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 トップページテクの雑学 > 第173回 地下の熱を「汲み上げる」、地熱発電の仕組み
テクの雑学

第173回 地下の熱を「汲み上げる」、地熱発電の仕組み

 自然エネルギーへの注目が高まる中、特に火山国の日本では有望と注目されているのが、地熱発電です。今回のテクの雑学では、地熱とは何か、またどうやって取り出して利用するのかを見ていきましょう。

タービンを地熱の力で回す発電機
 以前、「テクの雑学」でとりあげた手回し発電機では、「電磁誘導」という現象を利用して、磁石の間に置いたコイルを回して発電していることを紹介しました。磁石とコイルの位置関係は相対的なので、コイルを固定して磁石を回転することでも同じように発電できます。私たちが日常使う電力を発電している発電所にある発電機は、コイルの中にある磁石に「タービン」という大きな羽根車を接続して回転させることで発電しているのです。

参考リンク
テクの雑学 第163回 電池切れでも安心! 〜手回し式発電機の原理〜

 タービンを回転させるためには、流体(液体と気体の総称)を羽根車にぶつける必要があります。水をぶつけて回転するのが水車、風をぶつけて回転するのが風車、水などの液体を沸騰させた時の蒸気をぶつけて回転するのが蒸気タービン、石油などを燃焼させて生成したガスをぶつけて回転するのがガスタービンです。日本の発電所で、現在最も多く使われているのが蒸気タービンで、火力発電のほとんどや、原子力発電がこれにあたります。



 今回とりあげる「地熱発電」も、蒸気タービンを利用して発電します。蒸気を発生させるための熱として、地球内部にある「地熱」を利用するのです。

 世界で初めての地熱発電実験に成功したのはイタリアで、1904年のことでした。その後イタリアでは、1913年に商業発電所を完成し、運転を開始しています。日本でも、地熱発電の研究は戦前から行われており、1925年には試験発電に成功していました。わが国で最初に本格的な商業規模の地熱発電を行ったのは、1966年に完成した岩手県松尾村の松川地熱発電所です。

地熱はどこにあるの?
 地熱は地球内部にある熱ですが、地表近くでは火山のマグマや温泉として現れています。元になっているのはマグマの熱であり、地下水が熱せられて上昇することで、温泉や噴気地帯が発生します。


 地下深くに比べて地表近くは圧力が低く、温度も低いため、熱せられた地下水に溶けていた鉱物などが結晶化しやすくなります。時間が経つと、温水や蒸気が地表に吹き出していた岩の割れ目が詰まってしまい、地下から立ち上っていた蒸気や温泉が外に出られなくなってしまいます。

 その結果、地下数km程度の深さに、地表に出てこられない熱水や蒸気の「たまり」ができます。これを地熱貯留層といいます。


 現在の地熱発電の主流は、地熱貯留層の熱エネルギーを利用しています。地表から地熱貯留層に穴を通すと、蒸気や熱水を取り出すことができるので、これを利用してタービンを回すのです。タービンを回したあとの水は、地中に返します。

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