====== 水力発電 ======

===== 水車の種類 =====
==== 衝動水車 ====
速度水頭を使うもの，
  * ペルトン水車: 高落差で使用。部分負荷運転の効率はよい

==== 反動水車 ====
圧力水頭を使うもの
  * フランシス水車 : 中-高落差用
  * プロペラ水車 : 低-中落差用
  * カプラン水車 : プロペラ水車と似ているが，ランナベーンが可変であるところが違う

ランナベーンが固定のものは部分負荷運転の効率が悪いが，可変の者は部分負荷運転の効率がよい

===== フランシス水車 =====
R1-1

  * 渦形ケーシング(casing):うずまき型の部分
  * 部分負荷運転では，著しく効率が低下する
  * 放水面につなぐ，「吸い出し管」を設けて，有効落差として利用できる


※吸い出し管は，反動水車に設けることができるが，衝動水車には利用できない。

===== 水力発電用発電機 =====
水力発電は回転速度が遅いため，
突極形，回転界磁形が多い。(機械の分野かな)

=== 比速度について ===
比速度とは，有効落差(1m)で，単位出力(1W)を発生させるのに必要な回転速度のこと

\[
n_s = n * \frac{P^{\frac{1}{2}}}{H^{\frac{5}{4}}}
\]
$n_s$ :比速度 , n: 回転数 , P:出力 , H: 落差

式を覚える必要はないが，分子に出力が来て，分母に高さが来ることを覚えておくとよい。

===水車の種類による比速度の大きさ===
\[
ペルトン(比速度小) < フランシス < プロペラ(比速度大)
\]
落差と比速度は反比例する ⇒ 使用落差が大きいものは比速度は小さい
==== 発電機出力 ====
\[
P=9.8 Q H [kW]
\]
Q:流量[$m^3/s$], H:有効落差[m]

====== 用語集 ======

  ; ベース負荷 : 連続してかかる変動の少ない負荷
  ; ピーク負荷
  : 通常の使用時を大きく上回る負荷

  ; 水頭 : 水が持つエネルギーを高さに換算した物
  ; 位置水頭 : 水の位置エネルギー=基準点からの高さ
  ; 圧力水頭 : 水の圧力エネルギーを高さに換算した物
  ; 速度水頭 : 水の速度エネルギーを高さに換算した物

  ; casing : ケース,枠組み, 鉄管
  ; vane : 羽根

  ; 部分負荷運転 : 最大の出力で運転する「全付加運転」に対し，下の出力で運転することを「部分付加運転」と言う
  ; 比速度 : 1mの落差のある所で，1kWを発生させるための回転数($min^{-1}$)を水車の比速度と言う