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火力発電所によって異なる3つの発電方法−火力発電の基礎知識

   

火力発電所は現在日本の電力供給を支える大黒柱の一つです。

石炭、石油等を用いた火力発電の割合は日本の発電供給量の約40%をしめています。火力発電所の発電方法は簡単にいえば2段階にわけられます。

最初に燃料を燃やしてお湯を沸かし蒸気を作ります。次にこの蒸気でタービンを回して電気を作ります。しかし、効率は決して高くはありません。

世界最高水準の火力発電所でも約60%です。
現在火力発電所では2種類のタービンが使用されています。
一つは蒸気タービン、もう一つはガスタービンです。このように火力発電所と一口で言っても、発電所の特徴はさまざまです。これから火力発電の3つの種類についてみてみましょう。

 

「汽力発電」は比較的低温域での熱利用

「汽力発電」は蒸気の温度が約600度と、火力発電所の中では比較的低温の蒸気でタービンを回します。熱効率は41%から45%です。
「汽力発電」を用いた火力発電所は関東では首都圏を中心に10ヶ所以上あります。

汽力発電」は、蒸気往復機関(SL蒸気機関車など)と比べるなら、重量が軽く、大きな出力が得られることです。

現在火力発電所の内、「汽力発電」を用いたものは、早いもので1960年代から稼働しています。現在ではその多くが長期計画停止しています。
では次に、ガスタービンを用いた火力発電所について見てみましょう。

 

「ガスタービン発電」はピーク時に使うと効果的

「ガスタービン」とは、ガスタービンエンジンと呼ばれる内燃機関の種類の一つです。先ほどみた、「汽力発電」と「ガスタービン発電」の違いは、SL蒸気機関車とジェット機のようです。
「汽力発電」よりも小型で高い出力を得ることができます。

この特徴から、電力のピーク時に用いられることが多いです。これ以外に稼働までの時間が早いので、電力の需要に的確に対応できます。

ディーゼル機関と比較すると、窒素酸化物や炭化水素を抑制しやすいのも特徴の一つです。とはいえ、単体で「ガスタービン発電」を使うことはないかもしれません。
ガスタービンエンジンから出る高温の排気を活用する方法がまだあります。これが次にご紹介する「コンバインドサイクル発電」です。

 

「コンバインドサイクル発電」は環境に配慮した火力発電所

「コンバインドサイクル発電」は、ガスタービンと蒸気タービンを合わせた発電の方法です。
ガスタービンから排気される空気は、まだ高温なので、これを使って水を沸騰させ蒸気を作って蒸気タービンを回そうという考え方です。

同じ量の燃料からさらに多くの電力を作り出すことができます。
そして、温度の高さや改良が加えられることによって、ACC発電、MACC発電、MACCⅡ発電と発電の方法が増加しています。

1960年代から用いられてきた「汽力発電」の熱効率が40%台だったのに対し、最新のMACCⅡ発電は約61%と世界でも最高水準の熱効率です。これからの環境に必要なタイプの発電所と言えます。

このように火力発電所といってもさまざまな工夫がなされていることに気づかれるでしょう。発電所の種類や特徴をよく知ると、毎日の電力の必要を満たしつつ、環境にも配慮したエネルギー作りがなされていることがわかります。

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