EL.162.800m
放
水
位
最大 EL.151.000m
差
最大 11.80m
有
効
落
落
差
最大 11.10m
使
用
水
量
最大
力
最大 130kW
力
104kW
出
画
式
取
総
電
方
有
効
出
年間可能発電電力量
設
備
概
要
取水
設備
水路
発
河
開水路式
寸
法
幅:3.5m、 深さ:平均約 2.0m、長さ:186.0m
水圧鉄管
露出式 L=18.2m;内径 850mm、1 条
放 水 路
無圧式 L=14.5m
車
種
所
地上式
類
インライン型水車
3.2%
流 量 設 備 利 用 率
100%
総
備
工
利
利
事
用
用
率
費
1台
−
率
設
水
996MWh
式
河 川 維 持 流 量
河
川
利
用
1.60 ㎥/s
形
電
水
元
94.7%
137.0 百万円(本工事費 121.0 百万円、送電設備費 16.0 百万円)
kW 当 り 建 設 単 価
931 千円/kW(送電費用なし)
1,054 千円/kW(送電費用あり)
kWh 当 り 建 設 単 価
121 円/kWh(送電費用なし)
138 円/kWh(送電費用あり)
自然公園等の種別
○○県立自然公園
- 13-26 -
図13.5.1
発電所平面図・断面図
- 13-27 -
13.5.1
経済性の評価
本発電計画の経済性の評価に当たっては、「合成発電原価」「合成発電収支」及び「キャ
ッシュフロー」の両面から検討を行います。
夜間の余剰電力の扱い方については、市営公園の駐車場及び園内の照明や滝のライトアッ
プ等に使用するケース(以下、「照明あり」)に加え、全て売電するケース(以下、「照明
なし」)についても検討を行います。各ケースの条件を下記に示します。
ケース1:
市営公園の駐車場及び園内の公園照明負荷を 10kW として、夕方5時か
ら翌朝の8時まで一日 15 時間点灯するものとして需要に算入します。ま
た、滝のライトアップは、夕刻5時から午後 10 時まで点灯するものとし
て需要に算入します。これら需要の季節による変動は考慮しないことにし
ます。
ケース2:
ケース1の照明関係の需要を算入しないで、廃棄物処理総合施設の夜間
需要として 30kW のみを需要としたケースとします。
これらのケースで、合成発電原価及びキャッシュフロー検討の基礎となる需要施設の年間
支払い電気料金に関し、
① 発電所を建設しない場合
② 発電所を建設した場合
③ 発電所建設による電気料金効果額
について検討を行います。
(1) 廃棄物処理総合施設年間支払い電気料金の検討
発電所を建設し、廃棄物処理総合施設で使用する電力を自家発電でまかなう場合と、現状
のまま必要電力を全量購入した場合の年間支払電気料金を算出します。
ここで、自家発電により廃棄物処理総合施設の使用電力をまかなう場合、発電所が発電可
能な発電電力量と、廃棄物処理総合施設で消費される消費電力量は、必ずしも一致しないこ
とから、電力会社との間で売買契約を締結し、不足電力は購入し、余剰電力は売電すること
にします。
なお、購入電力単価は、電力会社の電気供給約款に準拠し、余剰電力の売電単価について
は、電力会社買電単価及び出力 1,000kW 未満の水力発電の新エネルギーとしての位置づけな
どを総合的に勘案して、売電単価を 10 円/kWh(火力発電焚き減らし費用 3円/kWh+RPS
評価額 7円/kWh)と想定しました。(実際の売電単価については、各電力会社との協議が
必要です。)
- 13-28 -
また、年間支払電気料金の算出における検討条件は、以下に示すとおりです。
【年間発生電力量及び電気料金】
① 廃棄物処理総合施設年間支払電気料金 = 購入電気料金 − 売電料金
② 購入電気料金 = 基本料金 + 電力量料金
基 本 料 金:1,250 円/kW/月(高圧供給、業務用電力)
電力量料金:11.13 円/kWh (電気供給約款より年間平均料金を算出)
③ 契約電力 : 179 kW
ア. 発電所を建設しない場合の年間支払電気料金
廃棄物処理総合施設の現状の需要に需給バランスを取るために夜間負荷を加えたケース
(ケース1)と廃棄物処理総合施設の現状の需要のみのケース(ケース2)とを比較検討
します。
発電所を建設しない場合の年間支払電気料金は表 13.5.2 のとおりです。
表 13.5.2 発電所を建設しない場合の年間支払電気料金
項
数
ケース1
目
値
ケース2
備
考
購入電料金
①基本料金
最大契約電力
(kW)
179
契 約 月 数
(月)
12
業務用単価
(円/kW)
1,250
(千円/年)
2,685
金
額
②電力量料金
購入電力量
(kWh)
電 気 料 金
(円/kWh)
金
(千円/年)
3,746
3,035
(千円/年)
6,430
5,720
額
③購入電気料金 = ①+②
336,695
272,820
11.125
イ. 発電所を建設した場合の年間支払電気料金
(ア) 売買電力量の計算
売買電力量は表 13.5.3 に示すとおり、ケース1の場合、購入電力量は 96,024kWh、
売電電力量は 615,305kWh となり、ケース2の場合、購入電力量は 85,455kWh、売電
電力量は 679,180kWh となりました。
- 13-29 -
表 13.5.3 売買電力量の計算(発電所を建設した場合)
項
目
最大使用水量
年間自家発有効電力量※
需要施設年間消費電力量
自家発電消費電力量
購入電力量
余剰電力量
売電電力量
(㎥/s)
(kWh)
(kWh)
(kWh)
(kWh)
(kWh)
(kWh)
数
値
ケース1 ケース2
1.60
952,000
336,695
272,820
240,671
187,365
96,024
85,455
615,305
679,180
615,305
679,180
備
考
発電設備が 1 年間に発電する電力量
需要施設が 1 年間に消費する電力量
自家発からの供給電力
電力会社からの購入電力
※:事故停止・補修停止等を考慮し利用率を 95%とした(p5-14 参照)
(イ) 年間電気料金の収支計算
(ア)のケース分けで発電所を建設した場合の年間電気料金の収支算出結果を、表
13.5.4 に示します。ケース1の場合には年間 240 万円の収入、ケース2の場合には
年間 316 万円の収入となります。
表 13.5.4 発電所を建設した場合の年間電気料金収支
項
数
ケース1
目
購入電気料金
①基本料金
最大契約電力
契約月数
業務用単価
金額
②電力量料金
購入電力量
電力量料金
金額
③購入電気料金 = ①+②
売電料金
売電電力量
売電単価
④売電料金
年間電気料金収支 = ③−④
(kW)
(月)
(円/kW)
(千円/年)
(kWh)
(円/kWh)
(千円/年)
(千円/年)
(kWh)
(円/kWh)
(千円/年)
(千円/年)
値
ケース2
179
12
1,250
2,685
備
考
需要が供給を上回る期間で契約
96,024
85,455
11.125
1,068
951
3,753
3,636
615,305
679,180
10.0
6,153
6,792
-2,400
-3,156 -は収入となる。
(ウ) 年間支払電気料金の比較
発電所を建設しない場合と建設した場合の年間支払電気料金の算出結果を、表
13.5.5 に示します。発電所建設による電気料金効果額はケース1(照明あり)が
8,830 千円、ケース2(照明なし)が 8,876 千円となります。
- 13-30 -
表 13.5.5 年間支払電気料金の比較
(単位:千円)
発電所を建設
しない場合
(現 状)
施設年間支払
電 気 料 金
(a)
購
入
電気料金
(b)
売電料金
(c)
ケース1
6,430
3,753
6,153
2,400
8,830
ケース2
5,720
3,636
6,792
3,156
8,876
項
目
発 電 所 を 建 設 し た 場 合
(自家発電により施設電力供給)
電気料金差額
(d)=(c)-(b)
発電所建設による
電気料金効果額
(a)+(d)
備
考
(2) 合成発電原価(売電考慮)・合成発電収支
本発電計画の需要電力量での合成発電原価(売電考慮)は、表 13.5.6 に示すとおり、売
電を考慮した場合ケース1(照明あり)で-2.07 円/kWh となり、ケース2(照明なし)で5.32 円/kWh となります。合成発電収支は、ケース1で 7.48 円/kWh、ケース2で 7.53 円
/kWh となります。
表 13.5.6 経済性比較検討
項
電
力
量
発 電 経 費
目
単
(1) 供給電力量
(kWh)
(2) 需要電力量
(kWh)
(3) 余剰電力量
(1)-(2)
(kWh)
(4) 買電電力量(停止時)
(2)×0.05
(kWh)
(5) 買電電力量(不足時)
(kWh)
(6) 工
事
費
(千円)
(7) 送
電
費
(千円)
(8) 工事費の計
(6)+(7)
(9) 年 経 費 率
(8)×(9)
(11)基 本 料 金
経済性評価
有効使用率
(千円)
(千円)
(12)契 約 月 数
(月)
(13)電力量料金
(千円)
(14)バックアップ年経費
売電考慮時の
収
入
(千円)
(%)
(10)発電年経費
バックアップ
経
費
位
(11)+(13)
(15)売 電 単 価
(16)売 電 年 収
(千円)
(円/kWh)
(3)×(15)
(千円)
(17)発電所建設による電気料金効果
(千円)
(18)建設単価(受電端単価) (8)/(1)
(円/kWh)
(19)発 電 原 価
(円/kWh)
(20)合成発電原価
(10)/(1)
[(10)+(14)]/(2)
(円/kWh)
数
ケース1
値
ケース2
952,000
336,695
272,820
615,305
679,180
16,835
13,641
79,189
71,814
121,000
16,000
137,000
1.244
1,704
2,685
12
1,068
951
3,753
3,636
10.0
6,153
6,792
8,830
8,876
143.91
1.79
16.21
19.57
(21)合成発電原価(売電考慮)
[(10)+(14)-(16)]/(2)
(円/kWh)
-2.07
-5.32
(22)合成発電収支
(円/kWh)
7.48
0.35
7.53
0.29
(22)
[(17)/(1)]−(19)
(2)/(1)
- 13-31 -
備
考
有効電力量
(3) 経済評価
本発電計画での売電を考慮した場合の合成発電原価(売電考慮)は、-2.07∼-5.32 円
/kWh となり、現在、廃棄物処理総合施設が支払っている実績仕上がり料金単価 19.24∼
21.37 円/kWh(平均 20.19 円/kWh)と比較すると、20 円/kWh 以上安価となり、ケース1
(照明あり)、ケース2(照明なし)共に、高い経済性を有するものと判断できます。
13.5.2 キャッシュフロー(資金調達方法と発電計画収支予想)
(1) 発電計画収支予想の検討条件
発電計画収支予想においては、資金の調達方法が経済性を左右しますが、開発体制や運営
体制により、資金の調達方法も異なってきます。ここでは、需要施設である廃棄物処理総合
施設と公園は市営の施設であることから、市役所の所管部が建設を行い、廃棄物処理総合施
設の職員が日常の管理・運営を行うこととします。
これらを踏まえ、資金調達については、建設費を市の一般会計から支出するものとし、
「中小水力発電開発費補助金補助事業」の助成を受けることとしました。なお、市は過疎指
定地域であることから、「過疎対策事業債」を組み合わせた方法で検討を行いました。
発電計画収支予想における各検討条件を、以下に示します。
ア. 事業費内訳
本発電所の建設事業費は、概略設計の結果、以下のとおりとなります。
① 本工事費 :
② 送電設備費 :
合
計 :
121,000 千円
16,000 千円(国庫補助対象外)
137,000 千円
イ. 資金調達方法の設定
発電計画における資金調達の方法については、以下に示すとおりとしました。なお、建
設期間については、1年度内で実施することにし、送電設備費については、一般財源で支
出するものとしました。
(ア) 本工事費
① 国庫補助金(30%):中小水力発電開発費補助金
② 市
費(70%):過疎債 充当率(100%)
交 付 税 算 入 率( 70%)
一 般 財
源( 30%)
※起債償還は、翌年から開始し、3 年据置 12 年元利均等償還としました。
なお、利率については、1.2%としました。
- 13-32 -
(イ) 送電設備費
① 市
費(100%):過疎債 充当率(100%)
交 付 税 算 入 率( 70%)
一 般 財
源( 30%)
(2) 発電計画収支予想
「13.5.1 経済性評価」により比較を行った2つのケースの経済性に大きな差がないこと
から、観光地としての集客力アップの効果も期待できるケース1(照明あり)を採用するこ
ととし、その場合におけるキャッシュフロー(発電計画収支予想)を行いました。
ア. 過疎債を適用した場合
資金調達に、過疎対策事業債を適用した場合の計算結果を、表 13.5.7 に示します。
ここでは、発電所建設に伴い起債した過疎債は、発電所運転開始から数えて 15 年で償
還する計画としていますが、起債償還額に対して交付税参入額を差し引いた実質一般財源
差額の年額より、発電所建設により電気料金効果の収入相当額が毎年上回るため、発電所
運転開始後1年目から収益を得ることができ、十分に経済性のある計画であると判断でき
ました。
イ. 一般財源を適用した場合
上記の検討では、発電所建設の財源として国庫補助(中小水力発電開発費補助金)と過
疎債との組み合わせで計画していますが、ケースによっては過疎債を適用できない場合も
あることから、補助裏に過疎債を用いず市費(一般財源)を使用した場合のキャッシュフ
ローの検討も併せて行いました。計算結果を表 13.5.8 に示します。
その結果、市費(一般財源)を使用した場合においても、発電所運転開始後1年目から
約 700 万円の収益が見込まれることから、発電所運転開始後 15 年目で建設時に投入した
資金を回収することが可能となり、採算性の高い発電計画であると判断できます。
ウ. 年経費に資本費を見込む場合
これまでの検討は、市が事業者のため、年経費に資本費を見込んでいませんが、参考と
して市町村以外の団体が事業者となり年経費に資本費を見込む場合のキャッシュフローを、
表 13.5.9 に示します。
計算条件については、建設費のうち 30%の国庫補助金、残りの 70%を団体費とし、耐
用年数を 40 年として、表 7.3.4 のケース4の経費率 4.661%を適用します。また、団体
費は借入金として、金利 2.0%、15 年の元利均等返済として計算しています。
その結果、発電所運転開始後 16 年目から収益を得られ、発電所運転開始後 21 年目で建
設時に投入した資金を回収することができる計画となりました。
- 13-33 -
- 13-34 -
121,000
16,000
(A)
建設費
の総額
36,300
0
(B)=(A)×30%
84,700
16,000
(C)×100%
(C)×0%
0
0
①
建設時
の財源
0
0
1,208
1,208
1,208
9,061
9,061
9,061
9,061
9,061
9,061
9,061
9,061
9,061
9,061
9,061
9,061
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
②
起 債
償還額
計
0
0
1,208
1,208
1,208
9,061
9,061
9,061
9,061
9,061
9,061
9,061
9,061
9,061
9,061
9,061
9,061
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
(a)=Σ①∼②
一般財源必要額
0
0
0
846
846
846
6,342
6,342
6,342
6,342
6,342
6,342
6,342
6,342
6,342
6,342
6,342
6,342
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
(b)
1,208
363
363
8,215
2,718
2,718
2,718
2,718
2,718
2,718
2,718
2,718
2,719
2,719
2,719
△ 6,342
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
(D)=(a)-(b)
0
1,208
1,571
1,933
10,148
12,866
15,584
18,303
21,021
23,739
26,457
29,175
31,893
34,612
37,331
40,049
33,707
33,707
33,707
33,707
33,707
33,707
33,707
33,707
33,707
33,707
33,707
33,707
33,707
33,707
33,707
33,707
33,707
33,707
33,707
33,707
33,707
33,707
33,707
33,707
33,707
Σ(D)
実質一般
交付税算 実質一般 財源差額
財源差額 の累計
入額
【備 考】
※1:初年度の建設費総額の欄の上段値:補助、下段値:補助対象外(送電線費用を含む)。
※2:償還条件:起債償還は翌年から開始し、3年据置、12年元利均等償還、年利1.2%とする。
※3:年経費は、人件費、修繕費、その他経費、一般管理費とする。
※4:契約電気料金は、高圧供給のうち業務用電力とする。
※5:売電単価は、10円/kWhと想定する。
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
1
年 度
発電所建設の収支計画
一般財源内訳
6,430
発電所を建設
しない場合
(現 状)
施設年間支払
電気料金
(a)
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
(c)
発電所建設
による
電気料金
効果額
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
(E)=(c)-(d)
7,126
14,251
21,377
28,503
35,629
42,754
49,880
57,006
64,132
71,257
78,383
85,509
92,635
99,760
106,886
114,012
121,137
128,263
135,389
142,515
149,640
156,766
163,892
171,018
178,143
185,269
192,395
199,520
206,646
213,772
220,898
228,023
235,149
242,275
249,401
256,526
263,652
270,778
277,904
285,029
Σ(E)
収入相当額 同左の累計
3,753
購入
電気料金
(b)
2,400
(d)=(c)-(b)
(c)
6,153
電気料金差額
売電料金
発電所を建設した場合
(自家発電により施設電力供給)
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
(d)
年経費
発電所建設後の収支計画
維持管理費
条件: 使用水量Q=1.6㎥/s、最大出力P=130kW、照明あり(公園照明10kW×15時間/日、ライトアップ5kW×5時間/日)
財源内訳
市費
国 庫
(C)=(A)-(B)
補助金額
起債
市費
(NEDO)
ケース: 1
キャッシュフロー(発電計画収支予想) 【国庫補助率30%+市債(過疎債充当率100%)】
1
建設期間:1年
備 考
△ 5,917
1 発電所運開後 経過年数
△ 12,681
2
△ 19,444
3
△ 18,355
4
△ 22,762
5 起債償還年数
△ 27,170
6
運開後 15年間
△ 31,578
7
△ 35,985
8
△ 40,393
9
△ 44,800 10
△ 49,208 11
△ 53,615 12
△ 58,023 13
△ 62,430 14
△ 66,837 15
△ 80,305 16
△ 87,431 17
△ 94,556 18
△ 101,682 19 発電所建設費回収年数
△ 108,808 20 運開後 1年
△ 115,933 21
△ 123,059 22
△ 130,185 23
△ 137,311 24
△ 144,436 25
△ 151,562 26
△ 158,688 27
△ 165,814 28
△ 172,939 29
△ 180,065 30
△ 187,191 31
△ 194,317 32
△ 201,442 33
△ 208,568 34
△ 215,694 35
△ 222,819 36
△ 229,945 37
△ 237,071 38
△ 244,197 39
△ 251,322 40 発電所耐用年数 40年
Σ(D)-Σ(E)
発電所建設費
回収年数計算
(a)+(d)
8,830
発電所建設による
電気料金効果
△ 5,917
△ 6,763
△ 6,763
1,089
△ 4,408
△ 4,408
△ 4,408
△ 4,408
△ 4,408
△ 4,408
△ 4,408
△ 4,408
△ 4,407
△ 4,407
△ 4,407
△ 13,468
△ 7,126
△ 7,126
△ 7,126
△ 7,126
△ 7,126
△ 7,126
△ 7,126
△ 7,126
△ 7,126
△ 7,126
△ 7,126
△ 7,126
△ 7,126
△ 7,126
△ 7,126
△ 7,126
△ 7,126
△ 7,126
△ 7,126
△ 7,126
△ 7,126
△ 7,126
△ 7,126
△ 7,126
(D)-(E)
実質年間
総経費
(単位:千円)
表 13.5.7 ケース1のキャッシュフロー計算書(過疎債を使用した場合)
- 13-35 -
(A)
121,000
16,000
36,300
0
(B)=(A)×30%
(NEDO)
国 庫
補助金額
(C)×100%
起債
0
0
84,700
16,000
(C)×0%
市費
財源内訳
市費
(C)=(A)-(B)
84,700
16,000
①
建設時
