電力供給の仕組みについて教えてください。通常、電力供給量>電力使用量となっていますが、この差分のあまった供給量はどこへ行くのでしょうか?

「発電されてあまった電気は捨てられると」聞いたことがありますが本当でしょうか? エネルギー保存の法則の観点から説明をお願いいたします。

http://www.tepco.co.jp.cache.yimg.jp/forecast/index-j.html

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回答(6件)

id:kyokusen No.1

きょくせん回答回数824ベストアンサー獲得回数862011/04/09 15:13:00

ポイント30pt

http://www.tepco.co.jp/life/custom/ampere/q05-j.html

電力は電圧と電流の積で表されます。日本では電流は100Aとなっておりますので、余剰電力が発生した場合、電圧が上がることでそれをプールできます。

 例えば1000Wの電力があったとしますね。この場合、電流は100A固定なので10Vで1000Wとなりますが、1100W……つまり100W電力が余ると供給される電圧は11Vとなり、これでプールできます。逆に不足900Wになると9Vとなり、供給される電圧が低下します。これが瞬間的な電圧増減による変化、と言う話になります。

 送電システム上は10%の電圧増減が許されていますので、これが各家庭や企業の電気機器に流れ込んでいき、そこで消費されていく訳です。


http://www.nuketext.org/mondaiten_yousui.html

 ここは私が質問意図を酌めませんでしたので申し訳なかったのですが、夜間に原子力発電所の電力が余った場合、『揚水発電所』というものでこれを蓄えておきます。

 揚水発電所とは、その名が示すとおり水を揚げる機能を有したダム群という事になるのですが、高低差のある二つのダムを作っておきます。

 で、夜間原発で作られた電力が余った場合、下部ダムから上部ダムへ水をくみ上げる(発電機は逆に廻せばモーターです)事によって、電力を消費・溜めておくことが出きると言うわけです。そして電力需要の大きくなる昼間に上部ダムの水を流す事で発電し、電力を供給するのですね。

id:DQNEO

すみませんが私の質問はエネルギー(カロリー)の差分についての話です。電流電圧については聞いていません。

エネルギーの差分の一部が揚水発電で位置エネルギーに変換されるのは理解できましたが、あとの差分はどこへ行くのでしょうか?

2011/04/09 19:48:09
id:tyousann No.2

tyousann回答回数1982ベストアンサー獲得回数542011/04/09 18:16:02

ここの説明がしっかりしていてわかりやすいですよ。

実はすごい仕組みで、電力は供給されているんですね。

http://oshiete.goo.ne.jp/qa/5925465.html

id:DQNEO

そこの説明が理解できませんでした。

結局、あまったエネルギーはどこへ行くのでしょうか?

2011/04/09 19:50:01
id:online_p No.3

online_p回答回数1153ベストアンサー獲得回数592011/04/09 18:46:27

非常に非効率な水力発電のようなものに回されて、より少ない電気に変ります。http://www

id:DQNEO

すみませんが、理解できませんでした。

結局、あまったエネルギーはどこへ行くのでしょうか?

2011/04/09 19:51:49
id:taroe No.4

taroe回答回数1099ベストアンサー獲得回数1322011/04/09 19:39:20

>「発電されてあまった電気は捨てられると」聞いたことがありますが本当でしょうか?

本当です。

電力供給量<電力使用量となってしまうと、電線がいたるところで切れる現象が発生します。

そうなると、電線のインフラが使えなくなりますから、電気を捨てることになっても死守しなければなりません。

http://okwave.jp/qa/q1588188.html

ある程度は捨てれるのですが、すべてが捨てれるわけでもありません。

原子力発電を使ってると、出力の調整をこまめにできませんので

夜間の電気が余る傾向になります。

そのため、夜間に電気を少しでも多く使ってもらえるように、電力会社は料金プランを工夫したり

オール電化をすすめたりして対応してます。

id:DQNEO

電気を捨てるというのは、どこに捨てるのでしょうか?

エネルギー保存の法則から、エネルギーを捨てるということは不可能だと思います。

http://okwave.jp/qa/q1588188.html

このページを見ましたが、供給と消費の間で差分はない、という理解でよろしいでしょうか?

