電力需要が過大となっても働く電力供給システムは？

政府の説明では、電力需要が過大になったら、全ての発電機を直ちに連鎖的に閉鎖させて(大停電)、電力システムを保護するような発電機管理システムを電力会社が運転しているとの様子です。例えば、供給電圧を１０%低下させれば、どの程度の過大需要に応えられるかとの論議も欲しいです。
そこで標題のような質問を掲げました。電力技術者のご参加をお待ちします。

No.13 回答者： moto21 回答日時： 2012/05/02 22:01

電圧に比例して電流が増えたり減ったりする線形でオームの法則に従う負荷は少ないです。

白熱電球ぐらいでしょう。蛍光灯とＬＥＤ電球は少しはかわるのかな・・・

家庭で考えてみましょう。一番はエアコンですが最終的に温度が設定値なるように運転しています。なので例え電圧低下させてその時の電力が低下して（実際にそんな構造ではないですが）も運転時間が長くなりトータルで電力量は少なくなりません。またその回転させるモータも電源直結の誘導機でもあまり落ちませんしインバータならなお更消費電力は落ちません。

またパソコンなどの電子機器は、内部の半導体に一定の直流電圧を供給する必要がありますから商用電源から直流に変換する電源から先の消費電力は変わりません。また多くの電源がスイッチングタイプなので内部損失もあまり変わらないとお思います。

産業界ではビル関係の空調が一番だと思いますが家庭と同じで設定温度まで動きますから電力量は同じです。
その証拠に政府は設定温度を２８度にと奨励しています。
また動力はモータですが、これも単純な誘導電動機でも電圧が変動してもあまり回転数は落ちずに消費電力もあまり変わりません。

今は白熱電球の様に電力を何も制御しないで使う機器は少ないので電圧を変えても節電効果は少ないです。
逆に日本の電力事情はいいほうですが、末端の家庭までの配電する場合途中までの需要が多い場合９０Ｖ前半になる場合があります。つまり現状決まりで１００Ｖ±１０％に収まっていても低い家庭も存在するのでそこで一律１０％低下させると８０Ｖ近くに行きそこでの電子機器が相当ダウンするか可能性大です。
去年の計画停電の時問題になった医療機器とかの不具合は困りますし、デスクトップのＰＣも作業やり直しです。

現実味が少ない危険な提案だと思います。

この回答への補足

一般に発電機というものは正味の性能の0.8倍を公式の性能と表示してあり、過負荷試験もその110％前後で行っているのだそうです。つまり発電機の性能には1～2割の余力があるようです。「過負荷になれば直ちに大停電となる」かのような説明があり、そのような「発電機管理」を行っておられるかのようです。
仮に電力会社が配電電圧をX％下げたとして、moto21様のおっしゃるように電気機器が「変わらぬ消費」を続けるものがあるとしてその割合が何％なのでしょうか。それ以外の電気機器は何％の性能低下を蒙るのでしょうか？あげくの果てに配電電圧何％であれば「どれだけの過負荷にそれなりに耐えられる電力供給システム」を維持管理できるものか、その限界が知りたいのです。ご協力をお願い申し上げます。

補足日時：2012/05/04 00:23

この回答へのお礼

ANo.1 usami様からANo.13 moto21様までいろいろとご意見を頂きました。有難う御座います。定性的なご意見を多く頂いておりますが、定量的なものを全く頂戴しておりません。電力技術者からとおぼしきご意見も頂いておりません。不思議だといぶかっております。小生の設問の不備か、的外れの問だからなのか未だ釈然としません。設問期間も相当に過ぎましたのでこの辺りで受付を閉鎖させていただきます。新しい角度から再びお目にかかるかもしれません。ご関心有難う御座いました。

お礼日時：2012/05/11 20:37

No.12 回答者： Kon1701 回答日時： 2012/05/02 09:55

供給電圧を１０%低下させても過大需要に応えられません。

電子機器は電圧が下がった場合、電流を増して必要な電力を確保しますから、消費電力は下がりません。

では、もし10％下げたらについてですが、機器の限界についてはメーカの仕様に出ています。たとえばPCですが、
http://121ware.com/navigate/products/pc/121q/02/ …
でははっきりと100V+-10%と書かれています。つまり、90Vは動作保証のぎりぎりになります。供給電圧を90Vに設定したら、場所によっては一時的に限界を下回ることもあるでしょう。この状態ではPCの動作は保証されません。
これでは業務に使うことはできませんね。誤動作してしまったら業務に必要なデータが失われる可能性がありますから。なので、PCに関してだけでも、供給電圧を下げる、というのは現時点では議論するまでもないこと、と考えます。

