発電所で作られた電気は、最後は使い切られるのでしょうか?最後に電気は余る事はあるのでしょうか?もし余る事がありましたら蓄電するのでしょうか?

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A 回答 (9件)

この問題深く考えると難しいですよね。


話を極端に小さくして自転車のハブダイナモを例に考えます。

今ライトなどの負荷をつなげない状態で前輪を回した場合は発電機が内蔵されていない自転車と同じに楽に回る→この状態を発電機は回っていても電力を供給していない、つまり発電していないとお考えください。

次に大きな負荷例えば3V3Wの電球を5個ほど並列につないだ場合は回路に電流が流れその反動として(電気子反作用)発電機の回転は重くなる→これは電力を供給している、発電をして消費しているいる状態と言います。

つまり消費量と発電量は常にイコールなのです。

乾電池に豆電球をつないだ状態でも同じで電球に流れる電流(消費量)と電池の中に流れる電流(発電量)はいつでも同じと言う訳ですね。

電気は貯められないと言いますが確かに発電した交流のままは貯められませんが電池や水のエネルギー、圧縮空気、フライホイールなどに別のエネルギーとして貯める事は出来ます。
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発電量=消費量が原則です。


発電量が消費量を上回ると電圧が上がります、逆に消費量が上回ると電圧が下がります。
発電所では常に発電量をコントロールしています、コントロールできないほど余る時は捨てる必要?(たとえば無用のものを動かしたり、適当な抵抗で発熱消費したり)があるのでは・・・。
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電気は圧力です。

電圧と言うでしょう。

ですから発電とは圧力を上げることです。そして電力の消費とは圧力を下げることです。
発電以内の消費であれば、圧力が保たれますし、もし発電以上の消費をすると圧力が下がります。
したがって、電力と言うのは発電以上のの消費が出来ないものなのです。つまり、かならず発電以内の消費をしているわけですから、まあ、余っているとか捨てていると言っても良いでしょうね。でも、その余っている、捨てている部分は必要悪ですから、ゼロには出来ません。

十分余っている場合には、余力の一部を使って、水を高いところに組み上げるなどして、そのエネルギーを電気以外の形で保存することができます。
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各家庭で自分たちで発電して自分たちで使う分だけ蓄電出来きればいいですね。

太陽光も蓄電できるといいと思うのですが。

今でもしようと思えば家庭で蓄電は可能です。
倉庫等で普通に使われているバッテリーフォークリフトは大容量のバッテリーを積んでいて一般家庭の1~2日分の電気を貯めることができます。
ACインバータも太陽光発電に使われる物が流通していますから簡単に接続して家庭用電源をまかなうことができます。
割安な深夜電力を使ってバッテリーを充電して使えば10年以内でバッテリー交換の費用とできる可能性は充分あります。
バッテリーは分解再生できますから地球のごみを増やす事はありません。
多くの家庭でこの方式を取り入れるなら電力不足が解消できますから、検討してみてはどうでしょうか?

将来は自動車が燃料電池になれば自動車からバッテリーに充電して使えば電力会社は必要なくなります。
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#3です。



まさに、効率のよい蓄電池ができればよいのですが・・・

それでも、電気自動車が誕生したのには、かなりの技術革新があったのですが、いかんせんコストがかかりすぎるのです。乾電池で言うと単3乾電池を何千個もつなげてやっととか

ソーラーについては蓄電方式を採用しているご家庭であればいいですが、一般的にはそうでもなく、昼間のみの使用を目的としていますので夜間は使用できません。

風力は、とてもクリーンなイメージがありますが、「恐怖の低周波」が発生し、実際には耳には聞こえませんが近隣住民に原発より直接的な健康被害を起こします。

・・・だから、宣伝映像で見る風力発電は人里離れた孤立した場所に存在しているのです。

バイオ燃料を含む燃料も疑問です。
どれだけの家庭で消費できるような電力量を確保できるかは、まず、絶望的ですし、穀物を輸入に頼っている我が国では、先物価格変動で左右されます。
結果、途上国で食料に困る貧国に至っては、食料さえ確保できない状況に追い込むことに成ります。

水力も結局はダムに貯まる雨に頼るので雨が降らなければ、使い物に成りませんし、四国のような面積が狭く急峻な地形の土地では、飲料水すら困る事が事実です。

また、同じ国内で電気の周波数が違うのも極めて珍しい国です。
お知りおきかとは思いますが、明治時代に東京で電力会社を建てるときにドイツから発電機を購入した為、静岡県の一部を除き東日本は50Hzに成りましたが、そのすぐ後に対抗意識?ですかね、大阪はアメリカから60Hzの発電機を購入したことが今現在まで続いているのです。
実に愚かなことです。