の財源
②
起 債
償還額
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
計
84,700
16,000
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
(a)=Σ①∼②
一般財源必要額
(b)
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
100,700
(D)=(a)-(b)
100,700
100,700
100,700
100,700
100,700
100,700
100,700
100,700
100,700
100,700
100,700
100,700
100,700
100,700
100,700
100,700
100,700
100,700
100,700
100,700
100,700
100,700
100,700
100,700
100,700
100,700
100,700
100,700
100,700
100,700
100,700
100,700
100,700
100,700
100,700
100,700
100,700
100,700
100,700
100,700
100,700
Σ(D)
実質一般
交付税算 実質一般 財源差額
財源差額 の累計
入額
発電所建設の収支計画
一般財源内訳
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
6,430
発電所を建設
しない場合
(現 状)
施設年間支払
電気料金
(a)
(c)
発電所建設
による
電気料金
効果額
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
(E)=(c)-(d)
7,126
14,252
21,378
28,504
35,630
42,756
49,882
57,008
64,134
71,260
78,386
85,512
92,638
99,764
106,890
114,016
121,142
128,268
135,394
142,520
149,646
156,772
163,898
171,024
178,150
185,276
192,402
199,528
206,654
213,780
220,906
228,032
235,158
242,284
249,410
256,536
263,662
270,788
277,914
285,040
Σ(E)
収入相当額 同左の累計
3,753
購入
電気料金
(b)
2,400
(d)=(c)-(b)
(c)
6,153
電気料金差額
売電料金
発電所を建設した場合
(自家発電により施設電力供給)
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
1,704
(d)
年経費
発電所建設後の収支計画
維持管理費
条件: 使用水量Q=1.6㎥/s、最大出力P=130kW、照明あり(公園照明10kW×15時間/日、ライトアップ5kW×5時間/日)
【備 考】
※1:初年度の建設費総額の欄の上段値:補助、下段値:補助対象外(送電線費用を含む)。
※2:建設費の内、助成金を除いた部分については、市費(一般財源)を充てるものとする。
※3:年経費は、人件費、修繕費、その他経費、一般管理費とする。
※4:契約電気料金は、高圧供給のうち業務用電力とする。
※5:売電単価は、10円/kWhと想定する。
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
1
年 度
建設費
の総額
ケース: 1-1
キャッシュフロー(発電計画収支予想) 【国庫補助率30%+市費(一般財源)】
△
△
△
△
△
△
△
△
△
△
△
△
△
△
△
△
△
△
△
△
△
△
△
△
△
△
△
△
△
△
△
△
△
△
△
△
△
△
△
△
93,574
86,448
79,322
72,196
65,070
57,944
50,818
43,692
36,566
29,440
22,314
15,188
8,062
936
△ 6,190
△ 13,316
△ 20,442
△ 27,568
△ 34,694
△ 41,820
△ 48,946
△ 56,072
△ 63,198
△ 70,324
△ 77,450
△ 84,576
△ 91,702
△ 98,828
△ 105,954
△ 113,080
△ 120,206
△ 127,332
△ 134,458
△ 141,584
△ 148,710
△ 155,836
△ 162,962
△ 170,088
△ 177,214
△ 184,340
Σ(D)-Σ(E)
発電所建設費
回収年数計算
(a)+(d)
8,830
発電所建設による
電気料金効果
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
7,126
(D)-(E)
実質年間
総経費
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
発電所耐用年数 40年
発電所建設費回収年数
運開後 15年
発電所運開後 経過年数
1 建設期間:1年
備 考
(単位:千円)
表 13.5.8 ケース1のキャッシュフロー計算書(一般財源を使用した場合)
- 13-36 -
121,000
16,000
(A)
建設費
の総額
団体費
36,300
0
84,700
16,000
(B)=(A)×30% (C)=(A)×70%
(NEDO)
国 庫
補助金額
財源内訳
84,700
16,000
①
建設時
の財源
7,837
7,837
7,837
7,837
7,837
7,837
7,837
7,837
7,837
7,837
7,837
7,837
7,837
7,837
7,837
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
②
(金利込み)
返済額
計
84,700
16,000
7,837
7,837
7,837
7,837
7,837
7,837
7,837
7,837
7,837
7,837
7,837
7,837
7,837
7,837
7,837
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
(a)=Σ①∼②
一般財源必要額
発電所建設の収支計画
一般財源内訳
7,837
7,837
7,837
7,837
7,837
7,837
7,837
7,837
7,837
7,837
7,837
7,837
7,837
7,837
7,837
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
(D)=(a)
7,837
15,674
23,511
31,348
39,185
47,022
54,859
62,696
70,533
78,370
86,207
94,044
101,881
109,718
117,555
117,555
117,555
117,555
117,555
117,555
117,555
117,555
117,555
117,555
117,555
117,555
117,555
117,555
117,555
117,555
117,555
117,555
117,555
117,555
117,555
117,555
117,555
117,555
117,555
117,555
Σ(D)
実質一般
実質一般 財源差額
財源差額 の累計
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
8,830
(b)
発電所建設
による
電気料金
効果額
6,383
6,383
6,383
6,383
6,383
6,383
6,383
6,383
6,383
6,383
6,383
6,383
6,383
6,383
6,383
6,383
6,383
6,383
6,383
6,383
6,383
6,383
6,383
6,383
6,383
6,383
6,383
6,383
6,383
6,383
6,383
6,383
6,383
6,383
6,383
6,383
6,383
6,383
6,383
6,383
(c)
年経費
2,158
2,158
2,158
2,158
2,158
2,158
2,158
2,158
2,158
2,158
2,158
2,158
2,158
2,158
2,158
2,158
2,158
2,158
2,158
2,158
2,158
2,158
2,158
2,158
2,158
2,158
2,158
2,158
2,158
2,158
2,158
2,158
2,158
2,158
2,158
2,158
2,158
2,158
2,158
2,158
6,430
発電所を建設
しない場合
(現 状)
施設年間支払
電気料金
(a)
(d)
減価償却費
5,794
5,794
5,794
5,794
5,794
5,794
5,794
5,794
5,794
5,794
5,794
5,794
5,794
5,794
5,794
5,794
5,794
5,794
5,794
5,794
5,794
5,794
5,794
5,794
5,794
5,794
5,794
5,794
5,794
5,794
5,794
5,794
5,794
5,794
5,794
5,794
5,794
5,794
5,794
5,794
(E)=(b)-[(c)-(d)-(e)
5,794
11,587
17,381
23,174
28,968
34,762
40,555
46,349
52,142
57,936
63,729
69,523
75,317
81,110
86,904
92,697
98,491
104,285
110,078
115,872
121,665
127,459
133,252
139,046
144,840
150,633
156,427
162,220
168,014
173,808
179,601
185,395
191,188
196,982
202,775
208,569
214,363
220,156
225,950
231,743
Σ(E)
収入相当額 同左の累計
3,753
購入
電気料金
(b)
2,400
(d)=(c)-(b)
(c)
6,153
電気料金差額
売電料金
発電所を建設した場合
(自家発電により施設電力供給)
1,189
1,189
1,189
1,189
1,189
1,189
1,189
1,189
1,189
1,189
1,189
1,189
1,189
1,189
1,189
1,189
1,189
1,189
1,189
1,189
1,189
1,189
1,189
1,189
1,189
1,189
1,189
1,189
1,189
1,189
1,189
1,189
1,189
1,189
1,189
1,189
1,189
1,189
1,189
1,189
(e)
金利
発電所建設後の収支計画
維持管理費
条件: 最大使用水量Q=1.60㎥/s、最大出力P=130kW、照明あり(公園照明10kW×15時間/日、ライトアップ5kW×5時間/日)
【備 考】
※1:初年度の建設費総額の欄の上段値:補助、下段値:補助対象外(送電線費用を含む)。
※2:年経費は、減価償却費、金利、固定資産税、人件費、修繕費、その他経費、一般管理費とする。
※3:契約電気料金は、高圧供給のうち業務用電力とする。
※4:売電単価は、10円/kWhと想定する。
※5:一般財源は、金利2%、元利均等15年返済で借り入れるものとする。
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
1
年 度
ケース: 1-2
キャッシュフロー(発電計画収支予想) 【国庫補助率30%+団体費70%】
2,043
4,087
6,130
8,174
10,217
12,261
14,304
16,348
18,391
20,434
22,478
24,521
26,565
28,608
30,652
24,858
19,064
13,271
7,477
1,684
△ 4,110
△ 9,904
△ 15,697
△ 21,491
△ 27,284
△ 33,078
△ 38,871
△ 44,665
△ 50,459
△ 56,252
△ 62,046
△ 67,839
△ 73,633
△ 79,427
△ 85,220
△ 91,014
△ 96,807
△ 102,601
△ 108,394
△ 114,188
Σ(D)-Σ(E)
発電所建設費
回収年数計算
(a)+(d)
8,830
発電所建設による
電気料金効果
2,043
2,043
2,043
2,043
2,043
2,043
2,043
2,043
2,043
2,043
2,043
2,043
2,043
2,043
2,043
△ 5,794
△ 5,794
△ 5,794
△ 5,794
△ 5,794
△ 5,794
△ 5,794
△ 5,794
△ 5,794
△ 5,794
△ 5,794
△ 5,794
△ 5,794
△ 5,794
△ 5,794
△ 5,794
△ 5,794
△ 5,794
△ 5,794
△ 5,794
△ 5,794
△ 5,794
△ 5,794
△ 5,794
△ 5,794
(D)-(E)
実質年間
総経費
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
1
発電所耐用年数 40年
発電所建設費回収年数
運開後 21年
借入返済年数
運開後 15年間
発電所運開後 経過年数
建設期間:1年
備 考
(単位:千円)
表 13.5.9 キャッシュフロー計算書(資本費ありの場合)
添付資料−1
開
発
添付資料 1-1
事
例
開
発
事
例
1.渓流水利用
発電所名
出力(kW)
水
車
需
要
概略図
あいざんけい
事業主体
北海道上川町
愛山渓発電所
20.9
有効落差(m)
27.1
最大使用水量(㎥/s)
0.1
クロスフロー水車
発 電 機
同期発電機 25kVA、220V
青少年の家(収容人員:45 名、室数:8、ヒュッテ:100)
青少年の家
開発の経緯
発電所名
出力(kW)
水
車
需
要
概略図
大雪山への登山基地や保養地となっている愛山渓温泉の老朽化に伴い、宿泊休憩
施設の充実と集客を目的とした青少年の家が建設された。従来この温泉は電化さ
れておらず、電力会社からの受電には 20km の配電線を敷設しなければならない
ため、昭和 56 年、施設の建替えに併せて小水力発電所を導入し電化を図った。
さ ん ぶ い ち ゆうすいこうえん
事業主体
山梨県北杜市(旧長坂町)
三分一湧水公園発電所
1.0
有効落差(m)
7.0
最大使用水量(㎥/s)
0.03
クロスフロー水車
発 電 機
同期発電機 110V
公園内の吊り橋の照明、発電所内の模型電車
三分一湧水
取水口
ヘッドタンク
分水枡
水圧管
発電所
発電所
<計画平面図>
開発の経緯
水車・発電機
日本名水百選の三分一湧水公園内にある水路を利用して平成 16 年に小水力発電
所を設置した。公園内の吊り橋の照明や、教育用として発電所内に設置した模型
電車を動かしている。「3つの村の水争いを治めるため、武田信玄が湧水に三角
の石柱を置いて水を三分の一ずつ分けたこと」がこの名の由来。
添付資料 1-1
発 電 所 名
ほしのおんせん
事業主体
星野温泉発電所
第1発電所
50
出 力
有効落差
第2発電所
100
(kW)
(m)
第3発電所
75
第1発電所
クロスフロー水車
第2発電所
水 車 フ ラ ン シ ス水車
第3発電所
クロスフロー水車
需
要
温泉宿泊施設
概略図
㈱星野リゾート(長野県軽井沢町)
10.6
21.0
8.8
最大使用水量(㎥/s)
発 電 機
同期発電機 110kVA
同期発電機 150kVA
同期発電機 90kVA
0.695
0.695
1.2
第 1 発電所
開発の経緯
発電所名
出力(kW)
水
車
需
要
大正4年以来、星野温泉の電力を水力発電所でまかない今日に至っている。自家
発のメリットは長期的に見てエネルギー価格に左右されずに自給自足が可能とな
り、かつ軽井沢の環境保全にも貢献でき、事業経営の大きな支えになっている。
か わ こ だ
事業主体 広島県北広島町(旧芸北町)
川小田発電所
720
有効落差(m) 19.00
最大使用水量(㎥/s)
5.00
S型チューブラ水車
発 電 機 同期発電機 6.6kV
農業関連施設(低温野菜余冷施設、バイオ関連施設、野菜花温室 他):240kW
集落排水処理施設(計画処理人口 910 人):50kW
農村環境施設(オークガーデン、運動公園):210kW
概略図
取水堰
開発の動機
地域資源の有効利用を目的とした「農村総合整備事業」により発電所を建設し、町
内の各農業関連設備に電力を供給。「中小水力開発促進指導事業補助金」による実
施設計を行い、取水堰から導水路、発電所及び放水路まで全てを新設したが、水
車・発電機は海外製品を導入し建設コストの削減に務めた。
添付資料 1-2
2.砂防えん堤利用
か の ま た
発電所名
事業主体
新潟県黒川村
鹿の俣発電所
960
有効落差(m)
60.25
最大使用水量(㎥/s)
2.00
横軸フランシス水車
発 電 機
同期発電機 1,030kVA、6.6kV
売電(売電収入を農業用施設の電気料金へ充当)
出力(kW)
水
車
需
要
概略図
砂防えん堤
開発の経緯
発電所名
出力(kW)
水
車
需
要
概略図
農村総合整備事業の地域資源利活用施設として農業関連設備に必要な電力を供給
するための自家用発電所で、村内を流れる胎内川の支川鹿ノ俣川に、県の技術支
援を受けて建設した。既設の砂防えん堤を利用して取水した後、約 2.6km の水圧
管路により発電所まで導水した後、既設農業用に放流する。一般家庭約 1,400 戸
分の年間消費電力に匹敵する年間約 490 万 kWh の電力量を生み出している。
たいお
事業主体
鯛生小水力発電所
66
有効落差(m)
横軸フランシス水車
道の駅「鯛生金山」
18.0
発 電 機
水槽
大分県日田市(旧中津江村)
最大使用水量(㎥/s)
0.5
同期発電機 66kVA、440V
発電所
鯛生金山
導水路
発電所
鯛生金山
取水口
既設砂防えん堤
砂防えん堤と余水吐
開発の経緯
閉山した金山跡地を観光施設として再開発しており、その需用電力をまかなうた
めに水力発電所を建設した。発電所建設は経費削減効果だけではなく、地域の観
光開発や雇用拡大をもたらしている。建設に当たっては、中小水力発電開発費補
助金の交付を受け、補助裏の財源には過疎対策事業債を適用した。
添付資料 1-3
せいわ
発電所名
事業主体
清和発電所
出力(kW)
水
車
需
要
概略図
190
有効落差(m)
クロスフロー水車
売電
熊本県山都町(旧清和村)
14.38
発 電 機
最大使用水量(㎥/s)
誘導発電機 190kW
既設砂防えん堤
高さ約10m
2.00
山村交流促進施設
あおばんせ
「青葉の瀬」
導水路
延長296m
緑
砂防えん堤
川
ロッジ
ヘッドタンク
発電所
村
放水路
道
キャンプ場
発電所
あおばんせ
青葉の瀬
開発の経緯
「小水力発電所を建設して山村を活性化させたい」という村の熱意と、国による
各種支援を得て、調査開始から3年という短期間で発電所を開発した。
計画の推進に当たっては、平成 14 年度に「ハイドロバレー計画策定調査」を実
施し基本構想を立案した後、翌年度には同調査による地質調査と測量及び「立地
環境調査」と「中小水力開発促進指導事業補助金」による実施設計を行った。
建設工事は、取水設備に既設砂防えん堤を利用して約8ヶ月の工期で完成した。
また、RPS法の認定を受けるとともに、建設費については「中小水力発電開発
費補助金」の交付を得た。
添付資料 1-4
3.農業水利施設の利用
発電所名
出力(kW)
水
車
需
要
概略図
な す の が は ら
発電所名
出力(kW)
水
車
需
要
概略図
開発の経緯
那須野ヶ原土地改良区連合(栃木県)
340
有効落差(m)
28.00
最大使用水量(㎥/s)
横軸フランシス水車
発 電 機
同期発電機
売電(売電収入を農業用施設の電気料金へ充当)
戸田調整池
開発の経緯
事業主体
那須野ヶ原発電所
発電所
1.60
水車・発電機
国営那須野ヶ原開拓建設事業の一環である戸田調整池の設置に併せて、調整池に
流入する戸田東用水路の遊休落差を利用して発電所を設けた。発生した電力を間
接的に土地改良施設に供給し、維持管理費の軽減を図っている。
ようろう
事業主体
養老発電所
9.6×2 台
有効落差(m)
立軸プロペラ水車
土地改良区事務所
2.24
発 電 機
胎内川沿岸土地改良区(新潟県)
最大使用水量(㎥/s)
誘導発電機 430V
1.23×2 台
既設農業用水路の遊休落差を利用して水力発電所を建設。土地改良区の事務所に
電力を供給し管理費の低減を図っている。
添付資料 1-5
発電所名
出力(kW)
水
車
需
要
概略図
まぐせがわ
事業主体
馬曲川発電所
95
有効落差(m)
ターゴインパルス水車
温泉公園
65
発 電 機
長野県木島平村
最大使用水量(㎥/s)
0.22
同期発電機 125kVA、220V
発電所
開発の経緯
発電所名
出力(kW)
水
車
需
要
概略図
昭和 58 年に温泉ボーリングが成功し、馬曲温泉公園を開発するのに併せ、馬曲
川の水力エネルギーを活用した発電所を設置して地域振興を図った。
建設に当たっては、砂防えん堤に付帯の農業用頭首工を利用した。
かさのはら
事業主体
笠野原発電所
820
有効落差(m)
横軸フランシス水車
売電
75.35
発 電 機
笠野原土地改良区(鹿児島県)
最大使用水量(㎥/s)
1.39
同期発電機 860kVA、6.6kV
笠野発電所
串良川
発電所と水車・発電機
開発の経緯
農業用水用の高隈ダムは年間1億トンの流入量があり、そのうち灌漑用として約
3万トンを利用し、残りは維持流量の放流のほか下流発電所への責任放流を行っ
ていたが、灌漑用導水路はシラス台地の上を通っており、河川との間に大きな落
差があった。また、灌漑用導水路の通水能力には余裕があったことから、この余
裕分と未利用落差を活用して発電所を設置した。
