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エネルギーを学ぼう

エネルギーはなにに使われている?

発電のいろいろ

発電には、エネルギーの種類によっていろいろな方法があります。
資源エネルギーのうち、石炭、天然ガスは燃焼させ(火力発電)、ウランは核分裂を起こさせ(原子力発電)、それぞれの熱を利用して水を沸騰させ、蒸気タービンを回すことによって電気を起こします。
再生可能エネルギーのうち、太陽光は光を直接電気に変えます(太陽光発電)。風は回転エネルギーを電気に変えます(風力発電)。水は流れる力で水車を回して電気を起こします(水力発電)。マグマの熱はその熱で熱せられた地下水を利用して蒸気タービンを回して電気を起こします(地熱発電)。
これらの発電技術は、資源エネルギー、再生可能エネルギーを無駄なく電気に変換できるように常に技術の開発が進められています。また発電所の運転(稼働)には、施設の維持管理や運転員の教育・訓練なども重要で、常に維持・向上が行われています。


火力発電

微粉炭火力発電

現在の、石炭火力発電の主流です。微粉炭機で燃料である石炭を粉砕し微粉にし、ボイラーで燃焼させます。ボイラーの熱で水を沸騰させ、蒸気を発生させます。発生した蒸気の圧力で蒸気タービンを回して発電機で電気を起こします。


コンバインドサイクル発電

圧縮した空気の中で燃料を燃やしてガスを発生させます。
その発生したガスの圧力でガスタービンを回転させて発電機で電気を起こします。
さらに、ガスタービンを回し終えた排ガスの熱で水を沸騰させて蒸気を発生させます。
その蒸気でタービンを回して発電を行います。


石炭ガス化複合発電

ガス化炉で、燃料の石炭をガス化します。
ガス化した燃料を圧縮した空気の中で燃やして、ガスを発生させます。
その発生したガスの圧力でガスタービンを回転させて発電機で電気を起こします。
さらに、ガスタービンを回し終えた排ガスの熱で水を沸騰させて蒸気を発生させます。
その蒸気でタービンを回して発電を行います。

火力発電のエネルギー効率の国際比較

各国の火力(化石燃料)発電の発電効率を比較しました。 日本の石炭火力発電は、少ない燃料で多くの電気を作る、すなわち高い効率を達成しています。最新の高効率発電設備(技術)を利用すれば発電効率は高まりますが、技術水準のみではなく、施設の維持管理、運転の質、向上も重要です。


原子力発電

微粉炭火力発電

軽水とは、普通の水のことです。重水に対して使われます。
原子炉圧力容器内にある燃料棒の燃料の核分裂により熱が発生します。その熱でまわりの水が沸騰し蒸気になります。
蒸気は蒸気タービンに送られ、タービンを回し発電機で電気を起こします。
タービンを回した蒸気は復水器で海水によって冷やされ、水になり、再び原子炉圧力容器に送られます。


石炭ガス化複合発電

軽水とは、普通の水のことです。重水に対して使われます。
原子炉圧力容器内にある燃料棒の燃料の核分裂により熱が発生します。その熱でまわりの水が熱せられますが、高い圧力をかけて沸騰を抑え、高い温度の水の状態で蒸気発生器に送られます。この高温高圧の水により、蒸気発生器内の水を沸騰させ、蒸気にします。
蒸気は蒸気タービンに送られ、タービンを回し発電機で電気を起こします。
タービンを回した蒸気は復水器で海水によって冷やされ、水になり、再び蒸気発生器に送られます。

エネルギーはなにに使われている? エネルギーのいろいろな形

エネルギーはなにに使われている? 発電のいろいろ(つづき)

  • 01 エネルギーはどこからやってくる?
  • 02 エネルギーはなにに使われている?
  • 03 エネルギーは大切に使われている?
  • 04 未来のエネルギー技術

付録(用語解説)

  • 化石資源エネルギー
  • 非エネルギー利用
  • W(ワット)とWh(ワットアワー)

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