水の力：水力発電ダムの仕組みと三峡ダムが世界最大になるまで

要約

この記事では、水力発電ダムの仕組みと、中国の三峡ダムが地球上のどの発電所よりも多くのエネルギーを生み出し、世界最大の発電所になった経緯について探求します。天候に関係なく電力を生み出すことができ、下流域での洪水を防止することができる水力発電ダムの利点についても議論します。しかし、これらの巨大な構造物を建設することによる人間と環境へのコストにも言及します。

水力発電ダム：仕組み

水力発電ダムは、川の自然の流れを大きなパイプであるペンストックを通してリダイレクトするゲートのようなものです。急流がペンストックを通ってタービンの羽根を回転させ、隣接する発電所に取り付けられた発電機に接続されています。羽根の回転により、磁場内のワイヤーのコイルが回転し、一定量の電気を生み出します。ペンストックはいつでもシールできるため、ダムは嵐の季節に余分な水をため込んで乾燥した季節に利用することができます。これにより、水力発電ダムは天候に関係なく電力を生み出すことができ、同時に下流域の洪水を防止することができます。

三峡ダム：致命的な洪水の解決策

中国の湖北省は、長江流域に位置し、長江の流れが最も強い雨季に致命的な洪水に襲われやすい地域です。この不安定な水路を安定した電力源に変えるダムを建設する計画は、20世紀を通じて浮上していました。1994年に建設が始まったとき、計画は壮大でした。ダムには32基のタービンがあり、南アメリカのイタイプダムよりも12基多くありました。タービンは2つの別々の発電所に電力を供給し、それぞれ数百キロメートルにわたるケーブルに接続されています。三峡からの電力は、上海など遠く離れた電力網にまで届きます。

三峡ダムの人間と環境へのコスト

ダムの貯水池を作るために、作業員たちは上流の600平方キロメートル以上の土地を水没させる必要がありました。この地域には13の都市、数百の村、1000以上の歴史的・考古学的遺跡が含まれていました。建設により約140万人が立ち退かざるを得なくなり、政府の移転支援策は不十分だと広く考えられていました。この論争のある建設に反対する人々もいましたが、ダムの洪水防止によって救われる命が立ち退きのトラウマを上回ると考える人々もいました。さらに、上流の水位を上げることにより、川の航行性が向上し、船舶の能力が増大し、地域が繁栄する港町の集合体に変わることが期待されました。

三峡ダム対イタイプダム：最も強力な発電所の競争

2012年にプロジェクトが完成したとき、中国は世界最大の電力生産国になりました。2018年には、ダムは1,016億キロワット時の電力を発生させ、中国の約2％を1年間に供給するだけでなく、ニューヨーク市を2年近くも駆動するだけの電力を発生させました。これは本当に驚くべき量のエネルギーです。しかし、2年前には、サイズが半分以下の別のダムが実際により多くの電力を発生しました。三峡の記録的な規模にもかかわらず、イタイプダムはより多くの電力を生成し続けています。イタイプダムが三峡よりも優れている理由を理解するためには、ダムのエネルギー出力を決定する2つの要因を見る必要があります。1つ目はタービンの数です。三峡は世界最高の設置タービン容量を持っており、理論的にはイタイプダムの50％以上の電力を生み出すことができます。しかし、2番目の要因は、それらのタービンを通る水の力と頻度です。三峡はいくつかの深くて狭い渓谷を横断しており、強力な水が流れています。しかし、長江の季節的な変化により、ダムは理論的