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火力発電とは「火の力」を利用した発電方法。
日本で主流の発電方法で、石油や石炭、天然ガスといった燃料を燃やしてお湯を沸かし、
発生した蒸気でタービンを回転させて電力を得る方法が主流。これは、「汽力発電」と呼ばれている。
そのほかにも
燃料を燃やした際に出る燃焼ガスでタービンを回して電気を作る「ガスタービン発電」や、
「汽力発電」と組み合わせた「コンバインドサイクル発電」などがある。
汽力発電＞ガスタービン発電＞コンバインドサイクル発電
・安定して発電できる・・・気候や周辺環境に左右されずに発電することができる。
・エネルギー交換効率が良い
・発電量の細かい調整が可能
・二酸化炭素の排出量が多い
・燃料調達を海外からの輸入に頼っている
水力発電とは水の「位置エネルギー」を利用して発電を行う発電方法。
水が高い位置から流れ落ちる際の力を利用して発電機の水車を回し、
電気を得る仕組み。
河川の流れをそのまま利用する「流れ込み式」
河川の水量を調整池で調整して発電する「調整池式」
ダムに溜まった水を利用する「貯水池式」などがある。
・海外からの燃料輸入を必要としない
・エネルギー変換効率が高い
・気候の影響を受けやすい
・ダムを作ることにもデメリットがある
地熱発電とは、地中深くから取り出した蒸気でタービンを回し発電する発電方法。
火山や天然の噴気孔がある地熱地帯と呼ばれる地域で
地球内部の熱を直接エネルギー源として利用している。
・純国産エネルギーの有効利用が可能
・燃料が不要
・半永久的に安定して利用できる再生可能エネルギーである
・クリーンエネルギーであり、二酸化炭素排出抑制効果が高い
・天候・昼夜に左右されず、安定した発電が可能
・大容量の発電所を設置しにくい
・自然の景観に恵まれた場所が多いため、周辺環境との調和を図らないといけない
原子力発電とは、１９５０年代に普及した発電方法。
１９７３年に起きたオイルショックの際には注目を浴び、一時は全体の約２５％を占める主要な発電方法だった。
しかし、２０１１年の東日本大震災で起きた事故以降、多くの原子力発電所が運転停止となった。
原子力発電の原理は、ウラン燃料を核分裂させ、
その際に発生する高熱を利用して水を蒸気に変えて
タービンを回して発電している。
・原料のウランが比較的安定的に手に入る・・・ウランの産地は石油・石炭に比べて世界の広い地域に分布している。
そのため、価格や輸入量に影響が及びにくい。
・ウランが核分裂する際に、二酸化炭素が発生しない
・発電の際にかかる燃料費が少なくて済む
・リスクが大きい
・高レベル放射性廃棄物の処理や原子炉の廃炉に莫大な費用がかかる
風力発電は、風車の羽に風が当たり回転することで発電機が動く仕組みとなっている。
そのため、風車が発電装置の要となっている。
風車には
風車の回転軸が地面に対して水平な「水平軸風車」
風車の回転軸が地面に対して垂直な「垂直軸風車」
の２種類がある。
水平軸風車＞垂直軸風車
・燃料の枯渇を心配する必要がない
・二酸化炭素が発生しない
・発電コストが優れている
・夜間や雨天時にも発電し続けることができる
・発電施設を置く場所が限られている・・・無風だと風車を回すことができないし、強風だと装置が壊れてしまう可能性があるため、どこにでもおけるというわけではない
太陽光発電とは、光エネルギーから電気を作る発電方法。
再生可能エネルギーの代表格でもある。
「太陽光電池」を組み込んだソーラーパネルを太陽光に当て続けることで発電する。
太陽光を浴びると電子を帯びる性質を持っている「シリコン半導体」が使用されている。
・二酸化炭素が発生しない
・資源の枯渇を心配する必要がない
・太陽光パネルや関連装置の故障が少なく、メンテナンスの手間も少ない
・天候に左右されやすい
・エネルギー密度が低い
バイオマス発電の基本的な仕組みは火力発電と一緒である。
バイオマスとは動植物性由来の有機エネルギーをさしている。
バイオマス発電とは、バイオ燃料を燃焼させて発電している。
バイオマス発電には種類があり、
伐採木や木くず、可燃ごみなどを燃焼して水を沸騰させ、その蒸気でタービンを回す「直接燃焼方式」
木材などを高熱で熱処理した際に発生するガスを燃料としている「熱分解ガス化方式」
生ごみや家畜の糞尿を発酵させてガスを発生させる「生物化学的ガス化方式」の３種類がある。
・カーボンニュートラルを実現しうる存在である
・廃棄物を利用できる
・燃料の安定的な調達が難しい
・大規模の建設が難しい
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