売電で得た収入は土地改良区の管理費の低減に大きく寄与している。
添付資料 1-6
4.上水道施設の利用
発電所名
出力(kW)
水
車
需
要
概略図
もいわ
事業主体
藻岩浄水場発電所
330
有効落差(m)
クロスフロー水車 370kW
浄水場内動力、照明
45.1
発 電 機
札幌市水道局
最大使用水量(㎥/s)
1.06
誘導発電機 330kW、6.6kV
発電所設置前
(段渠)
開発の経緯
発電所名
出力(kW)
水
車
需
要
概略図
発電所設置後
(水圧管路)
浄水場の導水管路改修に伴い、段渠部分を水圧管路形式に替えたことにより生じ
た残存水圧を有効利用して発電所を設置した。
たかむろ
高室発電所
事業主体
岩手県遠野市
150
有効落差(m)
82.4
最大使用水量(㎥/s)
0.25
フランシス水車 160kW
発 電 機
誘導発電機 150kW 210V
たかむろ水光園(各施設、浄水場、農村活力センター)
たかむろ水光園
水車・発電機
開発の経緯
田園都市プランの一環として、浄水場だけでなく農村民族資料等の保存と観光を
兼ねた複合地域施設「たかむろ水光園」の電源として計画。
水道施設を通じ市民の連帯と協調の和を結びながら、風土に根ざした健全な交
流、研修、休養レクリエーションを相乗的に発揮できる施設を目指した。
添付資料 1-7
発電所名
出力(kW)
水
車
需
要
概略図
せんがり
千苅浄水場小水力発電所
180
有効落差(m)
横軸フランシス水車
浄水場施設
事業主体
兵庫県神戸市水道局
23.8
発 電 機
最大使用水量(㎥/s)
誘導発電機
1.0
千刈ダム
水車・発電機
開発の経緯
市の温室効果ガス排出量削減と省エネルギー対策等の環境に配慮した取り組みの
一環として、貯水池と浄水場間の未利用落差を活用して発電所を設置した。
ぶち
発電所名
ます淵発電所
出力(kW)
水
車
需
要
520
有効落差(m)
73.6
最大使用水量(㎥/s)
0.9
横軸フランシス水車
発 電 機
同期発電機 550kVA、6.6kV
発電所の場内と原水流量調節で自家消費し余剰分は売電
事業主体
福岡県北九州市水道局
概略図
発電所
水車・発電機
開発の経緯
省エネルギーの一環として、消費電力の低減及びピークカットを狙い、水道施設
における減圧弁等のエネルギー調節に着目して水力発電設備を導入した。
添付資料 1-8
5.下水道施設の利用
発電所名
出力(kW)
水
車
需
要
略図
かさい
事業主体
葛西処理場
27
有効落差(m)
横軸プロペラ水車
処理場内設備
5.05
発 電 機
東京都下水道局(東京電力㈱)
最大使用水量(㎥/s)
0.68
誘導発電機 37kW 400V
発電設備全景
発電設備設置箇所
開発の経緯
発電所名
出力(kW)
水
車
需
要
略図
水車・発電機
下水処理場の放流施設に存在する未利用落差を活用したエネルギーの掘り起こし
と、経済性に見合う設備構築のための技術開発として水力発電設備を設置した。
みなとがわ
事業主体
兵庫県神戸市建設局
85
有効落差(m)
65.0
横軸フランシス水車
発 電 機
湊川ポンプ場内で自家消費し余剰分は売電
最大使用水量(㎥/s)
誘導発電機
湊 川 ポンプ場小水力発電所
0.185
水車・発電機
開発の経緯
未利用エネルギーを有効活用することにより、温室効果ガス削減等環境に配慮し
た取り組みを実施するとともに、運転経費削減や下流地区の非常時防火用水源と
しての役割を担う水力発電所を建設した。
添付資料 1-9
添付資料−2
水力発電に関する用語解説
添付資料 2-1
水力発電に関する用語解説
1.電気等に関する一般用語
(1)
電気エネルギー
電気は、石油やLNGなどの化石燃料、原子力、水力及び地熱などのエネルギー資源から
変換して作られた電気エネルギーです。電気はクリーンで便利なエネルギーであり、動力、
交通、通信、照明及び冷暖房などの多様な利用形態として使用されており、現代生活に欠か
せないエネルギーとなっています。
(2)
電流(アンペア:A)
単位時間に電気が導体の中を通る時のその流れの強さをいいます。普通、100V、100Wの
電球では1Aが流れています。
(3)
電圧(ボルト:V)
電流を流そうとする圧力をいい、電圧が大きいほど電流も多く流れます。家庭用の電灯線
の電圧は、普通100Vです。
(4)
電力(ワット:W 又は キロワット:kW)
電気エネルギーを使って単位時間当たりに仕事をする能力の大きさを電力といい、電力の
単位はワット(W)で表されます。
いま、100V、1A流れているところの電力は、100Wです。また、電力が大きくなるにし
たがって、1キロワット(kW)=1,000W、1メガワット(MW)=1,000kW
の単位で表され
ます。
(5)
電力量(ワット時:Wh 又は キロワットアワー:kWh)
一定の電力が、ある時間働いて使った電気の量を電力量といい、1Wの電力が1時間働い
た電力量を1ワット時(ワットアワー)といいます。
例えば、100Vで3Aの電気が1時間流れている電気器具の電力Pと電力量Wは、
P=100V×3A=300W
W=300W×1h=300Wh=0.3kWh
となります。
電力と電力量を家庭の水道に例えれば、電力は風呂場に取付けてある水道の蛇口の大きさ
を表しており、また電力量は、蛇口をひねってから、蛇口を締めるまでの時間において風呂
場に溜まった水の量が電力量と考えることができます。
(6)
周波数(ヘルツ:Hz)
普段、私たちが使っている交流の場合の周波数とは、交流の電圧又は電流の+−が、1秒
間に方向が変化して元に戻る回数をいい、単位はヘルツ(Hz)で表されます。なお、我が国
における電気の周波数分布は、概略、東日本は50Hz、西日本は60Hzとなっています。
添付資料 2-1
2.電気事業法等関係用語
(1)
電気事業者
一般電気事業者、卸電気事業者、特定電気事業者及び特定規模電気事業者の総称です。
(2)
一般電気事業者
経済産業大臣の許可を受け、一般の需要に応じて電気を供給する事業者をいいます。いわ
ゆる、既存の電力会社のことです。
(3)
卸電気事業者
経済産業大臣の許可を受け、一般電気事業者に電気を供給する事業者をいいます。
(4)
特定電気事業者
経済産業大臣の許可を受けて、特定の供給地点における需要に応じて電気を供給する事業
者をいいます。
(5)
特定規模電気事業者(PPS)
経済産業大臣に届け出を行い、原則として、2,000kW以上の需要家(特定規模需要といい、
特定規模とは、大工場及び大規模ビル等をいう。)に対して電気を供給する事業者であって、
電気の供給は、一般電気事業者が維持し、及び運用する送電ネットワーク(電線路)を利用
(託送)して電気の販売を行うものをいいます。
なお、特定規模電気事業者は、他の一般電気事業者の供給区域内においても供給を行うこ
とができます。
(6)
卸供給事業者
一般電気事業者の用に供するための電気を供給(振替供給を除く。)する事業者をいい、
公営電気事業者、電力会社の子会社など、いわゆる、IPP(独立系発電事業者)を指しま
す。卸供給事業者になるためには、発電所の出力が1,000kWを超えていなければなりません。
(7)
自家用電気工作物を設置する者(自家用発電設置者)
電気を専ら自家用として消費するために発電所を設置する者をいいます。ハイドロバレー
計画は、地方公共団体が自家消費を目的として水力発電所を設置するものであり、これに該
当します。
(8)
託送(自己託送)
一定のルールの下に第三者が電力会社の送電ネットワークを利用して電気を送電するこ
とで、託送には、託送、自己託送及び小売託送があります。
企業等が自家発電した電力を遠隔地にある自社の工場などで使うため、電力会社の送電線
を利用して送電することを自己託送といいます。
(9)
電気工作物の区分
電気事業法で定める電気工作物とは、発電、変電、送電若しくは配電又は電気の使用のた
添付資料 2-2
めに設置する機械、器具、ダム、水路、貯水池及び電線路その他の工作物をいい、電気工作
物は、次のように事業用電気工作物と一般用電気工作物に区分されます。
事業用電気工作物は、電気事業の用に供する電気工作物と自家用電気工作物に区分され、
電気事業の用に供する電気工作物とは、電気事業者が使用する電気工作物をいいます。
また、自家用電気工作物とは、公営などの卸供給事業者及び自家用発電設置者が使用する
電気工作物をいい、地方公共団体が建設する自家消費のための発電所は自家用電気工作物と
なります。
なお、一般家庭等の需要家などが受電するための設備を一般用電気工作物といい、水
力発電設備の場合、出力が10kW未満の水力発電設備(ただし、ダムを有するものを除く。)
については、一般用電気工作物として取扱われているので、河川法における水利権取得
等の手続きは別にして、電気事業法上の工事計画の届け出等の手続きは何ら必要としません。
電気事業の用に供する電気工作物 → 電気事業者の設備
電
気
工
作
物
事業用電気工作物
自家用電気工作物 → 卸供給事業者の設備
→ 自家発電設置者の設備
一般用電気工作物 → ダムを伴わない出力10kW未満の水力発電の設備
3.水力発電に関する用語
(1)
水力発電のしくみ
水力発電は、水が高い所から低い所に流れ落ちる性質を利用したものであり、水の流れ落
ちるエネルギーを水車によって機械エネルギーに返還し、発電機によって電気エネルギーを
作るものです。
すなわち、高い位置(取水地点)にある河川等の水(使用水量)を低い位置(発電所)にある水
車に導き、この高低差(落差)を利用して水車で発電機を回し、電気を発生させるものです。
この場合、落差を得る方法としての構造は、水路式、ダム式及びダム水路式の三つに分類
され、小水力発電の場合は、水路式が一般的です。
なお、水路式、ダム式及びダム水路式の発電方式を総称して、一般水力といいます。
(2)
水路式(流れ込み式)発電所のしくみ
水路式発電所は、河川の上流の水を取水ダムでせき(堰)止め、取水口から勾配の緩やかな
導水路で適当な落差が得られる地点(ヘッドタンク)まで導き、ヘッドタンクから急勾配の水
圧管路を通し、下流にある発電所内の水車に落ちる水の力で発電する方式であり、水路式発
電所は、河川勾配のみを落差として利用した発電所です。
また、水路式は、河川水をそのまま流し込むため、流れ込み式発電所又は自流式発電所と
もいいます。
添付資料 2-3
(3)
ダム式発電所及びダム水路式発電所
河川法で定めるダムとは、ダムの高さが15メートル以上のものをいい、ダム式発電所は、
このダムの高さによって得られる落差と使用水量を利用して発電する方式であり、ダム式発
電所の場合は、河川法上の種々の規制が伴うことになります。
なお、ダムの高さに加え、ダム下流の河川勾配による落差をも利用して発電する方式をダ
ム水路式発電所といいます。
(4)
中小水力発電及び小水力発電等の定義
水力発電の規模は、その発電所の最大出力の大小によって定まりますが、中小水力発電又
は小水力発電といった定義の法的根拠は特にありません。
しかし、「中小水力発電開発費補助金事業」による補助対象出力は3万kW以下であること
を考慮すれば、出力3万kW以下が中小水力発電といえます。また、一般的には、300kW程度
以下を小水力発電(ミニ水力)、100kW程度以下をマイクロ水力と呼んでいます。
なお、電気事業法施行規則第48条においては、ダムを有しない出力10kW未満の水力発電所
を「小出力発電設備」と定義しています。
(5)
流量及び流況
①
流
量
ある河川等の断面A(流れている面積(流積):㎡)を1秒間に通過v(水の流
れの速さ(流速):m/s)する水量を流量Q(Q=A×v)といい、流量の単位は、
m3/s で表されます。例えば、農業用水路の水路幅が1m、そこを流れている水深
(水の深さ)が1mであれば、この流積は1㎡となります。また、流速計により流
速を測定したところ 1.00m/s であれば、今流れている流量は 1.00m3/s(毎秒 1.00
立方メートルという。)となります。
なお、1.00 立方メートルの水の比重は約1であることから、1.00m3/s 流れてい
る場合の流量を、「1t(トン)の水が流れている。」という言い方もあります。
②
流
況
自然河川は、雪解け時期や台風時期などの季節の移り変わりや、あるいはその地
域の雨量や雪の多寡などにより、河川の流量は日々変化しています。このとき、比
較的流量の多い時期を豊水期といい、この流量を豊水量といいます。
また豊水期とは逆に、流量の少ないときの時期を渇水期といい、この流量を渇水
量といいます。更に、1年に1∼2回起きる出水時の流量を高水量、1年中の最小
流量を最小水量といいます。
このような河川流量の変動状況を総称して流況といい、この流況の良し悪しが発
電計画を左右することになります。
添付資料 2-4
(6)
河川維持流量
水路式(流れ込み式)水力発電所は、河川から流水を取り入れるため、発電規模の大小に
かかわらず、取水地点から発電所の放水地点までの間に必ず減水区間が生じます。
そこで、この減水区間において、漁業、景観、水生生物の保護及び流水の清潔の保持等に
影響を与えないよう総合的に考慮し、渇水期において維持すべきであるとした流量を河川維
持流量といいます。
(7)
最大使用水量
発電所で使用(水車を通過)する水量(流量)を使用水量といいます。
また、使用することのできる最大の水量を最大使用水量といい、1年中を通して355日間
使用できる水量を常時使用水量といいます。
(8)
有効落差
取水位(取水地点の水面標高)と放水位(発電所から放水される水面標高)の標高差(高
低差)を総落差といいます。
また、導水路の勾配などによる損失(ロス)等を損失落差といい、有効落差は、(総落差)
−(損失落差)で表されます。
(9)
発電所の出力
発電所の電気発生能力(発電力)をキロワット(kW)で表したものを、その発電所の出
力といい、当該発電所で発生できる最大の出力を最大出力といいます。
なお、出力は次式で求めることができます。
出力=9.8×(使用水量)×(有効落差)×(水車発電機効率)
(10)
年間可能発電電力量
発電力は、単位時間当たりに発生する電力の大きさで、それが連続して発生したときの仕
事量を発電電力量といい、発電計画で求められた1年間の発電電力量を年間可能発電電力量
といいます。
(11)
設備利用率
水力発電所は、最大出力で発電できる規模に造られますが、河川の流量は季節によって大
きく変化しているので、常に最大出力(100%)を出すことはできません。したがって、設
備が実際にどの程度利用できるかを把握するための指標を、設備利用率といいます。
これは、1年間の日々ごとの電力量を合算した年間可能発電電力量を、最大出力で1年間
連続運転した場合に発生する電力量(最大出力×24時間× 365日)で除して求めます。
設備利用率は、次式で表されます。
設備利用率=
年間可能発電電力量
× 100
最大出力 × 24時間 × 365日
添付資料 2-5
なお、自然エネルギーの各電源における設備利用率の概数は、次のとおりです。
電源別設備利用率の概数
電
源
設備利用率
(12)
水力発電
太陽光発電
風力発電
地熱発電
50%程度
12%程度
20%程度
80%程度
建設費又は工事費
水力発電所を建設するための費用を建設費又は工事費といいます。
建設費の構成は、用地等補償費、建築工事費(発電所等の建物)、土木工事費(取水堰等
の土木設備)、機械装置費(水車等の機械設備)、仮設備費(工事用道路など)、総係費(建
設要員の給与など)及び建設中利子等となります。
(13)
建設単価法
建設単価法は、計画段階における一般水力の経済性を概略的に評価する指標です。
建設単価には、出力(kW)当たり建設単価と年間可能発電電力量(kWh)当たり建設単
価の2種類があり、それぞれ次式で表されます。
建設費
kW当たり建設単価 =
(円/kW)
最大出力
建設費
kWh当たり建設単価 =
(円/kWh)
年間可能発電電力量
(14)
年経費及び発電原価
その発電所を運転、維持、運営していくのに必要な年間の経費(年経費)を建設費で除し
て、百分率で表したものを経費率といい、kWh当たりの建設単価に経費率を乗じれば、発電
原価の概数を求めることができます。
例えば、kWh当たりの建設単価が250円/kWhであったとき、建設費の補助率を30%とすれ
ば、kWh当たりの建設単価は、175円/kWhとなります。
また、この発電所の経費率を8%とすれば、発電原価は、175円/kWh×0.08=14円/kWh と
なります。
(15)
発電所から需要地までの電気の流れと電気料金
発電所で作られた電気は、発電所 → 一次変電所 → 配電用変電所 → 柱上変圧器
→ 住宅又は商店などの需要家、へと供給されます。
したがって、住宅などへ供給されるときの電気料金は、発電原価に送変電経費などを加え
たものとなります。
添付資料 2-6
4.河川に関する用語
水力発電所は、一般的に、河川内に取水堰等の構造物を設置し、その河川の流水を使用する
ことになります。したがって、河川内に構造物を設置して河川の流水を使用する場合には、河
川法の規制を受けることになります。
河川法は、河川について、①洪水、高潮等による災害の発生が予防され、②河川が適正に利
用され、③流水の正常な機能が維持され、④及び河川環境の整備と保全がされるようにこれを
総合的に管理することにより、国土の保全と開発に寄与し、もって、⑤公共の安全を保持し、
かつ、公共の福祉を増進することを目的としています。
また、河川法では、河川の流水は、私権の目的で利用することができません。
(1)
一級河川、二級河川及び準用河川の定義
河川法では、国土交通大臣が管理する河川を一級河川、都道府県知事が管理する河川を二
級河川及び市町村が管理する河川を準用河川と定義しています。
また、一級河川、二級河川、準用河川以外の小河川を普通河川と呼び、実際の管理は市町
村などが行っています。
(2)
直轄河川区間及び指定河川区間
一級河川の流路のうち、国土交通省が直接管理する部分を直轄河川区間といい、また、一
級河川の流路のうち、国土交通省からの委託を受けて、都道府県が管理する河川部分を指定
河川区間といいます。
(3)
指定河川区間への適用手続き
指定河川区域より上流部の渓流などにおいて水力発電所を設置する場合は、取水地点より
下流の流路については、新たに河川区域として指定する必要があります。このような手続き
等を河川指定といいます。
(4)
水利権
河川における表流水、停流水及び一時的な浸透水を河川の流水(ただし、地下水は流水の
範囲に含まない。)といいます。
流水を特定の目的のために、排他的に、独占的に、また継続的に占用する権利を水利権と
いいます。水利権は、河川管理者の許可によって成立します。
なお、水利使用(水利権)のうち、発電のためにするものを特定水利使用といい、発電の
場合は、使用水量の大小に関係なく、国土交通省の許可が必要です。
添付資料 2-7
添付資料−3
概算工事費の積算基準
添付資料 3-1
本基準は、ハイドロバレー計画における概算工事費の積算に適用するものとします。積算に
あたっては、的確かつ効率的に工事費を把握するため、過去に建設された多くの発電所の実績
から設備諸元をパラメータにとって、下記の方法で行います。
1.土地補償費
建物・土木・電気関係工事費、仮設備費の合計額の5%を計上します。
土地補償費は、発電所建設に係る土地代及び鉄道、道路等の公共設備への補償等に要する費
用です。個々の項目に対して積算すれば精度は向上しますが、概算工事費の積算では便宜的に
建物・土木、電気関係工事費、仮設備費の合計額に対する率計算で計上します。
2.発電所建物工事費
建物関係工事費は、本館建物と付属建物の合計として図 3.1 から算定します。
発電所建物工事費は最大出力をパラメータとして発電所形式別に算定します。発電所形式は、
地上式、半地下式、地下式に区分していますが、その選択は計画諸元、地形図及び現地調査の
結果等を勘案し判断します。
3.土木関係工事費
3.1 水 路
(1) 取水ダム
取水ダム工事費は、コンクリートダムを採用することとし、堤体、護岸及び護床を含んだ
工事費として図 3.4 から算定します。
ただし、魚道設備が必要である場合は、ダム高2m以上(2m未満は堤体に含まれる。)
について図 3.5 から魚道工事費を算定し、取水ダム工事費に加算します。
なお、チロリアンタイプの場合には取水ダムで取水施設一式を含むものとし、取水工事
費、沈砂池工事費は計上しません。
取水ダムの工事費は、コンクリート量をパラメータとして図 3.4 から算定します。コンク
リート量は、ダム高とダム頂長をパラメータとして設計方法別に図 3.2 又は図 3.3 から算定
します。
設計方法はダムの基準で設計するものと堰の基準で設計するものに区分していますが、そ
の選択はサイトの地形・地質を勘案し、調査の判断によります。
また、魚道を設置する必要がある場合には、ダム高と魚道放流量をパラメータとして図
3.5 から魚道の工事費を算定し、取水ダムの工事費に加算します。
なお、可動堰(ゴム堰を含む)の採用の可否は、現地調査に基づく詳細検討の上での判断
とし、規模選定にあたっては考慮しません。
添付資料 3-1
(2) 取水口
取水口工事費は、以下の方法により算定します。
ア.
新設の場合
(ア) 無圧式の場合は、図 3.7 から算定します。
(イ) 圧力式の場合は、図 3.8 から算定します。
イ.
既設ダム及び砂防えん堤を利用する場合
(ア)
(イ)
(ウ)
(エ)
ア.
チロリアン方式の場合は、図 3.9 から算定します。
堤体穴空け方式の場合は、図 3.10 及び図 3.11 から算定します。
サイフォン式の場合は、図 3.12 から算定します。
取水口新設の場合は、図 3.7 及び図 3.8 から算定します。
新設の場合
(ア) 無圧式の場合
無圧式の取水口工事費は、水路半径(1/2 内径)、1条当たりの通水量をパラメ
ータとして図 3.7 から算定します。
導水路がトンネルの場合の水路内径は、1条当たりの通水量をパラメータとして
図 3.6 から算定します。
また、導水路が暗きょ・開きょの場合においてもトンネルの場合と同様に図 3.6
を参考に1条当たりの通水量をパラメータとして水路内径を算定します。
(イ) 圧力式の場合
圧力式の取水口工事費は、池の利用水深、水路半径(1/2 内径)、通水量、水路
条数をパラメータとして図 3.8 から算定します。
また、水路内径は通水量をパラメータとして図 3.6 から算定します。
なお、水路条数が複数ある場合は通水量の合計を用いるものとします。
イ.
