TANOKAGA! ~たのしい科学~

教科書では語られない科学ネタの紹介・解説を中心とした、学生向けのブログ

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ここは、私が「気になった科学ネタ」「自作した動画教材」などを紹介するブログです。

教科書には詳しく載っていない事柄で、かつ授業で使えるかもしれないネタを中心に記事にしようと思います。 視聴覚素材の利用や、わかりやすい解説で、中学生や高校生が理解できる記事を書いていきたいです。
もちろん、科学に興味を持った大学生以上の方も大歓迎です。 ただ、その道の専門を学んでいる方にとっては、簡単ゆえに物足りないかも知れません。

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electriclight.jpg

様々な一次エネルギー(自然界に存在するエネルギー源)を電気エネルギーに変換することを「発電」といいます。
エネルギー形態を変換させる際には、エネルギーの一部が逃げていってしまうということを、以前の記事で書きました。そして、どれだけのエネルギーが最後まで残ったかを示す値が「エネルギー変換効率」でした。

この世界には様々な発電方法があります。それは我々の生活を支える主力になっているものから、まだ発展途上な技術までさまざまです。
それぞれの発電方法は、おおよそのエネルギー変換効率が決まっています。この値が高いほど、効率的に電気を作ることができます。

いろいろな発電方法のエネルギー変換効率一覧表、および解説は以下から。
これを見ると、「だったら効率の高い発電方法だけを選んで利用すればいいじゃない」と思ってしまいがちです。例えば太陽光発電は効率が悪い部類に入ります。ですがそれなりに普及しています。なぜでしょうか。

確かにエネルギー変換効率は、発電能力の善し悪しという意味では一つの指標となるでしょう。しかしそれだけで発電方法の善し悪しを決めることはできません。発電方法の選択には、主に次のような要素が関わってきます。
1.エネルギー変換効率(発電能力)
2.発電コスト(いかに安く作れるか)
3.施設面積(一定面積あたりでどれだけ発電できるか)
4.一次エネルギーは何か(エネルギー源は有限か無限か)

太陽光発電の効率は10%台と悪いです。コストもそれなりにかかります。広大な施設面積も必要です。しかしエネルギー源が無限という大きな利点があります。なのでそれなりに普及しているのです。
一方で火力発電は効率40%ほどと、高い部類です。安く作れ、一つの工場で多くの電気を作れます。しかしエネルギー源が有限なのが欠点です。

このように、変換効率だけでは見えてこない長所・短所が、それぞれの発電方法にはあることを心に留めておいてほしいと思います。すべてが完璧な発電方法など、存在しないのです。


引用元によって、「エネルギー変換効率」「熱効率」「発電効率」のように言葉が異なっており、かつそれらの定義も若干違うのですが、おおまかには合っていると思うのでここでは一緒くたにして載せています。
なお、水力発電に関しては、計算法によっては効率100%となるそうですが、発電装置での損失等があるはずなので、実際は100%になることはありえません。


火力発電 (一般) 30~50% 引用元
  (コンバインドサイクル) 60% 引用元
  (ガスコージェネレーション) 70~90%
(熱供給を含めての値)
引用元
原子力発電 (軽水炉) 30% 引用元
水力発電 (一般) 80~90% 引用元
  (揚水) 70% 引用元
太陽光発電 (シリコン型) 10~20% 引用元
  (色素増感型) 5~10% 引用元
風力発電   30~40% 引用元
地熱発電   10~20%? 引用元
波力発電   10~30% 引用元
海洋温度差発電   6~7%? 引用元
浸透圧発電
(塩分濃度差発電)
  調査中 引用元
燃料電池 (燃料電池のみ) 35~60% 引用元
  (燃料電池コージェネレーション) 80%
(熱供給を含めての値)
引用元
熱電発電   ~4% 引用元
音力発電
(振動発電)
  ~1%? 引用元
核融合発電 (タービン式) 30~40%(予測) 引用元

すべての値は概数です。
比較的信頼性の高い情報源(当該企業,財団法人,官公庁など)から引用するように心がけていますが、情報源によって数値にばらつきがあるものもあります。間違っていると思われる箇所がありましたらご一報ください。掲載データを利用したことにより生じるいかなる損害に関して、私は一切の責任を負いません。



もちろん同じ発電方法でも、技術開発によって変換効率は高まっていくものです。例えば太陽光発電の場合、効率25%以上の製品が開発されてきています。これが普及していけば「~25%」のように書き直すことになるでしょう。
この記事については、新しい情報を見つけ次第、加筆修正していきます。


2011/09/07追記:
引用元を掲載することにしました。
海洋温度差発電を追加しました。
浸透圧発電(塩分濃度差発電)を追加しました。
水力発電の数値を修正しました。
地熱発電の数値を修正しました。
引用元サイトが消滅したため、音力発電(振動発電)の数値に?をつけました。
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僕はtanakagaです。斜体の文下線の文打ち消しの文v-40

2011.10.05 10:29 URL | tanakaga #b7bB.Z9M [ 編集 ]

tanakagaさん
はい、何でしょうか。

2011.10.05 11:01 URL | たのかが #- [ 編集 ]

このコメントは管理人のみ閲覧できます

2011.12.16 15:03  | # [ 編集 ]

このコメントは管理人のみ閲覧できます

2013.02.13 18:22  | # [ 編集 ]

はい、そうです。「楽しい科学」の略です。何のひねりもない、私の造語です。

2013.02.13 19:01 URL | たのかが #- [ 編集 ]













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とりあえず、風力発電に期待をよせる私がいる、次が太陽光発電、
先日、こんな記事をアップ、 『寝苦しい夜から解放されたい、JAXA(宇宙航空研究開発機構)の技術をあなたも使うことができます、』 私としては思ったより反響があったので、気をよくして(笑)、こんな情報を、 『東芝、スイス電力計大手を買収=1900億円、次世...

2011.05.24 15:24 | セチェ★ブログ

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