戦後にここまで産業が発展する前に無理矢理統一しておけば、東西で電力の融通が利いたのにと思います。

*一般家庭では周波数の心配はありませんが、工場などではモーターなどの回転数が変わりますので(ざっくり言うと、同じ時間で50回回るように調整しているのに60回回ってしまう、またはその逆もしかりです)
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発電機は、受け持つ地域の電力をまかなう事を目的として、常時発電を行っています。



使用世帯が少ない軽負荷時は、発電機内のコイルと磁石間の反力(相互インダクタンス)が小さいので、燃料が少な目でも発電機は定回転で回ります。
しかし使用世帯が増えた高負荷時は、コイルと磁石間の反力(相互インダクタンス)が増えるので、燃料を増やして対応し定回転を維持します。
ちょうどこの時、車が坂道を上っていくのと同じ状態です。

発電機をこの車に例えるなら、発電とは常には50km/hで走っていなければならない状態であると思ってください。
その時、上り坂下り坂の変化が起きると、燃料で速度を保つ調整を行います。
しかしこの速度を溜めておく事は、何か別の力に変換して初めて溜めることができます。
つまり、別の装置を必要とするという事です。

ちょっと飛躍した表現でしたが、発電とは使用世帯に応じた電力量を発電しているに過ぎないのです。
溜めるのであれば、余分な燃料を使用して発電し、別の装置のバッテリーなどに溜める必要があります。
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#1さんが既に結論のような物を出しているので、そこには言及いたしませんが



一般的に皆さんが勘違いしていることは、電気は基本的には貯められない、と言うことです。

車のバッテリーや乾電池のようなことは出来ないのです。

車や乾電池は、電気の方式で直流(+と-があり、一方向に流れる)と言う方式を使用しています。

この直流と言う方式は、バッテリー(電池)に化学反応を利用して貯めることは出来ます。

しかし、発電所で発電し皆が使用している電気の方式は交流と言う物です。

交流は、東日本で50Hz、西日本で60Hzと成っていて、この交流と言う方式は

Hzは周波数と言い1秒間に+と-が何回入れ替わる事を示します。

で、何故交流を使用しているかと言うと、遠くまで送電するときに効率が良いからです。

発電所と皆さんのお住みの地域は、必ずしも近所では無いはずです。

交流の方式を使用しているのでどこの場所にいても同じ電圧100Vが得られています。

では、この交流で発電された電気を電池に貯められ無いかと言うと、その時には直流に変換しなくてはいけす。

ここで発生するのが、「変換ロス」です。

このロスは非常に大きく(具体的数値は忘れました)莫大なコスト(ここで言うと無駄な費用)がかかります。確か管区内を管理するには発電所1個分以上だったような…

この回答への補足

効率いい蓄電できる電池が出来ればいいですね。各家庭で自分たちで発電して自分たちで使う分だけ蓄電出来きればいいですね。太陽光も蓄電できるといいと思うのですが。小型の風力発電とか。

補足日時:2011/04/10 02:28
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バッテリーを沢山接続して充電する事で負荷をかける事は


可能ですけれど、バッテリーから日中に使用する電力を取り出すのは
実現は不可能な程の量のバッテリーが必要になります

一般の家庭で普通乗用車バッテリーが100個程度必要ですので
日本全国の家庭数とか工場の数で考えたら
とても置ける場所が無いですし、バッテリーの寿命は長くても
10年程度なので資源を多く使う事になりますし
バッテリーの費用代を考えたら火力発電所等を作る方が安いです

先程書いた揚水式発電所が電気を水の位置エネルギーに
変換して蓄える施設ですね
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発電機は負荷が接続された時のみ電気が流れ発電をします


発電機をいくら回しても負荷が無ければ発電はされないので
余るという考えはありません

ただ、発電機の最大発電値よりも下であれば
負荷をかける事で発電される量は増えますので
夜間等で余裕がある時は揚水式発電所で
発電機をモーターとして使い下のダムに貯まっている水を
上のダムに戻して日中の高需要に備える準備をしたりしています

この回答への補足

必要な分だけ発電するということですね?夜間蓄電して負荷を掛ける事は出来るのでしょうか?

補足日時:2011/04/10 00:43
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