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電気の周波数(ヘルツ:Hz)とは?

周波数や、周波数の単位に使用されるHzヘルツ)、よく耳にする言葉ですが、いざ何かと聞かれると専門家以外なかなか答えられない場合がほとんだと思います。

一方で周波数は私たちが毎日使用する電気に深く関わっています。このページでは周波数とは何か、まだ電力自由化とはどのような関わりがあるのか分かりやすく解説します。

周波数 ヘルツ Hz

日本の電気周波数は2種類。地域によって異なります。

日本では2種類の異なる周波数で電気が供給されています。東日本は50Hz、西日本は60Hzの電気が電力会社によって供給されています。

※ ちなみに、電気器具によっては50Hzか60Hzかで使用ができなくなるものがありますので、ご注意ください。もし心配な場合は各電力会社に相談されることをおすすめします。

周波数

山の部分が1秒間に何回あるかで周波数が決まる

周波数とは?

電力会社から送られてくる電気は交流です。交流電気とはは電気のプラスとマイナスが常に入れ替わっているものをいいます。実際には1秒間に何十回も入れ替わっています。この入れ替わりの波の回数が周波数です。

直流と交流とは?

電気には直流と交流の2種類があります。例えば、乾電池のように「+(プラス)」と「-(-)」といった電極があり、電池が一定の方向に流れるものが直流です。一方、我々の家庭に送られて、コンセントを通して使用している電気は交流と呼ばれる電気です。

周波数と電力自由化

関東と関西の周波数が違う場合、電力自由化(2016年4月)以降はどうなるのか?気になるところです。

東日本周波数50ヘルツの電気を周波数60ヘルツの西日本に送電することはできるのでしょうか。実はこのように周波数の違う電気を西から東へ、東から西へと送るには、周波数を変換する変換設備を通す必要があります。

現在、東京電力中部電力、さらにJ-Powerが周波数変換設備を所有しています。それぞれ、新信濃変電所(長野)、東清水変電所(静岡県)、佐久間周波数変換所(静岡県)となっています。

特に東日本大震災以降は、東西の電力を融通することが必要と認識されたため、対応できるよう周波数変換能力を増やす計画が発表されています。

これにより、お互いの電気を必要時に融通しあうことができますので、日本の安定した電力救急につながります。

さらに電力小売り全面自由化以降も、周波数(ヘルツ・Hz)の異なる地域をまたいでの電力救急も容易になります。

日本の電気の周波数は統一できないの?

周波数をわざわざ変換するよりも、東日本の周波数50ヘルツ(Hz)と西日本の周波数60ヘルツ(Hz)をどちらかに統一してしまえばいいのではないか?

きっと誰でも疑問に思うポイントです。

実は日本の2つの周波数に関しては何度も議論されてきているのですが、この周波数の統一には莫大な費用がかかると、資源エネルギー庁しらべにより分かっています。

50Hz用に設計された機器を60Hz用に変更する場合、また逆の場合も、発電所の発電設備や、変圧器を取り替える必要があります。さらに、電力を使用している側、工場や家庭でも場合によっては機器の取り換えが必要になるようで、10兆円以上と見積もられています。さらに、完全に取り替えるには時間も何十年とかかると計算されています。

周波数50ヘルツ(Hz)と60ヘルツ(Hz)を統一するよりも、周波数変換設備を強化する方が、コストも時間も少なく済むのです。

そもそも日本には周波数がなぜ2つあるの?

東日本の電気と西日本の電気の周波数を統一するには莫大な金額がかかる・・・となると、そもそもなぜ50ヘルツ(Hz)と60ヘルツ(Hz)の2つの違う周波数があるのか知りたくなります。

それは、東京では、ドイツ製の50ヘルツ(Hz)の発電機、大阪では、アメリカ製の60ヘルツ(Hz)の発電機を使用し始めたからと考えられています。

周波数の違いを世界規模で見てみると、アメリカ側は今でも60ヘルツ(Hz)の周波数の電気を、ヨーロッパやアフリカ側は50ヘルツ(Hz)の周波数となっています。