既設ダム及び砂防えん堤利用の場合
既設ダム及び砂防えん堤利用の場合の取水口は、既設ダム及び砂防えん堤利用に接
続せずに単独に設置する方法(取水口新設)と既設ダム及び砂防えん堤利用に取水設
備を接続・設置する方法(チロリアン方式、堤体穴空け方式、サイフォン方式)に区
分します。
なお、チロリアン方式は既設砂防えん堤を利用する場合のみに適用するものとしま
す。
(ア) チロリアン方式
チロリアン方式の取水口工事費は、既設砂防えん堤の補強に伴う掘削、コンクリ
ート、鉄筋及びスクリーンの工事費とします。
工事費は、コンクリート量をパラメータとして図 3.9 から算定します。
(イ) 堤体穴空け方式
堤体穴空け方式の取水口工事費は、スクリーン取付部、スクリーン、ゲート及び
堤体穴空けの工事費とします。
スクリーン取付部、スクリーン及びゲートの工事費は、通水量をパラメータとし
て図 3.10 から算定します。
また、堤体穴空けに関するm当たり工事単価は、通水量をパラメータとして図
3.11 から算定します。
添付資料 3-2
(ウ) サイフォン方式
サイフォン方式の取水口工事費は真空ポンプの工事費とします。
サイフォン管自体は水圧管路ですので、サイフォン管工事費(バルブ工事費も含
む)は水圧管路に計上するものとし、「(8) 水圧管路」で算定方法を示します。
真空ポンプ工事費は、水圧管路内径、延長、充水時間をパラメータとして図 3.12
から算定します。
水圧管路内径は、通水量をパラメータとして図 3.24 から算定します。
(エ) 取水口新設の場合(既設設備に接続せずに単独に設置する場合)
無圧式の取水口工事費は、水路半径(1/2 内径)、1 条当たりの通水量をパラメー
タとして図 3.7 から算定します。
導水路がトンネルの場合の水路内径は、1 条当たりの通水量をパラメータとして
図 3.6 から算定します。
また、導水路が暗渠・開渠の場合においてもトンネルの場合と同様に図 3.6 を参
考に 1 条当たりの通水量をパラメータとして水路内径を算定します。
(3) 沈砂池
沈砂池工事費は、露出式を対象として、図 3.13 から算定します。
露出式の沈砂池工事費は、1条当たりの通水量をパラメータとしてスラブ(屋根)の有無
により図 3.13 から算定します。
スラブの有無については、周辺の地山状況、降雪等を勘案し判断します。
なお、沈砂池を構築する際に地上に適当なスペースが無い場合等、沈砂池を地下に設置す
る必要がある地点についての工事費は別途積算するものとし、沈砂池が水槽(ヘッドタン
ク)を兼用する場合は、「(3) 沈砂池」と「(6) 水 槽」の工事費いずれかを適用するか
は個々で判断するものとします。
(4) 排砂路
導水路の工事費は、導水路工事費の積算方法に準じて算定します。
排砂路は、貯水池や沈砂池(水槽)に貯まった土砂を取り除くために設けられる水路です。
ここでは沈砂池(水槽)からの排砂路を扱うこととし、排砂路が必要な場合は「(5) 導
水路」に準じて工事費を算定します。
(5) 導水路
導水路の工事費は、以下の方法で算定します。
ア. トンネル工事費は図 3.14 からm当たりの単価を算定し、トンネル延長を乗じて
算定します。
イ. 暗渠工事費は図 3.16 からm当たりの単価を算定し、暗渠延長を乗じて算定しま
す。
ウ. 開渠工事費は図 3.17 からm当たりの単価を算定し、開渠延長を乗じて算定しま
す。
添付資料 3-3
ア.
トンネル工事費
地形図からトンネル延長を求め、m当たりの工事単価を乗じて算定します。
m当たり工事単価は、1条当たりの通水量をパラメータとしてトンネルの断面形状、
巻立て方式、無圧式・圧力式別に図 3.14 から算定します。
トンネル式の断面形状は、幌形、馬蹄形、円形に分類し、巻立方式は部分巻立て、
全巻に区分していますが、その選択は地山の地形、地質状況を勘案し判断します。
イ.
暗渠工事費
地形図から暗渠延長を求め、m当たり工事単価を乗じて算定します。
m当たり工事単価は、断面寸法をパラメータとして図 3.16 から算定します。
断面寸法は、1条当たりの通水量をパラメータとして図 3.15 から算定します。
ウ.
開渠工事費
地形図から開渠延長を求め、m当たり工事単価を乗じて算定します。
m当たり工事単価は、断面寸法をパラメータとして図 3.17 から算定します。
断面寸法は、1条当たりの通水量をパラメータとして図 3.15 から算定します。
(6) 水 槽
水槽工事費は、以下の方法で算定します。
ア. ヘッドタンク工事費は、図 3.18 から算定します。
イ. サージタンク工事費は、図 3.19 から算定します。
ア.
ヘッドタンク工事費
ヘッドタンク工事費は、1条当たりの通水量をパラメータとして図 3.18 から算定
します。
イ.
サージタンク工事費
サージタンク形式は、単動、差動、制水口及び水室等に分類されますが、工事費に
大きな相違が見られないので共通の基準として、1条当たりの通水量、利用水深、水
路延長をパラメータとして図 3.19 からサージタンク工事費を算定します。
なお、水槽(ヘッドタンク)が沈砂池を兼用する場合は、「(3) 沈砂池」と「(6)
水 槽」の工事費いずれかを適用するかは個々で判断するものとします。
(7) 余水路
余水路工事費は、露出式(埋め戻し方式を含む)で、かつ、余水路に鉄管を用いる形式
とし、以下の合計金額として算定します。
ア.
余水路工事費(鉄管を除く)
鉄管以外の余水路工事費は、図 3.22 からm当たり工事単価を算定し、余水路延
長を乗じて算定します。
イ. 鉄管工事費
鉄管工事費は、以下に示す方法で算定します。
① 鉄管重量を図 3.21 からm当たり鉄管重量を算定し、鉄管長さを乗じて算
定します。
② 鉄管単価は、図 3.23 から算定します。
③ 鉄管工事費は、①に②を乗じて算定します。
添付資料 3-4
余水路工事費は、露出式(埋戻し方式を含む)で、かつ、余水路に鉄管を用いる形式とし、
鉄管工事費とそれ以外の工事費と分け、それらを合計した額として算定します。
ア.
余水路工事費(鉄管を除く)
鉄管を除いた余水路工事費は、地形図から余水路延長を求め、m当たり工事単価を
乗じて算定します。
m当りの工事単価は、単独設置する場合と水圧管路と併設する場合に区分し、余水
路内径をパラメータとして図 3.22 から算定します。
余水路内径は、1条当たりの通水量、平均勾配をパラメータとして図 3.20 から算
定します。
イ.
鉄管工事費
鉄管工事費は、余水路鉄管総重量に鉄管単価を乗じて算定します。
鉄管総重量は、余水路内径をパラメータとして図 3.21 から算定したm当たり鉄管
単位重量に、地形図から求めた鉄管長さを乗じて算定します。
余水路内径は、1条当たりの通水量、平均勾配をパラメータとして図 3.20 から算
定します。
鉄管単価は、鉄管重量をパラメータとして図 3.23 から算定します。
(8) 水圧管路
水圧管路工事費は、水圧管路に鉄管を用いる形式とし、以下の合計金額として算定しま
す。
ア. 水圧管路工事費(鉄管を除く)
鉄管以外の水圧管路工事費は、図 3.26 又は図 3.27 からm当たり工事単価を算定
し、鉄管長を乗じて算定します。
イ. 鉄管工事費
鉄管工事費は、以下に示す方法で算定します。
① 鉄管重量は、図 3.25 からm当たり鉄管重量を算定し、鉄管長さを乗じて
算定します。
② 鉄管単価は、図 3.28 から算定します。
③ 鉄管工事費は、①に②を乗じて算定します。
ウ. 分岐管工事費
既設ダムの放流設備等の比較的大規模な管路から分岐する場合の分岐管工事費
は、図 3.29 から算定します。
また、水道施設等の比較的小規模なパイプラインから分岐するケースで通常工法
(断水発生)の場合は図 3.30 から、不断水工法の場合は図 3.31 から算定します。
エ. バルブ工事費
既設ダムの放流設備等の比較的大規模な管路上にバルブを設ける場合のバルブ工
事費は、図 3.29 から算定します。
また、水道施設等の比較的小規模なパイプラインにバルブ(仕切弁)を設けるケ
ースで通常工法(断水発生)の場合は図 3.33 から、不断水工法の場合は図 3.34 か
ら算定します。
オ. 流量計工事費
流量計を設置する場合の工事費は、図 3.35 から算定します。
水圧管路工事費は水圧管路に鉄管を用いることとし、鉄管工事費とそれ以外の工事費とに
分けて、それらの合計した金額として算定します。
添付資料 3-5
ア.
水圧管路工事費(鉄管を除く)
鉄管を除いた工事費は、地形図から水圧管路長を求め、m当りの工事費単価を乗じ
て算定します。
m当りの工事単価は、露出式(埋戻し方式を含む。)と埋設式(トンネル)に区分
し、更に、露出式については、単独で設置する場合と余水路に併設する場合に区分し
て、水圧管路内径をパラメータとして図 3.26 又は図 3.27 から算定します。
水圧管路内径は1条当たりの通水量と有効落差をパラメータとして図 3.24 から算
定します。
イ.
鉄管工事費
鉄管工事費は、鉄管重量に水圧管路鉄管単価を乗じて算定します。
鉄管重量は、有効落差、1条当たりの通水量をパラメータとして図 3.25 から算定
したm当りの鉄管単位重量に地形図から求めた鉄管長さを乗じて算定します。
鉄管単価は、鉄管総重量をパラメータとして図 3.28 から算定します。
ウ.
分岐管工事費
分岐管工事は、既設ダムの放流設備等の比較的大規模な管路から分岐する場合と水
道等の比較的小規模なパイプラインから分岐する場合に区分して算定します。
既設ダムの放流設備等からの分岐管の場合は、既設管径及び分岐管径をパラメータ
として、図 3.29 から算定します。
水道施設等の比較的小規模のパイプラインを利用する場合に必要となる分岐管につ
いては、通常工法(断水発生)で施工する場合と不断水工法(断水は発生しない)で施工
する場合に区分して算定します。
ここで対象とする分岐管の取出し方向は、既設本管に対して直角方向とし本管の強
度的には問題がなく補剛材等は含まないものとします。
また、ここで計上する工事費は分岐管の設置に要する工事費のみ(資材費、通常程
度の機械費を含む)であり、関連して必要となる土木工事費用は含みません。
なお、通常工法(断水発生)で施工する場合に必要となる手続(断水交渉・制水弁操
作・工事完了後の洗管排水等)に要する費用等は別途計上する必要があります。
分岐管工事費は、既設管径及び分岐管径をパラメータとして通常工法(断水発生)で
施工する場合は図 3.30、不断水工法(断水は発生しない)で施工する場合は図 3.31 に
より算定します。
エ.
バルブ工事費
バルブ工事は、既設ダムの放流設備等の比較的大規模な管路にバルブを設ける場合
(サイフォン式取水の場合、管内点検用のゲートを取水口付近に設置しにくいため、
必要に応じてゲートの代わりに堤体下流部にバルブを設置する場合も含みます)と水
道等の比較的小規模なパイプラインにバルブ(仕切弁)を設ける場合とで区分します。
既設ダムの放流設備等に設ける場合は、バルブ径(水圧管径)をパラメータとして図
3.32 から算定します。
水道施設等の比較的小規模のパイプラインを利用する場合に必要となるバルブ(仕
切弁)については、通常工法(断水発生)で施工する場合と、不断水工法(断水は発生し
ない)で施工する場合に区分して計上します。
ここで対象とするバルブは、一般的な仕切弁として利用されるバタフライ弁及びス
ルース弁とし流量調節機能等を必要とする場合は別途計上する必要があります。
また、ここで計上する工事費はバルブ(仕切弁)の設置に要する工事費のみ(資材費、
通常程度の機械費を含む)とし、関連して必要となる土木費用は含みません。
なお、通常工法(断水発生)で施工する場合に必要となる手続(断水交渉・制水弁操
作・工事完了後の洗管排水等)に要する費用等は別途計上する必要があります。
添付資料 3-6
バルブ工事費は、バルブ径(既設管径)をパラメータとして通常工法(断水発生)で
施工する場合は図 3.33、不断水工法(断水は発生しない)で施工する場合は図 3.34 に
より算定します。
オ.
流量計工事費
流量計工事費(流量計室を含む)は、水力発電所への導入実績が多い超音波流量計を
対象として計上するものとし、水圧管径をパラメータとして図 3.35 から算定します。
(9) 放水路
放水路工事費は、導水路工事費積算方法に準じて算定します。
(10) 放水口
放水口工事費は、以下の方法で算定します。
ア. 無圧式の場合、図 3.36 から算定します。
イ. 圧力式の場合、図 3.37 から算定します。
放水口工事費は、無圧式と圧力式に分け、以下の方法により算定します。
ア. 無圧式の場合の工事費は、ゲートの有無を区別し、水路半径(1/2 内径)と通水量
をパラメータとして図 3.36 から算定します。
放水口がトンネルの場合の水路内径は1条当たり通水量をパラメータとして図 3.6
算定します。
また、放水路が暗渠・開渠の場合においてもトンネルの場合と同様に図 3.6 を参考
に1条当たりの通水量をパラメータとして水路内径を算定します。
イ. 圧力式の場合の工事費は、貯水池の利用水深、水路半径(1/2 内径)、1条当たり
の通水量及び水路条数をパラメータとして図 3.37 から算定します。
水路内径は1条当たりの通水量をパラメータとして図 3.6 から算定します。
なお、水路条数が複数ある場合は、通水量の合計とします。
(11)
代替放流設備
代替放流設備工事費は、既設管路利用の発電設備設置に際し新たに代替放流設備を設ける
場合の放流バルブ工事費として図 3.38 から算定します。
既設ダムの放流設備途中に発電設備を設置する場合は、発電停止時及び点検時等でバイパ
スルートからの代替放流が必要となるため、代替放流設備等工事費として放流バルブ工事費
を計上します。
代替放流設備の積算範囲は、放流バルブあるいは放流ゲートの本体設置費と据付工事費の
合計とし、放流バルブ口径をパラメータとして図 3.38 から算定します。
なお、バイパスルートである管路自体は水圧管路工事費に準じて算定します。
添付資料 3-7
図 3.38 に示す放流バルブの形式は、以下のとおりです。
①
②
③
④
(12)
コ ー ン バ ル ブ (電
動
式)
ジェットフローゲート (電動式空中放流)
ホロージェットバルブ (電動式空中放流)
コ ー ン ス リ ー バ ル ブ (電
動
式)
雑工事費
土木関係工事費のうち雑工事費は、上記までの水路工事費の合計額の 10%を計上しま
す。
水路工事費に係わる雑工事費は、土捨場、自記量水設備、緑化工事費等が計上され、個々
の設備に対して積算すれば精度は向上しますが、本積算では、便宜的に雑工事以外の水路工
事費の合計額に対する率計算で計上します。
3.2 貯水池又は調整池
貯水池又は調整池に係わる工事費の算定は適用外とし、必要の都度別途積算し計上するもの
とします。
貯水池、調整池に該当するような規模の大きいダム(ダム高 15m以上)等については、ご
くわずかであるためここでは取り扱わないこととし、必要の都度別途積算するものとします。
3.3 機械装置
(1) 基 礎
機械装置基礎工事費は、図 3.39 から算定します。
機械装置基礎工事は、通水量、有効落差、主機台数をパラメータとして発電所形式別に図
3.39 から算定します。なお、主機台数が複数ある場合は通水量の合計とします。
発電所形式は、地上式、半地下式、地下式に区分されていますが、その選択は、計画諸元、
地形図及び現地調査結果等を勘案して判断します。
なお、半地下式等で立坑型等の特殊施工による掘削が生じる場合は別途積算し計上する必
要があります。
(2) 諸装置
諸装置の工事費は、上記までの土木工事関係工事費の合計額(3.1 水路+3.2 貯水池又は調
整池+3.3 機械装置(1)基 礎)に 10%を計上します。
ただし、地下式を採用する場合の発電所への進入路(機械搬入路)については、その工事
費を諸装置工事費に加算します。
添付資料 3-8
諸装置には、構内整備、取付道路、機械装置に係わる緑化工事が計上され、個々の設備に
対して積算すれば精度が向上されますが、本積算では便宜的に率計算で計上します。
諸装置として計上する道路は、永久設備となる地下式発電所への進入路のみとし、他設備
への取付道路は仮設備へ計上します。
① 道路新設の場合
② 道路(トンネル)新設の場合
③ 道路改良の場合
181,000 円/m
885,000 円/m
89,000 円/m
4.電気関係工事費
電気関係の工事費は、水車、発電機、その他装置を一括して図 3.40 から算定します。
電気関係工事費は、最大出力と有効落差をパラメータとして図 3.40 から算定します。な
お、主機を複数台設置する場合についても単機最大出力の合計出力をパラメータとし、同様
に算定します。
5.仮設備費
仮設備費は、建物・土木・電気関係工事費の合計額の5%を計上します。
ただし、工事用道路(地下式発電所への進入路以外の取付道路を含む。)を新設又は改良す
る場合には、その工事費を仮設備費に加算します。
仮設備費は、工事用道路・橋梁、仮建物、工事用電力、備品等に要する費用が計上され、
個々の項目に対して積算すれば精度は向上しますが、ここでは便宜的に率計算で計上します。
また、工事用道路(地下式発電所への進入路以外の取付道路を含む。)については、計画地
点の特性により、条件が大きく相違することから、前記の 3.3 機械装置(2)諸装置に示す道路
単価に道路延長を乗じて道路工事費を算定し、別途加算します。
6.総係費
ア.
