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2017年3月 4日 (土)

3237 熱電併給

東京BSで開催中の、再生可能エネルギーの展示が多いイベントの最終日、バイオマス発電に注目しながら、駆け足で展示を見てきました。バイオマス発電は大きく分けて3種類ほどの方式に分けられそうです。一つ目は、古くからの技術ですが、バイオマスボイラで蒸気を発生させ、蒸気タービンを回す方式です。タービンで使った蒸気を、再度水に戻すための熱交換器(復水器)なども必要であるため、システムとして複雑で小型化が難しいという欠点があります。二つ目は、木質燃料をガス化(乾留)し、主には水素と一酸化炭素の混合ガスを発生させ、そのガスでガスエンジンを動かすという方式で、小型化も可能ですが、乾留ガス中のタール分の除去など、やはり少し面倒な点があります。もう一つは、バイオマス燃焼で得られた高温のガスで、外燃機関(スターリングエンジンであることが多いのですが)を動かす方式で、小型化には最も有効な方式だと言っても良いでしょう。

もう一つ投稿者が有効な方法だと思っているのは、例えばバイオマスボイラの煙道に、多数の熱電素子を貼り付け、直流電流を得る発電方式で近年素子の価格が下がってきたこともあり、かなりコストパフィーマンスが改善してきたと感じています。100ワット程度であれば、1万円以下の電源を得る事も容易に可能となってきています。その電源をバッテリーに蓄えておけば、ボイラ運転のための自立電源としても使えるでしょう。

いずれにしても、バイオマスエネルギーを発電目的だけで使うのは、無駄が多くて実用的ではありません、いわゆる「熱電併給」として、電源及び熱源の両方を供給する方式とすべきでしょう。理想は、半々ですが、効率最大を狙うのであれば、方式にもよりますが、電力:熱を1213程度にするするのが現実的な解となりそうです。そのうえで、総合的な熱効率として90%程度を目指すアプローチが期待されます。その意味でも、投稿者の推奨する熱電素子方式では、既に85%程度の熱効率を達成している温水ボイラに簡単に付加してさらに高い効率が容易に達成出るのおススメだと言っておきます。いずれにしても、小型のバイオマス発電は、やっと各メーカーが注目して出して開発し、トップランナーが市場にと投入してきた、というタイミングだとみています。

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