火力発電エネルギー変換の流れ:何エネルギーから何エネルギー?

火力発電エネルギー変換の流れ

火力発電ではまず燃料の化学エネルギーを燃焼によって熱エネルギーに変える。次にその熱で水を蒸気にし、蒸気の運動エネルギーでタービンを回す。最後に発電機で運動エネルギーを電気エネルギーへと変換している。

火力発電エネルギー変換の流れ:何エネルギーから何エネルギー?

火力発電は、ただ燃やして電気をつくっているわけではありません。
じつはその中では、エネルギーが姿を変えながらバトンリレーのように受け渡されています。


何から始まり、何に変わるのか。
この流れを知ると、発電のしくみがぐっと見えてきますよ。


順番に追いかけてみましょう。



スタートは燃料の「化学エネルギー」

火力発電の出発点は、石炭や天然ガスなどの燃料です。
これらの中には、目に見えないエネルギーが蓄えられています。


それが「化学エネルギー」。
物質の中にたくわえられた結びつきのエネルギーです。


燃料を燃やすと、その結びつきがほどけてエネルギーが外に出ます。
つまり、燃焼とはエネルギーの解放なんですね。


火力発電は「燃料の中にたまっていた化学エネルギー」から始まるのです。
ここがすべてのスタート地点です。


火力発電は燃料に蓄えられた化学エネルギーから始まるのです!


熱→水蒸気→回転の「運動エネルギー」へ

燃料が燃えると、まず生まれるのは「熱エネルギー」です。
ボイラーの中で水が熱せられ、やがて高温・高圧の水蒸気になります。


この蒸気が勢いよくタービンに吹きつけます。
すると羽根が回り始めます。


ここでエネルギーは、
熱エネルギー → 蒸気の流れのエネルギー → 回転のエネルギーへと変わります。


エネルギーは「熱」から「動き(運動エネルギー)」へ姿を変えているのです。
ぐるぐる回る巨大なタービン。その回転が鍵になります。


この段階では、まだ電気はできていません。
あくまで「回っているだけ」です。


熱は蒸気の流れとなり、やがて回転という運動エネルギーに変わるのです!


最後に発電機で「電気エネルギー」に変わる

タービンが回ると、その軸につながった発電機も回ります。
ここでいよいよ、電気の出番です。


発電機の中にはコイルと磁石があります。
回転によって磁場が変化し、電気が生まれます。


この現象を「電磁誘導」といいます。
運動エネルギーが、電気エネルギーへと変わる瞬間です。


回転のエネルギーが、最終的に電気エネルギーへ変換されるのです。
ここでようやく、私たちが使える電気になります。


エネルギーは消えていません。
形を変えただけなのです。


回転エネルギーは発電機で電気エネルギーに変わるのです!


 


火力発電のエネルギー変換は、
化学エネルギー → 熱エネルギー → 運動エネルギー → 電気エネルギーという流れです。


燃やすだけでは終わりません。
エネルギーは姿を変えながら、私たちの暮らしを支えているのです。