エネルギー

太陽エネルギー(太陽熱)   
 地球上のエネルギーの大元

 地球表面全体が受ける太陽エネルギー(日射量) E'   
  = 1.74×1017[W] = 174[PW]

  年間5.49×1024[J] ・・・ 1.74×1017[J/s] × 1年(= 31557600[s])

  エネルギー収支
   反射 − 約30% ・・・ 反射能(アルベド):0.3
   吸収 − 約70%
    地表へ熱吸収 47%
    海中へ熱吸収 23%
    運動エネルギー 0.2%
     風力、波力、海流など
    光合成 0.02%
     バイオ燃料   ↓

    化石燃料   ↓

    地球放射(赤外放射)

地熱エネルギー ・・・ 地球内部由来

 貯留層
  地下深く
  マグマ溜まりの熱で加熱された蒸気、熱水   

 地熱発電所   ↓

潮汐エネルギー ・・・ 月の引力由来

 潮汐発電   ↓

原動機(モーター) Motor
 自然エネルギー ⇒ 動力(運動エネルギー)

 タービン Turbine

  羽根車

  クランク・シャフト

   鉄芯

    電磁鋼   

 水タービン
  水流 ⇒ 動力

  水車/水力発電機
   水力 ⇒ 動力

 空気タービン
  気流 ⇒ 動力

  風車/風力発電機
   風力 ⇒ 動力

   出力
    … 5000[kW] … 3000[kW] … 2000[kW] … 1000[kW] … 500[kW] …

   タワー

    ローター

     翼(ブレード) Blade
      長さ
       … 50[m] …

   風力発電所   ↓

  ガス・タービン   

  蒸気タービン

   復水器 ・・・ 冷却水で蒸気を水へ戻し、循環

 蒸気機関
  熱機関   

  燃料(火力、原子力)、地熱エネルギー、太陽エネルギー ⇒ 動力

  エンジン   

 電動機(モーター)
  電力 ⇒ 動力

  磁石   

発電機(ダイナモ) Dynamo
 動力 ⇒ 電力

 交流発電機(オルタネータ) Alternator

  電磁誘導   
   動力 ⇒ 磁束変化 ⇒ 電力

  ・ 交流電源として   

   コンセント   ↓
  ・ 交流 ⇒ 直流
   バッテリー充電、

  発電所   ↓

電池/蓄電器(バッテリー) Battery
 電気分解の逆反応   

 −
 |電解液|
 +

 電極
  負極 −
   イオン化傾向の大きい金属
   金属が溶けて電子 e-が流れ出る ・・・ 酸化
  正極 +
   イオン化傾向の小さい金属
   電子が流れ込み、金属が析出していく ・・・ 還元

 電解液(バッテリー液)

 起電力 ・・・ 両極間の電位差

 電池容量(放電容量)
  = 消費電流 × 放電時間

  アンペア時 [Ah]、ミリアンペア時 [mAh]、

  … 10000[mAh] … 3000[mAh] … 2000[mAh] … 1000[mAh] …

 単電池
  1.5[V]、1.2[V]、

  単1
  単2
  単3
  単4
  単5
 集合電池

  角型電池 6P形 ・・・ 単電池×6(直列)
   9[V]
   6F22、

 一次電池

  ボルタ電池
   − Zn
   |H2SO4
   + Cu

   − Zn −→ Zn2+ + 2e-
   + 2H+ + 2e- −→ H2

  ダニエル電池
   − Zn
   |ZnSO4||CuSO4
   + Cu

   − Zn −→ Zn2+ + 2e-
   + Cu2+ + 2e- −→ Cu

  マンガン乾電池
   − Zn
   |NH4Cl| or |ZnCl2
   + MnO2・C ・・・ C:炭素棒

   − Zn + 2Cl- −→ ZnCl2 + 2e-
   + 2MnO2 + H2O + 2e- −→ Mn2O3 + 2OH-

   炭素棒(集電棒)

  アルカリ[・マンガン]乾電池
   − Zn
   |KOH|
   + MnO2

   − Zn + 2OH- −→ ZnO + H2O + 2e-
   + 2MnO2 + H2O + 2e- −→ Mn2O3 + 2OH-

   アルカリ・ボタン電池
    LR41、LR43、LR44、LR1120、LR1130

  銀電池(酸化銀電池)
   − Zn
   |KOH|
   + Ag2O

   − Zn + 2OH- −→ ZnO + H2O + 2e-
   + Ag2O + H2O + 2e- −→ 2Ag + 2OH-

   ボタン型
    SR43、SR44、SR1120、SR1130、

  リチウム電池
   − Li
   |リチウム塩有機溶媒溶液|
   + ・・・ MnO2 or フッ化黒鉛 CF or …

   − Li −→ Li+ + e-

   リチウムイオン電池   ↓

   コイン型リチウム電池
    CR1216、CR1220、CR1616、CR2016、CR2025、CR2032、

   カメラ用
    CR123A、CR2、
    CR-V3

 二次電池 ・・・ 充電可能

  放電
  充電

   充電器

  鉛蓄電池
   車、

   1層約2[V]
    6層約12[V]

   − Pb
   |希硫酸 H2SO4
   + PbO2

   − Pb + SO42- ←充←→放→ PbSO4 + 2e-
   + PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e- ←充←→放→ PbSO4 + 2H2O

   Pb + PbO2 + 2H2SO4 ←充←→放→ 2PbSO4 + 2H2O

  ニッケル−カドミウム蓄電池(ニカド電池、ニッカド電池) Ni-Cd
   − Cd
   |KOH|
   + NiO(OH)

   − Cd + 2OH- → Cd(OH)2 + 2e-
   + NiO(OH) + H2O + e- → Ni(OH)2 + OH-

   Cd + 2NiO(OH) + 2H2O ←充←→放→ Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2

