科学大好き!アイラブサイエンス!このブログでは、最新科学の?をなるべくわかりやすくコメントします。
先日の台風9号上陸の時、久しぶりに停電が起きた。2〜3分で復旧したが、その時間は意外に長かった。まず、どこに懐中電灯が置いてあったか思い出せない。次に何をしようにも何もできない。

まわりも停電であるから、もちろん真っ暗闇である。そんな状態に置かれたとき、呆然と過ごすだけで何にもできないことがわかった。

天気予報で、「枕元に携帯ラジオや懐中電灯を置いて寝ましょう」と呼びかけていた理由がようやくわかった。

2〜3分後明かりがつくと、目の前に懐中電灯がぶら下がっていた。そうだ、私の部屋は何でも使いそうなものはぶら下げていたことを思い出した。みなさんも気をつけましょう。



今日は普段何気なく使っている「電気」に感謝しつつ、私たちの「電気」はどうやってつくられているかを調べたい。(参考HP Wikipedia・TEPCO)

発電機のしくみはどうなっているか?


発電機のしくみの基本は、「コイル」と「磁石」です。

導線を糸巻きのように巻き付けたコイルの近くで磁石をくるくると回すと、電気が生まれます。これが発電機の原理です。磁石の周りには磁力が働いています。磁力はN極からS極に向かっています。

この磁力を横切るように導線(コイル)を動かすと、導線に電気が流れます。

コイルと磁石から電気をつくることを電磁誘導、つくられた電流を誘導電流といいます。電磁誘導は1831年にファラデーによって発見されました。

ダイナモは、自転車の車輪の回転で磁石を回して誘導電流をつくり、ライトを点灯させるのです。

発電機をまわすしくみはどうなっているか? 


火力発電 

石油、石炭、天然ガスなどをボイラーで燃やして、水を温めて蒸気を発生させます。その蒸気でタービン(羽根車)を回し、その力で発電機を回します。

火力発電の長所は大出力が可能なこと、電力需要の変動に柔軟に対応できることです。さらに、水力発電所より建設コストが安いこともあり、今日、日本の総発電量の約6割を占めています。

一方、二酸化炭素をはじめ、各種化学物質を排出することから、大気汚染、ひいては地球温暖化などの要因になるという欠点があります。また、燃料となる化石燃料のほとんどを輸入に頼るという不安定さもあります。

原子力発電 

簡単にいうと火力発電所のボイラーが、原子炉に変わったのが、原子力発電です。

原子炉の中でウランが核分裂するときにできる熱エネルギーを利用して水を温め、蒸気を発生させます。その蒸気でタービンを回し、その力で発電機を回します。日本の原子力発電の原子炉には沸騰水型と加圧水型の2種類がありますが、東京電力では前者を採用しています。

原子力発電の長所は、少量のウラン燃料で、多量の発電が可能であることや二酸化炭素(CO2)・硫黄酸化物(SOX)・窒素酸化物(NOX)を発電過程において排出しないので、環境への影響が小さいこと、ウラン資源はオーストラリア、アメリカ、カナダなどの先進国に多く、安定的な供給が期待できることなどです。

一方、事故が起きたときに放射性物質が周辺環境に放出されるという潜在的な危険性や発生した放射性廃棄物を安全に処理・処分する必要があるといった問題があります。

水力発電 

高い所の水が持っているエネルギーを利用して電気を起こします。つまり、水の落ちる力で水車を回し、その力で発電機を回します。

水力発電所には、川にダムをつくって水をため、落差ができるようにしたダム式(調整池式・貯水池式)や水路をつくって水をみちびく水路式(流込式)などがあります。

また、近年では、上流と下流の2か所に貯水池をつくり、夜間の電力を利用して下流の貯水池の水を上流の貯水池にポンプでくみ上げておき、昼間の電力が最も必要なときに水を落として発電する揚水式が増加しています。

水力発電の長所は燃料の必要がなく、二酸化炭素などを排出しないことです。一方、発電が自然条件に左右されることやダム建設による自然破壊といった欠点があります。
(以上 TEPCOより記事引用) 
 

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