みずくるくんと学ぶ室内用水力発電実験キット

みずくる水車研究所 体験から工学へ

はじめての水力発電から、
本格的な探究まで。

見て、試して、測って、比べて、考える。
室内で繰り返し学べる、水力発電キットです。

体験から始める数値で比べる工学まで深める
⚡くるくる発電中!

水車のしくみ

どうやって
電気をつくるの?

水の力が電気になるまでを、3つに分けて見てみよう。

虫めがねでしくみを調べるみずくるくんしくみを見つけよう!
  1. 1
    💧

    水が流れる

    高いところから流れる水が、羽根にぶつかります。

  2. 2

    水車が回る

    水の力で水車がくるくる。軸もいっしょに回ります。

  3. 3
    💡

    電気に変わる

    発電機が回る力を電気に変え、小さな電球が光ります。

🌱

水の流れから、再生可能エネルギーを学ぼう。
自然界では、太陽の熱などによる水の循環が、水力発電を支えています。このキットは水をくり返し使いますが、ポンプには外部電源が必要です。発電した電気だけで動き続ける装置ではありません。

水車を使った教育・実験教材として、小水力・ピコ水力の原理を学ぶ入口に。実際の発電設備とは規模や条件が異なりますが、水の流れ・水車の回転・発電のつながりを室内で確かめられます。ピコ水力発電研究会での実演を見る →

この教材で学ぶこと

正解を学ぶ。ではなく、正解を見つける。

「発電した!」で終わりではありません。なぜ効率が変わるのかを予想し、実験し、数字で比べ、次の水車へ改良する。みずくるくんと一緒に、エンジニアの考え方を体験します。

  1. 1予想する
  2. 2実験する
  3. 3比べる
  4. 4改良する

入口はやさしく、その先は本格的

学びの深さを、
4段階で広げられます。

年齢で区切るのではなく、理解や授業の目的に合わせて次のステップへ進めます。

  1. LEVEL 1まず、やってみる

    水を流す・水車を回す・発電する。

    体験・観察
  2. LEVEL 2条件を比べる

    流量・負荷・水車・効率の違いを調べる。

    理科・技術・探究
  3. LEVEL 3性能を読み解く

    速度比λとη–λ曲線から最適点を探す。

    工学・性能評価
  4. LEVEL 4自分でつくる

    水車を設計し、3Dで形にして再実験する。

    設計・開発

こんなこともできます

実験する前に、
水の動きを予測する。

水車まわりの流れをシミュレーションした動画をご紹介します。水の当たり方や流れ方を観察し、実物の実験で確かめたいことを考えてみましょう。この動画は流れの例で、入力した条件から流体解析を行う機能ではありません。

WATER FLOW SIMULATION水車まわりの流れを可視化
  1. 01予測するシミュレーション
  2. 02確かめるみずくるくんキット
  3. 03記録・比較する専用アプリ

本物でたしかめよう

1台で広がる
水車の比較実験

水を循環させる水力発電キットで、水の当て方や水車を変え、発電出力・効率の違いを比べられます。

みずくるくんと学ぶ

室内用水力発電実験キット

組立かんたん。測って、比べて、運べる。

タンク、配管、水車、計測BOX、貯水BOXを組み合わせた室内用水力発電実験キット
水を循環して何度でも実験組立かんたん!
実験キットを案内するみずくるくんここがポイント

このキットでできること

条件をひとつずつ変えて、
いちばん効率のよい組合せを探そう。

  • 組立がかんたん準備と片付けがしやすく、授業や展示ですぐに使える
  • 水の当て方を3種類から選べるためる・横から・上からを同じ装置で比較
  • 水車をかんたんに交換できる羽根の形・枚数・直径が違う水車を比べられる
  • 数値を測って記録できる流量、回転数、発電出力から効率を調べる
  • 貯水BOXにまるごと収納できる実験後は部品をしまい、そのまま移動・保管

実機動画

実際に水を流すと、
キットはこう動きます。

ポンプで水を循環させながら、水車の回転と発電出力をその場で確認。装置全体の大きさや、水が流れる様子を短い動画でご覧いただけます。

音声を再生する場合は、動画内の音量ボタンを操作してください。
実験方法を調べるみずくるくん結果を楽しみにするみずるるちゃんどれが回るかな?

3つの水の当て方

同じ水量なら、どれがいちばん回る?