  ニッケル水素[蓄]電池 Ni-MH
   − MH ・・・ 水素吸蔵合金。M = Metal
   |KOH|
   + NiO(OH)

   − MH + OH- → M + H2O + e-
   + NiO(OH) + H2O + e- → Ni(OH)2 + OH-

   MH + NiO(OH) ←充←→放→ M + Ni(OH)2

  リチウムイオン電池 Li-ion、LiB
   3.6[V] or 3.7[V]

   − ・・・ リチウムイオン吸蔵炭素 or …
   |リチウム塩有機溶媒溶液|
   + ・・・ コバルト酸リチウム LiCoO2 or …

 [金属]空気電池
  亜鉛空気電池
   − Zn
   |KOH|
   + 空気中の酸素

   − Zn + 4OH- −→ ZnO + H2O + 2OH- + 2e-
   + O2 + 2H2O + 4e- −→ 4OH-

  マグネシウム空気電池
   − Mg
   |食塩水|
   + 空気中の酸素

   − 2Mg −→ 2Mg2+ + 4e-
   + O2 + 2H2O + 4e- −→ 4OH-

 燃料電池 Fuel Cell
  1.2[V]、

  − 燃料 ・・・ 水素、ヒドラジン、メタノールなど
  セパレータ
  + 空気中の酸素

  − 2H2 + 4OH- −→ 4H2O + 4e-
  + O2 + 2H2O + 4e- −→ 4OH-

  2H2 + O2 −→ 2H2O

  燃料電池自動車 FCV   

  水素スタンド   ↓

 太陽電池
  太陽光 ⇒ 電力

   変換効率
    … 35% … 30% …

  出力 ∝ 日射強度

  太陽光パネル(ソーラー・パネル)
   太陽電池アレイ

    ストリングス

     太陽電池モジュール

      太陽電池セル

       光電効果   
        光が照射する限り、発電
        電極形成 ・・・ −:電子、+:ホール

       無機系太陽電池
        シリコン太陽電池
         − n型半導体
         p-n接合
         + p型半導体

         結晶系
         非晶質(アモルファス)系
        化合物太陽電池
         GaAlAs、InGaP、InGaAs、
         CIGS ・・・ Cu、In、Ga、Se
         CdTe
         ・
         ・
         ・
       有機系太陽電池

        有機薄膜太陽電池   ↓

       薄膜太陽電池
        シリコン、化合物   ↑
        有機薄膜太陽電池
      基板
       ガラス、プラスチック、
      充填材

  ソーラー・インバーター
   パワー・コンバーター(パワコン)

   ・ 直流 ⇒ 交流
   ・ 制御
    日射量の変化、

  太陽光発電所   ↓

 電池工業会   → www.baj.or.jp/

燃料
 化石燃料 ・・・ 太陽エネルギー由来、太古より生物が蓄積
  有限

  石炭

   乾留   
    ガス 瓦斯
    コールタール ・・・ 液体

     蒸留   
      クレオソート[油]
       カーボンブラック   
    チャー ・・・ 固体

    コークス
     溶鉱炉などで使用   

   無煙炭 ・・・ 石炭化度・高
   瀝青炭
   褐炭 ・・・ 石炭化度・低

   練炭(煉炭)
    木炭 + 無煙炭 + コークス + …

   石炭液化

   石炭ガス化 ・・・ コールタール、チャーもガス化

    石炭ガス化複合発電 IGCC   ↓

   貯炭場

   炭鉱

  原油(石油) Crude Oil、Petroleum

   精製
    原油の分留など
    ナフサ、灯油、軽油、重油、…へ

    製油所

   ナフサ(粗製ガソリン)
    ガソリン、石油化学原料へ

   ガソリン(揮発油) Gasoline

    オクタン価
     耐ノッキング性

     リサーチ・オクタン価 RON Research Octane Number

    自動車ガソリン
     沸点範囲:30〜210[℃]

     レギュラー
      RON:約90〜91
     ハイオクタン(ハイオク)
      RON:約98〜100

     バイオ・ガソリン
      バイオETBE配合   ↓
    航空ガソリン
     沸点範囲:45〜140[℃]

   灯油/ケロシン Kerosene
    沸点:約150〜280[℃]
    ストーブ、

    ジェット燃料
     沸点範囲:55〜250[℃]
    ロケット燃料   ↓

   軽油 ・・・ ディーゼル燃料
    沸点:約250〜350[℃]

    バイオ・ディーゼル燃料 BDF   ↓

   重油
    沸点:約300[℃]以上

    A重油 ・・・ 粘性 低
    B重油
    C重油 ・・・ 粘性 高

    重油タンク

   アスファルト   

   液化石油ガス LPG   ↓

   オイルサンド
    粗原油を含んだ砂岩

    オリマルジョン
     オイルサンドの乳濁液化

   シェールオイル   ↓

   石油[備蓄]基地/貯油所
    北海道苫小牧市、青森県六ヶ所村、岩手県久慈市、秋田県男鹿市、福井県福井市、愛媛県今治市菊間町、福岡県北九州市若松区、長崎県上五島町、鹿児島県いちき串木野市、鹿児島県東串良町、

   ガソリン・スタンド(給油所) GS   

  液化石油ガス LPG Liquefied Petroleum Gas
   LPガス、プロパンガス
   主成分:プロパン、ブタン
   空気より重い

   LPガス・ボンベ ・・・ 高圧容器

   石油ガス備蓄基地
    茨城県神栖市、石川県七尾市、岡山県倉敷市、愛媛県今治市波方町、長崎県松浦市福島町、

  天然ガス Natural Gas
   主成分:メタン
   空気より軽い

   液化天然ガス LNG Liquefied Natural Gas
    ガスを冷却して液化

    LNGタンカー
     − LNG基地(LNG桟橋 − LNGタンク)

