電気の流れは直流と交流があります。

こんにちは、今回の記事では送電方法として直流で送るのか、交流で送るのかというのは状況に応じて適した送電方法があります。

電気の量や環境に応じて、なるべく損失の少ない方法で電気は送るほうがいいですよね

そこで今回は直流送電と交流送電のそれぞれの特徴やどのような状況のときに適しているかなどをご紹介していきたいと思います。

電気の資格試験などではよく出題される項目ではありますので、知識として持っておくとより資格のプラスになると思います。

直流送電とは

送電方法で直流の状態で送電する方式になります。

直流の特徴として長距離、大容量などの電力の際にロスが交流よりも少なくなっております。

直流で長距離を送電する場合は高電圧にして送るので、大容量長距離架空送電や系統短絡電流を抑制するものに使用されています。

長距離というと海の中をずっとケーブルを引っ張っている、いわゆる海底ケーブルもこの直流送電の方法で送られています。

発電された電気は交流であることが多いので、そういった電力の場合は交直変換器や直流リアクトルなどを使用して直流に変換する必要があります。

直流送電のメリット

直流送電のメリットの一つとして、交流と比べると最大電圧が低くなるというところになります。

実効値が同じ交流と比較すると電圧が小さくなりますので、絶縁が簡単になるというメリットが生まれます。

要求される絶縁能力が下がるだけでも長距離の送電では大きな違いになってきます。

更に表皮効果という動線の表面にしか電気が流れなくなる現象は周波数によるものなので交流の場合はこのような現象の対策も必要になります。

その他にもリアクタンスや静電容量などの無効電力などの交流による損失も影響がありませんので、総合的に見て電力損失が交流よりも少ないというところが直流送電の最大の特徴でしょう。

直流送電のデメリット

損失を少なくして電気を送れるのが直流送電のメリットでしたが、デメリットもちろんあります。

交流の場合は周波数の関係で零点があります。

大容量の電流を遮断するときにはこの零点を作らないといけません。

直流の場合はこの零点がないため、電流の遮断が難しくなってしまうのです。

もう一つのデメリットとしては、世の中で使用されている機器はほとんどが交流を使用しているため、必ず交直変換を行わなくてはいけません。

そうした変換設備が必要となるのもデメリットとして挙げられるでしょう。

この交直変換の際には高調波も出ますので、その対策も必要になってきます。

交流送電とは

直流送電とセットで使用されているのは交流送電になります。

交流には単相交流と三相交流という2つがありますが、送電の際に使用されるのは三相交流となります。

交流の都合上、三相が一番効率が良いからと言うのが理由ですので、二相や四相がないのはそういった理由からなのです。

送電は極力、損失を減らさないといけませんので、単相を使用されることはありません。

交流送電の際にはポイントとなるのは、変圧器、力率調整、電線路制御装置となってきます。

交流送電のメリット

交流送電の最大のメリットは送電の際の設備のコストが安いというところにあります。

直流送電に関しては必要な設備が多くなってしまいますので、導入の際のコストがかなり高くなってしまいます。

もちろんランニングコストとしては直流のほうが安いのですが、初期コスト分のほうがメリットが多い場合には交流送電を採用するのが良いでしょう。

交流は何か電気的な事故が起こった場合でも遮断が簡単なのでその点に関してもメリットだと言えるでしょう。

さらに交流送電は変圧器を通すことで、簡単に変圧できるというところもメリットの一つです。

総合してみると、直流よりも取り扱いが簡単だということが交流のメリットでしょう。

交流送電のデメリット

交流は直流と比較して最大電圧が非常に大きくなります。

そのため、絶縁設計を強化しなくてはいけませんので、コストが発生します。

また電流も大きいことから電力損失や電圧降下も大きくなるため、長距離の送電となると直流送電にかかる初期コスト以上にデメリットが大きくなってきてしまいます。

直流送電と交流送電のまとめ

今回の記事では直流送電と交流送電のメリット・デメリットについてお話してきました。

このどちらの送電方法も世の中では使われているポイントがありますので、どちらがいいというようなものではありません。

しかし、日本の電力会社が使用している送電はほとんどが交流送電となっています。

直流送電は長距離送電に向いていますが、日本がそれほど大きな国ではないことや海外との海底ケーブルくらいしか本当の意味での長距離送電がないからと言えるでしょう。

そのため、直流送電の知識については資格試験のために把握しておくくらいで問題ないでしょう。

実際に施工などの検討をする際には交流の知識をより深めておく方が役に立つと言えます。