1 水をためる、2 横から当てる、3 上から当てる、3種類の水車実験方法123
  1. 1
    水をためて流す

    水位をつくり、たまった水の流れで水車を回します。

  2. 2
    横から水を当てる

    水車の下側へ、横向きの流れを当てて回します。

  3. 3
    上から水を当てる

    高い位置から水を落とし、羽根へ直接当てて回します。

実機で見比べる

3つの水の当て方を、動画で確認

同じ水車でも、水の当て方によって回り方が変わります。

MODE 01水をためて流すたまった水の流れで回転
MODE 02横から水を当てる水車の下側へ横向きに当てる
MODE 03上から水を当てる高い位置から羽根へ直接当てる
🧪

科学的に比べるコツ
水車を比べるときは水の当て方・流量・落差を同じに。水の当て方を比べるときは、同じ水車を使おう。変える条件を1つだけにすると、違いの理由が見えてきます。

発電実験を応援するぴかくるくん電球はいくつ光るかな?

やってみよう

水の量を変えて
発電実験!

つまみを動かしてみよう。水が多く、高いところから落ちるほど、つくれる電気は大きくなるよ。

💡

予想してから動かそう!
水を2倍にしたら、電気はどうなるかな?

0.160.0
0.110.0
0.1%60.0%
✺
回転:ゆっくり
水車の回転で目を回すみずくるくん目が回る~
→
発電出力を知らせるぴかくるくん

予想できる発電出力

294 mW
💡💡💡💡💡
計算式を指さすみずくるくん

🔬 科学の計算式

発電出力 = 水の密度 × 重力 × 流量 × 落差 × 効率
P = ρ × g × Q × H × η
= 1000 × 9.80665 × 0.000400 × 0.5 × 0.150 × 1000
= 294 mW
ρ(ロー)
水の密度:1000 kg/m³
g
重力:9.80665 m/s²
Q
流量:24.0 L/min = 0.000400 m³/秒
H
落差:0.5 m
η(イータ)
効率:15.0%

※ 計算値は理論上の目安です。実際は配管の損失、水車の形、軸の摩擦などで変わります。

専用アプリなら、さらに詳しく3つの条件から発電出力の目安を計算!

落差・水道/ポンプ・川の流れに合わせて計算できます。計算機能の利用には購入認証が必要です。

専用アプリを見る →
収納を案内するみずるるちゃん
実験キットを収納して運べる、ふた付きキャスター付き貯水BOX

実験から片付けまで、これひとつ

貯水BOXが、
そのまま収納・運搬BOXに。

実験中に水を受ける貯水BOXへ、使い終わった装置や部品をまとめて収納できます。ふたを閉めれば、キャスターでそのまま移動。教室や展示会場への持ち運び、保管もすっきりです。

1水をためる→2部品をしまう→3そのまま運ぶ
装置全体
約 高さ1300 × 幅720 × 奥行730 mm
収納BOX
約 高さ400 × 幅480 × 奥行760 mm
表示BOXの実験を応援する3人

見えるから、比べられる

8つの数値を
表示BOXで同時に確認!

感覚だけではなく、測った数値で水車の性能を比べられます。条件を変えたとき、何がどれだけ変化したかが一目で分かります。

測った数値を記録してグラフにすると、水の量と発電の関係が見えてきます。

電圧・電流・発電出力・積算発電量・回転数・流量・効率・抵抗を表示する計測BOX
表示測定するもの単位
V電圧V
I電流mA
P発電出力mW
E積算発電量mWh
R回転数rpm
Q流量L/min
Ef効率%
Ω抵抗Ω

条件を変えて、もっと深く学べる

測るだけで終わらない“ちょうどいい”を見つけよう!

負荷を変えて最適な出力を探し、最後は速度比λで水車の性能を比較します。体験から工学的な性能評価へ、段階的に進めます。

⚡STEP 1

負荷を変えて比べる

回転数と出力を記録し、一番よい点を探します。

発電出力回転数 N最大出力になる条件を探そう
N–P曲線
λSTEP 2

水車の性能を比べる

水と水車の速さのバランスで、形の違いを比較します。

効率速度比 λ最高効率になる条件を探そう
η–λ曲線
速度比 λ(ラムダ)とは?

水の速さと、水車の羽根先端の速さのバランスを表す値です。速すぎても遅すぎても効率は下がるため、η–λ曲線から最も効率のよいバランスを読み取ります。

アプリで詳しく見る →
角速度:ω = 2πN ÷ 60速度比:λ = (Dr ÷ 2)ω ÷ U

専用アプリ 利用可能

実験結果から「何が分かったか」まで見える。

オンラインクラウド経由で取得オフラインBOXから直接取得手入力表示値を見て入力
  • 流量・電圧・電流・発電出力・回転数を取得/入力
  • 発電出力・効率・速度比λを自動計算
  • 条件ごとのグラフ比較、保存、CSV・レポート出力
専用アプリを開く 購入版は認証が必要WEB版では機能紹介と購入版の案内を確認できます。
MEASUREMENT測定値を取得
流量24.0発電出力512 mW回転数184 rpm
η–λ ANALYSIS条件を重ねて比較

