火力発電所

火力発電所

出典: Wikipedia
一般小学生

まとめ

解説

火力発電は、ボイラーで燃料を燃やして水を沸騰させ、その蒸気の力で「タービン」という巨大な羽根車を回すことで発電します。この仕組みは、理科で学習する「電流と磁界」の関係を応用したものです。モーターが電気の力で回転するのに対し、発電機はタービンを回転させることで磁界の中で導線を動かし、電気を発生させます(電磁誘導の原理)。

かつての日本は水力発電が中心でしたが、高度経済成長期の電力需要増大に伴い、建設が短期間で済み、大量の電気を作れる火力発電へとシフトしました。これを「火主水従(かしゅすいじゅう)」と呼びます。近年では、ガスタービンと蒸気タービンを組み合わせた「コンバインドサイクル発電」の導入が進み、エネルギーの利用効率が大幅に向上しています。

コラム

火力発電は安定した電力供給が可能である一方、化石燃料の燃焼時に排出される二酸化炭素(CO2)が地球温暖化の要因となる課題があります。現在は、脱炭素社会の実現に向けて、燃焼時にCO2を出さないアンモニアを燃料に混ぜる「混焼技術」や、排出したCO2を回収して地中に閉じ込める「CCS(二酸化炭素回収・貯留)」といった次世代技術の研究が進められています。

また、乾電池のような化学変化を利用した発電とは異なり、発電所では物理的な回転エネルギーを電気に変えているという点も、エネルギー変換の理解において重要なポイントです。

小学生のみなさんへ

火力発電所は、石油や石炭などの燃料ねんりょうを燃やして電気を作る場所です。燃やした熱で水をわかし、その蒸気じょうきのいきおいで「タービン」という大きな羽根車を回します。この羽根車が回ることで、つながっている発電機が動き、電気が生まれるのです。

この仕組みは、理科で習う「磁石」と「コイル」の関係を使っています。磁石の近くで線を動かすと電気が流れるという性質を利用して、大きな電気を作っています。日本で使われている電気の多くは、この火力発電所で作られています。

しかし、物を燃やすと二酸化炭素にさんかたんそというガスが出て、地球の温度が上がる「地球温暖化ちきゅうおんだんか」の原因になってしまいます。そのため、最近では環境にやさしい新しい作り方も研究されています。

ルラスタコラム

火力発電所が海の近くに多いのはなぜでしょう?それは、燃料を運んでくる大きな船がつきやすいことと、機械を冷やすためにたくさんの海水が必要だからです。日本の電気を支えるために、場所も工夫されているのですね。

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