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これからに、期待LPガス
LPガスによる効率的電力供給
実用化が進む効率的発電装置
ガスエンジン式コ・ジェネレーション
ガスエンジン発電方式によるコ・ジェネレーションは、LPガスを燃料として発電機(エンジン)を廻し電気を発生させるもので、同時にエンジンからの排熱を回収し利用するシステムです。
一般に、発電効率は25〜30%、排熱効率は50〜55%に達し、総合効率としては約80%です。
このエンジン式のシステムは、数kWから数百kWまでがラインアップされており、需要家のニーズに応じてコ・ジェネレーションを選択できます。
特に、数kWクラスの小型発電システムが商品化されており、総称してマイクロコ・ジェネ(MCS)と呼ばれています。飲食店、コンビニ、中小スーパー、クリニックなどの業務用や家庭用にも幅広く利用が期待されている発電システムです。
発電能力1kWの家庭用ガスエンジン コ・ジェネレーション(発電機能付き給湯暖房システム=ガスエンジン給湯器)が2003年に市場投入されました。
業務用ガスエンジン
コ・ジェネ 9.8kW
業務用ガスエンジン
コ・ジェネ 6kW
家庭用ガスエンジン コ・ジェネ
1kW(ガスエンジン給湯器)
LPガスを燃料としたエンジンで発電し、その排熱を温水などとして効率よく利用する小型のシステムで、すでに、レストランなどで利用され始めています。さらにコンパクト化すれば家庭での利用も可能で、エネルギーを効率よく使うため、地球環境問題を
改善するものとして期待されています。
ガスタービン式コ・ジェネレーション
ガスタービン発電方式のコ・ジェネレーションはすでに数千kW以上の能力を有している発電システムが工場などの産業用として使われています。
エンジン式と比較すると、LPガスを燃料としてタービンを高回転で駆動させ、発電機を廻すことから、排熱の量や排熱温度が高いといった特徴があり、まさに熱(蒸気)利用を望む需要家に適したコ・ジェネレーションです。
この排熱の特徴を生かした上で、従来の数千kWタイプではなく、数十kW〜数百kWクラスのガスタービン発電方式が開発されています。これをマイクロガスタービン(MGT)と総称し、商品化への期待が高まっています。スーパー銭湯、レジャー施設、中小工場、福祉施設、病院などの電気と熱を必要とする需要家に適したコ・ジェネレーションシステムと言えます。
燃料電池
燃料電池は先のガスエンジン式ならびにガスタービン式のコ・ジェネレーションとは異なり、原燃料であるLPガスの持っている化学エネルギーを直接電気エネルギーに変えることから、発電効率が高いという特徴があります。商用化されているりん酸形燃料電池の発電効率は約40%、排熱効率約40%、総合効率は約80%と、発電・排熱利用のバランスのとれた発電方式と言えます。
さらに、燃料電池は化学反応による発電のため、ガスエンジン式、ガスタービン式と比較し、排出ガスの量が少なく、環境性が高いといった特徴を有しております。
現在問題となっている窒素酸化物や硫黄酸化物の排出量が極端に少なく、二酸化炭素の排出量においても少ないといった特徴があります。
松下電器産業(株)
東芝燃料電池システム(株)
小型家庭用燃料電池
燃料電池自動車(エコカー)とともに大きく期待されているのが、小型家庭用燃料電池で、その開発には日進月歩めざましいものがあります。
小型家庭用燃料電池のタイプは固体高分子形燃料電池と呼ばれ、量産化によりコストの低減化が期待されています。現在、LPガスを原燃料とする燃料電池の開発に、国のプロジェクトとして機器メーカーや石油会社ならびにガス会社が積極的に取組んでいます。
この小型家庭用燃料電池の開発コンセプトは「一般家庭の電力・給湯需要に対応できる高効率コ・ジェネ」、「戸建住宅を想定したコンパクト設計」、「汎用品の採用によるコスト削減」などです。
一般家庭のエネルギー需要から見て、燃料電池から得られる電力と熱を有効利用することがメリットとなります。また環境面での優位性も見逃すことのできないメリットです。
実用化レベルにまで到達しつつある小型家庭用燃料電池の課題には次のような点があげられます。
1. 効率の向上(発電・給湯効率)
2. コストダウン(本体・工事価格)
3. 耐久性の向上(10年間の耐久性)
4. 安全性の確保(運転・停止時)
5. 運転性能の向上(全自動・メンテナンス)
家庭用燃料電池の設計諸元
家庭用燃料電池システムの設置イメージ
熱負荷パターン
電力負荷パターン
(出所:財団法人産業創造研究所
平成9年度家庭設置型小規模分散型エネルギーシステムに関する調査報告書)