この用語のポイント
簡単にいうと…
ポンプ逆転水車とは
ポンプを使って、高所→低所への水落差によってポンプ羽根車を逆回転させ、発電する水車
という技術個体です。
ポンプ自体は既製品が使え、建屋なども必要ないため、比較的低コストです。
詳しくいうと…
通常の揚水ポンプも、ポンプ逆転水車も、右図の通りだいたい同じ構造をしています。
水が流れて羽根車(インペラー)が回り、それが発電機or電気モーター側の回転運動と連動している点も同じです。
ではポンプ逆転水車は、通常のポンプと何が異なるのでしょうか?
通常のポンプの仕組み
まず、通常のポンプだと、電気モーターによって電気を運動へ変換し、羽根車(インペラー)を回します。
この羽根車の遠心力によって圧力を与え続けることで、水流を、低所→高所へと揚げることができます(揚水)。
これにより、農業用水路から田んぼへ水を引いたり、洪水時に堤防の外側(住宅地側)から河川へと水を戻したりできます。
ポンプ逆転水車の仕組み
ポンプ逆転水車は、通常ポンプとは逆に働きます。
まず、水流が高所→低所へと水管内を流れている、という環境条件があるとします。
ここに、通常ポンプとはブレードの向きだけが異なる羽根車(インペラー)を設置すると、その羽根車(インペラー)は通常揚水時とは逆方向へ回転します。
この逆回転の運動エネルギーは、(通常ポンプだと電気モーターだった)発電機へ送られ、電気→運動エネルギーへの変換を行なう電気モーターとは逆に、運動→電気エネルギーへの変換を行なう発電機の機能を果たします。回転の向きに応じて、モーターとしての機能と、発電機としての機能を兼ね備えていたわけです。
こうしてポンプ逆転水車は、既存の水流から回転運動を得て、発電することができます。
なおこのポンプ逆転水車は、落差6~80m、流量0.02~1m3/sという中小規模の水流環境に適用されます。
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つまり…
ポンプ逆転水車とは
ポンプを使って、高所→低所への水落差によってポンプ羽根車を(揚水時に対して)逆回転させ、発電する水車
という技術個体なわけです。
電気の力で揚水するポンプと、水流の水圧で発電する水車。一見するとは別物じゃが、電気⇔運動を変換する、という仕組みには対称性があり、ほとんど同じ機械構造を転用できたわけじゃな。
歴史のツボっぽくいうと…
1851年 イギリスの技術者ジョン・アポ―ドルが遠心ポンプを開発する。
<参考文献>(2018/11/25 visited)