つまり私の質問が間違っていて、常に供給=消費になっているということでしょうか。

2011/04/09 19:56:34
id:loio No.5

loio回答回数342ベストアンサー獲得回数502011/04/10 03:51:20

ポイント80pt

2の方のサイトに書かれています。

結論からいうと、電気エネルギーが余らないように発電します。

最初に原子力発電が一定の発電を行います。

これで足らない分は、火力発電が時間オーダーで発電量を調整します。

もっと細かい分オーダーでの変動は、水力発電で、無駄に水を流すことで調整します。

秒オーダー以下の変動は、発電機のローターの慣性で吸収しているんじゃないかと思います。

グラフで差があるように見えるのは供給能力と供給量で、供給量と消費量ではありません。常に供給量=消費量になってます。

http://q.hatena.ne.jp/1302325183

id:DQNEO

* 常に供給量=消費量 となっている。

なるほどなるほど。

つまり私の質問が間違っているということですね。

ようやく理解できました。

2011/04/10 17:13:52
id:chinchin-kozou No.6

chinchin-kozou回答回数198ベストアンサー獲得回数72011/04/10 17:25:10

供給=消費

原発を造るときは、夜間に余った電気を捨てるため?に、必ず「揚水発電所」をセットで造ります。

http://www.geocities.jp/tobosaku/kouza/plice2.html

id:DQNEO

そのページの説明は正しくないと思います。

「発電する電力より水のくみ上げに消費する電力のほうが多いという奇妙な「発電所」で、実態は夜間に行き場の無くなった原発の電気を捨てるための装置に過ぎないと言われています。」

電気を捨てるだけなら、揚水発電所は必要ないと思います。

揚水発電所の役割は、電池ですよね?

電池の入力と出力でロスが生じるのは別に奇妙だと思いません。

2011/04/10 18:23:06
  • id:kyokusen
    ピタッと言う回答を見つけ出す事が出来なかったのでこちらに。
    教えてgooで類似質問がありました。
    http://oshiete.goo.ne.jp/qa/5925465.html

    むかーし、どこかで余剰になった電力は抵抗などで熱に変換して放出すると言うような聞いた覚えがあるのですが、発電所などで増減させていると言う話のほうが真実味があるようにも思えます(^^;
  • id:kyokusen
     あ、あと、電力ネットワーク自体の電圧には増減があり、その中で消費されていると言う考え方が出来るかもしれません。

     先日、『山下達郎のJACCS CARDサンデーソングブック』を聞いておりましたら地震発生時、山下氏は作曲をされていたそうで、発電所が被災した為、送電システム全体の電圧が刻々と落ちて行ったという事で、これによりシンセサイザーの音が安定せず、最終的には破壊されるのではないかと危惧しておられたと言う事です。

    http://saijiki.sakura.ne.jp/denki4/kouka.html
     送電システムにおいては、供給電圧の許容誤差と言うものが設定されており、ある程度の増減はこの電圧の増減で消化されるのではないかと推測できます。つまり、供給過多になった場合はシステム全体の電圧が上昇し、これを水力・火力などの発電調整によって安定化させている。消費されるとすればそれは各終端に接続された電子機器において消費されていると考えて支障がないのではないか、と思います。 


     ともあれ以上は個人的憶測ですのでコメント欄にて失礼します。
  • id:DQNEO
    上記gooの質問を見ましたが、質問の意味がわかりませんでした。


    私の疑問は「例えば夜間に原子力発電所で核燃料から取り出されたエネルギーはどこへ行くのか?」という単純な問いです。
    恐らくタービンをまわして電気エネルギーに変換されるのだと思いますが、その後は?


  • id:DQNEO
    すみませんが私の質問はエネルギーについての話で、電圧については聞いていません。
  • id:kyokusen
     ですので、システム全体の電圧上昇という形で拡散し、終端の電化製品の稼働という形で消費されていく訳なのですよ。で、リアルタイムで需要を監視する事によってその電圧増減でプールされる以上の電力は火力・水力発電所の発電量調整で調整して行くわけなのです。

     夜間に原子力炉で生み出されたエネルギーの全量は電力に変換されている、と考えて問題ありません。例えば東電のグラフ、このうち現在運転されている原発は柏崎刈谷のみという事になりますね。これだけでは現在の需用電力をカバーできる訳ではありません。当然足りません。ですので、その不足分を火力・水力・応援給電でカバーして行くわけなのですが、余った分は余りそうな分を水力や火力で減らす~これがgooの質問内容が示す話です。東電は本日最大供給量として3750万kWの発電『能力』を持っている訳ですが、常時これだけの電力を供給している訳ではありませんで、実態としては水色の棒グラフが示すギリギリの発電しか行っていない訳です。

     それにしても、昨年同日の実績(青色折れ線)と昨日実績(ピンク折線)を見ていますと、東電管内における節電というのはかなりの成果を上げていると言えますね。目測で200~300万kWの節電。すごいものです。
  • id:seble
    http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%99%BA%E9%9B%BB%E8%A8%AD%E5%82%99%E3%81%AE%E9%81%8B%E7%94%A8
    基本的には秒単位で発電量を調整しているという事かと、、
    本当に余った部分は熱エネルギーになって空間へ放出されます。
  • id:kyokusen
     あー、周波数の問題もあるのかぁ。

