◆力率が100%にならない理由は?

 

電力は、「電圧×電流」で生まれます。

水道にたとえると、電圧→水圧、電流→水流、電力→水量(貯まる水)です。

蛇口をひねって水圧を調整し、水流を発生させることで水が貯まっていくのと同じように、

電圧と電流を掛け合わせることで電力を生むことができます。

 

理論的には、電圧と電流が同じ力を常に発揮できれば

力率100%、つまり電力を100%有効に使える状態となるわけです。

 

しかし、発電所から電気を送る場合はもちろん、

50kw未満と低圧の太陽光発電システムでも、発電出力が大きいため、

必ず変圧をしなければなりません。

また、変圧器(トランス)や安定器にはコイルやコンデンサが組み込まれているため、

それらを電流が通ることで、電圧との間に時間差が生じます。

そうなると、有効に使える電力の割合が下がるため、力率も低下するという仕組みです。

 

◆力率の仕組みは、生ビールに近い?!

 

力率を考えるとき、もうひとつ理解しなければならないのは「無効電力」の存在です。

細かく説明するのは専門的になりすぎるため避けますが、

力率90%ならば、「有効電力が90%、無効電力が10%」となります。

 

イメージとしては、生ビールの状態が近いかもしれません。

泡の部分が無効電力、液体の部分が有効電力。

泡が多すぎると困りますが、まったくないとビールの美味しさが損なわれてしまう…。

力率の実態を表していると言えます。

 

 

無効電力は、売電先の電力会社が、電圧の上昇を防ぐために注入するもので、

その名のとおり実際に使われることはありません。

電力会社と太陽光発電システムの間を行ったり来たりしているものです。

 

この無効電力が増えると、有効電力が減ってしまうため、力率が下がります。

売電する側にとってはあまり歓迎できませんが、

力率を限界まで上げてしまうと、周辺の系統電力の電圧が上昇するリスクがあり、

電気事業法の規定内におさまらない可能性が出てきますので、やむを得ません。

東京電力が

「電圧対策に対する公平性の確保ならびに長年にわたる発電事業継続のための地域共生」

と表現しているのも、これが理由なのです。

 

ちなみに有効電力と無効電力を合わせたものを「皮相電力」と呼びます。

上記のようにビールで例えますと、皮相電力は泡と液体を足した全体のことですが、

細かい説明はまた今度にさせていただきますね。

 


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