揚水発電の効率はなぜそんなに悪いのですか。

揚水発電の効率はどの記事にも大体７０％くらいと記述されています。

（１）水を汲み上げる効率が悪いのですか、発電効率が悪いのですか。
（２）両者に差があるとすればその理由はなぜですか。
（３）効率が改善される見込みはないのですか。

どれでも結構です。ご専門のかたのご回答を期待します。
よろしくお願いします。

No.2 回答者： doc_somday 回答日時： 2013/09/13 15:51

揚水発電の効率は決して悪くありません。

もちろん熱力学第二法則に縛られませんから百％だって良いのですが、何しろ「数」が出ないので揚水モーター・ポンプ≡タービン・発電機を最適化する努力が足りないのでしょう。

もちろん、モーター≡発電機の効率は百％近いので、問題はポンプ≡タービンの効率になります。

化学工学屋でないので推定ですが、燃焼タービンや蒸気タービンのようなガスタービンに比して粘性の高い水を扱うのは非常に効率が悪いでしょう。

この回答への補足

ご回答ありがとうございました。＞揚水発電の効率は決して悪くありません＜　とのことですがdoc_somday様の感想ですね。
投入エネルギーに対して３０％も目減りしたら大変です。たとえば
銀行の場合。

＞もちろん熱力学第二法則に縛られませんから百％だって良いのですが最適化する努力が足りないのでしょう

私はこのことを聞きたかったのです。ありがとうございます。
ガスタービンはカルノー効率という大法則に支配されますから
水力発電はもっと努力？してもいいのではと私も思います。しかし
どれくらい難しいのでしょうか。ご指摘のように粘性の高い流体
なので難しいというのは少しは分かる気がします。それならば
ゆっくり動かせばいいということでしょうか。

その発想は電力を送る場合、高圧にするのと似ています。粘性流体
内部でエネルギーが失われるのでしょうか。それとも流体と水車との速度差による摩擦エネルギーで失われるのでしょうか。ご感想でもコメント頂ければありがたく思います。

補足日時：2013/09/15 14:58

No.1 回答者： chie65535 回答日時： 2013/09/13 15:51

＞（１）水を汲み上げる効率が悪いのですか、発電効率が悪いのですか。

どちらもそんなに悪くはありません。

水を汲み上げるのに使う電力を１００としたら、水を流して発電した時の電力が７０になるだけです。

汲み上げ時、発電時のどちらも、電気と位置エネルギーの変換効率は、１００％にはなりません。

汲み上げ時に電力でポンプを回せば、エネルギーの一部は、発熱や騒音などで消えます。

水を流してタービンを回して発電する時も、エネルギーの一部は、発熱や騒音などで消えます。

発熱や騒音で消える分が「３０％ある」のです。

＞（２）両者に差があるとすればその理由はなぜですか。

前述の通り。

＞（３）効率が改善される見込みはないのですか。

無騒音、無発熱の発電機のポンプとモーター、回転運動を１００％水を汲み上げる力に変換出来る揚水機、無騒音、無発熱の発電機、水の流れ落ちる力を１００％回転に変換できるタービン、などが出来れば、もっと効率が上がります。

＊＊＊

以下蛇足。

揚水発電って「夜間に余った電力で水を汲み上げておいて、電力が足りなくなる昼間に発電するもの」なので、現在のように原発が全部止まってて、夜間にも電力不足な状態では、揚水発電所は停止したまま稼動していません。

だって「夜間に水を汲み上げるだけの電力が余らない」ので、動かしたくても動かせません。

揚水発電所が意味を持っていたのは「原発が動いていて、電気が余ってた時代だけ」です。

この回答への補足

ご回答ありがとうございました。一般的認識としては揚水も発電も
悪くないということですね。私はモーターの発電効率は９８％も得られる（回答No.5）のになぜ総合効率はそんなに悪いかというのが質問内容です。
＞無騒音、無発熱の発電機のポンプとモーターができればもっと効率が上がります　とあります。

この方策に対する可能性が私の質問です。原理的に無理なのか工夫の問題なのかが知りたいのです。かなり最適化されていることも容易に推定できますが、新しい技術が投入される余地はないものでしょうか。

さらに蛇足のご回答もありがとうございました。
＞「夜間に水を汲み上げるだけの電力が余らない」ので、動かしたくても動かせません。

とコメント頂いています。現在揚水発電所は非常時に備えて満水
状態にあるとどこかの記事で見ましたが、上水地は空っぽですか
それとも満水ですか、稼働していないことは同じですが少し意味合いが異なります。ご存知でしたらお答えください。よろしくお願い
いたします。

補足日時：2013/09/15 15:14