冬季休止が必要な場合
建物・土木・電気関係工事費と仮設備費の合計額の 15%を計上します。
イ. 冬期休止が不要な場合
建物・土木・電気関係工事費と仮設備費の合計額の7%を計上します。
総係費は、人件費、調整委託費、設備償却費、事務関係経費が計上され、個々の項目に対し
て積算すれば精度は向上しますが、ここでは、便宜的に率計算で計上します。
なお、冬期に建設工事を休止する場合とそうでない場合とでは総係費の相違が大きいのでこ
れを区別しています。
添付資料 3-9
8.建設中利子
建設中利子は、下式により算定します。
建設中利子=建設中利子算定対象額×工期×キャッシュフロー係数×利子率
ここに、建設中利子算定対象額=(土地補償費)+(建物関係)+(土木関係)+(電気関係)
+(仮設備費)+(総係費)
工 期=月数/12 キャッシュフロー係数=0.4 利子率=0.02(参考値)
建設資金にかかる金利の計算は、詳細な工程から月ごとの出来高を想定し、そのキャッシュ
フローをベースに行いますが、概略検討の際には詳細な工程を立案しないことから、運転開始
時点からさかのぼって全体工期の 4/10 のところにキャッシュフローの重心がくると考えて、
上記の式で算定します。
ただし、工期については、発電専用設備の工事に要する期間のみとします。
工期は、予定工程を詳細検討して決まるものですが、図上計画レベルでは詳細な工程検討段
階にないので、概略次のように求めることができます。
水路式の場合は、トンネル工事の工期と発電所工事の工期のいずれかがクリティカルとなる
ので、その長い方を採用します。
トンネル工事の工期は、トンネルの内径によりますが、坑口∼坑口間の最長区間の長さを月
進 120m程度(日進にして 120/25 日=4.8m)で迎え掘りをするとして掘削工期を出し、巻立
てなどにその 50%の工期を更に要すると考えて算出します。
また、発電所工事の工期は、地下発電所を除いて、通常、中小クラスで1年半を要すると考
えます。
9.分担関連費
分担関連費は、土地補償費、建物・土木・電気工事関係費、仮設備費、総係費の合計金額の
1%を計上します。
分担関連費は、当該工事をバックアップするため、現場以外の組織全体に係る関連事務経費
であり、ここでは、便宜的に率計算で計上します。
10.送配電設備費
送配電設備費は、新たに敷設する送配電線の延長に工事単価を乗じて算定します。
送配電設備費は、土地価格、地形、使用線種等の違いにより異なりますが、標準的には電圧
階級別にのみ区分し以下の単価とします。
ただし、単価は一定の延長(配電線 500m以上、送電線 1,000m以上)に対応したものです
ので、基準に満たない場合は個別に積算する必要があります。
①
②
③
④
⑤
配
配
配
送
送
電
電
電
電
電
線(240/415V 級)
線(架空 3.3∼6.6kV 級)
線(地中 3.3∼6.6kV 級)
線(架空 33∼66kV 級)
線(架空 154kV 級)
添付資料 3-10
5 百万円/km
8 百万円/km
18 百万円/km
80 百万円/km
100 百万円/km
以上、説明した概算工事費積算に使用する図の一覧を下記に示します。
図 3.1
発電所建物工事費 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 添付資料 3-12
図 3.2
取水ダムコンクリート量(ダム基準) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 添付資料 3-13
図 3.3
取水ダムコンクリート量(堰基準) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 添付資料 3-14
図 3.4
取水ダム工事費 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 添付資料 3-15
図 3.5
魚道工事費 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 添付資料 3-16
図 3.6
水路内径 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 添付資料 3-17
図 3.7
取水口工事費(無圧式) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 添付資料 3-18
図 3.8
取水口工事費(圧力式) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 添付資料 3-19
図 3.9
取水口工事費(チロリアン式) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 添付資料 3-20
図 3.10 取水口工事費(堤体穴開け式) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 添付資料 3-21
図 3.11 堤体部工事単価 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 添付資料 3-22
図 3.12 取水口工事費(サイフォン式 真空ポンプ工事費) ・・・・・・・・・・・ 添付資料 3-23
図 3.13 沈砂池工事費 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 添付資料 3-24
図 3.14 トンネル工事単価 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 添付資料 3-25
図 3.15 暗きょ・開きょ断面寸法 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 添付資料 3-26
図 3.16 暗きょ工事単価 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 添付資料 3-27
図 3.17 開きょ工事単価 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 添付資料 3-28
図 3.18 ヘッドタンク工事費 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 添付資料 3-29
図 3.19 サージタンク工事費 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 添付資料 3-30
図 3.20 余水路内径 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 添付資料 3-31
図 3.21 余水路鉄管単位長重量 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 添付資料 3-32
図 3.22 余水路工事単価<鉄管除く> ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 添付資料 3-33
図 3.23 余水路鉄管単価 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 添付資料 3-34
図 3.24 水圧管路内径 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 添付資料 3-35
図 3.25 水圧管路鉄管単位長重量 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 添付資料 3-36
図 3.26 水圧管路工事単価(露出式)<鉄管除く> ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 添付資料 3-37
図 3.27 水圧管路工事単価(埋設式)<鉄管除く> ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 添付資料 3-38
図 3.28 水圧管路鉄管単価 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 添付資料 3-39
図 3.29 分岐管工事費 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 添付資料 3-40
図 3.30 水道等パイプライン分岐管(通常工法)工事費 ・・・・・・・・・・・・・・・・・ 添付資料 3-41
図 3.31 水道等パイプライン分岐管(不断水工法)工事費 ・・・・・・・・・・・・・・・ 添付資料 3-42
図 3.32 バルブ工事費(バルブ室を含む) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 添付資料 3-43
図 3.33 水道等パイプラインバルブ設置(通常工法)工事費 ・・・・・・・・・・・・・ 添付資料 3-44
図 3.34 水道等パイプラインバルブ設置(不断水工法)工事費 ・・・・・・・・・・・ 添付資料 3-45
図 3.35 流量計工事費(流量計室を含む) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 添付資料 3-46
図 3.36 放水口工事費(無圧式) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 添付資料 3-47
図 3.37 放水口工事費(圧力式) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 添付資料 3-48
図 3.38 代替放流設備工事費 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 添付資料 3-49
図 3.39 機械装置基礎工事費 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 添付資料 3-50
図 3.40 電気関係工事費 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 添付資料 3-51
添付資料 3-11
[Y]
10,000
地上式
Y=1.11X
半地下式
0.522
Y=1.42X 0.523
地下式
0.523
Y=5.41X
工事費(百万円)
1,000
100
10
1
1
10
100
1,000
最大出力(kW)
図 3.1 発電所建物工事費
添付資料 3-12
10,000
100,000
1,000,000
[X]
[Y]
1,000,000
Y=9.45・X 0.722
3
コンクリート量(m )
100,000
10,000
1,000
100
10
100
1,000
10,000
100,000
H2×L
図 3.2 取水ダムコンクリート量(ダム基準)
添付資料 3-13
1,000,000
H:ダム高(m)
L:ダム頂長(m)
10,000,000
[X]
[Y]
1,000,000
Y=8.64・X
0.726
100,000
3
コンクリート量(m )
10,000
1,000
100
10
1
10
100
1,000
10,000
100,000
H2×L
図 3.3 取水ダムコンクリート量(堰基準)
添付資料 3-14
1,000,000
H:ダム高(m)
L:ダム頂長(m)
10,000,000
[X]
[Y]
100,000
Y=0.26・X
0.888
10,000
工事費(百万円)
1,000
100
10
1
1
10
100
1,000
10,000
3
コンクリート量(m )
図 3.4 取水ダム工事費
添付資料 3-15
100,000
1,000,000
[X]
[Y]
100
魚道放流量 Q=1.00m3/s
2
Y=0.484X −1.54X+2.75
魚道放流量 Q=0.50m3/s
2
Y=0.410X −1.52X+2.05
魚道放流量 Q=0.25m3/s
2
Y=0.269X −0.952X+1.33
魚道放流量 Q=0.10m3/s
2
Y=0.220X −0.676X+0.885
魚道放流量 Q=0.02m3/s
80
2
Y=0.098X −0.171X+0.352
工事費(百万円)
60
40
20
0
0
5
10
ダム高 (m)
図 3.5 魚道工事費
添付資料 3-16
15
[X]
[Y]
7
幌型(全巻)[無圧]
0.375
Y=1.036・X (X≧4.4)
最小半径=1.80m (X<4.4)
幌型(インバート:巻立、側壁:吹付)[無圧]
0.375
Y=1.238・X (X≧4.1)
最小半径=2.10m (X<4.1)
6
円形(全巻)[圧力]
0.375
Y=1.038・X (X≧5.0)
最小半径=1.90m (X<5.0)
馬蹄形(全巻)[無圧]
0.375
Y=1.076・X (X≧4.6)
最小半径=1.90m (X<4.6)
馬蹄形(全巻)[圧力]
0.375
Y=1.013・X (X≧4.6)
5
水路内径
(m)
水路半径(m)
最小半径=1.80m (X<4.6)
4
3
2
1
0
0
10
20
30
40
3
通水量(m /s)
図 3.6 水路半径
添付資料 3-17
50
60
70
[X]
[Y]
10,000
0508
Y=17.5・X 0.508
Y=17.5・X
工事費(百万円)
1,000
100
10
1
0.1
1.0
10.0
100.0
r×Q
図 3.7 取水口工事費(無圧式)
添付資料 3-18
1,000.0
r:水路半径(m)
Q:通水量(m3/s)
10,000.0
[X]
[Y]
10,000
Y=13.2・X
1.25
工事費(百万円)
1,000
100
10
1
10
100
{(ha+2r)×Q}1/2×n1/3
図 3.8 取水口工事費(圧力式)
添付資料 3-19
1,000
ha:利用水深(m)
r:水路半径(m)
Q:通水量(m3/s)
n:水路条数
[X]
[Y]
150
Y=0.0825・X
0.948
140
130
120
110
100
工事費(百万円)
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0
500
1,000
1,500
3
L×B×H (m )
2,000
2,500
[X]
L:既設砂防えん堤取水路長(m)
B:既設砂防えん堤平均高さ(m)
H:取水路幅(1.0m)
図 3.9 取水口工事費(チロリアン式)
添付資料 3-20
[Y]
Y=6.30・X
24
0.425
22
20
18
16
工事費(百万円)
14
12
10
8
6
4
2
0
0
5
10
15
3
通水量(m /s)
図 3.10 取水口工事費(堤体穴開け式)
添付資料 3-21
20
[X]
[Y]
10
Y=2.07・X
0.211
9
8
7
工事費(百万円/m)
6
5
4
3
2
1
0
0
2
4
6
通水量(m3/s)
図 3.11 堤体部工事単価
添付資料 3-22
8
10
12
[X]
[Y]
10
2
Y=0.0345・X +0.713・X+5.90
9
8
7
工事費(百万円)
6
5
4
3
2
1
0
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2
2.5
3
風量(πr ×L×1.5/T) (m /min)
図 3.12 取水口工事費(サイフォン式 真空ポンプ工事費)
添付資料 3-23
3.0
r:水圧鉄管内径(m)
L:延長(m)
T:充水時間(分)
3.5
[X]
[Y]
1,000
現行算定式(スラブ有り)
Y=65.3・X
0.507
現行算定式(スラブ無し)
Y=16.2・X 0.830
工事費(百万円)
100
10
1
0.1
1.0
10.0
3
通水量(m /s)
図 3.13 沈砂池工事費
添付資料 3-24
100.0
[X]
[Y]
1,400
1,200
添付資料 3-25
工事費(千円/m)
1,000
800
現行算定式(幌型(全巻)[無圧])
600
Y=420 (0≦X<4.4)
0.5
Y=291+1.58・X+57.1X (X≧4.4)
現行算定式(幌型(インバート:巻立、側壁:吹付)[無圧])
Y=390 (0≦X<4.1)
3
2
Y=304+22.3・X−0.514・X +0.00646・X (X≧4.1)
400
現行算定式(円形(全巻)[圧力])
Y=600 (0≦X<5.0)
2
Y=550+10.3・X−0.0422・X (X≧5.0)
現行算定式(馬蹄形(全巻)[無圧])
Y=500 (0≦X<4.6)
200
2
Y=452+10.8・X−0.0531・X (X≧4.6)
現行算定式(馬蹄形(全巻)[圧力])
Y=550 (0≦X<4.6)
2
Y=510+9.62・X−0.0380・X (X≧4.6)
0
0
10
20
30
40
3
通水量(m /s)
図 3.14 トンネル工事単価
50
60
70
[X]
[Y]
10
Y=1.09・X
0.379
9
8
7
√BH (m)
6
5
4
3
2
1
0
0
10
20
30
3
通水量(m /s)
図 3.15 暗きょ・開きょ断面寸法
添付資料 3-26
40
B:暗渠・開渠幅(m)
H:暗渠・開渠高さ(m)
50
[X]
[Y]
10,000
1.38
Y=1.55・X
Y=155・X1.38
工事単価(千円/m)
1,000
100
10
0
1
10
√BH (m)
図 3.16 暗きょ工事単価
添付資料 3-27
B:暗渠幅(m)
H:暗渠高さ(m)
100
[X]
[Y]
10,000
Y=109・X
1.19
工事単価(千円/m)
1,000
100
10
0.1
1.0
10.0
√BH (m)
図 3.17 開きょ工事単価
添付資料 3-28
100.0
B:開渠幅(m)
H:開渠高さ(m)
[X]
[Y]
1,000.0
Y=14.0・X 1.20
工事費(百万円)
100.0
10.0
1.0
0.1
0.01
0.10
1.00
10.00
3
通水量(m /s)
図 3.18 ヘッドタンク工事費
添付資料 3-29
100.00
[X]
[Y]
10,000.0
Y=3.77・X 0.885
工事費(百万円)
1,000.0
100.0
10.0
1.0
1.0
10.0
100.0
Q×(ha+Lt)
1,000.0
1/4
図 3.19 サージタンク工事費
添付資料 3-30
10,000.0
Q:通水量(m3/s)
ha:利用水深(m)
Lt:水路延長(m)
[X]
[Y]
5
i=1/200 (0.5%)
i=1/100 (1.0%)
i=1/50 (2.0%)
i=1/20 (5.0%)
i=1/10 (10%)
i=1/1 (100%)
0.500
0.375
Y=0.394・(X/i ) (i=平均勾配)
4
余水路内径 (m)
3
2
1
0
0
10
20
30
40
3
通水量(m /s)
図 3.20 余水路内径
添付資料 3-31
50
60
[X]
[Y]
10.00
Y=0.165・X 1.25
余水路鉄管単位重量 (t/m)
1.00
0.10
0.01
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
余水路内径(m)
図 3.21 余水路鉄管単位長重量
添付資料 3-32
3.0
3.5
4.0
[X]
[Y]
10,000
現行算定式(単独)
Y=366・X
1.52
現行算定式(併設)
Y=254・X
1.60
余水路工事単価 (千円/m)
1,000
100
10
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
余水路内径(m)
図 3.22 余水路工事単価<鉄管除く>
添付資料 3-33
3.5
4
4.5
[X]
[Y]
2,100
Y=1812・X -0.189
2,000
1,900
1,800
1,700
1,600
1,500
余水路鉄管単価 (千円/t)
1,400
1,300
1,200
1,100
1,000
900
800
700
600
500
400
0
100
200
300
400
鉄管総重量 (t)
図 3.23 余水路鉄管単価
添付資料 3-34
500
600
700
[X]
[Y]
5.0
有効落差 He=50m
Y=0.888・X 0.370
有効落差 He=100m
Y=0.876・X 0.367
4.5
有効落差 He=200m
Y=0.853・X 0.361
有効落差 He=300m
Y=0.841・X 0.355
4.0
3.5
水圧管路内径 (m)
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
0
10
20
30
40
3
通水量(m /s)
図 3.24 水圧管路内径
添付資料 3-35
50
60
[X]
[Y]
4.0
Q=50m3/s
Q=40m3/s
Q=30m3/s
Q=20m3/s
Q=18m3/s
3.0
水圧管路鉄管単位重量 (t/m)
Q=16m3/s
Q=14m3/s
Q=12m3/s
2.0
Q=10m3/s
Q=9m3/s
Q=8m3/s
添付資料 3-36
Q=7m3/s
Q=6m3/s
1.0
Q=5m3/s
Q=4m3/s
Q=3m3/s
Q=2m3/s
Q=1m3/s
0.0
0
100
200
300
400
有効落差 (m)
500
[X]
Q= 1m3/s:Y=0.0003・X+0.04
3
Q= 3m /s:Y=0.0009・X+0.12
Q= 4m 3/s:Y=0.0012・X+0.14
Q= 5m3/s:Y=0.0014・X+0.16
Q= 6m 3/s:Y=0.0017・X+0.17
3
Q= 8m 3/s:Y=0.0023・X+0.19
3
Q=10m 3/s:Y=0.0029・X+0.20
3
Q=14m 3/s:Y=0.0040・X+0.23
3
Q=16m /s:Y=0.0045・X+0.25
Q=18m 3/s:Y=0.0051・X+0.26
Q=20m3/s:Y=0.0056・X+0.28
Q=30m 3/s:Y=0.0082・X+0.34
Q= 7m /s:Y=0.0020・X+0.18
Q= 9m /s:Y=0.0026・X+0.19
Q=12m /s:Y=0.0035・X+0.21
3
Q=40m /s:Y=0.0107・X+0.41
図 3.25 水圧管路鉄管単位長重量
Q= 2m 3/s:Y=0.0006・X+0.08
Q=50m 3/s:Y=0.0134・X+0.44
[Y]
100,000
単 独
1.14
Y=317・X
併 設
Y=250・X1.18
10,000
水圧管路工事単価 (千円/m)
1,000
100
10
1
0.0
1.0
2.0
3.0
水圧管路内径 (m)
図 3.26 水圧管路工事単価(露出式)<鉄管除く>
添付資料 3-37
4.0
5.0
[X]
[Y]
100,000
Y=478・X 0.858
水圧管路工事単価 (千円/m)
10,000
1,000
100
10
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
水圧管路内径 (m)
図 3.27 水圧管路工事単価(埋設式)<鉄管除く>
添付資料 3-38
7.0
8.0
[X]
[Y]
1,800
Y=1731・X -0.147
1,600
水圧管路鉄管単価 (千円/t)
1,400
1,200
1,000
800
600
400
0
200
400
600
800
鉄管総重量 (t)
図 3.28 水圧管路鉄管単価
添付資料 3-39
1,000
1,200
1,400
[X]
[Y]
70
分岐管径 φ300
2
Y=3.53X +1.52X+0.0365
分岐管径 φ500
2
Y=3.50X +2.36X+0.0947
分岐管径 φ700
2
Y=3.47X +3.21X+0.157
分岐管径 φ1000
60
2
Y=3.46X +4.34X+0.458
分岐管径 φ1500
2
Y=3.20X +7.37X−0.120
分岐管径 φ2000
Y=25.0X−17.8
50
工事費(百万円)
40
30
20
10
0
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
既設管径(m)
図 3.29 分岐管工事費
添付資料 3-40
2.5
3.0
3.5
[X]
[Y] 35
分岐管径 φ200