No.11 回答者： my-hobby 回答日時： 2012/05/02 07:44

質問とずれてますが

http://hibi-zakkan.sblo.jp/article/55616854.html
この風評被害の認識も可笑しい、本当の被害だろう

◆電力による、一局集中発電で無く、
　温泉の低温発電等資源を無駄にしない発電を増やす必要が有る
　※小川の小規模発電
　※ビル風の風力発電
　※ビルの壁に太陽光で発電と遮熱効果
◆インドネシアは日本の技術で地熱発電、自国の原油は使わず日本に輸出してる現状は？
　　日本の地熱は世界第三位、
九州大学が実験で成功してる海洋上風力発電は原発一基分の能力有る
自然エネルギー有効利用すれば原発無くても済む、

◆風力：太陽光安定電源にするには、蓄電池が安く成る必要が有ります
◆家庭用の太陽光は余剰分です
理由は１バンク内で売電出来る家庭には制限が有ります
普及が進みバンク内の電圧が高く成れば、電気は流れなく成る。
（現在は普及が数％ですので売電出来てる）

No.10 回答者： ariseru 回答日時： 2012/05/01 21:34

><<そうなると現代社会としては致命的なんじゃ・・>>の程度・限界をお示し下さることを願っております。

具体的な数字でのデータを持っているわけではありませんが、パソコンの普及率や企業での使用率なんかを考えれば想像が付くんじゃないですか？
コンビニとかスーパーのレジなんかも実はWindows搭載のパソコンの一種だったりするんですよ？
供給電圧を下げたことでこれらのパソコンが使えなくなれば買い物すらまともに出来なくなりますし、企業や役所などでのパソコンを使った仕事も一切出来なくなります。
家庭での生活への影響は小さいと思いますが、経済へのダメージはかなりデカイでしょうね。


>※夜でも発電する風力発電を先に、（風レンズで音の問題は大分解決してる）次に時間掛かるが地熱発電

風力発電は発電効率が20％程度と低いので、100万kwの電力を作りたければ500万kw分の風車を作らないといけない。
必要な電力量の5倍もの設備が必要ということは、コストが膨大にかかるということなので電気代の値上げは必須です。
電気代の値上げを許容するのならアリかもしれませんが、値上げをするなと言うのなら無理でしょうね。

地熱発電については、蒸気を取るための穴を1つ開けるのに数千万～数億円と何ヶ月もの時間がかかります。
また、1つの穴で確保出来る出力も数十万kw～100万kwなので、国立公園内を穴だらけにするくらいしないと電力確保は厳しいです。

No.9 回答者： misawajp 回答日時： 2012/05/01 21:27

妄想です

電圧を下げれば、それに相当する分電流が増えます、電力はほとんど変わりません

機器を停止させるか電力使用の少ないモードに切り替えるしか対策はありません（エアコンを停止するか冷房設定温度を上げる等）

すばらしいアイデアだとうぬぼれて自画自賛しているのでしょうが　お気の毒です
知識不足を自覚してください

この回答への補足

「電圧を下げればその分電流が増える」ことを要求する電気設備が全電力需要の何パーセントなのかを知ることが出来れば、より良い解決策に一歩近づいたことになると考えているのですが。

補足日時：2012/05/02 01:50

No.8 回答者： kisinaitui 回答日時： 2012/05/01 19:54

＞。

例えば、供給電圧を１０%低下させれば、どの程度の過大需要に応えられるかとの論議も欲しいです。

それは昔の機器ですね。
今の電気機器は、電圧が下がると、入力の電流を増やして必要電力を確保する機器が増えているんです。

電圧を１０％下げたからと言って、消費電力が減るのではなく、同じ消費電力にするように１０％以上電流をおおく使って出力を安定します。

結局、送電線ロスがさらに悪い引き金になるだけですので、結果的に電圧を下げることの効果は逆効果になったりします。
インバーターエアコン、パソコンなどの電源はそういう機器が多いです。
一定以下まで落とせば、一気に動作不安定になってエラーを発生させたり、誤動作を起こします。

単純なものではありませんので、簡単にはいかないんですよ。

また、家電品は電圧の範囲を決めて作られています。
それ以下に電圧あ落ちた場合、電源回路に無理がかかり、発熱し、焼損したり、最悪発火してしまう可能性があります。
その時の保証は、政府がするんでしょうかね？それとも税金？ｗ

そういうのもあるので、止めてしまうしかないんですよ。

No.7 回答者： my-hobby 回答日時： 2012/05/01 17:45

無策民主党では何も出来ない

屋根の無い又は設置出来ない方の電気料負担義務付けて不公平な対策で弱者切り捨て対策
これは自民党が考えた、今の民主党は自民党に成った（弱者の為に投票したのに？）
国が先に投資するのは、スマートグリット網とスマートメーター義務化して
需要家の設備を強制的に制御する事
例：冷房２３度に設定しても自動的に、２８度にする
　　　遊技場：店舗の照明も強制的に暗くする、

