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水力発電の更新間隔

水力発電所は構造物の維持管理費用が主な支出となります。そのため、構造物をできるだけ長く使えば、それだけ発電単価が下がります。

従来は使用年数に応じて定期更新するパターン(Time Based Maintenance:以下TBMという)が多かったですが、近年は日ごろの巡視データを元に、故障の兆候が見られる部分を随時更新していくパターン(Condition Based Maintenance:以下CBMという)が多いです。CBMでは各発電事業者のノウハウや、発電所独自の特性をもとに更新を検討しています。

下に従来のTBMでの更新間隔の一例を示します。更新間隔としては、電気・機械設備は15年程度、土木設備は60年程度で更新することが多いです。

修繕・改修・取替対象 TBMでの更新間隔の例
土木設備(コンクリート構造物) 60年
土木設備(水圧鉄管類) 60年
土木設備(門扉・巻上機) 15年
水車(ケーシング・ランナ) 15年
発電機(固定子・回転子) 15年
水車・発電機基礎 60年
機械制御装置(調速機・励磁装置) 15年
補機(冷却装置・圧油装置) 15年
配電盤(監視制御装置・保護装置) 15年
主回路機器(遮断器・開閉器) 15年
変電機器(変圧器類) 60年
発電所建物 60年

TBMでの更新頻度の例

CBMに移行するときはこれらの年数を目安として、発電所毎の特性を踏まえて重点的に変化を見る項目を定めます。例えば水車の場合、発電所の立地条件が違うため、水質による摩耗に差が出てきます。水に土砂が混じりやすい水車の場合、他の発電所と比べて摩耗が激しいため、更新頻度も短くなります。適切な更新をするためには、更新頻度を見極めるための点検間隔も短くとる必要があります。

  水質 点検間隔 更新計画
水車A 土砂が多いど 1年 7~9年
水車B 土砂がない 3年 12~15年

水質と点検頻度の差の一例

発電所の周囲環境に合わせて点検間隔や更新計画を立てる必要がありますが、適切に更新を行えば、発電所の経済性をよりよくすることができます。データの取得・保存・分析については、IoTやAI、ドローン等を用いて効率よくデータ活用を行う手法が検討・実践されています。

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