    LNG基地

     LNGタンク
     LNG気化器

     北海道石狩市、函館市、苫小牧市、釧路市、青森県八戸市、宮城県仙台市宮城野区、茨城県日立市、千葉県袖ヶ浦市、神奈川県横浜市磯子区、新潟県聖籠町、新潟県上越市、静岡県静岡市清水区、愛知県知多市、三重県川越町、三重県四日市市、大阪府堺市西区、高石市、兵庫県姫路市、岡山県岡山市南区、岡山県倉敷市、広島県廿日市市、山口県柳井市、香川県高松市、坂出市、愛媛県松山市、福岡県北九州市若松区、戸畑区、福岡市東区、長崎県長崎市、大分県大分市、鹿児島県鹿児島市、沖縄県中城村
     千葉県富津市 東京電力 富津基地
     神奈川県川崎市川崎区 東京電力 東扇島基地
     神奈川県横浜市鶴見区 東京ガス 扇島工場

    都市ガス ・・・ LNG気化

     発熱量
      高 ←
      13A … 12A …

     ガスホルダー(ガスタンク)

     パイプライン   ↓

   シェールガス   ↓

   天然ガスハイドレート
    メタンハイドレート
     メタンと水が結合した氷状の燃料
     試掘段階

     メタンハイドレート層
      低温・高圧の深海底、永久凍土層

     オホーツク海
     日本海
     太平洋
      東海沖
      四国沖
     ・
     ・
     ・

   パイプライン

    東京湾 東西連係ガス導管
     富津 − 東扇島

  油ガス田
   通常、砂岩層

   生産量
    … 500万[bbl/日] … 100万[bbl/日] …
     バレル(バーレル)   

   油田
   ガス田

   北海道
   秋田〜新潟
   南関東〜東海
   東シナ海
   U.S.A.
   Saudi Arabia
   Kuwait
   Qatar
   U.A.E.
   Oman
   Iran
   Iraq
   Indonesia
   Malaysia
   Brunei Darussalam
   Russia
   China
   Canada
   Venezuela
   Australia
   ・
   ・
   ・

   シェールオイル/シェールガス
    地中深く、シェール層(頁岩層)の原油やガス

    秋田県
    U.S.A.
    Canada
    ・
    ・
    ・

  火力発電所   ↓

  原油価格
   U.S.A.西テキサス産軽質油 WTI West Texas Intermediate [$/bbl]

Wti Oil Price

   北海ブレント産原油
   中東産ドバイ原油
   ・
   ・
   ・

   Pwalker ドバイ原油価格等   → pwalker.jp/dubai.htm

  天然ガス価格
   ・ オイルリンク ・・・ 輸入原油価格と連動
   ・ スポット取引 ・・・ 随時契約

   ・ シェールガス ・・・ 従来のLNGより安価

 水素燃料
  ・ 化石燃料から
  ・ 太陽電池で水の電気分解

  燃料電池   ↑

  水素スタンド(水素ステーション)   

  輸送
   液化水素

   パイプライン

 ロケット燃料   

 バイオ燃料
  石油代替

  バイオマス資源 Biomass ・・・ 生物資源

   樹木から燃料 ・・・ 木質バイオマス
    薪、木質チップ、

    木炭   

     練炭   ↑
   ヤシ殻から燃料
   穀物から燃料
    トウモロコシ、サトウキビ、
   藻から燃料
   ・
   ・
   ・

  バイオ・エタノール(バイオマス・エタノール)

  バイオETBE
   ETBE   

   バイオ・エタノール + 石油系ガス(イソブテン)

   バイオ・ガソリン   ↑

  バイオ・ディーゼル燃料 BDF
   軽油代替

  バイオ・ガス

   メタン・ガス

  バイオマス発電所   ↓

 ごみ固形燃料(廃棄物固形燃料) RDF Refuse Derived Fuel
  燃えるごみの有効利用

  ごみ発電所   ↓

 核燃料

  ウラン燃料
   ウラン235 235U ・・・ ”燃える”ウラン
    天然ウランの0.72%
    有限
   ウラン238   ↓

   ウラン濃縮
    ウラン235の濃度を高める

   ウラン鉱
    Australia
    Kazakhstan
    Russia
    Canada
    Niger
    ・
    ・
    ・

  プルトニウム・ウラン混合酸化物燃料 MOX Mixed Oxide Fuel
   プルトニウム239とウラン238の混合酸化物

   プルトニウム239 239Pu
    使用済み核燃料から抽出可
     再処理工場   ↓
   ウラン238 238U ・・・ ”燃えない”ウラン
    天然ウランの99.3%
    核分裂しない

   プルサーマル発電   ↓

  核融合燃料   ↓

  原子力発電所   ↓

  原子力潜水艦   

電力

 ワット数 [W] = 100[V](日本の場合) × アンペア数 [A] ・・・ P = V × I

  [契約]アンペア数
   … 30[A] … 20[A] …

   30[A]の場合、計3000[W](3[kW])まで使用可

 発電所 Power Plant

  発電機   ↑

  水力発電所
   停止・再稼動しやすい ⇒ 発電量を調整しやすい

   出力
    … 100万[kW] … 10万[kW] … 1万[kW] …

   水車/水力発電機   ↑

   ダム   

   福島県・新潟県 電源開発 奥只見発電所 56万[kW]
    奥只見ダム
   福島県只見町 電源開発 田子倉発電所 40万[kW]
    田子倉ダム
   富山県 関西電力 黒部川第四発電所 33万5000[kW]
    黒部ダム(くろよんダム)
   静岡県・愛知県 電源開発 佐久間発電所 35万[kW]
    佐久間ダム
   ・
   ・
   ・

   China 三峡ダム 水力発電所 1768万[kW]

