私たちの電力システムの基本を理解する

May 08 2022
持続可能性の専門家のための入門書
私たちは、一生に一度の電力インフラストラクチャの移行の真っ只中にあります。私たちは同時に、クリーンなエネルギー生成に移行し、建物、運輸、および産業部門に電力を供給しています。
アメリカ公共電力協会による写真

私たちは、一生に一度の電力インフラストラクチャの移行の真っ只中にあります。私たちは同時に、クリーンなエネルギー生成に移行し、建物、運輸、および産業部門に電力を供給しています。1900年代初頭以来、電力インフラストラクチャのこのような大規模な構築は見られませんでした。今日の電力インフラストラクチャはどのようになっていますか?また、どのように変化していますか?これが私たちの電力システムの基本のいくつかについての短い入門書です。

システム概要

当社の電力システムは、リアルタイムでエネルギーを供給します。つまり、ライトをオンにすると、そのライトの電力が即座に生成され、輸送されてから供給されます。このシステムは数十年の歳月をかけて製造されており、高レベルの信頼性を実現しています。これは、ライトをオンにしてエネルギーの需要を知らせると、エネルギーの経路になります。

発電(発電所)→発電所→高圧送電線→変電所→配電線→消費者(住宅、商業、または産業)

エネルギーは最初に発電所で生成されます。発電所は、太陽光や風力のように、理想的にはクリーンな発電所です。次に、エネルギーは発電所で高電圧の電気エネルギーに変換され、高電圧(HV)電力線を横切って、電力の産業、商業、および住宅のユーザーを含むエンドユーザーに近い変電所までトレッキングします。変電所から、電力はより小さな配電線を介してより低い電圧でそれらのエンドユーザーに配電されます。このシステムは、発電、送電、配電の3つの基本的な部分に分けることができます。このようにこれらのシステムを理解することは、エンジニア以外の人が現在の電力システムがどのように設定され、より持続可能な未来への移行においてどのように変化しているかを理解するのに役立ちます。

単語

電力システムの流れを理解することに加えて、政策立案者が私たちの電力インフラに関連するいくつかの用語を理解することは重要です。これらの用語は同じ意味で使われることもありますが、政策立案者が有効にしようとしているシステムを実際に構築しているエンジニアと話すときは、問題になる可能性があります。

電圧:電圧について考えるときは、家のコンセントについて考えてください。たとえば、ランプを差し込むコンセントは、110ボルトまたは120ボルトのコンセントである可能性があります。冷蔵庫や洗濯機を接続するコンセントは、220ボルトまたは240ボルトである可能性があります。これらは、最大数十万ボルトを得ることができる高圧送電線と比較して小さな数です。電圧は、ワイヤーを介して2点間で電子を押したり引いたりする力です。

電流:電圧が電子を押したり引いたりする力である場合、電流はそれらの電子の流れです。水の文脈での電圧は、パイプを通して水を押す圧力として理解することができます。その圧力は、パイプに水があるかどうかに関係なく存在する可能性があります。アンペアで測定される電流は、ワイヤを流れる流量です。

電力:これはワットで測定された仕事の単位です。電力は電流と電圧の積です。つまり、100ワットの電球について考えると、電球は100ワットの光を生成するために作業を行っているということです。より効率的な電球は、より少ないワット数で同じ量の光を生成できます。

エネルギー:あなたがどれだけの期間にどれだけの電力を必要とするかを見積もろうとしているなら、あなたは実際にあなたがどれだけのエネルギーを必要としているかを見積もっています。エネルギーは力と時間の産物です。つまり、1日に必要なエネルギー量を知りたい場合は、使用する電力量に使用する時間の量を掛けます。これにより、特定の用途または場所に必要な電気エネルギーの適切な見積もりが得られます。

概要

もちろん、これは私たちの新しい電力システムの構築に関連するポリシーを書くためにあなたが知る必要があるすべてではありませんが、これは発電、送電、配電の世界に足を踏み入れたばかりの人々にとって良いスタートです。我が国が持続可能な未来への移行期に近代的な電力システムを構築するにつれ、発電、送電、配電についての基本的な理解を持つことはますます有益になるでしょう。電力システムに関連するより完全な知識体系を構築するには、まず基本をマスターし、設計しているシステムの基本とそれらのシステムのコンポーネントの測定単位を理解する必要があります。基本をしっかりと理解したら、知識ベースに複雑さとニュアンスを追加できます。

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