水力発電
水力発電の原動機である水車。経験に裏打ちされた高信頼性のもとで、水車の計画・開発・設計・製作・据付・試運転を行っています。新規発電所の計画時点から参画することにより、地点に最適な水力発電所の実現に寄与しています。日立が取り組んでいる水力発電所は水資源を有効活用するために発電所ごとの個別最適設計。技術者の英知の塊が環境に貢献しています。
水力発電・揚水発電/水車(水力タービン)・
水力発電機分野
事業領域
-
-
高落差揚水発電
発電と揚水により電力の発生と貯蔵に寄与する揚水発電。経済メリット追求のために高落差化・高速化が進められています。揚水発電技術の着実な積み重ねとそれらの効果的な組み合わせにより、高落差揚水発電機器の信頼性、安定性を確保しています。
-
可変速揚水発電
可変速揚水発電は、その高速で大容量の有効電力調整能力により系統の安定化に寄与し、また火力発電による電力調整運転を低減できることから地球温暖化ガスの排出量削減に貢献する技術です。特に、再生可能エネルギー電源の増加に対し、大規模エネルギー貯蔵設備としても注目を浴びており、海外での新設計画や国内での既設設備の可変速化計画が進行しています。国内プロジェクトの納入実績をもとに、関係部署と協力し、国内外の計画案件に取り組んでいます。
-
特性改善
既存水力発電所のリパワリング。既存のダム設備を有効活用し発電効率を向上させるために、運転開始後30年以上経過の発電所では新しい機器への更新が行われています。自社納入機のみならず、他社機の特性改善にも果敢に取り組んでいます。既設設備と最新技術で開発した機器の融合により、世界各地で新たな水力エネルギーが生み出されています。
-
流体シミュレーション・水力実験所
地点ごとに最適設計が行われる水力発電所。流体シミュレーション技術、流体計測技術を駆使し最適形状を探求するとともに、高信頼性運転の確立のための検証実験を行っています。発電所ごとの課題を発電所オーナーと共有し、解析と実験で解決を図っています。
-
水車制御装置
水車の運転を制御する調速機。機械と電気のハイブリッド制御装置で水車の最適運転をサポートします。ほかの制御機器と連携し、安定的な電力供給の一翼を担っています。
-
水力発電機、発電電動機
水車と直結して駆動され電力を発生する発電機。単機出力数千kWから数十万kWの発電機の開発・設計・製作・据付・試運転を行っています。また水車駆動による発電機と水車を逆転させてポンプとして駆動する電動機の機能をあわせ持つ発電電動機や、回転速度を変化させて運転可能な可変速発電電動機の開発・設計も行っており、これらを揚水発電所に納入しています。容量の増大・効率の向上などの市場の要求に応え、また競争の激しいグローバル市場で養われた技術力を活かし、日立の発電機は進化を続けています。
-
産業用大型同期電動機および関連機器
日立では、各種産業に用いられるポンプ、コンプレッサ、ファンを駆動する高圧大容量同期電動機を顧客ニーズに合わせて供給し続けています。また水力用大容量縦軸同期発電電動機や産業用大容量同期電動機の技術を応用した、事業用同期調相機や、核融合電源用の電動発電機(M-Gセット)の供給やメンテナンスにも力を注いでいます。
特長的な技術
-
水車の高効率化
水資源の有効利用のために、流体シミュレーションおよび実験計測技術を駆使し、水車の高効率化を図っています。また、電力系統運用の効率化・安定化に寄与する揚水発電ポンプ水車の高効率化に加え、可変速揚水発電ポンプ水車ランナの開発にも取り組んでいます。
-
特性改善ランナ
水車の心臓部はランナ。特異な立地条件、広範囲の運用条件でも適用できるように新形状ランナを提供し続けています。複雑な3次元曲面で構成される新形状ランナの開発には、3次元CAD/CAMのデジタルエンジニアリング技術を活用しています。
-
高速大容量発電電動機
揚水用発電電動機は、電力需要の少ない夜間などに電動機として水を汲み上げて大量の位置エネルギーとして上ダムに貯蔵し、電力需要の多い時間帯に発電機として電力を系統に供給することができる可逆的なエネルギー変換装置です。昨今の高速大容量化により、容量増加に伴う発電電動機の冷却特性の改善、高遠心力に対応した回転部強度、信頼性の高い高速高面圧軸受などの設計が求められます。高度な電磁界、応力、熱、流体解析技術を用いた開発・設計を行っています。