   揚水発電所
    電力需要が少ない夜間、余剰電力で下池から上池へ揚水

    上池(上部調整池)
     上部ダム
    水路
    下池(下部調整池)
     下部ダム

    福島県下郷町 電源開発 下郷水力発電所 100万[kW]
     大内沼 − 若郷湖
    栃木県日光市 東京電力 今市水力発電所 105万[kW]
     栗山調整池 − 今市調整池
    群馬県沼田市・みなかみ町 東京電力 玉原水力発電所 120万[kW]
     玉原湖 − 藤原湖
    新潟県湯沢町 電源開発 奥清津水力発電所・奥清津第二水力発電所 160万[kW]
     田代湖 − 二居湖
    長野県大町市 東京電力 新高瀬川水力発電所 128万[kW]
     高瀬ダム湖 − 七倉ダム湖
    岐阜県 中部電力 奥美濃水力発電所 150万[kW]
     川浦ダム湖 − 上大須ダム湖
    愛知県・岐阜県 中部電力 奥矢作第一水力発電所・奥矢作第二水力発電所 109万7000[kW] ・・・ 二段式
     黒田湖 − 富永調整池 − 奥矢作湖
    愛知県・静岡県 電源開発 新豊根水力発電所 112万5000[kW]
     みどり湖 − 佐久間湖
    兵庫県朝来市 関西電力 奥多々良木水力発電所 193万2000[kW]
     黒川ダム湖 − 多々良木貯水池
    兵庫県神河町 関西電力 大河内水力発電所 128万[kW]
     太田池 − 長谷ダム湖
    奈良県十津川村 関西電力 奥吉野水力発電所 120万6000[kW]
     瀬戸貯水池 − 旭貯水池
    鳥取県・岡山県 中国電力 俣野川水力発電所 120万[kW]
     土用ダム湖 − 猿飛湖
    宮崎県木城町 九州電力 小丸川水力発電所 120万[kW]
     大瀬内ダム湖 − 石河内ダム湖
    ・
    ・
    ・

    沖縄県国頭村 電源開発 沖縄やんばる海水揚水発電所 3万[kW] [1999−2016]
     下池が海

   電力土木技術協会 水力発電所データベース

  風力発電所

   出力
    … 1万[kW] … 1000[kW] …

   風車/風力発電機   ↑

   北海道稚内市 ユーラスエナジー 宗谷岬ウインドファーム 57000[kW]
   北海道苫前町 電源開発 苫前ウィンビラ発電所 30600[kW]
   北海道上ノ国町 電源開発 上ノ国ウインドファーム 28000[kW]
   青森県野辺地町 ユーラスエナジー 野辺地ウインドファーム 5万[kW]
   青森県東通村 ユーラスエナジー 岩屋ウインドファーム 32500[kW]
   青森県東通村 エコ・パワー 岩屋風力発電所・岩屋ウィンドパーク 27800[kW]
   青森県六ヶ所村 エコ・パワー むつ小川原ウィンドファーム 31500[kW]
   青森県六ヶ所村 日本風力開発 六ヶ所村風力発電所 32850[kW]
   青森県六ヶ所村 二又風力開発 51000[kW]
   岩手県釜石市・遠野市・大槌町 ユーラスエナジー 釜石広域ウインドファーム 42900[kW]
   秋田県由利本荘市 ユーラスエナジー 西目ウインドファーム 3万[kW]
   秋田県三種町 エムウインズ 八竜風力発電所 25500[kW]
   福島県田村市・いわき市 ユーラスエナジー 滝根小白井ウインドファーム 46000[kW]
   福島県田村市・川内村 電源開発 桧山高原風力発電所 28000[kW]
   福島県郡山市 電源開発 郡山布引高原風力発電所 65980[kW]
   石川県珠洲市 日本風力開発 珠洲風力発電所 45000[kW]
   静岡県 東京電力 東伊豆風力発電所 18370[kW] + ユーラスエナジー 河津ウインドファーム 16700[kW]
   静岡県南伊豆町 電源開発 石廊崎風力発電所 34000[kW]
   三重県津市・伊賀市 シーテック ウインドパーク笠取 38000[kW]
   兵庫県南あわじ市 CEF南あわじウインドファーム 37500[kW]
   和歌山県広川町・日高川町 きんでん 白馬ウインドファーム 3万[kW]
   島根県浜田市 グリーンパワー ウインドファーム浜田 4万8430[kW]
   島根県出雲市 ユーラスエナジー 新出雲風力発電所 78000[kW]
   山口県下関市 CEF豊北ウインドファーム 25000[kW]
   山口県下関市 きんでん 白滝山ウインドファーム 5万[kW]
   長崎県平戸市 ミツウロコグリーンエネルギー 的山大島風力発電所 32000[kW]
   鹿児島県長島町 長島ウインドヒル 長島風力発電所 50400[kW]
   鹿児島県鹿屋市・霧島市 ユーラスエナジー 輝北ウインドファーム 26800[kW]
   鹿児島県肝付町 ユーラスエナジー 肝付(国見山)ウインドファーム 3万[kW]
   鹿児島県南大隅町 電源開発 南大隅ウインドファーム 26000[kW]
   ・
   ・
   ・

   洋上風力発電所

    洋上変電所

    海底送電線(海底ケーブル)

    着床式 ・・・ 海底へ固定
     茨城県 ウィンド・パワー・いばらき ウィンド・パワーかみす第1・第2洋上風力発電所 30000[kW]
    浮体式 ・・・ 深い海でも可能
     福島県 福島洋上風力 コンソーシアム 2000[kW]
     長崎県五島市 はえんかぜ ← GOTO FOWT 2000[kW]

  火力発電所

   出力
    … 100万[kW] … 10万[kW] … 1万[kW] …

   ボイラー(釜)

    化石燃料、バイオ燃料、ごみ固形燃料   ↑

   蒸気タービン   ↑

   CO2回収   

   石炭火力
   石油火力
    重油、
   液化天然ガス火力(LNG火力)