     それにしても、確かにそうよねぇ、とボンヤリしてしまったわけですが、今電力は切迫しているんであまってた時どうしていたかというあたりまで思いが行きませんでした。その点は申し訳なくあります。
  • id:Mook
    W=VA です。
    UPS の入力電圧などを見てみればわかると思いますが、一日の中でも
    100V近辺(通常は多分少し高め)を上下しています。

    ある大きな施設で夏場の昼間に UPS が頻繁に警告を出しているのでデータ見て
    みたら、入力電圧(一般のコンセント)の電圧が90Vを下回っていたなんて
    ことがありました。

    電圧は供給電力によってある幅になるようにコントロールされ、余剰があれば
    (だいたい夜間)に水をダムに組み上げ、ピーク時に発電するなどの工夫が
    されているようです。電気は蓄積できないエネルギーですが、いきなりただ
    捨てることの無いよう工夫はしているのではないでしょうか。

    詳細は seble さんのリンク先にありますね。
  • id:kyokusen
    お、解答欄の方でボルトとアンペア入れ替えて書いちゃった気がしてきましたよ(^^;
  • id:DQNEO
    > 本当に余った部分は熱エネルギーになって空間へ放出されます。

    私が聞きたかったのはこれです。発電所周辺の空気があたたまるということでしょうか?

    一方で、供給と消費の差分はゼロであるという意見がありました。

    どちらが正しいのでしょうか?



  • id:kyokusen
     発電分という意味では消費と供給の差分は限りなくゼロに近づくように調整されているという話になります。で、そのわずかな差分については多い場合電圧上昇などの結果末端の電気機器やなどで熱として放出されるのですね。少ない場合は電気機器の動作が不安定になります。

    http://www.aec.go.jp/jicst/NC/qa/iken/iken-q85.htm
     で、原子力発電所が発電を行っていない状況……定期検査中や今回のような事故発生時、核分裂で発生した熱は全て外界……日本の場合は海に、海外の内陸型原発の場合は大気中に捨てられているという事になります。発電中の原発においても熱効率は33~35%という事ですので、それ以外の熱は外界に捨てられているという話になります。

     と、こういう回答でいいのかなぁ?
     まーったく自信がないわ、って、この程度なら普通に知られている話よねぇ。
  • id:kyokusen
    http://www.nuketext.org/mondaiten_tsukurisugi.html
     あと、原発は一度動かしたら検査するまで停めません。昼夜を問わず24h動かし続けますので、これをベース電力という『基盤』に使います。で、この基盤を上回る電力が必要な時には水力や火力などの『止める』ことが出来る発電方法を用いて供給電力を増やします。これを『ピーク電力』と呼びます。
     もし、需要電力がベース電力を下回った場合、これは揚水発電所などを動かす事で『貯め』ます。

     ですので、『電力が過剰な時』は火力や水力を止めて供給を抑える、という話になるのですね。
     
     巨視的(時間単位)で見た場合、電力は供給=需要となるように調整されています。ですが、微視的(秒単位)で見た場合は余剰電力がわずかながらでも発生しており、これが熱として廃棄されているという事になります。
     ですんで、まぁ、色々言われてはおりますが、我が国の電力会社は送電系において世界でも優秀な部類に入ると言えたりするんですね。……危機管理はグダグダですけども。
  • id:practicalscheme
    kyokusenさんのコメントで合ってますが、質問者さんの聞きたいことに合わせて整理するなら、

    * 余った分のエネルギーは末端の電気機器で熱として放出される
    * エネルギー保存則の観点からは、供給側と消費側は常に一致している (送電中のインダクタンスに蓄えられる分や、送電中のロスとして熱で逃げてしまう分が若干ありますが)

    ってことで良いかと。

    もう少し詳しく言うと

    (1) 供給側より消費側が少なくなると、供給側が何もしなければ、電圧が上がる。
    (2) 末端の電気機器は電圧が上がるとその分熱を出す。
    (3) 電圧が上がりすぎると末端の電気機器が壊れてしまうので、供給側ではそれを一定範囲に収めるべく、出力調整を行う

    ってなメカニズムです。

  • id:DQNEO
    なるほど。ようやく理解できました。

    * エネルギー保存の法則の観点からは、供給=消費であり、差分はない。

    つまり発電してあまった電気が捨てられているというのは嘘ということでよろしいでしょうか?

    電気を捨てる施設というのは聞いたことがないし、誰がどこで捨ててるのか不思議だったので、これで理解できました。



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