JP2021139325A - 発電システム - Google Patents
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Abstract
Description
以下、本発明の第1実施形態に係る発電システムについて図面を参照しながら説明する。
発電システム1は、合成燃料を生成する燃料合成装置2と、合成燃料を燃焼させることによって発電する発電装置3と、二酸化炭素を貯蔵するCO2タンク41と、合成燃料を貯蔵する合成燃料タンク42と、水を貯蔵する水タンク43と、電力を蓄える蓄電装置6と、燃料合成装置2及び発電装置3を制御する制御装置7と、を備える。燃料合成装置2は、電力線を介して再生可能電力発電設備81と接続され、発電装置3は、電力線を介して接続された電力網82と接続されている。
xCO2+[y/2]H2O→CxHy+[x+(y/4)]O2 (1−1)
xCO2+[y/2]H2O→CxHyOz+[x+(y/4)−z]O2 (1−2)
(1)発電システム1では、再生可能電力を燃料合成装置2において合成燃料に変換し合成燃料タンク42に貯蔵した後、発電装置3によって再び電力に変換し電力網82に供給する。このように再生可能電力を一旦合成燃料に変換することにより、環境条件の変動によらず自由なタイミングで発電装置3を稼働させることができるので、再生可能エネルギに由来する電力を安定して電力網82に供給することができる。合成燃料は、二次電池と比較して体積当たりのエネルギ密度及び質量当たりのエネルギ密度共に高くまた貯蔵が容易である。また発電システム1によれば、再生可能電力を二次電池に蓄えておき必要に応じて二次電池から電力網に電力を供給する場合よりも、エネルギの貯蔵に係るコストを抑えることができかつ発電システム1全体の大きさを小さくすることができる。また燃料合成装置2は、発電装置3で発生する二酸化炭素を炭素源として合成燃料を生成することにより、発電システム1全体での二酸化炭素の排出量を抑制できる。
次に、本発明の第2実施形態に係る発電システムについて図面を参照しながら説明する。
(4)発電システム1Aでは、燃料合成装置2と発電装置3とを排ガス配管57で接続する。発電装置3では、燃料合成装置2において合成燃料を生成することによって発生する排ガスを支燃性ガスとして合成燃料を燃焼させることによって発電させる。これにより、発電装置3において発生する排ガスの二酸化炭素の濃度を、空気を支燃性ガスとして合成燃料を燃焼させることによって発生する排ガスよりも高くすることができる。このため、発電装置3で合成燃料を燃焼させることによって発生した排ガスから二酸化炭素を濃縮せずにCO2タンク41に貯蔵させることができる。よって空気を支燃性ガスとする場合よりも、二酸化炭素を濃縮するための装置に係るコスト及び二酸化炭素を濃縮するために必要なエネルギを抑制することができる。また発電システム1によれば、空気を支燃性ガスとして合成燃料を燃焼させる場合よりも、発電装置3の排ガスの窒素酸化物の濃度を低下させることができるので、発電装置3の排気浄化装置の負担を軽減することができる。
2…燃料合成装置
3…発電装置
41…CO2タンク(二酸化炭素貯蔵装置)
42…合成燃料タンク(合成燃料貯蔵装置)
51…第1CO2配管
52…第2CO2配管
53…第1燃料配管
54…第2燃料配管
57…排ガス配管
6…蓄電装置
61…ナトリウム硫黄電池
62…加温装置
7…制御装置
81…発電設備(再生可能電力発電設備)
82…電力網
Claims (4)
- 燃料を燃焼させることによって発電する発電装置を備える発電システムであって、
二酸化炭素を貯蔵する二酸化炭素貯蔵装置と、
再生可能エネルギによって発電された電力と水と前記二酸化炭素貯蔵装置に貯蔵された二酸化炭素とによって合成燃料を生成する燃料合成装置と、
前記燃料合成装置によって生成された合成燃料を貯蔵する合成燃料貯蔵装置と、を備え、
前記発電装置は、前記合成燃料貯蔵装置に貯蔵された合成燃料を燃焼させることによって発電した電力を電力網に供給するとともに、合成燃料を燃焼させることによって発生した二酸化炭素を前記二酸化炭素貯蔵装置に供給することを特徴とする発電システム。 - 再生可能エネルギによって発電された電力を蓄えるナトリウム硫黄電池と、
前記発電装置において合成燃料を燃焼させることで発生する廃熱によって前記ナトリウム硫黄電池を加温する加温装置と、を備えることを特徴とする請求項1に記載の発電システム。 - 前記燃料合成装置と前記発電装置とは、前記燃料合成装置において合成燃料を生成することによって発生するガスが流れるガス配管によって接続され、
前記発電装置は、前記ガス配管から供給されるガスを支燃性ガスとして合成燃料を燃焼させることを特徴とする請求項1又は2に記載の発電システム。 - 前記燃料合成装置及び前記電力網は、再生可能エネルギによって発電する再生可能電力発電設備と接続され、
前記燃料合成装置は、前記再生可能電力発電設備における発電量が前記電力網から前記再生可能電力発電設備に対する需要量を超えている間に前記再生可能電力発電設備から供給される電力によって合成燃料を生成し、
前記発電装置は、前記発電量が前記需要量未満である間に合成燃料を燃焼させることによって発電し、発電した電力を前記電力網に供給することを特徴とする請求項1から3の何れかに記載の発電システム。
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Citations (5)
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- 2020-03-04 JP JP2020036661A patent/JP2021139325A/ja active Pending
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