   コンバインド・サイクル発電(複合発電) Combined Cycle CC
    ガス・タービン + 蒸気タービン

    石炭ガス化複合発電 IGCC Integrated Coal Gasification CC

     石炭ガス化   ↑

   北海道苫小牧市・厚真町 北海道電力 苫東厚真発電所 165万[kW]
   秋田県能代市 東北電力 能代火力発電所 120万[kW]
   秋田県秋田市 東北電力 秋田火力発電所 163万3000[kW]
   福島県新地町 相馬共同火力発電 新地発電所 200万[kW]
   福島県南相馬市 東北電力 原町火力発電所 200万[kW]
   福島県広野町 東京電力 広野火力発電所 440万[kW]
   福島県いわき市 常磐共同火力 勿来発電所 187万5000[kW]
   茨城県東海村 東京電力 常陸那珂火力発電所 200万[kW]
   茨城県鹿嶋市 鹿島共同火力 発電所 105万[kW]
   茨城県神栖市 東京電力 鹿島火力発電所 566万[kW]
   千葉県千葉市中央区 東京電力 千葉火力発電所 438万[kW]
   千葉県市原市 東京電力 五井火力発電所 188万6000[kW]
   千葉県市原市 東京電力 姉崎火力発電所 360万[kW]
   千葉県袖ヶ浦市 東京電力 袖ヶ浦火力発電所 360万[kW]
   千葉県君津市 君津共同火力 発電所 115万2900[kW]
   千葉県富津市 東京電力 富津火力発電所 504万[kW]
   東京都品川区 東京電力 品川火力発電所 114万[kW]
   東京都品川区 東京電力 大井火力発電所 105万[kW]
   神奈川県川崎市川崎区 東京電力 川崎火力発電所 200万[kW]
   神奈川県川崎市川崎区 東京電力 東扇島火力発電所 200万[kW]
   神奈川県横浜市鶴見区 東京電力 横浜火力発電所 332万5000[kW]
   神奈川県横浜市磯子区 東京電力 南横浜火力発電所 115万[kW]
   神奈川県横浜市磯子区 電源開発 磯子火力発電所 120万[kW]
   神奈川県横須賀市 東京電力 横須賀火力発電所 227万4000[kW]
   新潟県聖籠町 東北電力 東新潟火力発電所 515万3000[kW]
   新潟県上越市 東北電力・中部電力 上越火力発電所 119万[kW] + 119万[kW]
   富山県射水市 北陸電力 富山新港火力発電所 150万[kW]
   石川県七尾市 北陸電力 七尾大田火力発電所 120万[kW]
   福井県敦賀市 北陸電力 敦賀火力発電所 120万[kW]
   愛知県名古屋市港区 中部電力 新名古屋火力発電所 305万8000[kW]
   愛知県知多市 中部電力 知多火力発電所 396万6000[kW]
   愛知県知多市 中部電力 知多第二火力発電所 170万8000[kW]
   愛知県碧南市 中部電力 碧南火力発電所 410万[kW]
   愛知県武豊町 中部電力 武豊火力発電所 112万5000[kW]
   愛知県田原市 中部電力 渥美火力発電所 190万[kW]
   三重県川越町 中部電力 川越火力発電所 480万2000[kW]
   三重県四日市市 中部電力 四日市火力発電所 124万5000[kW]
   京都府舞鶴市 関西電力 舞鶴発電所 180万[kW]
   大阪府大阪市住之江区 関西電力 南港火力発電所 180万[kW]
   大阪府堺市西区 関西電力 堺港火力発電所 200万[kW]
   大阪府堺市西区・高石市 泉北天然ガス発電 火力発電所 110万9000[kW]
   兵庫県神戸市灘区 神戸製鋼所 神戸製鉄所 火力発電所 140万[kW]
   兵庫県姫路市 関西電力 姫路第一火力発電所 約150万[kW]
   兵庫県姫路市 関西電力 姫路第二火力発電所 約400万[kW]
   兵庫県相生市 関西電力 相生火力発電所 112万5000[kW]
   兵庫県赤穂市 関西電力 赤穂火力発電所 120万[kW]
   和歌山県海南市 関西電力 海南火力発電所 210万[kW]
   和歌山県御坊市 関西電力 御坊火力発電所 180万[kW]
   島根県浜田市 中国電力 三隅火力発電所 100万[kW]
   岡山県倉敷市 中国電力 玉島火力発電所 120万[kW]
   広島県竹原市 電源開発 竹原火力発電所 130万[kW]
   山口県柳井市 中国電力 柳井火力発電所 140万[kW]
   山口県山陽小野田市 中国電力 新小野田火力発電所 100万[kW]
   徳島県阿南市 四国電力 阿南火力発電所 124万5000[kW]
   徳島県阿南市 電源開発 橘湾火力発電所 210万[kW]
   香川県坂出市 四国電力 坂出火力発電所 144万6000[kW]
   福岡県北九州市小倉北区 九州電力 新小倉火力発電所 180万[kW]
   福岡県豊前市 九州電力 豊前火力発電所 100万[kW]
   長崎県松浦市 電源開発 松浦火力発電所 200万[kW]
   長崎県松浦市 九州電力 松浦火力発電所 70万[kW]
   長崎県西海市 電源開発 松島火力発電所 100万[kW]
   熊本県苓北町 九州電力 苓北火力発電所 140万[kW]
   大分県大分市 九州電力 新大分火力発電所 229万5000[kW]
   鹿児島県薩摩川内市 九州電力 川内火力発電所 100万[kW]
   ・
   ・
   ・

