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 トップページテクの雑学 > 第189回 水の力で電気を貯める、揚水発電の仕組み
テクの雑学

第189回 水の力で電気を貯める、揚水発電の仕組み

 今年の夏もほとんどの原子力発電所が停止している中、各地では夏場の電力不足に備えて、節電が呼びかけられています。電気を多く使う時間帯に合わせて、電気の供給量を増やすためのキーワードとしてよく聞かれるのが、「揚水発電」という言葉です。今月の「テクの雑学」では、揚水発電がなぜ、夏場の電力不足に効くのかを解説します。

電力消費量は時間帯によって大きく違う
 一日の電力消費量は、人間の活動サイクルに合わせて変動しています。主に一般家庭で使われる家庭用電力と、工場などで使われる産業用電力では、利用量のピークは異なっていますが、全体的に見れば、昼間の電力消費量が多く、夜間は少なくなっています。


 さて、この夏、大部分の原子力発電所の稼働停止により「電気が足りない」という報道がされています。政府は、関西電力・九州電力管内の10%を筆頭に、電力会社別に節電の数値目標を定めています。また、東京電力管内と東北電力管内については、数値目標は定めていないものの、自主節電を求めています。

 ところで、最初に説明したとおり、1日の電力消費量は時間帯によって大きく変動します。政府が節電を求めているのは、「電気が足りなくなる」すなわち、発電量が電力消費量に追いつかなくなる可能性があるからです。電力消費量が発電量を一定以上上回ると、電圧が低下して「ブラックアウト」、すなわち大停電が引き起こされます。しかし、今の各電力会社で供給可能な発電量でも、1日のほとんどの時間帯では電気が足りなくなることはありません。しかし、気温が高い平日の昼間などの条件が重なると、特に電力消費量が高くなる数時間の間、電力消費量が発電量を超えてしまう可能性があるのです。


 そうはいっても、夜中から明け方には発電能力よりも電力需要が少ないのだから、この時に余分に発電して昼間使えばいいと思われるかもしれません。しかし、発電した電気は、蓄電池のような仕組みを使わなければ貯めておくことができないのです。そのため従来の電力供給は、原則として常に発電量と電力消費量を一致させる「同時同量」で行われる仕組みとなっていました。

揚水発電は大きな蓄電池
 この問題を解決するのが、揚水発電です。揚水発電とは、水を高いところに持ち上げて落とすことで、水力発電を行う仕組みです。水力発電は、高低差のあるところで水を上から下に落とす時の位置エネルギーの差を使って水車を回転させ、発電機を回して発電します。揚水発電も同じ仕組みですが、その特徴は「低いところから高いところに水を移動させるために揚水ポンプを使用する」という点です。

 揚水ポンプを動かすためには電力が必要です。この電力を、夜間は余っている発電能力で作り出すところがミソです。夜の間に余っている電気で、揚水ポンプを動かして水を高いところに運び、昼間電気をたくさん使う時にその水を低いところに落として発電するのです。

   
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