送電線とは何ですか？

発電所はなぜこんなに遠いのか？

電気を作るのは大変な仕事です！発電所の建設と運営には多額の費用がかかります。さらに、多くの発電所は冷却のために大きな池を必要とします。正直なところ、ほとんどの人はすぐ隣に巨大な工業工場を建てたいとは思わないでしょう！そのため、発電所は通常、土地が安く、広いスペースがある田舎に建設されます。

つまり、大量の電気が作られた場所から私たちが使う場所まで、長い距離を運ばなければならないということです。送電線は当然の解決策ですが、効率を上げるにはただ電線を張るだけでは不十分です。

大きな問題: エネルギーの無駄遣い!

銅やアルミニウム製の良質な電線でさえ、電気の流れに多少の抵抗があります。これは家庭でも見ることができます。

• ヘアドライヤーをコンセントに直接差し込むと、うまく機能します。
• 非常に長くて細い延長コードに接続すると、うまく動作しなくなったり、コードが熱くなったりすることがあります。

その熱は、電線の抵抗によってエネルギーが熱として無駄になっていることを意味します。電力会社は、メーターに届いた電気代のみを受け取り、途中で失われるエネルギー代は受け取りません。ですから、電力会社は無駄をなくしたいのです。

超スマートなソリューション：高電圧！

賢いトリックがあります。熱として失われる電力の量は、流れる電気の量（これを「電流」と呼びます）と電線がそれにどれだけ抵抗するかに大きく依存します。実際、電流を半分に減らすと、熱として失われる電力は4分の1に減ります！これは大きな違いです！

では、電流を減らしながら同じ量の電力を送るにはどうすればいいのでしょうか？電圧を上げましょう！電圧は電気の「押し出し力」または「圧力」と考えてください。「押し出し力」が大きければ、同じ量の仕事を行うのに必要な「流れ」（電流）はそれほど多くありません。

発電所では、変圧器と呼ばれる特殊な装置が電圧を非常に高く上げます。時には数十万ボルトにも達することもあります。これにより電線路の電流が抑えられ、無駄なエネルギーが大幅に削減され、家庭にできるだけ多くの電力が届くようになります。

これを実証することもできます！極細の電線でヘアドライヤーに電力を供給しようとすると、電流が流れすぎて熱が発生し、電線が溶けてしまいます。しかし、細い電線の前で変圧器を使って電圧を上げ、細い電線の後で別の変圧器を使って電圧を下げると、ヘアドライヤーは完璧に動作します！電流がはるかに少ないため、細い電線でも電力を供給できるのです。

安全を保つ：高電圧の制御

でも、ちょっと待ってください！高電圧は非常に危険です。電気はどうしても動きたがり、空気のように普段は電気を通さないと思われるものさえも飛び越えてしまうのです！

エンジニアは、これらのラインを設計する際には細心の注意を払う必要があります。

• 高い塔:送電塔は非常に高いので、地上の人が誤って電線に近づきすぎて電流が流れることがありません。
• エアギャップ：長距離送電線のほとんどは、周囲に厚い断熱材が敷かれていません。代わりに、すべての配線を離して配置することで、空気そのものを断熱材として利用しています。
• 絶縁体：導体は、セラミック製の円盤を連ねた長い列で鉄塔に接続されています。これらの円盤は、通電された電線を接地された金属製の鉄塔から遠ざける、超強力な障壁のようなものです。円盤が濡れると、電気は逃げるのに非常に長く曲がりくねった経路を通らなければならなくなり、逃げにくくなります。（豆知識：送電線の電圧は、絶縁体上のセラミック製の円盤の数を数えることで大まかに知ることができます！円盤の数を15倍すれば分かります。つまり、円盤が9枚ある場合は、おそらく138キロボルトの送電線です！）
• シールド線：塔の一番上には、細い電線が走っているのをよく見かけます。これは電力を運ぶものではなく、主送電線を落雷から守るためのものです。

ワイヤーだけではない：設計上の課題

そこに電気を供給することだけが重要なのではなく、電線がそこに留まり、問題が発生しないようにすることが重要なのです。

• 強度と抵抗:エンジニアは、何マイルも伸びるのに十分な強度があり、かつ電気伝導性に優れた材料を選択する必要があります。
• 熱とたわみ：大量の電気が流れると、電線は非常に熱くなり、たわみが大きくなります。木に近すぎると、問題になることがあります。
• 風：風は電線を揺らし、時間の経過とともに損傷させる可能性があります。電線には「ストックブリッジダンパー」と呼ばれる小さな重りが付いていることがありますが、これが揺れを抑えるのに役立ちます。
• 磁場：高圧線は目に見えない磁場を発生させ、フェンスなどの近くの金属物に電流を流したり、電子機器に悪影響を与えたりすることがあります。技術者は、人が通る可能性のある場所では磁場を低く抑えるように塔を設計します。
• ノイズ:これらの回線はブーンという音を出すこともあるため、エンジニアはこの点も考慮する必要があります。

電力の未来

電気を得る方法は常に変化しています。自宅にソーラーパネルを設置し、自家発電し、余剰分を電力網に送り返す人が増えています。これは、長くて巨大な送電線を経由する電気の量が減ることを意味します。

一方、現在では電気は長距離間で売買されているため、「電力スーパーハイウェイ」は依然として非常に重要です。

ですから、次に大地を横切る巨大な送電塔を目にしたら、それが単なる電線ではないことを思い出してください。それは、私たちに必要な電力を確実に供給するための、巧みな工学技術の見事な例なのです。