実験の、その先へ

気づきを、
次の水車へ。

付属水車で実験し、違いに気づき、理由を考える。自分の水車を設計して形にし、もう一度測って改良する。実験とものづくりがひとつにつながります。

仮説→実験→測定・分析→設計・改良
新しい水車の形を考えるみずくるくん

NEXT CHALLENGE新しい水車づくりは、
ここから。

  • 水車の形を考えて設計 利用できます
  • 画面上で3D形状を確認 利用できます
  • STL・PDF・DXFの保存 購入者専用
  • 3Dプリントサービス 準備中
水車づくりはこちら →

先生・導入をご検討の方へ

水車を使った授業から、
探究・STEM教育まで。

水力発電の授業・探究学習に。水の力が水車の回転を通じて電気に変わる仕組みを、観察と測定で学びます。条件をひとつずつ変えて発電出力や効率を比べ、自分の水車を設計して再実験へ。理科・技術・工学・数学をつなぐ実験教材です。

実験例:負荷を変えて、回転数と発電出力を比べる
  1. 同じ水車を使い、水の当て方・水位・流量をそろえます。
  2. 負荷抵抗を変え、回転数と電圧・電流・発電出力を記録します。
  3. 横軸を回転数、縦軸を発電出力にして比較します。最も速く回る点と、出力が最大になる点は同じとは限りません。

発展学習では、入力となる水のエネルギーを考慮して効率を求め、速度比λとの関係を調べます。サイエンス教室での実演を見る →

STEM LEARNING4つの学びが、ひとつの実験でつながる。
  • S
    SCIENCE水・エネルギー・発電
  • T
    TECHNOLOGYセンサー・アプリ・データ活用
  • E
    ENGINEERING仮説・設計・製作・改善
  • M
    MATHEMATICS効率・グラフ・速度比 λ
対象小学校高学年~大学・高専

入口は体験、理解に合わせて専門内容へ発展。

授業・探究条件を変える比較実験

水位や流量をそろえ、負荷や水車をひとつずつ変えて比較。

測定・分析8項目の測定+専用アプリ

発電出力と効率の違いを考え、グラフや速度比λで分析。

発展水車設計・3D造形へ

仮説から再実験・改良まで一連の学びに。

みずくる水車研究所のなかまたち

水の力を伝える
3人のなかまたち

水のふしぎ、発電のよろこび、未来への思いを楽しく伝えてくれる3人です。

発見しよう!双葉とキラキラした青い目がかわいい、みずくるくん

水のふしぎ発見隊

みずくるくん

頭に双葉が生えた、ぷにぷにの水玉の子。水の力を見つけると、元気いっぱいに回ります。

得意わざ
水の力を見つけること
好きなもの
きれいな川と水車
発電成功!金色に輝く発電バージョンの、ぴかくるくん

発電成功のひかり

ぴかくるくん

水の力が電気に変わると、金色にピカッと変身!発電成功を光で知らせます。

得意わざ
発電の力を光に変えること
チャーム
金色の輝きと星の瞳
未来を照らすよ!大きなリボンとハートのエンブレムがかわいい、みずるるちゃん

水のヒロイン

みずるるちゃん

やさしくて、まっすぐ!水の力を集めて、みんなの未来をピカッと明るく照らします。

得意わざ
みずのハートビーム♡
チャーム
リボンとハートのエンブレム

実験キットの導入案内

販売準備中

価格やセット内容をご紹介しています。現在、実験キット本体のご注文は受け付けていません。

受注生産品|販売準備中

現在、実験キット本体のご注文は受け付けていません。販売開始時期・納期は、準備が整い次第ご案内します。製品についてのご質問は、お問い合わせフォームからお送りいただけます。

※ 製品の仕様・形状・寸法は、改良等のため予告なく変更する場合があります。あらかじめご了承ください。
製品情報を見る →

特注・試験機開発

特注品や、いろいろな試験機の開発もできます!

キットの寸法・計測内容の変更から、研究や評価に合わせた専用試験機まで。仕様を決めるところから一緒に考えます。

キットの特注仕様研究・評価用試験機仕様検討から対応

まずは
ご相談ください!

お問い合わせ →

知りたいことから、みずくるくんを知る

水力発電実験キットの
よくある質問

水車で発電する仕組みから、理科・探究学習、専用アプリ、3D設計まで。
導入やオリジナル装置の開発・製作についての疑問にお答えします。

水車を使った教育・授業では、何を学べますか?

