水力発電の基礎知識（構造・しくみ)

　日本は降雨量が比較的多く、火山国特有の急峻な地形が多いことから、川の数が多いことや流れが早い川が多いのが特徴で、今後も水力エネルギー利用への期待が高まっています。最近は、従来の巨大なダム式の水力発電ではなく、自然の流れをそのまま利用したものや、用水路や工場廃水などの人工的な水流を利用したものなど、従来の水力発電のイメージと比較して、ごく小規模な水力発電(マイクロ水力)システムも注目を集めるようになってきました。
　川は、広い大地に降り注いだ雨が、集約的に集まってできた水の流れであるため、水力エネルギーは、他の自然エネルギーと比較してエネルギー密度が高く小規模で大きな出力が得られるのが特徴です。
水の流れの持つパワーの大きさ(kW、W)は、以下の式で表されます。(単位にご注意ください)

　上式より水力のパワーは、落差と水量に比例することが分かります。
例えば、水力のパワーが同じであっても落差が大きい場合には、水量が少なくて済み、反対に落差が小さい場合には大きな水量を必要とします。
　このことから、落差と水量の関係によって、水力発電機の形態や形式も大きく異なるのが、水力発電の特徴で、落差が大きい方が扱う水量が少なくて済みますので水力発電機本体も小さなものでよく、反対に落差が小さく扱う水量が多いような場合は、水力発電機本体が大きくなることが分かります。