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送電の利用状況に関しての素朴な疑問です。原子力発電所で発電された電力は

送電の利用状況に関しての素朴な疑問です。原子力発電所で発電された電力は各家庭の電気器具を作動させるのに使用されたりするわけですが、発電して需要を満足させる電気量以外の電気量はただちに廃棄されてゆく(エネルギーの考えとして。)ことが非常にもつたいない気がします。水の場合、ため池に蓄える事も可能ですが大容量蓄電池(深夜電力などの余った電力を蓄えておく。)などの研究がなされているのでしょうか。莫大なエネルギー量なので不可能かと思いますが。

投稿日時 - 2010-05-24 12:32:24

QNo.5918016

暇なときに回答ください

質問者が選んだベストアンサー

1.余分な電気の行方
電力系統では発生する電力と消費する電力はつり合っています。つまり
(発生する電力)=(消費する電力)+(送電・配電途中の損失)
です。
しかし時々刻々完全に釣り合っているわけではありません。ミクロで見ると、余分に発電している時と、不足して発電している時があります。余分に発電したエネルギーは運動のエネルギーとして発電機の回転数を高めます。発電の方が需要より少ないと発電機の回転数が下がり、周波数も下がります。
周波数が大きく変化するといろいろな不具合な問題が発生しますので、自働周波数制御装置によりタービンに送る水量や蒸気量を調整して、周波数を一定に保つようにしています。
このように瞬時瞬時には発電と消費のエネルギーはアンバランスがあり、結果として周波数は変動していますが、10分程度の時間を平均してみると周波数は一定に保たれています。つまりエネルギーはバランスしており、エネルギーが無駄に利用されている訳ではありません。

2.揚水発電
少し長い時間の電力のバランスをとるために、No4の回答者の言われるように揚水発電が利用されています。しかし揚水発電は近接したところに上池と下池の二つも大きな池が必要なことから適地が少なく、日本では揚水発電に適する地点はほとんど開発されており、今後の増加はあまり期待できません。

3蓄電池など
蓄電池は電気を貯蔵しておく便利な装置ですが、電力系統で利用するには大きな容量の電池が必要です。蓄電池は電力系統で使用されている機器に比較して設備費が高く、寿命が短いなどの問題があり、電力系統で使用するには経済的に成り立ちません。しかし最近の風力発電所では、安定的な発電を行うために蓄電池を利用するところも出てきました。
今、蓄電池は電気自動車に利用するために猛烈な勢いで研究されており、いずれ安く寿命の長い蓄電池が出来ると期待されています。そうなれば電力系統にも利用できるでしょう。
最近の電力エネルギー貯蔵の研究では、超伝導コイルによる電力の貯蔵や、安価で容量の大きいコンデンサー(電気をためることができるが、現在は容量が小さく高い)などが研究されています。

4.原子力の出力調整
原子力発電は出力調整が出来ないという人もいますが、そんなことはありません。日本では火力で出力調整を行っていますが、それは原子力の方が火力よりも発電原価が安いからです。原子力は発電能力一杯に発電し、火力の出力を絞って調整したほうが経済的に有利だからです。
現にフランスでは原子力発電で出力調整を行っていますが、特別な不具合は起きておりません。フランスでは原子力発電の比率が高く(日本の3倍くらい)、水力や火力で調整しきれないからです。

投稿日時 - 2010-05-31 20:37:51

お礼

詳細な御教示有り難うございます。疑問点がよくわかりました。周波数は発電機の回転数とマッチングしていると思いますが(素人考えです。)出力側の電力消費量の大小が回転数にブレーキをかけたり、どう作用するのか今ひとつわかりません。

投稿日時 - 2010-06-01 08:28:37

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回答(6)

ANo.5

その手の電力貯蔵については、1892年から「揚水発電」とゆう巨大な蓄電池があります。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%8F%9A%E6%B0%B4%E7%99%BA%E9%9B%BB
1892年とゆうと、質問者は何歳だったんでしょうか?
ちなみに僕は生まれてません。

投稿日時 - 2010-05-24 21:07:05

お礼

御教示有り難うございます。

投稿日時 - 2010-06-04 11:31:52

 実用化されている技術として、揚水発電所があります。
 これは貯水池が上と下の2カ所あり、昼間の電力が必要な時間帯は水力で発電しますが水は下の貯水池へ貯められます。夜間は余った電力で発電機を回し、水を下の貯水池から上の貯水池へくみ上げることで巨大な蓄電池のような働きをしています。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%8F%9A%E6%B0%B4%E7%99%BA%E9%9B%BB#.E6.97.A5.E6.9C.AC.E3.81.AE.E6.8F.9A.E6.B0.B4.E7.99.BA.E9.9B.BB.E6.89.80.E4.B8.80.E8.A6.A7

投稿日時 - 2010-05-24 13:09:09

ANo.3

原発は出力を調整することは出来ません
だから最低限の電力をまかなうようにしています
変動部分は水力や火力など可変の発電設備の発停をこまめに行って調整しています
また電力需要が減ったときに余剰の電力が発生することはありません
そのようなときの発電機はいわば空回りをして余分な電力を発生できないのです
電力需要が極端に少ないと発電機は自分を保護するために自動で止まってしまいます

決して電力を無駄に捨てているのではありません

投稿日時 - 2010-05-24 13:04:57

ANo.2

詳しい者では無いですが、需要家まで届く間に損失があります。

こんな回答もありました。
http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1430492064

電圧降下
http://www.geocities.jp/hiroyuki0620785/ac/acwire.htm
http://www.gijyutu.com/kyouzai/speech/souden.htm

投稿日時 - 2010-05-24 12:57:37

お礼

御教示有り難うございます。

投稿日時 - 2010-06-01 13:59:56

ANo.1

蓄電装置はありますよ。

大型のショッピングセンターなど緊急用予備電源を備えているところや変電所でも緊急時の電力は常に蓄えています。


しかし、現代は大量生産の時代で、深夜でも工場のラインは動き続けていることを考えると、発電しても足りないくらいだと思いますし、鉄道なども電気を常に大量に食っているので、余りという部分のほうが少ないと思います。

また、夏場の熱帯夜では、みんながエアコンをフル稼働しているので、電力不足に陥る危機が迫っています。

さらに、各電力会社の原子炉はそろそろ交代の時期で、すべてがフルに動いているわけではありませんし、日本の原子力は20%ほど。

ほとんどは、火力発電が主流です。そこまで、電力が有り余っているわけではありません。

投稿日時 - 2010-05-24 12:42:45

お礼

御教示有り難うございます。従来型の蓄電器より高性能大容量蓄電装置の研究がされているのか。余った電気量を回収するシステムがあるのか。原子力、水力、火力の違いはあっても発電した電気は100パーセント有効利用できないものかと考えます。

投稿日時 - 2010-05-24 13:11:39

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