日本に低コストで１００％自給出来る持続可能自然エネルギーが存在する事を？
水は最高のビッグ・エネルギー源だ
日本国が持続可能自然エネルギーに取り組めば世界が変ります。
日本国の豊かな自然環境に存在する水資源を使って国自体を永久機関にして持続可能な社会を作ります。
豊かな自然環境とは。
山岳地帯が多く、一年を通じて雨が降る国土である事。各地に多く存在する湧水と降る雨を原料に使用する限り、太陽が存在し、地球に知的生物生存する限り永久に使用出来るエネルギー機関になります。
この永久機関は、地球環境を守り、危機的な日本を救い、世界を救います。
循環の仕組み
高所に降る雨が集まる水や湧水より位置エネルギーで発電します。
発電した電気を使用して水の電気分解をして水素を得ます。
得た水素を使用した燃料電池や水素を車両、船舶、飛行機等の動力源にします。
使用した水素は水に帰り海に戻ります。
この繰り返しは永久に続きます。
日本で使用する総エネルギーにあたる水量は存在するか。
日本列島の年平均降水量は約1,750mmであり降水量に日本の国土面積38万km2をかけた6,600億m3が年間降雨量になります。また、全国各地に湧水が存在します。
年平均降水量だけでも総エネルギーにあたる水量は存在します。
どの様に位置エネルギーから発電するか。
水の利用する範囲を広げ水力発電効率を上げる。大型水力発電からから極小水発電までの研究開発をします。
現在の高効率で位置エネルギーから発電する水力発電の検証をしてみしました。
水力発電の水圧実験
上流より流れ込む水を溜め、取水口から導水管をとおり、水圧により発電機と直結した水車を回しています。
そこで、小さな実験の為に条件を設定しました。
上流より流れ込む水、（毎秒８３ｃｃ）、水を溜めるダム（塩ビ管水位3.5ｍ）、取水口から導水管をとおり、水圧により発電機と直結した水車を回す。（塩ビ管の最下部に毎秒83cc噴出の穴を開ける。）一定量の供給水で、一定水圧の供給にします。
水位3.5mになる様にして、上部給水管より毎秒83ccの水を供給する。
最下部に3.2mｍの穴をあけ、穴より水を噴出させると上部から毎秒83ccの水を供給しても、最下部の穴は解放状態であり、水の供給と噴出のバランスがとれ、水位は3，5mで安定する。
水位が3.5mである事は、パスカルの原理により底面に掛る重量は、1cm2当たり350gです。
最下部の穴3.2mmは、1cm2の面積比が約８％です。
従って、最下部の穴3.2mmの面積に掛る重量は、1cm2の面積比、約８％である28gになります。最下部の穴は解放状態であり最大で噴出させようとする圧力は２８ｇです。
最下部の解放状態の穴にタービンによる負荷抵抗を付けます。
3.2mmの最下部の穴に発電用タービンを付けます。
タービンが付く事で負荷抵抗が掛ります。
毎秒83ccの水を噴出するには、抵抗の掛る分だけ水圧を上げなければならないので、３．５mより水位が上がる事になります。
塩ビ管水槽の水が満杯の状態で３．５ｍであるならば、３．５mを超える部分は水槽から水がこぼれてしまい圧力を３５０ｇ/cm2以上にかける事は出来ません。
従って、最大でもタービン抵抗分のエネルギーしか取り出す事は出来ません。
タービンや発電機の効率を考えると水圧、毎秒２８gの何パーセントが電気としてエネルギーが取り出せるでしょか。
この取り出せたエネルギーがパワーで有り仕事量になります。
２８ｇ以上の負荷の掛るタービンで有れば水圧より負荷が大きくなり、水が止まり発電は出来なくなり仕事量は０でパワーはなくなります。
最下部の穴を毎秒８３cc噴出する以上に大きくすれば大きくするほど上部からの水の供給量が足らなくなり水位が下がって行きこの基本条件がなりたちません。
タービンの負荷が２８ｇ以上になると水圧より負荷抵抗の方が大きくなり水は噴出しなくなります。
例えば、回転負荷が４０ｇの場合には、水位が５ｍ以上にならないと水圧が４０ｇに成らないので噴出しないです。
水は、流体摩擦が大きく水力発電の発電効率を下げています。
皆さんが水中を走ろうとしても水の抵抗が大きくて速く走る事が出来ない様に水力発電は水中に回転体が有ります。
回転体を回す事は非常に水の抵抗が大きく流速以上の速さで回転体を回す事は出来ません。
可能性の高い発電方式
モーメントパワー発電装置
現在の水力発電理論を超える高効率の発電装置。
誰が見ても安全で分かり易くシンプルで低コストの発電装置
モーメントパワー発電理論
水も空気中に有るカップに入った時点で空気中に有る比重１の１つの物体になります。
落差3.5ｍの上部から毎秒83ccの水が落下した時に１カップにどれだけの水が入るかです。
実験内容
自転車用２７インチリム付ハブモーターを使用する。（ 直径６２ｃｍ）
上部回転体と下部回転体を水受けカップ付きベルトで回転させる。
上部回転体と下部回転体の落差３．５ｍにして１秒間に８３ｃｃの水を落下させる。
落差３．５ｍの間に水受けカップが３０個付いている。
２７インチリム付ハブモーターは１分間に４０回転する。
上記条件で１秒間に落下する距離は
リムの外周は、 ６２０ｍｍ×３．１４＝１９４５ｍｍ 外周は１945mm
１９４５ｍｍ×４０回転＝７７８００ｍｍ １分間で動く距離
７７８００ｍｍ÷６０秒＝１２９６ｍｍ １秒間で動く距離
１秒間に１２９６ｍｍ落下する。
１ｍの間にカップは何個
３０個÷３．５ｍ＝８．５個
１ｍに８．５個の水受けカップ付きベルトになる。
１秒間１２９６ｍｍに落下するカップ数は
８．５個×１２９６ｍｍ＝１１個
１秒間１２９６ｍｍに落下するカップの数は１１個になる。
１秒８３ｃｃでカップに入る水の量は
８３cc÷１１個＝７．５５ｃｃ
水が入りの上部カップから排出の下部カップまでの落下時間は
３５００mm÷１２９６ｍｍ＝２．７秒
落差間の水の落下時間は２．７秒
落差間３０カップの水の量は
７．５５ｃｃ×３０個＝２２７ｃｃ
落差間３０カップの水の量は合計２２７ｃｃ
力点である回転体最側部に掛る重量は２２７ｇになります。
よって、上部回転体と下部回転体は共に２２７ｇの重量で引かれることになります。
この様な構造は、上部、下部の回転体がベルトで繋がり、回転するので１秒間に８３ｃｃ(８３ｇ)の水を落下させても１秒間に８３ｃｃ(８３ｇ)の落下ではなく、１秒間に２２７ｃｃ（２２７ｇ）の重量をかけて落下させる事になります。
従って、２倍の距離にすれば２倍の重量になり２倍の水量にすれば２倍の重量になります。