-
可変速発電電動機
可変速揚水発電システムは、発電電動機の回転速度が変化しても、電力系統と電力を授受できる新しい揚水発電システムです。昼夜間の電力を平準化するだけでなく、回転部の持っている慣性エネルギーを利用して高速に系統と電力授受ができることから、運転中の系統周波数制御などの優れた機能を有し、系統安定度向上に寄与します。これは発電機技術とパワーエレクトロニクス技術を高度に融合したシステム製品であり、このシステムに適用される可変速発電電動機には、従来の発電電動機と異なる新しい材料、構造そして製造方法が開発、適用されています。
トピックス
グローバル展開
世界各国における新規案件はもとより、米国をはじめとする水力先進導入国におけるリパワーリングにも積極的に取り組み、水力エネルギーの有効活用に貢献しています。また、部品の調達、製造においても、海外パートナーと協調し信頼性の高い製品を提供しています。
開発技術・製品
水力発電機器
高落差揚水発電機器
水車制御装置
流体シミュレーション
水力実験所
事業用発電機
可変速発電電動機
産業用大型同期電動機
核融合電源用電動発電機
電磁界解析
東京電力株式会社 神流川発電所向け525MVA発電電動機【単機容量世界最大級の発電電動機】
日立製作所は、空冷の発電電動機として単機容量世界最大級となる525MVA/464MW発電電動機および最新鋭のデジタル制御を駆使した30MWサイリスタ始動装置を納入しています。
近年、二酸化炭素を発生しないクリーンエネルギーとして水力発電を見直す機運が高まっており、神流川発電所で培った発電電動機の大容量化技術およびサイリスタ始動装置のデジタル制御技術は地球環境に貢献するものとして注目されています。
参考文献:
http://www.hitachihyoron.com/jp/pdf/2007/02/2007_02_05.pdf
2007年2月日立評論「東京電力株式会社神流川発電所向け 525MVA発電電動機・サイリスタ始動装置の運転開始」
http://www.hitachihyoron.com/jp/pdf/2013/01/2013_01_15.pdf
2013年1月日立評論「東京電力神流川発電所 525MVA/464MW2号機発電電動機の営業運転開始」
電力供給の安定化に貢献する小丸川発電所の可変速揚水発電システム
電力需要の負荷平準化や電力系統の周波数安定化に寄与する可変速揚水発電システムは、電力需要の急増時や非常時に対応するエネルギー貯蔵装置としての役割も期待されています。大容量・高速の可変速揚水発電システムを実現した小丸川発電所では、停止状態からわずか2分半で原子力発電所に匹敵する電力を供給できます。二酸化炭素排出量抑制を背景とした太陽光、風力などの再生可能エネルギーの普及により、ますます重要性を増しています。
参考文献:
http://www.hitachihyoron.com/jp/pdf/2013/01/2013_01_13.pdf
日立評論2013年1月「電力供給の安定化に貢献する小丸川発電所の可変速揚水発電システム」
エジプト国内の砂漠の緑化に貢献するかんがい用水事業
エジプト国内の砂漠の緑化事業の中心プロジェクトであるトシカ開発は、22.5万ha(東京都の面積と同一規模)の砂漠を農地に変えて300万人を定住させるというもので、ここに総延長240㎞のかんがい水路と巨大ポンプ場が建設されました。日立製作所は、ポンプ場の機械・電気システム設計と機器納入を担当し、巨大ポンプ場建設計画の中心的役割を担いました。当部門はこの中のポンプ駆動用12MW同期電動機21台を製作、納入しています。
参考文献:
http://www.hitachihyoron.com/jp/pdf/2003/02/2003_02_08.pdf
2003年2月日立評論「エジプト国内の砂漠の緑化に貢献するかんがい用水事業」
