水力発電所の出力と発電電力量
- よみ
- すいりょくはつでんしょのしゅつりょくとはつでんでんりょくりょう
(1)水力発電所の出力 $$P〔\mathrm{kW}〕$$
$$P=P_{0}\eta=9.8 Q H \eta_{t} \eta_{g}$$
(2)水力発電所の発電電力量$$W〔\mathrm{kW・h}〕$$
$$ W=9\left( \dfrac{V}{3600} \right) H_{\eta} $$
ただし、
$$P_o$$: 理論出力(=$$9.8 QH$$)$$〔\mathrm{kW}〕$$
$$\eta$$: 発電所効率(=$$\eta_{t} \eta_{g}$$)(小数)
$$\eta_{t}$$: 水車効率(小数)
$$\eta_{g}$$: 発電機効率(小数)
$$9.8$$: 重力の加速度$$〔\mathrm{m/s^2}〕$$
$$Q$$: 使用水量$$〔\mathrm{m^3/s}〕$$
$$H$$: 有効落差$$〔\mathrm{m}〕$$
$$V$$: 発電使用水量$$〔m^3〕$$
$$3600$$: 1$$〔\mathrm{h}〕$$の秒数$$〔\mathrm{s}〕$$
(注) 理論水力$$P_o〔\mathrm{kW}〕$$の導出
流量$$Q〔\mathrm{m^3/s}〕$$、有効落差$$H〔\mathrm{m}〕$$の理論出力$$P_o〔\mathrm{kW}〕$$の導出に必要な基本的事項は、次の3点である。
(1) 水$$1〔\mathrm{m^3}〕$$は、$$1〔\mathrm{t}〕=10^3〔\mathrm{kg}〕$$である。
(2) $$1〔\mathrm{kg・m}〕$$の仕事量は、$$9.8〔\mathrm{J}〕$$である($$1〔\mathrm{kg}〕$$の力は、$$9.8〔\mathrm{N}〕$$である。$$1〔\mathrm{N・m}〕$$の仕事量は、$$1〔\mathrm{J}〕$$である)。
(3) $$1〔\mathrm{J/s}〕$$の仕事率は、$$1〔\mathrm{W}〕$$である。
すなわち、流量$$Q〔\mathrm{m^3/s}〕$$は、(1)により$$10^{3} Q〔\mathrm{kg/s}〕$$となり、有効落差を乗じることにより$$10^{3}QH〔\mathrm{kg・m/s}〕$$となる。(2)により、$$9.8 QH\times 10^3〔\mathrm{N・m/s}〕=9.8QH\times 10^3〔\mathrm{J/s}〕$$ となり、(3)より、$$9.8QH\times 10^3〔W〕=9.8QH〔\mathrm{kW}〕$$ が求まる。
(1)~(3)の単位の換算は重要である。
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