※それには、ちまちま規模の小さい太陽光制御にはそれ以上の経費が掛かるの、
公共の建物、工場の屋根に義務化が先だ、

※夜でも発電する風力発電を先に、（風レンズで音の問題は大分解決してる）次に時間掛かるが地熱発電







http://hibi-zakkan.sblo.jp/article/54649588.html

地熱
http://www.dir.co.jp/souken/asia/asian_insight/1 …
http://sankei.jp.msn.com/life/news/110514/trd110 …
http://sankei.jp.msn.com/life/news/120321/trd120 …
http://www.nikkeibp.co.jp/article/column/2011042 …
http://www.nikkei.com/news/headline/article/g=96 …
http://www.dailymotion.com/video/x9hv4n_yyyyyyyy …
http://www5.sdp.or.jp/policy/policy/electoric/el …

◆これが重要だ
太陽光発電は余剰電力売電で無く、常時売電にする必要が有る
その為のスマートメータで
http://www.oki.com/jp/press/2011/09/z11054.html
ピーク時の電力制限も出来る
◆太陽光の問題点
http://jyu-denkou.com/soora/so_ra1.html

この回答への補足

「強制制御」というアイデアはかなりの説得力のある恐ろしい手段であると思いました。有難うございます。将来的には有力かと思います。

補足日時：2012/05/02 01:39

No.6 回答者： lv4u 回答日時： 2012/05/01 17:22

>>例えば、供給電圧を１０%低下させれば、どの程度の過大需要に応えられるかとの論議も欲しいです。

こういう議論は、技術者的には「まあ、週に１０人程度の死者が出ることを認めるなら、いろいろある信号機とか、安全性確保の電力利用をいくらかやめてもいい」とか「強盗被害の回数や被害を考えて、費用対効果って面から、ある程度防犯面の予算を削減する議論があってもいいのでは？」なんて方向性の話ではないか？と思います。
まあ、論外ってことではないでしょうか？

まあ、それよりも長期的でまともなエネルギー供給計画無いままに継続される、太陽光パネルへの補助金を廃止するとか、買い取り価格をもっと下げるとか、原発再稼働にむけての安全性アップの議論をするほうが、前向きな話になるのではないかと思います。

No.5 回答者： KappNets 回答日時： 2012/05/01 16:35

水道やガスのように供給を減らしたらそれなりに器具が働くかというご質問と思いますが、それは個々の電気器具によります。

例えば白熱電灯ですと電圧の低下とともに暗くなって行きます。明るさを調節出来る照明がホテルなどにありますが、それと同じです。

でも、多くの電気器具は規格の電圧の＋ー10%で正常動作を保証するというようなことになっています。それを超えると正常動作を保証出来ないということは、例えばTVが映らなくなるかもしれないとか、エレベータが止まるかもしれないというようなことです。温度を一定 (例えば1000度) に保っている電気炉はどうなるでしょうか？ 真空度をある値に保つための装置はどうなるでしょうか？ 医療機器やパソコンの動作はどうなるでしょうか？ そんなデータは誰も持っていないと言った方が良いでしょう。

この回答への補足

<<そんなデータは誰も持っていない>>わけはないでしょう。全ての電気機器についてメーカーはその限界を確認しているはずでしょう。その限界と程度がなかなか示されてない現状と言うのが、まだるっこしい・不思議だとの印象を持っております。「その限界と程度」を示したくない理由があるのかと疑ってしまいそうです。

補足日時：2012/05/01 17:26

No.4 回答者： mrkato 回答日時： 2012/05/01 14:03

乾電池ラジオなら、４本を３本に電圧下げるなら

なんとか使える体験済みでの「出来ません」回答です。

理屈から。
使う電力が供給性能を上回れば電圧が下がります。
事前に電圧だけ下げても電力を求めると流れます。
（これと、電線がわ＝送電線や変電設備が、
末端へ通る電力に連れて発熱して電圧落ちしたり、
設備能力過ぎたら壊れる事情が別件）

住宅でブレーカが下がる前後の、モーターが
回り出す際の変動が１番身近です。
電球の明るさが分かる程の低下が許容されますが、
状態によりＵＰＳという無停電バッテリが反応し、
パソコンや呼吸補助機械を頓挫させない働きをします。

その赦す程度電圧を替えても、
（高いほうも部品が壊れ人身災害のリスク有り）
沢山つなげば流されてしまいます。

追伸、ロスだけ見たら送られる電圧を高く通すほうが
電線発熱を下げられる便利も有るんで。