   内燃力発電所
    離島など

    ピストン・エンジン   
     ディーゼル・エンジン

    ガス・タービン発電所

     ガス・タービン   ↑

   バイオマス発電所

    木質チップ・サイロ

    秋田県秋田市 ユナイテッドリニューアブルエナジー 秋田県バイオマス発電所 20000[kW]
    福島県白河市 ファーストエスコ 白河ウッドパワー 大信発電所 11500[kW]
    茨城県神栖市 神之池バイオエネルギー 神之池バイオマス発電所 21000[kW]
    群馬県東吾妻町 吾妻バイオパワー 吾妻木質バイオマス発電所 13600[kW]
    神奈川県川崎市川崎区 川崎バイオマス発電 川崎バイオマス発電所 33000[kW]
    新潟県糸魚川市 サミット明星パワー 糸魚川バイオマス発電所 5万[kW]
    山口県岩国市 ミツウロコグリーンエネルギー 岩国バイオマス発電所 1万[kW]
    大分県日田市 ファーストエスコ 日田ウッドパワー 日田発電所 12000[kW]
    宮崎県川南町 西日本環境エネルギー みやざきバイオマスリサイクル発電所 113500[kW] ・・・ 鶏ふん発電
    ・
    ・
    ・

   ごみ発電所(廃棄物発電所)

    RDF   ↑

    ごみ処理場   

   メタン・ガス発電所

    バイオ・ガス   ↑

    下水処理場   

  地熱発電所
   地下の蒸気、熱水を利用

   出力
    … 10万[kW] … 1万[kW] … 1000[kW] …

   蒸気タービン   ↑

   冷却塔

   バイナリー・サイクル発電(二流体サイクル発電)
    地熱が低い場合など
    沸点が低い熱媒体の蒸気でタービンを回す

    熱交換器

   北海道森町 北海道電力 森地熱発電所 25000[kW]
   岩手県八幡平市 東北水力地熱 松川地熱発電所 23500[kW]
   岩手県雫石町 東北電力 葛根田地熱発電所 8万[kW]
   宮城県大崎市 電源開発 鬼首地熱発電所 15000[kW]
   秋田県湯沢市 東北電力 上の岱地熱発電所 28800[kW]
   秋田県鹿角市 東北電力 澄川地熱発電所 5万[kW]
   秋田県鹿角市 三菱マテリアル 大沼地熱発電所 9500[kW]
   福島県柳津町 東北電力 柳津西山地熱発電所 65000[kW]
   東京都八丈町 東京電力 八丈島地熱発電所 3300[kW]
   大分県九重町 九州電力 大岳地熱発電所 12500[kW]
   大分県九重町 九州電力 八丁原地熱発電所 11万2000[kW]
   大分県九重町 九州電力 滝上地熱発電所 27500[kW]
   鹿児島県指宿市 九州電力 山川地熱発電所 3万[kW]
   鹿児島県霧島市 九州電力 大霧地熱発電所 3万[kW]
   ・
   ・
   ・

   温泉[熱]発電

    バイナリー・サイクル発電   ↑

    大分県別府市 瀬戸内自然エナジー 別府温泉

  原子力発電所(原発)

   出力
    … 100万[kW] …

    1基
     … 100万[kW] … 50万[kW] …

   核分裂[反応]   

   減速材 ・・・ 中性子を減速させて核分裂を起こしやすくする
    水、重水、黒鉛

   冷却材 ・・・ 炉心の冷却、

   原子炉

    格納容器

     圧力容器

      炉心
       燃料棒

        被覆管(ジルコニウム合金製)
         核燃料   ↑

       制御棒 ・・・ 中性子吸収

    ガス冷却炉
     冷却材:ガス

    軽水炉 LWR Light Water Reactor
     冷却材:水
     ウラン濃縮必要

     沸騰水型 BWR Boiling Water Reactor

      改良型沸騰水型 ABWR Advanced BWR
     加圧水型 PWR Pressurized Water Reactor

      一次サイクル(熱水循環) − 蒸気発生器 − 二次サイクル

      蒸気発生器 ・・・ 熱交換器

      改良型加圧水型 APWR Advanced PWR
    重水炉 HWR Heavy Water Reactor
     冷却材:水、重水
     重水で中性子減速
     ウラン濃縮不要

    高速増殖炉   ↓

   蒸気タービン   ↑

   使用済み核燃料プール SFP Spent Fuel Pool

   プルサーマル発電 ・・・ プルトニウム + サーマル(熱)・リアクター(炉) Thermal Reactor
    MOX燃料   ↑

    福井県高浜町 関西電力 高浜原子力発電所 3〜4
    愛媛県伊方町 四国電力 伊方原子力発電所 3
    佐賀県玄海町 九州電力 玄海原子力発電所 3
    France
    ・
    ・
    ・

   核燃料サイクル

    青森県六ヶ所村 日本原燃 原子燃料サイクル施設
     使用済み核燃料再処理工場/MOX燃料工場   ↓
     低レベル放射性廃棄物埋設センター   ↓
     高レベル放射性廃棄物貯蔵管理センター   ↓

    中間貯蔵 ・・・ 一時保管

    再処理/MOX燃料加工
     ・ 使用済み核燃料からウラン235(燃え残り)、プルトニウム239抽出
     ・ プルトニウム239とウラン238からMOX燃料

     茨城県東海村 日本原子力研究開発機構 東海研究開発センター 再処理施設 ・・・ 2018年から廃止作業中
     青森県六ヶ所村 日本原燃 使用済み核燃料再処理工場/MOX燃料工場
     France
     U.K.
     Russia
     ・
     ・
     ・

    高速増殖炉 FBR Fast Breeder Reactor
     高速中性子のまま ・・・ 減速材無し
      核反応 + プルトニウム239生産
     高温で運転
     MOX燃料   ↑
     試験段階

     プルトニウム239生産 ・・・ ウラン238の燃料化
      238U + 10n(中性子) −→ 239U −(β-崩壊)→ 239Np −(β-崩壊)→ 239Pu

