水力発電の豆知識

水力発電って、教科書だと「水でタービンを回して電気にします」みたいに、さらっと終わりがちですよね。

でも実際は、ダムの中の工夫だったり、川の水の使い方だったり、知れば知るほど「へえ！」が増えるタイプの発電です。しかも身近な川や雨の話につながるので、覚えるというより、なんとなくイメージしやすいのも良いところ。

というわけで今回は、意外に知られない水力発電の雑学を5つ集めました。読み終わるころには、ダムや川を見たときの景色がちょっと変わるかもしれませんよ。

①夜でも雨がなくても発電できる

水力発電って「雨が降らないと止まるのでは？」と思われがちです。たしかに水がないと回りませんが、実はダムがあるタイプだと話が変わってきます。

というのも、ダムは水をためておけるので、言いかえれば水を貯金している状態なんです。雨が降った日にたまった水を、必要なときに少しずつ流して発電する。だから、雨が止んだあとでも電気をつくれる時間が出てきます。

しかも夜でも発電できるのが面白いところ。太陽光みたいに「夜はお休み」というわけではなく、水の量と流すタイミングを調整すれば、夜間にも電気を作れます。もちろん無限ではありませんが、「自然まかせ100％」よりは、人がコントロールできる部分が増えるんですね。

じゃあ全部の水力が「水の貯金」なの？

ここがポイントで、水力発電にはいろいろ種類があります。ダムで大きくためるタイプもあれば、川の流れをそのまま使う流れ込み式みたいなタイプもあるんです。ようするに、「貯金できるか」は水力発電の種類しだい、ということですね。

②実は「巨大な電池」でもある

水力発電の中でも、とくに雑学っぽくておもしろいのが揚水発電です。これ、ふつうの発電と逆向きのこともします。

まず、電気が余りやすい時間帯（たとえば夜など）に、その電気でポンプを動かして、水を上のダムへくみ上げます。つまり「電気を使って水を上に持ち上げる」んです。そして電気が必要な時間帯になったら、その水を落として発電する。逆に言えば、揚水発電は電気をためるための発電所でもあるわけです。

ここで大事なのは、ためた電気をそのまま箱に入れるわけじゃないこと。水を高い場所に持ち上げて「位置のエネルギー」としてためている。だから「巨大な電池」と呼ばれることがあるんですね。

なんでわざわざ、いったん電気を使うの？

もちろん、くみ上げるときに使う電気と、落としてつくる電気は同じ量にはなりません。損はあります。でも、電気って必要な瞬間に出せるかが大事なんです。だからこそ、余った電気を使って準備しておき、ピークのときに一気に出力できる揚水発電は、電力の世界でかなり頼りにされています。

③水力発電の心臓部はタービンだけじゃない

水力発電というと、どうしてもタービンの話に目が行きますよね。もちろんタービンは主役級ですが、もうひとつ大事な装置があります。それが調速機です。

発電機は、回る速さが変わりすぎると電気の状態が乱れやすくなります。そこで調速機が、流す水の量を調整して、タービンの回転を安定させるんです。つまり、調速機は「回りすぎ」「回らなさすぎ」を防ぐブレーキ役でもあり、アクセル役でもあります。

しかも水は、川の流れやダムの放流で急に条件が変わることがあります。だからこそ、水量の変化に合わせてサッと調整できる仕組みが必要になる。見えないけれど重要、というやつですね。縁の下の力持ち。

「回転を安定させる」と何がうれしいの？

回転が安定すると、結果として電気の品質が安定しやすくなります。家の照明やスマホの充電みたいに、毎日使うものほど、じわっと効いてくるポイントです。ようするに、安定した電気を出すために、調速機は欠かせない存在なんです。

④「水を使い切る」のではなく、下流へ返している

水力発電って、「水を使ってしまう」と思われることがあります。でも実際は、たいていの場合、水は発電に使ったあと下流へ返す形になります。つまり、水そのものが消えるわけではありません。

というのも、水力発電は水を燃やしたり、化学変化させたりするわけじゃなくて、主に高さの差と流れの力を借りているだけなんです。だから水は、タービンを通ったあとも水のまま流れていきます。

ただし、ここで気をつけたいのが「いつ・どれくらい流すか」です。ダムがある場合、放流のタイミングで川の流れ方が変わることがありますし、魚の移動や川の環境にも関係してきます。なので、ただ返せばOKという単純な話ではなく、ちゃんと管理が必要なんですね。

「返す水」が大事になる場面って？

たとえば、川の生き物がくらすには一定の流れが必要なことがあります。そこで発電の計画と合わせて、下流の流量を守る考え方が使われることもある。発電と川の暮らし、両方を見ながらの調整です。

⑤実はダムがなくてもできる

水力発電＝巨大ダム、というイメージは強いです。でも実は、ダムがなくてもできる小水力発電という考え方があります。用水路や小さな川の落差を使って、コツコツ発電するタイプですね。

こういう小さな水力は、発電できる量がドカンと大きいわけではありません。けれど、場所によっては地元で使う電気を地元で作る助けになったり、施設の電気代を少し軽くできたりします。だからこそ、派手さはないけれど、じわっと役に立つ存在なんです。

しかも、小水力は「使える落差を探す」という発想が面白いです。たとえば水路の途中にある段差、農業用の水の流れ、施設の排水の流れなど、身近な場所にもヒントがある。そう考えると、水力発電って急に生活に近づいてきますよね。

小さいのに、何がそんなに良いの？

大きなダム工事が必要なタイプに比べると、場所によっては導入のハードルが下がることがあります。もちろん許可や設計は必要ですが、「小さく始められる」という意味で選択肢が増える。ようするに、水力発電は巨大プロジェクトだけではなく、身近なスケールでも活躍できるんです。

ここまでで「水力発電の豆知識：意外に知られない雑学5選」というテーマでお話してきました。

まとめると──

1. ダム式は「水の貯金」で、雨が止んでも夜でも発電できる場面がある。
2. 揚水発電は水をくみ上げてためるので、巨大な電池みたいに働く。
3. 水力は水を使い切らずに返しつつ、小水力のように身近にも広がる。

──以上3点を押さえるだけで、水力発電の見え方がぐっと立体的になります。

ダムを見たときに「水をためている」だけじゃなく、「いつ流して、どう安定させているのかな？」と想像できるようになるんです。

水力発電は、水の動きを読み取り、上手に使い分ける技術のかたまり──この目線があると、ニュースでも授業でも理解が一段ラクになりますよ。