発電機は使う量しか発電しない

大雪で送電線トラブルがあった．
送電線がだめになれば，普通はバックアップの系統を使って送電するが，こんなに狭いところだったので，バックアップ系統も同じような場所を通り，どちらも大雪でだめになった．

つまり，発電所の電力は，まったく送電されなくなった．
ここでこんな質問を受けた．
「原発で発生している電気はどこにいっているの？」

これの回答が，「発電機は使う量しか発電しない」である．＞過去に書いた記事
どんな発電機もそうである．電気は余らない．

発電機からの電線が切れるとどうなるか．
今まで力を加えていた発電機が，「空転状態」になる．つまり回転させるのに力が不要になる．

馬力とトルクの関係に書いたとおり，74kW のモーター出力とは回転数が毎分8000回転なら 88.33 N・m （9.0kgf・m）のトルクを加えたときであるから，逆に74kWを発電している発電機が毎分8000回で回転しているときは，88.33N・mのトルクが加えられている．
88.33N・m＝9.0kgf・mであるから，半径1mの滑車に9kgの錘を下げて，回転数が毎分8000回で巻き上げている状態である．

関西電力は60Hzなので，毎秒60回転（回転数は毎分3600回）である．
電力需要が1000Wなら，2.65N・m のトルクで回せばよい．＞換算式
ここで誰かが，800Wのドライヤーの電源を入れたら，発電機に負荷がかかり，回転が落ち始めるが，回転を維持するには，1800Wの電力需要に対応して蒸気圧を上げ，1.8倍の 4.77N・mのトルクを加えればよいし，誰かが電源をオフにして電力需要が500Wになればトルクを1.33N・mに下げるだけである．
つまり，家庭での節電は，そのまま瞬時に発電所全体のトルク減＝蒸気圧減＝燃料節約につながる．

電線が切れれば，電力需要は0，発電に要する回転トルクも0．毎分3600回の回転数を維持するために必要なトルクは，機械的な回転抵抗に対応したものになる．
（したがって，ほかの発電所の発電量がその分増えることになる．）
このように，「今消費している分の電力だけを発電している」のが発電機である．電気は余らない．

大飯発電所の３号機が118万kWを発電しているときの回転トルクは3130046N・m=319392kgf・m
半径1mの滑車に319トンの錘を吊り下げて，毎分3600回の回転数で巻き上げることと同じである．
送電線が切れるというのは，負荷がなくなるということで，吊り下げた錘がなくなる状態である．
発電機は一気に蒸気圧を下げ，安全のために自動停止してしまう．

電気は余らないが，原子炉は簡単に止められない．つまりお湯を沸かし続ける．
余るのは電気ではなく，熱エネルギーである．冷却水を通じて海水を温め続ける．

したがって，急激な電力変動に最も無駄なく対応できるのは水力．弁の開閉でトルクを調節するが，弁を閉じれば水流は無くなり，水の位置エネルギーの無駄はない．
次に火を消すだけの火力．火が消えるまでにそれなりの時間がかかるし、それまで温めたお湯の熱エネルギーは冷却水を通じて海水を温めるので，そのエネルギーが水力よりは無駄である．

このように，発電機は一定量を発電し続けるのが効率がよいわけだが，昼夜の需要変動があり，なかなかうまいこといかない．発電能力は盛夏の13時～15時に対応できるように電源開発するが，電力変動が大きすぎると熱エネルギーなどが無駄になるため，電力会社では夜間電力の利用促進をする．

ここでふと，「電気が余る」という誤解を生む原因が，電力会社の広告にあるのではないかと思い至った．
「余った夜間電力を使って」という言い回しである．正しくは「余った発電能力」だろう．まぁ，一般人にとってはどちらでもいいことだが．
発電機は使う量しか発電していない，というよりそれしか発電できない．電力が余るのではなく発電能力が余り，電力変動が大きいと無駄になるのは電力ではなく，熱エネルギーや，盛夏の13時のために用意した使われない設備である．

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