自宅前の小川からの電気を使うことは可能ですか？

Question

こんにちは、質問させていただきます。

自宅の前に小さな川があって、その川が（急流でもなく沈滞してもなく）普通の速さで流れる川だったら、そこに小型の水車などを設置して発電し、その電気を家に引いてエアコン一台なんかを立派に使う…、なんてことは出来るでしょうか…？

大学初年度レベルの、基礎の電気回路と電磁理論をずっと昔に勉強しましたが、今現在にきちんと覚えているのは中学生レベルまでで、発電所や変電所の仕組みは、ネットを調べてもぼんやりとしか分かりません。
今回の質問で考えてしまうのは、部品や機器があれば出来そうだけども、そこで発生した起電力は（川の流れ方によって）不安定になるんじゃないかな…とか、電流の周波数を50もしくは60Hzに変換するのはどうするのかな…とか、電力会社から送られてくるような品質の電気（家のコンセントから得られる電気）は自宅近くでも作って使えるのだろうか…、といった疑問です。
とくに、発電時の起電力が水車で発生する程度で、送電線が自宅まで100mぐらいであるといった、小規模な発電・送電のとき、変電工程はどのようになるのだろう？と思います。

自家用水力発電機みたいなのがあったら、電気代節約になっていいな～…と、ふと思ったのですが、自分がやるのは法律的にまずそうな気がするのと（もしやれるなら電験とかの資格が要る気がします）、一人でやったら逆にお金がかかりそうなので実際やるわけではありません。でも、技術的に可能なのかどうか、気になって質問させていただきました。

ご回答よろしくお願いします。

masa2211 · Accepted Answer

できるか、できないかなら、「無理」。
理由：エアコンを動かすということから、４００Ｗの発電とします。
落差が無いところに設置するための水車だと、直径40cm、長さ50cmで１００Ｗくらいの発電量です。
ただし、１００Ｗというのは、それなりに流れが速い場合の発電量で、それでも４つ必要。
もしくは、昔ながらの粉挽き用の水車が必要。（小型じゃないけど．．．．）
　※川の流れが遅いと、水車の回転もゆっくりなので、大きくなってしまいます。これは技術的にどうしようもありません。
ここの、写真２を参照。（設置場所：山梨県都留市の市役所そば。）
http://sangakukan.jp/journal/journal_contents/2008/05/articles/0805-02-2/0805-02-2_article.html
もし、水路に５０ｃｍでいいから段差があれば、同じ大きさの水車で家庭１件分の電力は楽に発電できます。

ただ、実験ならとにかく、本格的に作る場合、洪水のことを考えないとなりません。
写真２～４の状態で洪水が来たらあふれてしまいます。つまり、堤防の改修が必要。
そうすると、水車発電機と堤防改修で、少なく見ても１００万～３００万かかります。
それだけお金をかけて、かつ、急流部で１００Ｗ（居間用の蛍光灯１式くらい。）なので、
それでもやりたいですか？

＞電力会社から送られてくるような品質の電気は自宅近くでも作って使えるのだろうか
電力会社管轄の水力発電所は、周波数を一定とするために、水車の回転速度を自動制御できるようになっています。
ただし、これは、上記写真の水車と違って高速回転する水車だからできるのであって、低速回転の場合、回転速度の調節ができないから、
発電→バッテリーに蓄電→インバータで交流にする
ということが必要になります。

kagakusuki · Answer

法律的にはどうなっているのかは知りませんが、現実に回転数が変動する風力発電が行われている以上、技術的には可能だと言えますし、実際、マイクロ水力発電として、半分試験的に実用化されています。

【参考URL】
　マイクロ水力発電 - Wikipedia
　　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%9E%E3%82%A4%E3%82%AF%E3%83%AD%E6%B0%B4%E5%8A%9B%E7%99%BA%E9%9B%BB

　詳しくは知りませんが、周波数の問題は、大電力用のダイオードとコンデンサーを組み合わせたコンバーター回路で、発電した交流を、一旦、直流に転換した後、インバーター回路で、目的の周波数を持つ交流に転換する事になると思います。

【参考URL】
　整流器 - Wikipedia
　　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B3%E3%83%B3%E3%83%90%E3%83%BC%E3%82%BF

　インバーター - Wikipedia
　　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A4%E3%83%B3%E3%83%90%E3%83%BC%E3%82%BF

　又、水車で発電している電力と、家で消費している電力は、常に等しくなければ、電圧が安定しませんから、水車に供給される水の流量を、ある程度自動的に調整する事が可能な（自動化された）水門と、消費電力に合わせて、発電機内の励磁コイルに流れる電流を、自動的に調整する事が出来る発電機と、制御システムが必要になるのではないかと思います。

自宅前の小川からの電気を使うことは可能ですか？

できるか、できないかなら、「無理」。

法律的にはどうなっているのかは知りませんが、現実に回転数が変動する風力発電が行われている以上、技術的には可能だと言えますし、実際、マイクロ水力発電として、半分試験的に実用化されています。

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