     冷却材:液体金属(液体ナトリウムなど)
      沸点・高、
      取り扱い難

     茨城県大洗町 日本原子力研究開発機構 常陽 ・・・ 実験炉
     福井県敦賀市 日本原子力研究開発機構 もんじゅ 28万[kW]
      廃炉 [2016]

   放射性廃棄物

    低レベル

     青森県六ヶ所村 日本原燃 低レベル放射性廃棄物埋設センター
    高レベル
     使用済み核燃料から高レベルの放射性廃液
      ・ (ガラス)固化 ⇒ 冷却 ⇒ 最終処分
      ・ 核変換 + 分別 ・・・ 核分裂加速、高レベル廃棄物減量化
       研究段階

     冷却保管
      青森県六ヶ所村 日本原燃 高レベル放射性廃棄物貯蔵管理センター

     最終処分

      地層処分
       地中深く密閉

       人工バリア
        緩衝材
         オーバーパック ・・・ 金属容器
          (ガラス)固化体
      宇宙処分

      Finland ユーラヨキ オンカロ
      Sweden エストハンマル

     北海道幌延町 日本原子力研究開発機構 幌延深地層研究センター   
      深度350[m]

      地層処分実規模試験施設 RWMC ・・・ 人工バリア、
     岐阜県瑞浪市 日本原子力研究開発機構 東濃地科学センター JAEATGC   

   −−−Japan−−−
   福井県高浜町 関西電力 高浜原子力発電所 3〜4 174万[kW]
   福井県おおい町 関西電力 大飯原子力発電所 3〜4 236万[kW]
   愛媛県伊方町 四国電力 伊方原子力発電所 3 89万[kW]
   佐賀県玄海町 九州電力 玄海原子力発電所 3〜4 236万[kW]
   鹿児島県薩摩川内市 九州電力 川内原子力発電所 1〜2 178万[kW]

   ===停止中===
   北海道泊村 北海道電力 泊原子力発電所 1〜3 207万[kW]
   青森県東通村 東北電力 東通原子力発電所 1 110万[kW]
   宮城県女川町 東北電力 女川原子力発電所 2〜3 165万[kW]
   福島県富岡町・楢葉町 東京電力 福島第二原子力発電所 1〜4 440万[kW] ・・・ 廃炉
   茨城県東海村 日本原子力発電 東海第二発電所 1 110万[kW]
   新潟県柏崎市・刈羽村 東京電力 柏崎刈羽原子力発電所 1〜7 821万2000[kW]
   石川県志賀町 北陸電力 志賀原子力発電所 1〜2 174万6000[kW]
   福井県敦賀市 日本原子力発電 敦賀発電所 2 116万[kW]
   福井県美浜町 関西電力 美浜原子力発電所 3 82万6000[kW]
   福井県高浜町 関西電力 高浜原子力発電所 1〜2 165万2000[kW]
   静岡県御前崎市 中部電力 浜岡原子力発電所 3〜5 361万7000[kW]
   島根県松江市 中国電力 島根原子力発電所 2 82万[kW]

   核燃料製造
    茨城県東海村 三菱原子燃料
    茨城県東海村、大阪府熊取町 原子燃料工業
    神奈川県横須賀市 グローバル・ニュークリア・フュエル・ジャパン

   事故

    炉心溶融(メルトダウン)

    チェルノブイリ原発事故 [1986]
    福島第一原発事故 [2011]
     福島県双葉町・大熊町 東京電力 福島第一原子力発電所 1〜6 (469万6000[kW]) ・・・ 廃炉

     中間貯蔵事業   
      福島県いわき市 中間貯蔵管理センター
      福島県大熊町 中間貯蔵工事情報センター
     福島県富岡町 東京電力廃炉資料館 ← エネルギー館

     環境省 除染情報サイト
     環境省 放射性物質汚染廃棄物処理情報サイト
    ・
    ・
    ・

  太陽熱発電所

   集熱器 ・・・ 太陽ボイラー
    蒸気発生器

   蒸気タービン   ↑

   ソーラーポンド発電
    表層と下層の温度差の利用

    下層(ソーラーポンド、塩水池)
     太陽から蓄熱

  太陽光発電所

   太陽電池   ↑

   大規模太陽光発電所(メガソーラー) ・・・ 出力1000[kW](1[MW])超

    出力
     … 100万[kW](1000[MW]=1[GW]) … 20万[kW] … 10万[kW](100[MW]) … 5万[kW] … 1万[kW] … 1000[kW]

    北海道安平町 SBエナジー 苫東安平ソーラーパーク 11万1000[kW]
    青森県六ヶ所村 ユーラスエナジー 六ヶ所ソーラーパーク 14万8000[kW]
    青森県六ヶ所村 未来創電上北六ヶ所 上北六ヶ所太陽光発電所 71000[kW]
    宮城県大崎市 パシフィコ・エナジー 古川メガソーラー 56900[kW]
    宮城県亘理町 山佐 亘理太陽光発電所 79500[kW]
    福島県相馬市 レナトス相馬ソーラーパーク 52500[kW]
    福島県南相馬市 ソーラーパワー南相馬・鹿島 南相馬真野右田海老太陽光発電所 59900[kW]/南相馬原町東太陽光発電所 32300[kW]
    茨城県日立市 エネルギープロダクト、 日立十王太陽光発電所 54000[kW]
    新潟県新潟市西区 オリックス 新潟県四ツ郷屋発電所 55600[kW]
    富山県・石川県 ファースト・ソーラー 石川沢川太陽光発電所 59500[kW]
    岐阜県郡上市 パシフィコ・エナジー 美並メガソーラー 54800[kW]
    愛知県田原市 たはらソーラー・ウインド ソーラー 5万[kW]/ウインド 6000[kW]
    愛知県田原市 たはらソーラー 第一発電所/第二発電所 40200[kW] + 40700[kW]
    三重県津市 オリックス 51M津メガソーラー発電所 51000[kW]
    三重県松阪市 クアンタムグループ チェリーレイク太陽光発電所 98000[kW] ← チェリーレイクカントリークラブ
    岡山県瀬戸内市 瀬戸内Kirei未来創り 瀬戸内Kirei太陽光発電所/錦海塩田跡 23万5000[kW]
    山口県美祢市 SUNホールディングス 旧新美祢カントリー倶楽部太陽光発電所 56300[kW]
    大分県大分市 大分ソーラーパワー 82000[kW]
    大分県宇佐市 スパークス・グループ SGET宇佐メガソーラー 50000[kW]
    宮崎県宮崎市 パシフィコ・エナジー 細江メガソーラー 96200[kW]
    鹿児島県鹿児島市 鹿児島メガソーラー発電 鹿児島七ツ島メガソーラー発電所 7万[kW]
    ・
    ・
    ・

