本時の目標 エネルギーを有効に活用するにはエネルギー変換効率を髙める必要があることを知る。 エネルギー変換と効率 本時の目標 エネルギーを有効に活用するにはエネルギー変換効率を髙める必要があることを知る。
燃料電池車 MIRAI
燃料電池のしくみ
＝ エネルギー変換効率とは あるエネルギーから別のエネルギーに変換したとき、有効に利用できるエネルギーの割合 エネルギー変換効率 出力エネルギー 入力エネルギー ×１００(％) ＝ ４０ 出力エネルギー 入力エネルギー ×１００ ＝ ３０ １００ ×１００ ＝３０(％) １０ 100 ３０
変換形態 入力 エネルギー 有効出力 効率 % 備考 火力発電 (石炭) 化学 電力 40–43 原子力発電[注 2] 原子力 33 独版には「効率は10%」の注意書きがある。 水力発電 力学 80–90 風力発電 < 59 太陽光発電 電磁波(太陽光) 5–40 普及品12％～21%[2]、理論限界85-90％ エネルギー変換機械・装置 燃料電池 30–70 熱電対 熱 3–8 蒸気機関 動力 3–44 ガソリンエンジン (自動車) 20-30 ディーゼルエンジン < 50 電気モーター 20–99.5 出力200W以上のモーターでは70％以上 自転車用ダイナモ 20–65 高効率のハブダイナモもあるが、一般のタイヤ・リム式の効率は20%前後。 発電機 95–99.5 白熱電球 電磁波(可視光) 3–5 蛍光灯 28 LED 5–25
○○○スポーツクラブの例
電気がコンセントに届くまで 交流(ＡＣ) 周波数 ５０Ｈｚ ６０Ｈｚ 発電所 変電所 柱状変圧器 コンセント 分電盤 電力量計
日本の周波数の分布
周波数の違いで生じる不具合 以下の製品はそのまま使えますが、モーターの毎分回転数などがかわり、性能が変化するものがあります。 【代表例】 冷蔵庫、扇風機、洗濯機、 空気清浄機、加湿器 以下の製品は周波数の違う地域でそのまま使うことのできないものがあります。 【代表例】 電子レンジ、蛍光灯器具、洗濯機
交流電源（ＡＣ）の特徴 発電所から供給されるエネルギー 電圧や電流の向きが変化する。 大量に発電が可能 大きな電力を扱いやすい 電圧や周波数の変更ができる。 高電圧で送電すると損失が少ない。 貯蔵できない。
直流電源（ＤＣ）の特徴 電池や太陽光などで発電されるエネルギー 電圧や電流の向きが変化しない。 ・ 貯蔵が可能で持ち運びができる。 ・ 電子機器の電源に利用できる。 ・ 化学電池は長時間連続して使用できない。