なぜ日本の在来線は交流20,000Vを使用しているのか？高電圧の理由とその利点

日本の在来線では、交流20,000Vが一般的に使用されていますが、その理由について疑問を持つ方も多いでしょう。交流6,600Vと比較して、なぜより高い電圧が選ばれているのか、またその利点について解説します。

1. 高電圧が選ばれる理由

電車が使用する電圧が高くなる主な理由は、電力の効率的な供給です。高い電圧を使用することで、同じ量の電力をより少ない電流で送ることができます。これは、送電線の太さや抵抗を減らし、エネルギー損失を最小化するために非常に重要です。

2. 交流20,000Vの選択理由

交流6,600Vでも十分な電力を供給することは可能ですが、20,000Vを選ぶことで、変圧器や送電設備を小型化し、より効率的なエネルギー供給が可能になります。また、20,000Vは高圧直流送電などのシステムにも適しており、長距離送電時におけるエネルギー損失を抑えることができます。

3. 変圧器の小型化

高電圧を使用することで、変圧器のサイズを小さくすることが可能です。変圧器が小型化されると、設置やメンテナンスのコストが削減され、鉄道の運営コスト全体を下げることができます。加えて、より高い電圧を使用することで、鉄道網全体の効率が向上します。

4. 高電圧の効率的な送電とそのメリット

高電圧での送電は、低い電流で済むため、送電ロスを大幅に減らすことができます。特に、長距離の電力供給では、電圧が高いほど効率が良くなります。これにより、発電所と鉄道網との間で電力の損失を抑え、エネルギー効率を向上させることができます。

5. まとめ

日本の在来線で交流20,000Vが選ばれているのは、効率的なエネルギー供給と送電ロスの削減が大きな理由です。高電圧を使用することで、変圧器の小型化や鉄道運営の効率化が実現し、長距離送電におけるエネルギー損失も最小化されています。このような技術選択は、鉄道網の持続可能性と効率を向上させるために重要な要素となっています。