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地熱発電の仕組み



「地熱発電」とは、火山活動による「地熱」を利用して発電する方法です。再生可能エネルギーを利用した発電方法のひとつで、資源問題や地球温暖化対策の解決に向けたエネルギー源として注目されています。

地熱蒸気でタービンを回して発電する

地熱蒸気でタービンを回して発電する

発電機を回して電力を発生させるという点では、風力、水力、火力、原子力の各発電方法と同様です。また、タービンの原動力として水蒸気を用いる点では、火力発電や原子力発電と同じですが、地熱発電では、火力発電や原子力発電と異なり、地熱から発生する熱水や蒸気という「自然の水蒸気」を用いる点が特徴で、天然の蒸気に含まれる水分量などによって、いくつかの方式があります。

比較的シンプルな「ドライスチーム」方式

地熱から発生する蒸気がほとんど熱水を含まない場合、わずかな湿気を除去するだけで蒸気タービンに蒸気を送って発電することができます。これを「ドライスチーム」方式と呼びます。松川地熱発電所や八丈島発電所などで採用されています。

国内で主流の「フラッシュサイクル」方式

熱水が含まれた蒸気を地熱発電に利用する場合、汽水分離器で蒸気だけを分離する方法で、これを「シングルフラッシュ」方式と呼び、国内で主流の方式です。そして分離した熱水を減圧して、さらに蒸気を取り出せば、より多くの蒸気を得ることができます。これを「ダブルフラッシュサイクル」方式と呼びます。「ダブルフラッシュサイクル」方式は、八丁原発電所や森発電所で採用されています。

温泉でも発電できる「バイナリーサイクル」方式

地熱の温度が低く水蒸気とまでならず温水しか発生しない場合があります。例えば、温泉地などはその良い例です。その場合、水の沸点に届かない温度でも、低温で沸騰するアンモニアなどの物質(低沸点流体)を沸騰させれば、蒸気を得ることができます。こうした熱交換器を利用してタービンを回す地熱発電方法を「バイナリーサイクル」方式と呼びます。現在では、直接入浴に利用するには熱すぎる高温の温泉の湯を、50度程度に下げる場合に発生する余熱エネルギーを利用して発電する「温泉発電」も可能になりました。近年、日本各地の温泉地で新しい地熱発電が可能になると注目されています。

天然の熱水や温水がなくても発電できる「高温岩体発電」方式

天然の熱水や温水が乏しくても、地下に高温の岩盤がある場合は、岩を高水圧で砕き、蒸気や熱水を発生させて地熱発電を行なうことができます。この高温岩体発電は開発中の技術で、その他にも、地下深くのマグマを利用する「マグマ発電」も構想されています。