    水上フロートメガソーラー
     埼玉県桶川市赤堀 ウエストホールディングス メガソーラー 1179[kW]
     千葉県市原市 京セラTCLソーラー 千葉・山倉水上メガソーラー発電所/山倉貯水池 13700[kW]
     兵庫県加西市 京セラTCLソーラー 逆池水上メガソーラー発電所 2300[kW]
     島根県安来市 SOLARWAVE安来 安来発電所 1000[kW]

   宇宙太陽光発電所 SPS Space Power Station、
    宇宙で発電、地球へ送電
    日射強度 = 太陽定数(= 1.366[kW/m2])のまま利用

    太陽発電衛星 SPS Solar Power Satellite
    電力伝送装置
     研究中

  核融合発電
   研究中

   核融合[反応]   

   プラズマ閉じ込め ・・・ 極高温維持
    プラズマ   

    ・ 磁場利用
    ・ レーザー利用

   核融合炉

    核融合燃料
     重水素、トリチウム、ヘリウム3

    茨城県那珂市 日本原子力研究開発機構 那珂核融合研究所   
    岐阜県土岐市 自然科学研究機構 核融合科学研究所 NIFS   

   蒸気タービン   ↑

   国際熱核融合実験炉 ITER   → www.iter.org/
    France Saint Paul lès Durance Cadarache カダラッシュ・センター   → www-cad.cea.fr/

  海洋エネルギー

   潮汐発電
    干満で生じる潮流(水流)を利用

    水タービン   ↑

   海流発電
    研究中

    水タービン   ↑

   波力発電
    波の上下運動が生み出す気流を利用

    空気タービン   ↑

    ピストン室

   海洋温度差発電

    外燃機関   

 変電所

  変圧器(トランス)

   コイル   

  50万[V]変電所

  一次変電所
   10万超[V]から降圧

  柱上変圧器   ↓

 周波数変換所

 電線
  送電線
   発電所〜変電所
  配電線
   変電所〜電柱
  引込線
   電柱〜家庭

  周波数
   東日本:50[Hz]
   西日本:60[Hz]

  ガイシ(碍子) ・・・ 送電線の支持

   絶縁体

  スペーサー ・・・ 送電線間隔保持

  地中化

  海底送電線(海底ケーブル)

 鉄塔

 電柱

  柱上変圧器

 電力量計

  買電 ・・・ 電力会社から
  売電 ・・・ 電力会社へ

  ブレーカー(遮断器)

   配電盤 ・・・ 電力分配

   コンセント

    日本(家庭・オフィス):100[V]

    プラグ/アダプター   

 スマートグリッド ・・・ 次世代送電網
  電力供給の最適化
   ITで自動制御

 電気料金

  燃料費
   原油価格   ↑

  [再生可能エネルギー]固定価格買取制度 FIT Feed-in Tariff
   再生可能エネルギーで発電して電力会社へ売電
    水力、風力、太陽光、地熱、バイオマスが対象

 石油換算トン Tonne of Oil Equivalent [toe]
  1[toe] = 41.87[GJ] ・・・ 石油1[t]分

 一次エネルギー総供給
  = 国内生産量 + 輸入量

  日本(2012年度):2.2×1019[J] ・・・ 資源エネルギー庁 総合エネルギー統計より

  化石エネルギー依存度
   = 化石エネルギー総供給/一次エネルギー総供給 × 100

   日本
    2012年度(資源エネルギー庁統計):92.5[%]

   石油依存度
    = 石油総供給/一次エネルギー総供給

    日本
     2012年度(資源エネルギー庁統計):47.4[%]

  エネルギー自給率
   = 一次エネルギー国内生産量/一次エネルギー国内供給 × 100

   日本
    2012年度(資源エネルギー庁統計):8[%]
     原子力を国産とみた場合:8.7[%]

    2010年度(資源エネルギー庁統計):7.7[%]
     原子力を国産とみた場合:19.1[%]
    2010年(IEA統計):4.4[%]
     原子力を国産とみた場合:19.5[%]

 エネルギー消費量

  日本(2012年度):1.4×1019[J] ・・・ 資源エネルギー庁 総合エネルギー統計より

  世界(2011年):123億(1.23×1010)[toe] = 51.5×1019[J]

  電力消費量
   電力量   

   日本:一世帯あたり
    〜約10[kWh/日]
    〜約300[kWh/月]
    〜約3600[kWh/年]

   停電

    ・ 自然災害
     落雷、台風、地震、
    ・ 電力不足

    計画停電

 省エネルギー

  節電

  排熱(廃熱)利用
   周囲の施設で排熱利用
    ごみ処理場、発電所、

   コ−ジェネレーション(熱電供給) co-generation
    (自家)発電所の周囲の施設へ熱供給

  雪氷熱利用
   冬の雪・氷を夏まで保存
   冷房、農作物の冷蔵、

 排出ガス(排ガス)

 電気事業連合会

国際エネルギー機関 IEA   → www.iea.org/
 France パリ