【エネルギーの基礎知識】

エネルギーの基礎知識をおさえていただくと理解が深まります

 

◇あたりまえに存在する太陽ですが・・

太陽光発電は太陽の光という自然の恵みで発電するわけですが、かんじんの太陽についてみてみます。


 

◇地球を直径4cmのピンポン玉にまで縮めると太陽は・・

太陽は巨大なことは誰もが知っていますが、イメージするために直径4m強の球体が太陽だとすると470mほどのところでピンポン玉の地球がまわっているようなものです。

さらに地球の直径を1mmすると太陽の直径は11cm程のソフトボール大になり、太陽―地球間は12m程になります。

 

 

◇太陽エネルギーのすごさは膨大であり無料です

地球には8分で届く光ですが、地球にふりそそぐわずか1時間の太陽エネルギーで人類が一年間で消費するエネルギーをまかなえるといいます。

1秒間に届くエネルギーは人類が1秒間に消費しているエネルギーの1万倍以上です。

太陽の光



◇エネルギーとは

仕事をあらわすギリシャ語からきた言葉で、「物体が仕事をする能力」です。

仕事とは、熱をもったり、動いたり、変形したりすることです。

 

 

◇エネルギー保存の法則とは

熱力学第1法則ともいいますが、エネルギーはつくられたり破壊されたりせず、「単に変換される」という法則です。

姿を変える前と後で総和(総量)は変わらない特性があります。

すべてのエネルギーは最後に熱になります。

数式



◇熱とは

物質内部の分子の振動です。

加熱すると振動は速くなります。分子が互いにぶつかる頻度が増し、分子間の距離がまします。そのため物質が熱くなると膨張します。

海水温が上がると水が膨張するのはそのためです。

 

 

◇熱力学第2法則とは

こむずかしいお話ですが、エネルギーは常に一定方向に移動するというものです。熱は低温の物体から高温の物体へは移らない。

物質は整然とした状態より、無秩序な時の方がずっと多いということです。よって万物は放っておくとどんどん散らかります。

物質は秩序だった状態から、無秩序へ変化するのです。

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◇無秩序状態は万物の運命です

全ては最終的に秩序から崩壊と無秩序へと移り、

身のまわりであれば変化と劣化の過程は避けられません。

万物の死も網羅し、人間の命も宇宙の運命もあてはまるといいます。

無秩序が複雑さを生み出したのです。新たな秩序と構造物をうみだす。

 

◇車のエンジンはまさに熱力学第2法則の利用です

ガソリンはエネルギーの塊で、整然とした物質です。ところがエンジンを点火すると体積が2000倍のガスに変わります。

そして熱と音を周囲にまき散らしながら無秩序へとかわるのです。

ガソリンを吸い出しピストンを駆動するために使います。

つまりエンジンは秩序から無秩序に変わる流れを利用している。

 

 

◇我々人間も、エネルギーが整然と詰まった食品を食べます

体は消化によりそのエネルギーを崩し生きる力にしています。

 

 

◇エネルギーには種類があります

位置、運動、電気、光、熱、化学、核エネルギーがありますが、容易に姿を変えることができます。

たとえばテレビの場合、電気は光や音、熱に姿を変えます。  

手をこすると熱はうまれますが、これは運動エネルギーから熱への変化です。

高いとろから低いところに流れる川やモノが落下するのは位置エネルギーです。


 

◇さらに種類があります

自然の中に存在する石油や石炭を一次エネルギーといいます。

それらを使いやすいような形にかえた電気やガス、ガソリンを二次エネルギーといいます。


 

◇太陽のエネルギーは核融合エネルギーです

簡単にいうと電磁波のエネルギーです。超巨大な発電所です。

一方で、地球も巨大な発電所であり電磁石で、地球の内部(コア)に10億アンペアの電流がリング状に流れているといいます。


 

◇再生可能エネルギーとは

限りある化石燃料と比較して、光、風、水、波、地熱など人間の時間スケールで考えれば無尽蔵であるエネルギーのことです。

再生可能とは英語でRenewableの訳語で、つねに補充される、継続できるという意味です。


 

◇電気とは

電気エネルギーは、光になったり、熱や動力、音や映像など他のエネルギー以上に変換が容易で変身上手といえます。

節電

 

発電所でつくられた電気は送電線、変電所などの設備を通り、電柱から家への引込線を通って届いた電気は、外にある電力メーターや室内にある分電盤を通って家庭などに一瞬で届きます。

電気は光の速さ(1秒で地球7周半)で流れるもので、そのものをとどめることはできず、別のエネルギーに変えるしかありません。

 

 

◇電気は「豊かさの象徴」です

つい最近のことで、1800年に発明されました。

発電機は発明されたのが1869年です。

東京夜景


 

◇日本は世界5位のエネルギー消費大国です

温暖化ガス排出も同じく5位です。

消費するエネルギーの大半を海外から輸入する石油、石炭、天然ガスなどの化石燃料にたよっています。

買う資源価格が高くなれば、光熱費が上がり家計負担が増えてしまいます。

東京タワーと夜景

日本全体としても大打撃で日本の国際競争力も低下し、まわりまわって家計にも二重で大打撃というわけです。


 

◇電力とは

電気が仕事をする力のことです。英語ではPowerで「瞬発力」と思ってください。

単位はW(ワット)、kW(キロワット)であらわします。

k(キロ)は1000を表す単位で、1000wが1kWです。

別のいいかたをすれば経済の血液ともいえます。安く安定した供給が経済活動に欠かせません。

 

 

◇電力量とは

電気を使った量のことで、「持久力」と思ってください。

単位はWh(ワットアワー)であり、kWh(キロワットアワー)です。

 

 

◇W(ワット)とは

電化製品が、1秒間に消費するエネルギーです。電力ともよばれます。

k(キロ)は1000を表す単位で、1000wが1kWです。

エコなコンセント

 

◇kW(キロワット)とkWh(キロワットアワー)の違い

kWがその瞬間の電力の出力値ですが、kWhはh(アワー)が時間であり、ある一定期間における電気の総量をいいます。

お風呂にたとえると、蛇口から出る瞬間の水量(断面)がkWで、浴槽にたまったお湯の量がkWhだと思ってください。

 

 

◇V(ボルト)とは

電圧の大きさ(高さ)を示す単位です。

 

 

◇電圧とは

おおざっぱにいえば電流を流そうとするはたらきです。

電圧が高ければ高いほど、電流を流す働きが強くなります。

 

 

◇A(アンペア)とは

1秒の間に流れる電気の量(電流)を示す単位です。

 

 

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