Y= 0.1645・Ln(X)+0.6548
分岐管径 φ300
Y= 0.2475・Ln(X)+1.1079
分岐管径 φ500
Y= 0.3846・Ln(X)+1.8666
30
分岐管径 φ700
Y= 0.4946・Ln(X)+2.3766
分岐管径 φ1000
Y= 0.6951・Ln(X)+3.2000
分岐管径 φ1500
Y= 1.3611・Ln(X)+6.2482
25
工事費 (百万円)
20
15
10
5
0
0.0
0.5
1.0
1.5
既設管径 (m)
図 3.30 水道等パイプライン分岐管(通常工法)工事費
添付資料 3-41
2.0
2.5
[X]
[Y] 35
分岐管径 φ200
Y= 0.1826・Ln(X)+0.7270
分岐管径 φ300
Y= 0.2558・Ln(X)+1.1448
分岐管径 φ500
Y= Y= 0.5581・Ln(X)+2.7089
30
分岐管径 φ700
Y= 1.5182・Ln(X)+7.2950
分岐管径 φ1000
Y= 2.8209・Ln(X)+12.986
分岐管径 φ1500
Y= 5.4952・Ln(X)+25.226
25
工事費 (百万円)
20
15
10
5
0
0.0
0.5
1.0
1.5
既設管径 (m)
図 3.31 水道等パイプライン分岐管(不断水工法)工事費
添付資料 3-42
2.0
2.5
[X]
[Y]
100
バタフライバルブ
2
Y=2.74・X +13.0・X+13.2
スルースバルブ
2
Y=3.76・X +31.7・X+10.1
90
80
70
工事費(百万円)
60
50
40
30
20
10
0
0.0
0.5
1.0
1.5
バルブ径 (m)
図 3.32 バルブ工事費(バルブ室を含む)
添付資料 3-43
2.0
2.5
[X]
200
[Y]
バタフライバルブ
Y= 2.4101・Exp (1.4701・X)
スルースバルブ
180
Y= 0.9749・Exp (2.9945・X)
160
140
工事費 (百万円)
120
100
80
60
40
20
0
0.0
0.5
1.0
1.5
バルブ径 (m)
図 3.33 水道等パイプラインバルブ設置(通常工法)工事費
添付資料 3-44
2.0
2.5
[X]
200
[Y]
バタフライバルブ
Y= 2.2116・Exp (2.2302・X)
スルースバルブ
180
Y= 1.7448・Exp (2.7417・X)
160
140
工事費 (百万円)
120
100
80
60
40
20
0
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
バルブ径 (m)
図 3.34 水道等パイプラインバルブ設置(不断水工法)工事費
添付資料 3-45
2.5
[X]
[Y]
14,000
超音波流速計 (一測線式)
2
Y=-5.71E-05・X +0.888・X+7157
超音波流速計 (二測線式)
2
Y=-7.62E-05・X +1.071・X+8833
13,000
12,000
11,000
工事費(千円)
10,000
9,000
8,000
7,000
6,000
5,000
0
500
1,000
1,500
水圧管路内径 (mm)
図 3.35 流量計工事費(流量計室を含む)
添付資料 3-46
2,000
2,500
[X]
[Y]
1,000.0
ゲート有り
Y=8.53・X
0.613
ゲート無し
Y=8.47・X
0.432
工事費(百万円)
100.0
10.0
1.0
0.1
0.01
0.10
1.00
10.00
100.00
r×Q
図 3.36 放水口工事費(無圧式)
添付資料 3-47
1,000.00
r:水路半径(m)
Q:通水量(m 3/s)
10,000.00
[X]
[Y]
10,000
Y=9.62・X
1.15
工事費(百万円)
1,000
100
10
1
1
10
{(ha+2r)×Q}
1/2
×n
1/3
図 3.37 放水口工事費(圧力式)
添付資料 3-48
ha:利用水深(m)
r:水路半径(m)
Q:通水量(m3/s)
n:水路条数
100
[X]
図 3.38 代替放流設備工事費
添付資料 3-49
[Y]
10,000.0
地上式
Y=0.719・X
0.967
半地下・地下式
Y=1.78・X 0.883
1,000.0
工事費(百万円)
100.0
10.0
1.0
0.1
0.1
1.0
10.0
100.0
Q×He2/3×n1/2
図 3.39 機械装置基礎工事費
添付資料 3-50
1,000.0
Q:通水量(m 3/s)
He:有効落差(m)
n:主機台数
10,000.0
[X]
[Y]
10,000
最大出力 P=1,000kW未満
Y=6.67・X
0.774
最大出力 P=1,000kW以上
Y=21.6・X
0.556
電気関係工事費(百万円)
1,000
100
10
1
0.1
1.0
10.0
100.0
P/√He
図 3.40 電気関係工事費
添付資料 3-51
1,000.0
10,000.0
P:最大出力(kW)
He:有効落差(m)
100,000.0
[X]
添付資料−4
水車・発電機効率の算定方法
添付資料 4-1
1.適用範囲
本資料の適用範囲は、原則として、出力 1,000kW 以下の水力発電所における水
車・発電機効率の算定に適用するものとします。
<解
説>
近年、「ハイドロバレー計画」や既設構造物の遊休落差を利用した「未利用落差発電」など
の小水力発電所の計画、建設が増えてきており、また、それに対応した水車、発電機も開発さ
れてきています。
しかし、小水力発電の概略設計などに対応できる水車・発電機効率の算定図などがないこと
から、「分散型小水力発電マニュアル(案)」(平成 14 年3月:新エネルギー財団)に準拠
して、1,000kW 以下の小水力発電所に対応できるように本資料を作成しました。
また、本資料に記載のない事項については、メーカーに確認する等、別途検討して下さい。
2.電気機器の基本構成
電気機器の基本構成は、以下を考慮して決定します。
(1) 初期及びランニングコストを抑える
(2) 運転保守の合理化、省力化、自動化
<解
説>
水力発電所の設置にあたっては、初期及びランニングコストを極力抑えることが重要です。
また、運用面からは運転保守の合理化、省力化を図るために、機器の自動化も必要になります。
電気機械設備に関しては、以下のような規格、規定、指針類があり、これらに準拠して設計、
製作が行われています。
(1) 日本工業規格
(JIS)
(2) 日本電機工業会規格
(JEM)
(3) 電機規格調査会標準規格
(JEC)
(4) 電機技術基準調査委員会 発変電規定
(JEAC)
(5) その他電気協同研究の指針
ハイドロバレー計画のような分散型小水力発電においても、これらに準拠しつつ、経済的か
つ簡易な建設、運転保守ができるような設備構成とすることが重要です。主な設計条件を表
4.2.1 に示します。
添付資料 4-1
表 4.2.1 設 計 条 件
項
負
荷
目
形
国
態
流量調節の有無
内
電灯、モーター、電子機器
など多種多様
有り
(参考) 国
外
電灯負荷(白熱灯)
テレビ
基本的になし
輸入品の調達が困難な場合
故障時の対応
国内メーカーにより十分対
応可能
があり予備品を多く購入し自
国内で修理可能なように国内
メーカーと保守委託契約を結
ぶ
メンテナンスフリー対策
圧 油 レ ス
電動サーボ、電動入口弁の
採用
手動操作にするために不要
冷却水レス
自冷式の採用
自冷式の採用
潤滑油レス
自蔵式軸受などの採用
自蔵式軸受の採用
グリースレス
オイルレス軸受などの採用
オイルレス軸受などの採用
空 気 レ ス
電磁ブレーキ、VCB の採用
ブレーキの省略、VCB の採
用
誘導機や増速機を採用する
騒
音
対
策
場合は防音カバーをつける
特に考慮しない
ことがある
油レス化を指向して自然排
油 流 出 対 策
水を基本とする
又は油水分離槽を設けて油
回収を行う
充電部の対策
回転部の防護
慣性モーメント
力
率
対
策
油レス化を指向して自然排
水を基本とする
又は油水分離槽の設置は国
情にあわせて確認する
高所への設置
高所への設置
防護柵の設置
防護柵の設置
高圧キュービクルの設置
高圧キュービクルの設置
低圧は分電盤内への設置
低圧は分電盤内への設置
巻き込まれ防止のために防
巻き込まれ防止のために防
護カバーを設ける
安定運転を行うために必要
2
な GD を選定する
負荷形態に合わせた力率
添付資料 4-2
護カバーを設ける
安定運転を行うために必要
な GD2 を選定する
負荷形態に合わせた力率
基本発電機器構成を表 4.2.2 に、単線結線図を図 4.2.1 に示します。
表 4.2.2 基本発電機器構成
機
入
器
口
名
弁
種
類
制御方法
蝶
型
弁
複
葉
弁
電動操作
スルース弁
重錘閉鎖
関連項目
ニードル弁
クロスフロー
水中タービン
水
車
ペ
ル
ト
ン
ターゴインパルス
プ
ロ
ペ
ラ
フ ラ ン シ ス
ダミーロードガバナ
機 械 式 ガ バ ナ
電動サーボガバナ
手
制
動
御
無
固定カップリング
動力伝達装置
ル
発
配
変
電
電
圧
機
盤
器
期
誘
導
し
結
〃
ト
増速・減速
歯 車 変 速 機
同
軸受冷却
直
フレキシブルカップリング
ベ
封水装置
〃
手動
冷却装置
AVR
絶縁階級
APFR
壁 掛 け
操作スイッチ
自立開放
開
自立閉鎖
コンデンサ
油 入 自 冷
乾式モールド
添付資料 4-3
閉
器
補助電源
AC,DC
添付資料 4-4
発 電 機
三相同期発電機
変 圧 器
昇圧変圧器
3φ 6.6kV/440V
運転方式
有人制御、単独運転とする。
手動起動、手動送電後は、ダ
ミーロード制御・AVR 運転。
停止時は入口弁を手動閉鎖し
て、停止する。
保護装置
51(過電流)
59(過電圧)
特
発電機及び所内回路を低圧回
路としてコストダウンを図る。
徴
51G(地路過電流)
27(不足電圧)
同期発電機使用
単独運転
添付資料 4-4
6.6kV送電
図 4.2.1 単線結線図
3.電気機器の選定要因
電気機器の設計にあたっては、土木設備の設計条件、地点特性(水量、水質)、運
転監視方法等を考慮して必要事項を検討する必要があります。
これらの必要事項を踏まえた上で、各機器について方式、型式、特性、寸法等を
決定します。
<解
説>
電気機器の設計にあたって必要となる検討項目を表 4.3.1 に示します。
表 4.3.1 機器選定要因
対象機器
入 口 弁
水
車
調 速 機
動力伝達
装
保護装置
監視制御
置
直流電源
発 電 所
建
屋
送 電 線
検
討
事
項
入口弁の要否
流量、落差
種類(複葉弁、蝶型弁、仕切弁)
流量、落差
材
質
水質(土砂の混入、pH)
種
類(選定表使用)
流量、落差
特
性(効率、寸法)
流量、落差、比速度
材
質
水質(土砂の混入、pH)
方
式(電気式ガバナ、ダミ
流量調節の有無
ーロードガバナ等)
運転方式(単独運転、連系運転)
カップリングの種類
水車回転速度
置
発 電 機
装
決定する項目
(直結、増速機・減速機)
発電機回転速度
種類(同期発電機、誘導発電機)
単独運転・系統連系運転
特性(効率)、寸法
回転速度、水車出力、発電機電圧
定
系統条件
格
力
率:同期機
突入電流抑制装置:誘導機
負荷条件(電灯、電動機)
保護方式(単独運転検出装置)
アレスター定格
保護協調
接地方式
運転方式(常時監視、遠隔常時
監視、随時監視、随時巡回)
無停電電源装置(UPS)
直流電源の有無、容量
停電時の監視制御方法
初 期 励 磁 電 源
建
主要機器寸法
運転員、保守員
屋
寸
法
送 電 電 圧
連系変圧器の有無
添付資料 4-5
需要点までの距離
負荷及び系統状況
4.水 車
使用する水車は、以下の機種から選定するものとします。また、海外製品を選
定する場合には信頼度や耐久性、経済性などを別途評価する必要があります。
(1) ペ ル ト ン 水 車
(2) フ ラ ン シ ス 水 車
(3) ク ロ ス フ ロ ー 水 車
(4) プ ロ ペ ラ 水 車
(5) ターゴインパルス水車
(6) 水 中 ポ ン プ 形 水 車
<解
説>
4.1 水車型式の選定
水車の種類は、流量、落差を考慮して水車選定図から選定するものとします。
使用する水車型式の種類は、以下のように分類できます。また、水車選定図を図 4.4.1 に、
各水車の特徴を表 4.4.1 に示します。
(1) ペ ル ト ン 水 車
立軸フランシス水車
(2) フ ラ ン シ ス 水 車
横軸フランシス水車
(3) ク ロ ス フ ロ ー 水 車
S形チューブラ水車
(4) プ ロ ペ ラ 水 車
カプラン水車
プロペラ水車(インライン式)
プロペラ水車(サイフォン式)
(5) ターゴインパルス水車
ポンプ逆転水車
(6) 水 中 ポ ン プ 形 水 車
水中タービン水車
添付資料 4-6
1000
ターゴインパルス水車
ペルトン水車
横軸フランシス水車
立軸フランシス水車
100
添付資料 4-7
有効落差(m)
カプラン水車
10
ポンプ逆転水車
クロスフロー水車
S形チューブラ水車
水中ポンプ形水車
水中タービン水車
プロペラ水車(インライン式)
プロペラ水車(サイフォン式)
1
0.01
0.1
1
10
3
使用水量(m /s)
-
図 4.4.1 水車選定図
100
表 4.4.1(1) 水車の種類と特徴
種
類
概略図
フランシス
水車
反
添付資料 4-8
適用範囲
部分負荷特性
変落差特性
流水がランナの周辺から流入し、ランナ
内において軸方向に向きを変えて流出す
るもの。
出力:50∼4,000 kW 程度
軽負 荷になると効 率
低下 が大きくなる 傾
向にある。
落差変化に対
しては効率低
下が少ない。
マイクロ水車用として
1kW 程度のものも製作
されている。
ラン ナベーンが可 動
なものは 10∼100%運
転。 水量固定のも の
は 80∼100%運転。
落差変化に対
しては効率低
下が少ない。
低落差で流量の多い場
合に適用。
ガイ ドベーンを有 せ
ず一 定流量のみ。 最
高効率が 80%未満と
低い。
落差変化が大
きいと効率が
低下する。
キャビテーション特性
が厳しく、羽根形状の
修正が必要。軸受や封
水部の寿命が短い。無
拘束速度対策が必要。
最大効率がやや劣
る。 一般的には固 定
羽根 であり、軽負 荷
時の 効率低下が大 き
い。
落差変化が大
きいと効率が
低下する。
発電機が直結され,コ
ンパクト化が可能。流
量を調整するガイドベ
ーンがなく、補機類の
省略が可能。水中型の
ため、軸受や封水部の
寿命が短い。無拘束速
度対策が必要。
ガイ ドベーン及び ラ
ンナ ベーンが固定 で
ある ため、流量変 化
に対 しては台数制 御
にて対応。
落差変化が大
きいと効率が
低下する。
水車・発電機間に駆動
軸がないために構造が
簡単。流量調整機能省
略。制水弁で運転・停
止機能を兼用。
落差:10∼300m 程度
備
考
流量:0.3∼10m3/s
出力:1∼200kW 程度
ポンプ逆転
水車
標準立軸(横軸)ポンプを逆転させて使
用。ランナ固定用ネジを標準ポンプに対
し逆に切る必要がある。流入方向がポン
プの場合と比較して反転するためランナ
形状がポンプの場合と逆になる(キャビテ
ーション発生の可能性有り)。
標準水中ポンプ型水車の一種。円筒形の
ユニット内部には、水車・発電機が一体
化されており、シール機構により水中で
の運転が可能。流量変化に対しては、ラ
ンナブレード角度を手動にて調整するこ
とで対応可能。
出力:10∼500kW 程度
円筒縦軸プロペラ水車の一種である。サ
イフォン取水できるようなランナ形状に
なっている構造のものもある。
出力:1∼200kW 程度
動
出力:50∼5,000kW 程 度
S 形チューブラ
水車
円筒プロペラ水車(ランナを通過する流水
の方向が軸方向のもの)のうち、発電機を
流水路の外に設置するため、流水路を屈
曲させる構造のもの。
水 車
水中タービン
水車
落差:3∼18m 程度
流量:1.5∼40m3/s
落差:6∼80m 程度
流量:0.02∼1m3/s
落差:2.8∼20m 程度
流量:0.4∼10m3/s
落差:1.5∼7m 程度
流量:0.1∼4.0m3/s
プロペラ水車
(サイフォン式)
水流
-
構造概要
表 4.4.1(2) 水車の種類と特徴
種
類
反 動 水 車
プロペラ水車
(インライン式)
カプラン水車
概略図
構造概要
適用範囲
部分負荷特性
変落差特性
備
考
落差変化が大き
いと効率が低下
する。
従来のプロペラ水車を
簡素化し、低落差、小
流量領域でも対応可能
としたもの。
円筒プロペラ水車の一種である。水車
軸に発電機を直結(流水路内)したタイ
プと、水車上に発電機を搭載し、水車
回転部と発電機をベルトで直結(流水
路外)したタイプがある。
出力:1∼200kW 程度
流量:0.01∼3.0m3/s
基本的にランナベーン
が固定であるため、流
量変化に対しては台数
制御にて対応。
プロペラ水車の一種であり、流量に対
してランナの角度を変えることによ
り、常に最適の羽根角度となるように
調整されている。
出力:1,000∼100,000
kW 程度
流量が変化しても効率
低下は小さい。
落差が変化して
も効率低下は小
さい。
中小水力には、経済性
の理由から採用される
ケースが少ない。
流量が変化しても効率
低下は比較的小さい。
落差変化が大き
いと効率が低下
する。
回転速度が低いため、
機器体格が大きい。
最大効率ではやや劣る
が、軽負荷特性は良
好。一般に 15%程度の
負荷でも運転可能。
落差変化が大き
いと効率が低下
する。
構造が簡単。
最大効率ではやや劣る
が、軽負荷特性は良
好。一般に 15%程度の
負荷でも運転可能。2
ノズル方式の場合、流
量に応じてノズル数切
替。
落差変化が大き
いと効率が低下
する。
構造が簡単。
落差:2.0∼150.0m
落差:10∼60m 程度
添付資料 4-9
流量:10m3/s ∼
ペルトン水車
(小水力用)
衝 動 水 車
クロスフロー
水車
ターゴインパルス
水車
-
ノズルから流出するジェットをランナ
周辺バケットに作用させる構造のも
の。
出力:0.5∼4,000kW 程 度
落差:17∼500m 程度
流量:0.01∼2m3/s
衝動水車及び反動水車の特性を併せも
ち、流水が円筒形ランナに軸と直角方
向に流入し、ランナを貫通して流出す
るもの。
出力:10∼1,000kW 程度
ペルトン水車と異なるのは、ジェット
流をランナの側面から入射させるの
で、ピッチ円が小さくなり、回転速度
を高くできる点である。
出力:100∼8,000kW 程 度
落差:5∼200m 程度
流量:0.1∼8m3/s
落差:25∼300m 程度
流量:0.2∼8m3/s
4.2 水車の比速度
水車の比速度は、ランナの形状とそれに基づく性能に密接に関係するパラメータであり、効
率、キャビテーション、振動、騒音、吸出し高さ、土木工作物の経済性などに大きく影響しま
す。したがって、落差、流量、水車形式に最適な比速度を決定する必要があります。
また、水車の比速度は、ランナの形状と特性を推定する尺度となります。ランナは落差、流
量、回転速度、出力が異なれば、その形状、寸法が相違します。しかし、幾何学的に相似なラ
ンナは、寸法に関わらず同様な特性を持つものと考えられます。この尺度として用いられる比
速度の定義は、次のとおりです。
「あるランナを、相似のまま寸法を変え、単位落差のもと単位出力を得られるようにしたと
き、そのランナの回転速度をもとのランナの比速度という。」
比速度は、実績値から概ね次の式で表されます。
ns = n ×
P
1
He
2
5
【a 式】
4
ns:比速度(m-kW)(ランナ 1 個当り)
n :定格回転速度(min-1)
He:有効落差(m)
P :有効落差 He における最大出力(kW)
He と P が一定であれば ns は n に比例しますので、比速度を大きく選定すれば回転速度が大
きくなるため、発電機の形状、重量が小さくなり経済的になります。しかし、実際には水車の
種類と落差により比速度にも限界値があります。これは、水車の効率及び磨耗に大きな影響を
与えるキャビテーションの問題によるものです。比速度の限界値は以下のとおりです。
(比速度の限界)
ペルトン水車
nslimit ≤
4,300
+ 13
He + 195
フランシス水車
21,000
+ 35
nslimit ≤
He + 25
プロペラ水車
nslimit ≤
21,000
+ 35
He + 17
クロスフロー水車
90 ≤ nslimit ≤ 110
(JEC4001
水車による)
添付資料 4-10
また、比速度は次の手順で決定します。
(1) 有効落差Heから限界比速度nslimitを求めます。
(2) 【a式】を用いてnslimitに対応する回転速度nを算出します。
(3)
neを超えない範囲で、かつ、表4.4.2の標準回転速度に近い値を水車の回転速度nとし
て採用します。
(4)
nを再び【a式】に適用して、定格回転速度時の比速度nsを決定します。
(注)比速度の計算において出力 P は、ペルトン水車ではノズル1個当たりの出力とし、複
流形又は2輸フランシス水車の場合は出力の 1/2 とします。また、クロスフロー水車
の場合は次式で表される出力とします。
P=
pr
Bg D1
P
Pr
Bg
D1
:クロスフロー水車の比速度算出に用いる出力(kW)
:ランナ 1 個当たりの出力(kW)
:ガイドベーン流路幅(m)※
:ランナ外径(m)
※複数のガイドベーンを有する場合は、各ガイドベーン流路幅の合計とする
添付資料 4-11
4.3 水車の定格回転速度
水車の定格回転速度は、以下の項目を考慮して決定し、無拘束速度は実績を考慮して決定す
るものとします。
(1) 適正な比速度
(2) 発電機の定格回転速度
4.3.1 水車の定格回転速度
水車の定格回転速度は、上述の比速度を決定した上で回転数を求めますが、回転伝達の途
中に変速機を設けることにより、ある程度自由な回転数の設定が可能です。
4.3.2 発電機の定格回転速度
発電機の定格回転速度は表 4.4.2 の標準回転速度から採用するものとします。
誘導発電機の場合には、この標準回転速度にすべりを加味(2%程度増しとした回転速度)
する必要があります。
標準回転速度を表 4.4.2 に示します。
表 4.4.2 標準回転速度
極数
4
6
8
10
12
50Hz
1,500
1,000
750
600
500
60Hz
1,800
1,200
900
720
600
極数
14
16
18
20
24
添付資料 4-12
50Hz
429
375
333
300
250
単位(min-1)
60Hz
514
450
400
360
300
4.3.3 最大無拘束速度
無拘束速度とは、ある有効落差、ある水口(ガイドベーン若しくはノズル)開度及びある吸
出し高さにおいて無負荷で回転する速度をいい、このうち起こり得る最大のものを最大無拘
束速度といいます。
水車、発電機と付属装置は、最大無拘束速度の過速度耐力(JEC4001、JEC2100「回転電気
機械一般」では安全に2分間運転できるもの)を持たねばならず、その実績は表 4.4.3 の範
囲内あるものが多いです。
表 4.4.3 水車の無拘束速度の実績
水
車
形
式
無拘束速度(%)
ペ ル ト ン 水 車
170∼200
フ ラ ン シ ス 水 車
160∼230
カ プ ラ ン 水 車
200∼320
クロスフロー水車
160∼250
プ ロ ペ ラ 水 車
260∼320
ターゴインパルス水車
190
水中ポンプ形水車
200 以内
添付資料 4-13
4.4 水車の特徴と効率
水車の設計にあたっては、以下の項目を考慮して算出するものとします。
(1) 水車の特徴
(2) 効率
また、水車選定図から選定された各水車の特徴、効率、機器寸法から、開発地点における発
生電力量、建設コストの比較を行い、最も有利な水車の設計を行う必要があります。
以下に、主要水車の概要を記載します。なお、本資料の水車最高効率点は 80%流量として
いますが、最高効率点をずらす場合には、スライドして使用するものとします。また、同一の
水車でも製造メーカーにより性能が異なりますので、機器の詳細についてはカタログ等から選
定して下さい。
4.4.1 ペルトン水車
(1) 概 要
中高落差に適用される水車で、ノズルから流出する水を衝動作用により水動力をランナ周
辺のバケットに伝えるタイプです。
(2) 特 徴
ア.
イ.
ウ.
エ.
オ.