水の力が水車を回し、発電機で電気に変わる仕組みを学べます。小学校高学年では回り方の観察、中学校・高校では条件をそろえた比較実験やグラフの読み取り、大学・高専では速度比λと効率の分析へ、理解や授業の目的に合わせて発展できます。発電出力が大きいことと効率が高いことは同じではありません。測った結果を比べ、水車の形を設計・改良して再実験する探究学習につなげます。

水車を使った授業・STEM教育の案内を見る →
水力発電実験キットでは、どんな数値を調べられますか?

流量・電圧・電流・水車回転数などを確認し、発電出力や効率を比べられます。専用アプリでは記録した数値をもとにグラフを作り、速度比λと効率の関係まで調べられます。測定値を見るだけでなく、条件をそろえて違いを考える教材です。

表示BOXと測定項目を見る →
小水力発電・ピコ水力発電の仕組みも学べますか?

はい。水のエネルギーが水車の回転を通じて電気に変わる原理を、室内で繰り返し実験して学べます。小水力・ピコ水力への理解を深める入口として、水の当て方、流量、負荷、水車形状と発電出力・効率の関係を比べます。実際の発電所の出力をそのまま再現・保証する設備ではありません。

水車で発電する仕組みを見る →
水の当て方や負荷を変えると、どんな比較実験ができますか?

水をためて流す、横から当てる、上から当てる、という3種類の方法を試せます。流量や水位などの条件をそろえて負荷を変えると、回転数と発電出力の関係を比較できます。さらに速度比λと効率の関係を見ることで、水車の形や運転条件の違いを考えられます。

3種類の水の当て方を見る →
専用アプリでは何ができますか?

条件を変えた発電のシミュレーション、測定値の入力・取得、実験結果の保存、グラフ比較、CSV・レポート出力に対応します。測定値の取得や購入者向け機能は、購入認証、BOXの設定、利用環境に応じた接続が必要です。詳しい機能と利用条件は、専用アプリの案内をご確認ください。

専用アプリの機能を見る →
購入前でも、水車の設計や3Dプレビューを試せますか?

水車づくりページで、羽根の枚数・内側先端径・角度・湾曲度を変え、形と寸法を3Dで確認できます。キットに合う水車外径は114mmです。STL・資料PDF・アクリルのPDFやDXFの保存は、キット購入者として登録した方が利用できます。

水車の設計・3Dプレビューを開く →
3Dプリンターがなくても、オリジナル水車を製作できますか?

HP上で水車を設計し、3D形状を確かめることは、3Dプリンターがなくてもできます。設計した水車を製作してお届けする3Dプリントサービスは現在準備中です。有料の追加部品注文はまだ受け付けていません。

設計と製作サービスの案内を見る →
価格・納期・見積もりは、どこで確認できますか?

キットのセット内容、価格、導入の流れは製品情報ページでご案内しています。現在、実験キット本体のご注文は受け付けていません。販売開始時期・納期は、準備が整い次第ご案内します。製品についてのご質問は、お問い合わせフォームからお送りいただけます。 仕様・台数・設置場所に関するご相談は、専用お問い合わせフォームへお送りください。

製品情報・価格・導入の流れを見る →
授業や研究に合わせた、オリジナルの実験キットを製作できますか?

はい。学びたいテーマや実験の目的に合わせて、オリジナルの実験キットの開発・製作をご相談いただけます。キットのサイズや構成、測定したい項目など、ご希望をお聞かせください。仕様がまだ決まっていない段階でも、Core Linksが内容を伺い、仕様・費用・納期をご提案します。

Core Links HPへ(開発・製作のご相談) ↗
研究・評価に使う、本格的な実験装置も製作できますか?

はい。体験・学習用のキットに限らず、研究や評価を目的とした実験装置の開発・製作にも対応します。まずは、実験の目的、測定したい項目、必要な精度や規模、設置環境などをCore Linksへご相談ください。ご要望と実験条件を確認したうえで、装置の構成や進め方、費用・納期をご提案します。

Core Links HPへ(研究・評価装置のご相談) ↗
水車や水力発電以外の実験装置も相談できますか?

はい。水車や水力発電に限らず、さまざまなテーマの実験装置・試験機の開発・製作をご相談いただけます。「こんな現象を確かめたい」「この条件で測定したい」といったアイデアの段階から、まずはCore Linksへお聞かせください。目的や条件を一緒に整理し、ご希望に沿ったものづくりをご提案します。

Core Links HPへ(実験装置・試験機のご相談) ↗

みずくるくんの導入・使い方は 専用お問い合わせフォームへ。オリジナルのキットや実験装置の開発・製作は Core Links HPからご相談ください。

MIZUKURU STORIES

活用事例・展示会レポート

みずくるくんの紹介動画、実演の様子や展示会の情報を、写真と動画でご紹介します。

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