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2017年7月 7日 (金)

二酸化炭素をを使った高効率タービンを開発

なるほど。
http://www.sankei.com/wired/news/170705/wir1707050001-n1.html
■二酸化炭素を使えば、高効率で省スペース
今回発表された論文で説明されているような二酸化炭素を利用するタービンは、「ブレイトンサイクル」と呼ばれる、液相のプロセスがないサイクルを利用している。
「全体を通して気相を利用するので、結果的にエネルギーの利用効率が向上します」と説明するのは、論文執筆者レヴィ・アーウィンだ。さらに二酸化炭素は、水と比べて圧縮が容易だ。高エネルギー状態になった二酸化炭素を、少ない体積により多量に詰め込むことができる。論文によれば、二酸化炭素に熱と圧力を加えて超臨界状態の二酸化炭素にすると、水蒸気の10倍のペースでエネルギーをタービンに送り込めるという。
その結果、超臨界二酸化炭素発電システムでは、エネルギーを電力に変える効率が30パーセント高まる、と論文には書かれている。さらに、こうした発電器は小型でシンプルだ。気相だけを扱うので、部品が少なくて済むからである。
ひとつだけ改良しうる点があるとすればそれは、何らかの方法で大気から集められた二酸化炭素を利用できるとさらにいいという点だ。現在は、閉鎖系に滞留している二酸化炭素に頼っている。
■タービンの温度変化が課題
システムを実現するうえでの障害は何だろうか? それは、タービンが受ける温度変化である。
「高エネルギー状態での大きな温度勾配になり、タービンに機械的ストレスが与えられます」とアーウィンは言う。つまり、亀裂や膨張、変形が起きない金属で二酸化炭素用タービンを製造し、酷使に耐えるのに十分な大きさにすることが必要だ。
米エネルギー省は2016年10月、超臨界二酸化炭素タービンを使う発電所のプロトタイプを建設すると発表した。総額8,000万ドルのこのプロジェクトは、約6年後に操業開始し、数千世帯の電力需要を賄うのに十分な10メガワットのエネルギーを生成する予定だ。
シュルツは、少なくとも10年間は、超臨界二酸化炭素用タービンが従来型の蒸気タービンに取って代わり始めることはないと考えている。それまでには石炭が使用されなくなるかもしれないが、それでも問題はない。この技術は、太陽熱発電所や原子力発電所など、熱を電気に変えるどんな発電所でも利用できるからだ。

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