ランキンサイクル

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発電効率を高めるコンバインドサイクルとは

コンバインドサイクルとは、複数の熱サイクルを組み合わせることで、単一の熱サイクルよりも高い熱効率を実現する発電方式です。熱サイクルとは、熱エネルギーを機械的なエネルギーに変換し、電力を取り出す一連の過程を指します。 異なる種類の熱サイクルを組み合わせることで、それぞれのサイクルの利点を活かし、欠点を補うことができます。例えば、ガスタービンエンジンは起動時間が短く、負荷の変化に対応しやすいという利点がありますが、排ガスの温度が高いため、エネルギーの損失が大きいという欠点があります。一方、蒸気タービンはエネルギー変換効率が高いという利点がありますが、起動時間が長く、負荷の変化に対応しにくいという欠点があります。 コンバインドサイクルでは、これらの異なる特性を持つ熱サイクルを組み合わせることで、それぞれの欠点を補いながら、より効率的な発電を実現します。代表的なコンバインドサイクルとして、ガスタービンエンジンで発生する高温の排ガスを利用して蒸気タービンを駆動する、ブレイトン・ランキンコンバインドサイクルがあります。この方式では、ガスタービンエンジンの排熱を蒸気タービンの駆動に利用することで、エネルギーの損失を抑制し、高い熱効率を実現しています。 コンバインドサイクルは、高い熱効率を活かして、燃料消費量と二酸化炭素排出量の削減に貢献できる発電方式として、世界中で広く採用されています。
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複合サイクル発電:高効率発電の仕組み

複合サイクル発電は、二つの異なる動作温度帯を持つ熱機関を組み合わせることで、従来の発電方式よりも高いエネルギー変換効率を実現する発電技術です。 まず、高温で作動する熱機関で燃料を燃焼させ、その燃焼熱を利用して発電を行います。次に、高温側の熱機関から排出される高温の排ガスを waste とせずに、下流に設置された低温作動の熱機関に導き、そこで蒸気を作ります。この蒸気を用いてタービンを回転させることで、さらに発電を行います。 複合サイクル発電では、高温側の熱機関で利用されなかった熱エネルギーを低温側の熱機関で回収・利用するため、燃料のエネルギーをより効率的に電力に変換することができます。この高いエネルギー変換効率により、燃料消費量の削減と二酸化炭素排出量の削減に貢献することができます。 複合サイクル発電は、火力発電所などで広く採用されており、発電効率の向上に大きく貢献しています。