部分負荷効率が非常に高く、ノズル数を切り替えれば更に向上します。
デフレクタを使用することにより、水圧上昇、回転速度上昇を低く押さえられます。
デフレクタを利用するため、余水路の省略も可能になります。
気中運転のため、放水位までを有効落差として利用できません。
気中運転のため水圧によるスラストが発生しません。
(3) 効 率
有効落差、最大使用水量を基に適用表、寸法図を使い、以下の値を決定します。
比
速
度
回 転 速 度
ランナ平均直径
出
力
据 付 高 さ
(m-kW)
(min-1)
(m)
(kW)
(m)
ペルトン水車の場合、有効落差はジェットの中心線とランナのピッチサークルとの接点と
なりますが、ここでは、概略で算出することとし軸中心で検討します。
水車の概略出力により、最高効率を決定します。
ペルトン水車の最高効率(%)
比速度 ns
(m-kW)
13
18.3
20.1
22
水車出力(kW)
100
82.1
82.1
81.8
81.5
200
83.0
83.0
82.7
82.3
400
83.8
83.8
83.5
83.1
600
84.3
84.3
83.9
83.6
800
84.6
84.6
84.3
83.9
1,000
84.9
84.9
84.6
84.2
添付資料 4-14
86
1,000kW
800kW
85
600KW
200kW
100kW
83
82
81
12
14
16
18
20
水車比速度ns(m-kW)
22
24
26
図 4.4.2 ペルトン水車の最高効率
また、図 4.4.3 ペルトン水車相対効率より、部分負荷効率を求めて水車効率を決定します。
2/2 ノズル
使用流量比(%)
相対効率(%)
100
0.985
80
1
60
0.994
40
0.97
20
0.9
1/2 ノズル
使用流量比(%)
相対効率(%)
50
0.965
40
0.98
30
0.975
20
0.955
10
0.9
1.00
η/ηmax
水車効率(%)
400kW
84
0.95
2/2ノズル
1/2ノズル
0.90
0.85
0
10
20
30
40
50
60
70
使用流量比(%)
図 4.4.3 ペルトン水車の相対効率
添付資料 4-15
80
90
100
4.4.2 フランシス水車
(1) 概 要
中落差発電所に適用される水車で、水中において衝動及び反動の両作用によりランナに水
の動力を伝えるタイプです。ランナの形状を変化させることにより衝動及び反動作用の割合
を変えることができ、広範囲の比速度に適用することができることから最も多く使用されて
います。
(2) 特 徴
ア.
吸出し管により放水位までを有効落差として利用できます。
イ.
水スラストが軸方向にかかるため、推力軸受の設計に当たり検討が必要です。
ウ.
ガイドベーンにより流入量を変化させると流入角が変わるため、30∼50%以下では
効率の低下が大きく、キャビテーションが発生し易くなり、振動が増加します。
(3) 効 率
有効落差 He(m)、使用水量 Qmax(m3/s)より、比速度の限界を求めます。
比速度限界
理論出力
nslim (m-kW)
21000
ns ≤
+ 35
He + 25
が限界です。(JEC4001 より)
Pimax=9.8×Qmax×He
(kW)
最大出力時効率ηt は、概略、下式によって求められます。
ηt=0.8137+0.0192×Log10(Pimax)
したがって、水車最大出力は Pt= Pimax×ηt
(kW)
回転速度は、発電機の同期回転速度と水車の一般的な適用限界(1,000/1,200min-1 50/60
Hz)を考慮して、回転速度限界以下を選定するものとします。
回転速度限界 nslim
n = ns ×
5
He 4
1
P2
(min-1) 以下します。
このとき、比速度 ns は、
ns = n ×
1
P2
5
He 4
(m-kW)
この比速度を用いて、相対効率から水車効率を求めます。
添付資料 4-16
上段;使用流量比(%)
下段;フランシス水車相対効率
100
90
83
ns= 80
0.970
0.995
1
100
85
70
ns=146
0.980
1
0.980
100
87
80
ns=209
0.980
1
0.990
100
90
80
ns=266
0.970
1
0.975
70
0.990
60
0.955
70
0.965
70
0.935
60
0.960
50
0.91
60
0.935
60
0.890
50
0.920
40
0.845
50
0.880
50
0.825
40
0.860
30
0.760
40
0.805
40
0.720
30
0.785
31
0.700
1
η/ηmax
0.9
0.8
ns=80
ns=146
0.7
ns=209
ns=266
0.6
25
35
45
55
65
使用流量比(%)
75
図 4.4.4 フランシス水車の相対効率
添付資料 4-17
85
95
4.4.3 クロスフロー水車
(1) 概 要
シロッコファンに似た形状のランナと1枚又は2枚のガイドベーンからなる簡単な構造で
あり、水流はいったんランナの内側に入り中心部を横切り再びランナの外部へ出る貫流式で
2回にわたりエネルギーがランナに与えられるため比較的高い効率が得られるタイプです。
(2) 特 徴
ア.
ガイドベーンを1:2に分割にする事により流量の変化に対して切り替えることに
より部分負荷効率が良くなります。
イ. 構成部品が少なく、構造が簡単です。
ウ. 軸方向に水スラストが生じません。
エ. ランナの下流部に空間が必要なため、有効落差は放水面まで利用できません。
(3) 効 率
流量、落差の条件から、適用表により出力、回転速度を求めます。
比速度を計算し、水車の最高効率、相対効率により水車効率を求めます。
(比速度の計算)
ランナ径 D1 (m)
流 路 幅 Bg (m)
定格出力 Pr
有効落差 He(m) から、比速度 n を求めます。
比速度に使う出力 P(kW)は、
P =
比速度
Pr
Bg D1
(kW)
P 0.5
ns = n × 1.25
He
添付資料 4-18
クロスフロー水車最高効率(%)
比速度 ns
(m-kW)
水車出力(kW)
60
100
140
180
50
76.5
78.5
78.5
77.5
100
77.0
79.0
79.0
78.0
200
77.5
79.5
79.5
78.5
300
77.9
79.9
79.9
78.9
400 以上
78.0
80.0
80.0
79.0
81
50kW
100kW
200kW
80
最高効率(%)
300kW
400kW以上
79
78
77
76
0
50
100
150
比速度ns (m-kW)
図 4.4.5 クロスフロー水車の最高効率
添付資料 4-19
200
上段;使用流量比(%)
下段;クロスフロー相対効率
100
90
ns= 60
0.980
1
100
85
0.980
1
67
56
ns=100,140
0.940
0.955
33
28
0.885
0.910
100
85
0.980
1
67
58
ns=180
0.945
0.960
33
28
0.870
0.900
80
0.990
70
0.980
50
0.950
20
0.855
70
0.980
50
0.950
20
0.830
70
0.965
60
0.945
40
0.910
15
0.780
60
0.940
40
0.905
15
0.750
60
0.920
50
0.890
31
0.840
50
0.850
40
0.810
40
0.765
3/3GV
2/3GV
1/3GV
50
0.880
31
0.830
40
0.800
3/3GV
2/3GV
1/3GV
1
η/ηmax
0.9
0.8
ns=60
ns=100,140
ns=180
0.7
0
10
20
30
40
50
60
70
使用流量比(%)
図 4.4.6 クロスフロー水車の相対効率
添付資料 4-20
80
90
100
4.4.4 プロペラ水車
(1) 概 要
低落差で比較的流量の多い地点に適用される水車で、フランシス水車と同様に圧力水頭と
速度水頭を動力に変えるタイプです。ランナベーンあるいはガイドベーンを可動とすること
により運転範囲が広くなります。
(2) 特 徴
ア. 反動水車であり、吸出し管により放水面までを有効落差として利用できます。
イ. ガイドベーン、ランナベーンを可動とすることにより広範囲の運転が可能です。
ウ.
立軸、横軸、S形、インライン式、サイフォン式などの種類があり、それぞれ配置
の特徴を持っています。
(3) 効 率
流量、落差の諸元から、水車適用表により回転速度、出力を求めて比速度を計算します。
水車効率は、水車の最高効率及び相対効率から求めます。
プロペラ水車の最高効率(%)
比速度 ns
(m-kW)
500
700
900
水車出力(kW)
100
85.3
84.5
83.5
500
87.3
86.5
84.5
1,000
88.1
87.3
85.3
89
100kW
500kW
88
最高効率(%)
1,000kW
87
86
85
84
83
400
500
600
700
800
比速度ns (m-kW)
図 4.4.7 プロペラ水車の最高効率
添付資料 4-21
900
1,000
プロペラ水車の相対効率は、流量調節機構等の構造上の水車特性により異なります。
以下に、代表的な水車の相対効率を示します。
上段;使用流量比(%)
下段;相対効率
100
80
60
50
40
30
20
0.98
1
0.985
0.96
0.925
0.875
0.785
100
85
70
60
50
42
―
0.965
0.995
0.98
0.945
0.89
0.8
―
100
80
60
50
40
30
20
0.997
1
0.995
0.984
0.96
0.916
0.841
100
90
80
70
67
―
―
0.988
1
0.945
0.74
0.633
―
―
100
90
80
70
60
―
―
1
0.979
0.947
0.904
0.858
―
―
チューブラ
水車
カプラン
水車
インライン
式水車
ランナベー
ン、ガイド
ベーン可動
ランナベンの
み可動
ランナベー
ン、ガイド
ベーン固定
ランナベンの
み可動
1.0
η/ηmax
0.9
0.8
チューブラ水車
(ランナベン可動、ガイドベン可動)
チューブラ水車
(ランナベン可動、ガイドベン固定)
カプラン水車
インライン式
インライン式(ランナベンのみ可動)
0.7
0.6
10
20
30
40
50
60
使用流量比(%)
70
図 4.4.8 プロペラ水車の相対効率
添付資料 4-22
80
90
100
4.4.5 ターゴインパルス水車
(1) 概 要
ノズルから出たジェット流をランナの入射面に約 25 度の角度で注入し、羽根に回転力を
与えた後の水は、ランナの入射面と反対側からほぼ軸方向に排出されるタイプです。負荷遮
断時にはペルトン水車と同様、デフレクタによりランナに当たるジェット流を回避すること
によって、急激な水圧上昇、回転速度上昇は生じません。
(2) 特 徴
ア. 軽負荷での水車効率が高い。
イ. 回転速度が高いため、発電機を含めた価格の低減が可能です。
ウ. 水車の磨耗部が少ないため、耐久性が高い。
エ. デフレクタの設置により、余水路省略などが可能です。
(3) 効 率
水車の効率は選定したランナの径、有効落差、回転速度によって多少は変わりますが、さ
ほど大きく変わらないため、概略出力により最高効率、部分負荷効率を求めます。
ターゴインパルス水車効率(%)
使用流量比(%)
100
90
80
70
60
50
100kW
83.5
84
84
83.5
82
80
1,000kW
84.5
85
85
84.5
83
81.5
使用流量比(%)
50
40
30
20
10
82.5
83
81
72.5
61.5
84
85
82.5
76
66
100kW
1,000kW
添付資料 4-23
90
85
80
水車効率(%)
75
70
1射
2射
65
60
55
100kW
1,000kW
50
0
10
20
30
40
50
60
70
80
使用流量比(%)
図 4.4.9 ターゴインパルス水車の効率
添付資料 4-24
90
100
4.4.6 水中ポンプ形水車
(1) 概 要
水中ポンプを応用したタイプで、固定翼プロペラ水車と誘導発電機を連結したコンパクト
な構造です。汎用ポンプを使用しているために流量調整用のガイドベーンが無く、負荷変動
に対してはダミーロードガバナを使用します。
(2) 特 徴
ア. 汎用品のポンプを使用しているために安価です。
イ. ガイドベーンが無いため構造が簡単で磨耗部品が少ない。
ウ. 部品の供給が早く、経済的です。
エ.
最適の比速度における汎用品の水車が得にくいため、他の水車に比べて多少効率が
劣ります。
オ. 変落差、変流量地点には向きません。
カ.
水車で使用する場合は、ポンプにおける定格回転速度より下げて運転するなど過速
度対策を考慮しなければならないため、ポンプカタログなどから機器を選定すること
は難しいです。
(3) 効 率
水中ポンプ形水車はガイドベーンを持たず、基本的には定格運転を行うため、部分負荷効
率は考慮しません。ポンプ逆転水車の場合、ポンプを逆回転させるという発想から生まれた
水車であり、最高効率は 75∼80%程度ですが、水中タービン水車の場合は水車効率を考慮
した設計としていますので最高効率は 80∼90%程度と高くなります。
ポンプ逆転水車の最高効率(%)
比速度 ns
(m-kW)
80
150
220
水車出力(kW)
100
74.0
74.0
72.0
500
77.0
78.0
75.0
1,000
79.0
80.0
77.0
添付資料 4-25
82
100kW
500kW
80
水車効率(%)
1000KW
78
76
74
72
70
50
100
150
200
250
水車比速度Ns(m-kW)
図 4.4.10 ポンプ逆転水車の最高効率
ポンプ逆転水車の相対効率(%)
使用流量比
(%)
100
90
80
70
60
50
40
比速度(m-kW)
ns=
80
1
0.983
0.931
0.843
0.713
0.492
0.204
ns= 150
1
0.972
0.888
0.702
0.437
0.153
−
ns= 220
1
0.973
0.876
0.693
0.393
0.063
−
1
0.9
0.8
η/ηmax
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
水車Ns=80
0.2
水車Ns=150
0.1
水車Ns=220
0
30
40
50
60
70
80
使用流量比(%)
図 4.4.11 ポンプ逆転水車の相対効率
添付資料 4-26
90
100
水中タービン水車の最高効率(%)
比速度 ns
(m-kW)
水車出力(kW)
300
400
500
550
50
79.5
88.4
90.6
83.2
100
80.4
88.9
91.0
83.8
*)
81.1
89.2
91.3
84.4
300*)
81.5
89.5
91.5
84.5
500*)
82.1
89.8
91.8
85.1
700*)
82.5
90.0
92.0
84.6
200
*)増速機付き水車であり、増速機効率を含む
94
92
水車効率(%)
90
88
86
700kW(増速機付)
500kW(増速機付)
300KW(増速機付)
200kW(増速機付)
100kW
50kW
84
82
80
78
200
300
400
500
水車比速度(m-kW)
図 4.4.12 水中タービン水車の最高効率
添付資料 4-27
600
なお、水中ポンプ形水車は一定流量による運転が基本ですが、水中タービン水車のランナ
ブレードの角度調整(4°∼30°の範囲で任意)を手動(又は自動)で行うときのみ、流量
変化への対応が可能となります。
なお、図 4.4.13 は流量変動に対して自動調整できると仮定した場合の想定効率曲線です。
ブレード角度 (°)
使用流量比
(%)
水中タービン水車相対効率
30
20
12
4
100
80
60
38
0.922
1.00
0.977
0.889
1.0
η/ηmax
0.9
0.8
0.7
0.6
30
40
50
60
70
使用流量比(%)
80
図 4.4.13 水中タービン水車の相対効率
添付資料 4-28
90
100
4.5 水車の据付高さ
水車の据付高さの決定は、水車形式により異なりますが、
(1)出力の低下
(2)キャビテーション
の生じない高さを選定する必要があります。
4.5.1 ペルトン水車、ターゴインパルス水車
衝撃水車は、放水面からノズルまで落差を利用できないため、できるだけ据付高さを低く
する必要があります。ただし、ランナの据付高さを放水位近くにすると、ランナから出た水
によって泡立ったハウジング内の放水面が盛り上がってランナ下面に当たり出力低下を引き
起こしますので、放水面の水位とランナ中心までの距離に留意する必要があります。この距
離の目安は、ランナ外径/2+1,600∼1,900mm 程度です。
4.5.2 フランシス、プロペラ水車
洪水や基礎掘削の減少などを考慮すると、水車の据付高さはなるべく高くした方が望まし
いですが、反動水車の場合、水車の据付高さを高くするとキャビテーション(壊食)が発生し、
騒音、振動、効率低下を引き起こします。
このため、吸出し高さは次式により決定します。
Hs = h amb + h v2 − h va -σ× He
ここに、Hs
hamb
hv2
hva
σ
He
:吸出し高さ(m)
:大気圧に相当する圧力水頭(m)
:吸出し管出口の速度水頭(m)
:飽和蒸気圧に相当する圧力水頭(m)
:キャビテーション係数
:有効落差(m)
図 4.4.14 水車の指定位置
添付資料 4-29
<キャビテーション係数>
キャビテーション係数には二通りの使い方があります。一つは、キャビテーションの発生
状態を表す指標として使用され、その発生状態により許容あるいは臨界キャビテーション係
数などと呼ばれます。もう一つは、実物水車の据付高さから求められ、プラントキャビテー
ション係数のσp と呼ばれます。
なお、プラント計画時点に据付高さの目安を計算する方法としては、過去の実績を集積し
て公式化された経験式がいくつかありますが、どの式を用いても結果に大差は生じません。
1.5
 ns 
σp = 0.05 × 

 100 
鋼構造物計画設計技術指針より
1.5
 ns 
σp = 0.048 × 

 100 
σp =
ns
38840
一体型モデルプラント報告書より
1.64
USBR(United States Bureau of Reclamation)より
図 4.4.15 飽和蒸気圧と大気圧
添付資料 4-30
4.5.3 クロスフロー水車
前述したように衝撃水車の有効落差は、水車ランナ中心∼放水位までの高さをエネルギー
として回収できないため、クロスフロー水車の吸出し管と放水位との位置関係は、図
4.4.16(a)となるのが一般的です。
ただし、図 4.4.16(b)のように吸出し管を放水面下に水没させ、吸出し管内を負圧にする
ことで吸出し高さ Hs 分を有効落差として利用する(ドラフト効果)特殊なケースもありま
す。
なお、この場合、吸出し高さが高すぎるとキャビテーションを発生しますので、Hs は 3m
以内にするようにし下式で求めます。
Hs=2×D1+0.5
ここに、Hs :吸出し高さ(m)
D1 :ランナ外径(m)
:損失落差
:損失落差
:有効落差
:有効落差
:吸出し高さ
有効落差:He
有効落差:He+Hs(吸出し高さ)
(a)一般的なケース
(b)ドラフト効果を利用したケース
図 4.4.16 クロスフロー水車の据付
添付資料 4-31
5.発電機
発電機には同期発電機と誘導発電機があり、電力系統への接続の有無及び経済性を考
慮して選定を行います。
<解 説>
5.1 発電機の種類
5.1.1 同期発電機
同期発電機とは、「直流によって励磁される界磁を備え、機械動力を受けてこれを単相又
は多相の交流に変換するもので定常運転状態において同期速度で回転する交流発電機であ
る。」(JEC-114)と規定されています。
同期速度と発生周波数の関係は次式で表されます。
n=
120 × f
P
ここで、f : 周波数(Hz)
P : 極 数
n: 同期回転速度(min-1)
水車等の原動機による回転力を同期速度にして、直流電源による励磁を与えられれば自力
で交流電力を発生します。したがって、系統並列運転は勿論、単独負荷に対しても電力を供
給することができます。しかし、並列投入時には、自己の電圧、周波数、及び位相を系統に
合わせて投入しなければならないために、励磁装置及び同期装置を必要とします。
5.1.2 誘導発電機
誘導発電機とは、「固定子及び回転子に互いに独立した電機子巻線を有し、一方の巻線が
他方の巻線から電磁誘導作用によってエネルギーを受けて動作する発電機(JEC-37)」です。
回転速度は次式で表されます。
n=
120 × f
(1-S)
P
ここで、n: 誘導発電機の回転速度(min-1)
S : すべり(通常 -2%)
f: 周波数(Hz)
P: 極 数
発電機として出力を供給する場合は、通常同期速度より2%程度速い速度を必要とし、こ
の値をすべりと呼びます。
同期発電機のような励磁装置は必要としませんが、常に系統から固定子に励磁電流を供給
添付資料 4-32
する必要があります。しかし、誘導機は、同期機に比べて、構造が簡単で励磁装置及び自動
同期装置等の付属装置を必要とせず、コストが低廉で保守も容易であり、小水力に適した機
