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発電（はつでん）とは、別のエネルギーの電力への変換である。自然界では動物に発電するものがいくつかある。人工的なものでは電磁誘導の原理を用いた発電機によるものと、それ以外の方法で電気を得る方法がいくつかある。稼動部分を持たず、エネルギーを直接変換して直流を得る装置は、特に電池と呼ばれる
目次 |
発電機による発電
発電機はコイルに対して磁石を回転させることで電気を発生させるものである。この回転に必要な動力を何から得るかによって以下のように様々な種類がある。
燃料の反応熱による発電
自然エネルギーでタービン・プロペラを回すことによる発電
- 水力発電: 水の位置エネルギー
- 地熱発電: 地熱
- 太陽熱発電: 太陽光の熱エネルギー
- 風力発電: 風の運動エネルギー
- 波力発電: 波の運動エネルギー
- 潮力発電: 潮の干満差の位置エネルギー
- 冷熱発電: LNGの冷熱を利用し、中間熱媒体を液化・循環させる発電方式と、気化した高圧の天然ガスで直接タービンを動かす方法とがある。主に、LNGの受入基地などで用いられる。
- 海洋温度差発電
- 人力発電: 人間を動力源とする発電。燃料や電池の補給が難しい局面で重宝される。
別のエネルギーの電力への直接変換を行う発電
- 燃料電池発電: 燃料の化学エネルギーを直接電力に変換することによる発電。部分出力でも発電効率が良い。
- 太陽光発電: 太陽光エネルギーを太陽電池で直接電力に変換することによる発電。自然エネルギーでもあるので燃料の購入の必要が無い。
- MHD発電: ファラデーの法則に基づきプラズマなどを用いて発電する。
- 熱電変換素子を用いた温度差発電：温泉水と河川水などの温度差を利用して熱電変換素子により発電する。
- 振動力発電: 音や振動を電気エネルギーに変換することによる発電。
発電の場所
専ら発電を行う施設を発電所という。日常的な生活の中では、主にここから供給される電気を利用している。それ以外の施設において、発電所によらず発電施設を持つ場合、自家発電という。
発電(公式)
電磁誘導による発電は、磁力線の中を導体が移動する事によって起こる現象であり、得られる出力は以下のように表される。
e=-B×v×l
これは磁力線を導体がVによって横切る事によって 高さlにおいて、面積として求められる。 この公式によって、発電によってより大きな電力[e]を得るには
- 磁力線を強くする
- 速度を上げる
- 磁力面積の拡大
となる。
発電する生物
生物は細胞膜の性質として膜電位を持つから、すべての生物はわずかながら電気を作っている。しかし一部にはそれを方向をそろえて作り出すことで、より高い電圧を生み出すものがある。
