交流電流の送電ロスが小さいその理由って？

質問

「交流電流は直流電流に比べて送電線でのロスが少ないので、遠隔地にある発電所からの送電に都合がよい」
教科書にはそう書いてありますが、
時間とともに電流の方向が正弦波周期で変わることが、直流に比べて送電ロスが少ない理由や理屈って、一体何なのでしょうか？
それとも単相交流の場合は、あまり送電線ロスに交流直流の差はない、のでしょうか？

回答No.2

ohkawa3 · ベストアンサー

質問者さんが疑問に感じることはもっともだと思います。
同じ送電電圧で比べれば、送電線における電力損失は、交流／直流のいずれでも大きな差はなく、どちらかと言えば長距離送電では直流の方が有利です。
差が生じるのは、交流から直流へ、直流から交流への変換回路部分の損失があるからです。
発送配電は3相交流システムとして確立しているので、直流送電を取り入れると変換回路で生じる損失が余分に発生するので、総合的にみて得策ではないということでしょう。
どのような教科書を参照なさっているのか不明ですが、注目なさった箇所だけでなく、前後関係をよく読めば疑問を解消できるかもしれません。

過去にも、同様な質問に回答が寄せられていますから、参考になさったらいいと思います。
https://okwave.jp/qa/q5955309.html

お礼

ありがとうございます。
確かに、「トランスで変圧して高圧電線で送電する」という要素が抜けていましたね。全くおっしゃる通りです。それから、同じ送電電圧でのロスに着目すれば直流交流に大差ない(むしろ直流の方がロス小のケースもある)、という点も、腑に落ちました。

回答No.5

Donotrely

本当に教科書にそう書いてあったとは思いません。あながあなたなりに要約したんですよね？だとすると解釈が曲がってしまってます。送電ロスを小さくするのに一番重要なのは、電圧を上げることです。電圧を上げると、同じ電力を送るのに電流を小さくできます。電流が小さいと送電路の抵抗ロスが減ります。この点に関し交流は変圧器を使い容易に電圧を上げ下げできますから、送電前に高電圧にし、需要地に近づくにつれ降圧するようにすればロスが小さくなる旨の説明があったと推察します。
このような方法が直流では難しく、交流の方が容易、だから交流の方がロスを小さくし易いという意味の説明だと思います。

お礼

ありがとうございます。

確かに
「送電ロスを減らすために高電圧で送電する」
が認識として抜けていましたね。
そのケースでは、交流の方がトランスによる変更が楽にできる、
書いてありました。

回答No.4

ohkawa3

回答(2)追記：
直流送電が採用されている代表例として、本州と北海道を結ぶ連携設備のURLを紹介します。一般に送電する距離が長い場合に直流送電が有利になるようです。
https://www.hepco.co.jp/network/stable_supply/efforts/north_reinforcement/select_reason.html

お礼

ありがとうございます。

回答No.3

kantaro1985

送電は高電圧で送電した方がロスが少なくなります。
送電時の損出は、P=RI^{2}で表されます。
P：送電損失
R：送電線抵抗
I：送電電流
送電線の抵抗が一定であれば、送電損出は電流の二乗に比例します。
だから同じ電力を送るには、電圧を上げて電流を下げた方が有利なので、高電圧で送電されています。
ただ、使う時に高電圧のままでは危険ですので、用途に合った電圧に変換しなくてはなりません。
交流であればトランスを使って容易に電圧変換出来ますが、直流では容易ではありません。
今でこそ、ある程度の高圧に対応したパワー半導体がありますので、直流の電圧変換も可能ですが、それでも特別高圧のレベルになると、直流では電圧変換が困難です。
高圧送電が一般的に使われるようになり始めた時代であれば、まだパワー半導体も無く、高電圧での電圧変換は、トランスしか無かったと言えます。

電圧変換の所が交流なのに、送電が直流だと、電圧変換の前に直流→交流変換が必要になってしまい、そこでまたロスが出てしまいます。

ということから、トランスで電圧変換出来る交流を、送電に使われているのでしょう。

お礼

ありがとうございます。
トランスで変圧して高圧電線で送電する、確かにそうでした。

回答No.1

kon555

同じ電力を送るなら、送電ロスは電流と比例します。交流の方が変圧が容易なため、高電圧で送電できるので、結果的に送電ロスを低く抑えられます。
https://tohokuseigyo.net/tcs_column_all/tcs_column_single/%E9%AB%98%E5%9C%A7%E9%80%81%E9%9B%BB/

　ただ最近は直流送電もケースバイケースで使用されるようになっているそうです。
　このあたりは技術的な進歩で、直流での変圧のハードルが下がった事、超長距離の送電では直流の方が有利であること、などが要因です。
https://www.toshiba-clip.com/detail/p=917
https://www.toshiba-clip.com/detail/p=917

お礼

ありがとうございます。
確かに「トランスで変圧して高圧電線で送電する」が抜けていました。トータルでロスが小さい、が正でしたね。