種といえます。ただし、系統への投入時には、系統の電圧を乱すことがあるので、採用にあ
たっては、系統への影響について十分な検討が必要です。我が国において電圧降下の許容範
囲は我が国では 10%ですが、海外製品を使用する際は電圧降下についての実情を調査し、
許容範囲を定める必要があります。
特別高圧受電設備の所内回路に連系する場合は、一般の需要家への影響が少ないので所内
回路の電圧低下の影響を検討することで誘導発電機の長所を生かした選定が可能になります。
誘導機の場合、原設計より誘導発電機として設計されたものは別ですが、一般に安価だと
いうことで誘導電動機を流用する場合については無拘束速度に留意願います。
5.2 同期発電機と誘導発電機の比較
同期発電機と誘導発電機の特徴を表 4.5.1 に示します。
表 4.5.1 同期発電機と誘導発電機の特徴
項
目
同期発電機
回転子の構造
励
磁
装
置
界磁巻線や交流励磁機(又は
スリップリング)を持ち複雑
必 要
誘導発電機
かご形回転子で簡単
不 要
界磁巻線や励磁装置等の保守
構造が簡単で励磁装置もなく
点検を要す
保守が容易
保
守
価
格
誘導発電機よりは高価
安価であるが低速機は割高
効
率
良 い
良いが低速機は悪くなる
容
量
大容量機でも問題ない
並列時の同期合せ
必 要
大容量機は製作困難、数千
kW 以下が適当
不 要
並列時の突入電流
強制並列なので大きな過渡電
同期を合せて並列に入れるの 流が流れる
で過渡電流は小さく系統の電圧
系統の電圧降下を抑えるため
降下に問題ない
にリアクトルの必要な場合があ
る
無
効
電
力
定格力率以内は負荷に合わせ
負荷に供給できないうえに励
て供給可能
磁電流分を系統から取り込む
単
独
運
転
常に可能
通常できない
添付資料 4-33
5.3 発電機の出力
発電機の出力は次式で表されます。
Pg=P1×ηg×ηm
ここで、Pg :発電機出力(kW)
P1 :水 車 出 力(kW)
ηg:発電機効率
ηm:増速機効率(増速機を設けた場合)
添付資料 4-34
同期発電機及び誘導発電機の効率の目安を次に示します。
96
95
6∼8P
10∼16P
18P以上
94
93
効率(%)
92
91
90
89
88
87
1
10
100
出力(kW)
1,000
10,000
※同期発電機の場合は定格力率 95%時の効率
単独運転を考慮して、力率 80%の場合は 1.5∼2%効率は低下する
図 4.5.1 発電機定格出力時の効率(目安値)
100
98
相対効率(%)
相対効率(%)
96
94
同期発電機
92
負荷比(%)
同期発電機
誘導発電機
100
100
100
75
99.7
99.5
50
98.0
97.0
25
92.5
90.0
誘導発電機
90
88
0
25
50
75
100
負荷率(%)
図 4.5.2 発電機部分負荷効率(目安値)
添付資料 4-35
5.4 発電機の選定
計画地点における単独負荷運転が想定される場合は、同期発電機を選定することを基本とし
ます。
同期発電機は、単独負荷運転が可能であり、電圧・力率の調整が可能です。
(ただし、水車側が出力調整装置付の場合)
(1) 単独負荷運転
同期発電機は、水車等の原動機による回転力を同期速度にして、直流電源による励磁を与
えられれば自力で交流電力を発生します。このため、単独運転義務がある場合は通常同期発
電機を採用します。
誘導発電機は一般的に単独運転が不可能ですが、小容量機器においては出力側にコンデン
サを設け、コンデンサによる進相自己励磁を行い、電圧を確立することにより単独運転可能
とする事ができます。
(2) 無効電力や周波数調整義務
誘導発電機は電圧・力率調整機能が無いため、無効電力調整義務がある場合は同期発電機
を採用します。
添付資料 4-36
5.5 増速機
発電機の回転速度が遅いと発電機効率が低く、発電機自体も大きくなり、機器代の増加、建
屋の拡大、組立用の吊り上げ器具の容量アップなどが生じます。
ペルトン、フランシス水車の場合、小容量機は回転速度が速く増速の必要はありませんが、
水車の定格回転速度が 450min-1 以下の場合は、増速機の採用を検討する必要があります。
300kW 以下の小規模の水車では、一般にペルトン、ターゴインパルス、フランシス水車は回
転速度が速く、増速機は不要ですが、クロスフロー、チューブラ水車は回転速度が低いため、
増速機の採用を検討する必要があります。
増速機は歯車式とし、水車発電機定格回転速度との回転に合せた増速機を使用します。また、
水車の無拘束速度も十分考慮し、発電機の回転速度を選択する必要があります。
小容量機の場合は、構造、調整の容易なベルト掛けとします。
図 4.5.3 に増速機の効率の目安を示します。
図 4.5.3 増速機効率の目安
※ 増速比(発電機回転速度/水車回転速度)が、7以上の場合は、
効率は上記より約 1.5%低下します。
添付資料 4-37
6.水車・発電機効率の算定
水車・発電機効率の算定は、以下のフローにより算定します。
<解 説>
6.1 水車・発電機効率の算定フロー
水 車 型 式 の 選
定
比
定
速
度
の
算
水 車 最 高 効 率 の 算 定
水 車 相 対 効 率 の 算 定
発電機最高効率の算定
発電機相対効率の算定
水車・発電機の合成効率算定
型
式
の
選
定
図 4.6.1 水車・発電機効率算定フロー
なお、河川総合開発ダム参加発電など極めて大幅な落差変化がある場合は、落差変動による
効率の修正が必要となりますので、別途検討を要します。
添付資料 4-38
6.2 水車・発電機合成効率の算定例
以下の条件における、最大使用水量時の水車・発電機合成効率を算定します。
<仮定条件>
水車型式:S形チューブラ水車
有効落差:10m
最大出力:100kW
周 波 数:50Hz
(1) 比速度の算定
① 有効落差 He から限界比速度 nslimit を求めます。
プロペラ水車より、以下の算定式となり、
21,000
nslimit ≤
+ 35
He + 17
He =10 より、 nslimit =813 となります。
② 【a 式】を用いて nslimit に対応する回転速度 ne を算出します。
ns = n ×
P
1
2
5
He 4
ns =813、 P =100、 He =10 より、ne(n)=1,445 となります。
③ ne を超えない範囲、かつ、表 4.4.2 の標準回転速度に近い値を水車の回転速度 n と
して採用します。
ne=1445、50Hzより、n=1000 となります。(極数;6)
④ n を再び【a 式】に適用して比速度 ns を決定します。
ns = n ×
P
1
2
5
He 4
n=1000、 P =100、 He =10 より、 ns =562 となります。
(2) 水車効率の算定
図 4.4.7 において、 P =100、比速度 ns =562、より、水車最高効率は 85.1%となります。
また、図 4.4.8 より、最大使用水量時(使用水力比 100%)の相対効率は 0.98 となること
から、水車効率は 85.1×0.98=83.4%となります。
(3) 発電機効率の算定
比速度算定結果から、発電機の極数は6であり P =100 より、図 4.5.1 から 90.0%となる。
また、負荷率は 100%であり、相対効率は 100%となることから、発電機効率は 90.0×1.00
=90.0%となります。
(4) 水車・発電機合成効率の算出
水車効率 83.4%と発電機効率 90.0%より、水車・発電機合成効率は、83.4%×90.0%=
75.1%となります。
添付資料 4-39
添付資料−5
許認可窓口と関係機関リスト
添付資料 5-1
許認可窓口と関係機関リスト
1.水力調査に関する関係機関
1.経済産業省
資源エネルギー庁
電力・ガス事業部
電力基盤整備課
〒100-8901 東京都千代田区霞ヶ関 1-3-1
Tel:03-3501-1511(代表) HP:http://www.enecho.meti.go.jp
2.北海道経済産業局
資源エネルギー環境部
電力事業課
〒060-0808 北海道札幌市北区北 8 条西 2-1 札幌第1合同庁舎
Tel:011-709-2311(代表) HP:http://www.hkd.meti.go.jp/
3.東北経済産業局
資源エネルギー環境部
開発計画課
〒980-0014 宮城県仙台市青葉区本町 3-3-1 仙台合同庁舎
Tel:022-263-1111(代表) HP:http://www.tohoku.meti.go.jp/
4.関東経済産業局
資源エネルギー環境部
電力事業課
電力技術室
〒330-9715 埼玉県さいたま市中央区新都心1番地1さいたま新都心合同庁舎1号館
Tel:048-601-1200(代表) HP:http://www.kanto.meti.go.jp/
5.中部経済産業局
資源エネルギー環境部
電力事業課
〒460-8510 愛知県名古屋市中区三の丸 2-5-2
Tel:052-951-2816(代表) HP:http://www.chubu.meti.go.jp/
6.中部経済産業局
電力・ガス事業北陸支局
開発計画室
〒930-0091 富山県富山市愛宕町 1-2-26
Tel:076-432-5590
7.近畿経済産業局
HP:http://www.chubu.meti.go.jp/hokuriku/index.htm
資源エネルギー環境部
電力事業課
〒540-8535 大阪府大阪市中央区大手前 1-5-44
Tel:06-6966-6000(代表) HP:http://www.kansai.meti.go.jp/
8.中国経済産業局
資源エネルギー環境部
電力事業課
〒730-8531 広島県広島市中区上八丁掘 6-30 広島合同庁舎2号館
Tel:082-224-5615(代表) HP:http://www.chugoku.meti.go.jp/
9.四国経済産業局
〒760-8512
資源エネルギー環境部
電力開発計画室
香川県高松市番町 1-10-6
Tel:087-831-3141(代表) HP:http://www.shikoku.meti.go.jp/
10.九州経済産業局
資源エネルギー環境部
電力事業課
〒812-8546 福岡県福岡市博多区博多駅東 2-11-1 福岡合同庁舎
Tel:092-482-5405(代表) HP:http://www.kyushu.meti.go.jp/
11.内閣府沖縄総合事務局
〒900-8530
経済産業部
電力・ガス事業課
沖縄県那覇市前島 2-21-7
Tel:098-866-0031(代表) HP:http://ogb.go.jp/move/
添付資料 5-1
2.電気事業法関係
1.経済産業省
資源エネルギー庁
原子力安全・保安院
電力安全課
〒100-8901 東京都千代田区霞ヶ関 1-3-1
Tel:03-3501-1511(代表) HP:http://www.nisa.meti.go.jp/
2.北海道産業保安監督部
電力安全課
〒060-0808 北海道札幌市北区北 8 条西 2-1 札幌第1合同庁舎
Tel:011-709-2311(代表) HP:http://www.nisa.meti.go.jp/safety-hokkaido/
3.関東東北産業保安監督部東北支部
電力安全課
〒980-0014 宮城県仙台市青葉区本町 3-2-23 仙台第2合同庁舎
Tel:022-263-1111(代表) HP:http://www.nisa.meti.go.jp/safety-tohoku/
4.関東東北産業保安監督部
電力安全課
〒330-9715 埼玉県さいたま市中央区新都心 1-1 さいたま新都心合同庁舎1号館
Tel:048-601-1200(代表) HP:http://www.nisa.meti.go.jp/safety-kanto/
5.中部近畿産業保安監督部
電力安全課
〒460-8510 愛知県名古屋市中区三の丸 2-5-2 中部経済産業局総合庁舎
Tel:052-951-2817
HP:http://www.nisa.meti.go.jp/safety-chubu/
6.中部近畿産業保安監督部北陸産業保安監督署
〒930-0091 富山県富山市愛宕町 1-2-26 中部経済産業局電力・ガス事業北陸支局総合庁舎
Tel:076-432-5580
HP:http://www.nisa.meti.go.jp/safety-chubu/hokuriku/
7.中部近畿産業保安監督部近畿支部
電力安全課
〒540-8535 大阪府大阪市中央区大手前 1-5-44 大阪合同庁舎
Tel:06-6966-6000(代表) HP:http://www.nisa.meti.go.jp/safety-kinki/
8.中国四国産業保安監督部
電力安全課
〒730-8531 広島県広島市中区上八丁掘 6-30 広島合同庁舎2号館
Tel:082-224-5742
HP:http://www.nisa.meti.go.jp/safety-chugoku/
9.中国四国産業保安監督部四国支部
電力安全課
〒760-8512 香川県高松市番町 1-10-6
Tel:087-831-3141(代表) HP:http://www.nisa.meti.go.jp/safety-shikoku/
10.九州産業保安監督部
電力安全課
〒812-8546 福岡県福岡市博多区博多駅東 2-11-1 福岡第1合同庁舎
Tel:092-482-5519
11.那覇産業保安監督事務所
HP:http://www.nisa.meti.go.jp/safety-kyushu/
保安監督課
〒900-0006 沖縄県那覇市おもろまち 2-1-1 那覇第2地方合同庁舎
Tel:098-866-6474
HP:http://www.nisa.meti.go.jp/safety-naha/
添付資料 5-2
3.河川法関係
1.国土交通省 河川局 河川計画課
Tel:03-5253-8111(代表)
〒100-8918 東京都千代田区霞ヶ関 2-1-3 中央合同庁舎第3号館
2.国土交通省 北海道局 水政課
Tel:03-5253-8111(代表)
〒100-8918 東京都千代田区霞ヶ関 2-1-3 中央合同庁舎第3号館
3.国土交通省 東北地方整備局 河川部
Tel:022-225-2171(代表)
〒980-8602 宮城県仙台市青葉区二日町 9-15
4.国土交通省 関東地方整備局 河川部
Tel:018-601-3151(代表)
〒330-9724 埼玉県さいたま市北袋町 1-21-2 さいたま新都心合同庁舎2号館
5.国土交通省 北陸地方整備局 河川部
Tel:025-266-1171(代表)
〒951-8505 新潟県新潟市白山浦 1-425-2
6.国土交通省 中部地方整備局 河川部
Tel:022-953-8199(代表)
〒460-8514 愛知県名古屋市中区三の丸 2-5-1 名古屋合同庁舎 2 号館
7.国土交通省 近畿地方整備局 河川部
Tel:06-6942-1141(代表)
〒540-8586 大阪府大阪市中央区大手前 1-5-44 大阪合同庁舎1号館
8.国土交通省 中国地方整備局 河川部
Tel:082-221-9231(代表)
〒750-8530 広島県広島市中区上八丁掘 6-30 広島合同庁舎第2号館
9.国土交通省 四国地方整備局 河川部
Tel:087-851-8061(代表)
〒760-8554 香川県高松市福岡町 4-26-32
10.国土交通省 九州地方整備局 河川部
Tel:092-471-6331(代表)
〒812-0013 福岡県福岡市博多区博多駅前東 2-10-7 福岡第2合同庁舎
11.国土交通省 北海道開発局 建設部
Tel:011-709-2311(代表)
〒060-8511 北海道札幌市北区北 8 条西2丁目 札幌第1合同庁舎
12.内閣府 沖縄総合事務所 開発建設部 河川課
Tel:098-866-0031(代表)
〒900-8530 沖縄県那覇市前島2丁目 21 番7号 カサセンビル
各地方整備局に管内の河川法の水利使用等に関連する工事事務所名
国土交通省 東北地方整備局管内
青森県
青森河川国道事務所
秋田県
秋田河川国道事務所
高瀬川河川事務所
湯沢河川国道事務所
岩手県
岩手河川国道事務所
能代河川国道事務所
宮城県
仙台河川国道事務所
山形県
山形河川国道事務所
北上川下流河川事務所
酒田河川国道事務所
福島県
福島河川国道事務所
新庄河川事務所
国土交通省 関東地方整備局管内
茨城県
常陸河川国道事務所
埼玉県
利根川上流河川事務所
下館河川事務所
荒川上流河川事務所
霞ヶ浦河川事務所
千葉県
利根川下流河川事務所
栃木県
渡良瀬川河川事務所
江戸川河川事務所
群馬県
高崎河川国道事務所
神奈川県
京浜河川事務所
東京都
荒川下流河川事務所
山梨県
甲府河川国道事務所
添付資料 5-3
国土交通省 北陸地方整備局管内
新潟県
信濃川河川事務所
信濃川下流河川事務所
阿賀野川河川事務所
羽越河川国道事務所
高田河川国道事務所
長野県
千曲川河川事務所
国土交通省 中部地方整備局管内
長野県
天竜川上流河川事務所
三峰川総合開発工事事務所
岐阜県
多治見砂防国道事務所
木曽川上流河川事務所
三重県
三重河川国道事務所
木曽川下流河川事務所
国土交通省 近畿地方整備局管内
福井県
福井河川国道事務所
京都府
福知山河川国道事務所
大阪府
淀川河川事務所
大和川河川事務所
猪名川河川事務所
猪名川総合開発工事事務所
国土交通省 中国地方整備局管内
鳥取県
鳥取河川国道事務所
日野川河川事務所
倉吉河川国道事務所
島根県
出雲河川事務所
斐伊川・神戸川総合開発工事
事務所
浜田河川国道事務所
国土交通省 四国地方整備局管内
徳島県
徳島河川国道事務所
那賀川河川事務所
愛媛県
松山河川国道事務所
大洲河川国道事務所
国土交通省 九州地方整備局管内
福岡県
筑後川河川事務所
遠賀川河川事務所
佐賀県
武雄河川事務所
佐賀河川総合開発工事事務所
熊本県
熊本河川国道事務所
八代河川国道事務所
川辺川河川事務所
菊池川河川事務所
添付資料 5-4
福島県
阿賀川河川事務所
富山県
富山河川国道事務所
黒部河川事務所
金沢河川国道事務所
石川県
静岡県
愛知県
滋賀県
兵庫県
和歌山県
三重県
岡山県
広島県
静岡河川事務所
沼津河川国道事務所
浜松河川国道事務所
庄内川河川事務所
豊橋河川事務所
琵琶湖河川事務所
豊岡河川国道事務所
姫路河川国道事務所
和歌山河川国道事務所
紀南河川国道事務所
木津川上流河川事務所
岡山河川事務所
福山河川国道事務所
三次河川国道事務所
太田川河川事務所
江の川総合開発工事事務所
山口県
山口河川国道事務所
香川県
高知県
香川河川国道事務所
高知河川国道事務所
中村河川国道事務所
中筋川総合開発工事事務所
大分県
大分河川国道事務所
佐伯河川国道事務所
山国川河川事務所
宮崎河川国道事務所
延岡河川国道事務所
川内川河川事務所
大隈河川国道事務所
長崎河川国道事務所
宮崎県
鹿児島県
長崎県
添付資料−6
参
考
添付資料 6-1
文
献
等
参
考
文
献
等
【水 力 開 発 関 係】
・「中小水力発電ガイドブック(新訂5版)」(平成 16 年5月) 新エネルギー財団
・「マイクロ水力発電導入ガイドブック」(平成 15 年3月) 新エネルギー・産業技術総合開発機構
・「水 力 発 電 効 用 評 価 の 手 引 き」(平成 11 年3月) 資源エネルギー庁・新エネルギー財団
・「水力発電リフレッシュ開発マニュアル」(平成5年3月) 資源エネルギー庁・新エネルギー財団
・「中
【法
小
令
関
水
力
開
発
事
例
集」(昭和 57 年3月) 資源エネルギー庁水力課監修
係】
・「電力小六法」(平成 16 年版) 資源エネルギー庁電力・ガス事業部政策課編 エネルギーフォーラム
・「発電用水力設備の技術基準と官庁手続き 電気事業法関係附属法令の解説」(平成10年度改定版)
資源エネルギー庁公益事業部電力技術課編
(社)電力土木技術協会
・「自家用電気工作物 必携Ⅰ・Ⅱ」 関東経済産業局資源エネルギー部監修 文一総合出版
・「河 川 六 法」(平成 16 年版) 国土交通省河川局監修 大成出版社
【環境・情勢関係】
・「日本のエネルギー2005」経済産業省資源エネルギー庁
・「ライフサイクル CO2 排出による発電技術の評価」(平成 12 年3月) (財)電力中央研究所
・「電気事業便覧」(平成 15 年版) 経済産業省資源エネルギー庁電力・ガス事業部監修
・「環 境 白 書」環境省編
【専
門
書】
・「解説 電力系統連携技術要件ガイドライン 2003」(平成 15 年 10 月) エネルギーフォーラム
・「水 理 公 式 集」(平成 11 年版) 土木学会
・「発 電 水 力 演 習」(昭和 63 年2月:7版) 千秋信一 学献社
・「小水力発電読本」(昭和 57 年1月) 石崎 彰、古市正敏 オーム社
【ホ ー ム ペ ー ジ】
・ 資源エネルギー庁ホームページ
http://www.enecho.meti.go.jp/
・ 同 上 : 水 力 の ペ ー ジ
http://www.enecho.meti.go.jp/hydraulic/imdex.html
・ 新エネルギー財団ホームページ
http://www.nef.or.jp/
添付資料 6-1
ハイドロバレー計画ガイドブック
企画・編集:財団法人 新エネルギー財団
発
行:財団法人 新エネルギー財団 水力本部
〒102−8555
東京都千代田区紀尾井町3番6号
秀和紀尾井町パークビル6階
監
電話
(03)5275−9824
FAX
(03)5275−9831
修:経済産業省 資源エネルギー庁
印 刷 協 力:株式会社カンノン社
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