《電力》〈火力〉[H29:問5] コージェネレーションに関する空欄穴埋問題

【問題】

【難易度】★★☆☆☆(やや易しい)

次の文章は,コージェネレーションに関する記述である。文中の\( \ \fbox{$\hskip3em\Rule{0pt}{0.8em}{0em}$} \ \)に当てはまる最も適切なものを解答群の中から選べ。

コージェネレーションとは,ガス・石油などの燃料により原動機(\( \ \fbox {  (1)  } \ \)・ガスエンジン・ガスタービン等が多い)を駆動して発電機を回転させて発電を行うと同時に,原動機の\( \ \fbox {  (2)  } \ \)を回収して利用するシステムである。ホテルや病院など比較的熱需要の多い建物において電力需要と熱需要に見合った適切な容量を選定できれば,\( \ \fbox {  (3)  } \ \)パーセントの総合エネルギー効率が実現できる。しかし,実際にはコージェネレーションシステムによる発電量や供給熱量が需要家側の消費量と一致しない場合が多いので,設備を導入すれば常に大きなエネルギーコスト低減効果と省エネルギー効果をあげられるとは限らない。
なお,最近では燃料電池によるコージェネレーションシステムも多い。固体高分子形燃料電池は,作動温度がおよそ\( \ \fbox {  (4)  } \ \)であり,上述の各種原動機を駆動する方式と比べ可動部が少なく\( \ \fbox {  (5)  } \ \)である。また,発電時に二酸化炭素排出量が少ないという特徴を有している。

〔問5の解答群〕
\[
\begin{eqnarray}
&(イ)& ガソリンエンジン   &(ロ)& 振動エネルギー   &(ハ)& 長寿命 \\[ 5pt ] &(ニ)& 55~65   &(ホ)& 80℃   &(ヘ)& 200℃ \\[ 5pt ] &(ト)& 低コスト   &(チ)& 650℃   &(リ)& 低騒音 \\[ 5pt ] &(ヌ)& 使用済み触媒   &(ル)& ディーゼルエンジン   &(ヲ)& ハイドロタービン \\[ 5pt ] &(ワ)& 排熱   &(カ)& 75~85   &(ヨ)& 約95
\end{eqnarray}
\]

【ワンポイント解説】

コージェネレーションシステムの基本に関する問題です。コージェネレーションシステムは発電と熱回収を同時に行うものですが,需要家側で行うという意味でコンバインドとは区別しています。

【解答】

(1)解答:ル
文脈から解答候補は(イ)ガソリンエンジン,(ル)ディーゼルエンジン,(ヲ)ハイドロタービンになります。ガソリンエンジンは車でよく使用され,ハイドロタービンは水力発電のタービンです。どちらも排熱を回収して利用する方式は採用していないので,解答は(ル)ディーゼルエンジンとなります。

(2)解答:ワ
文脈から解答候補は(ロ)振動エネルギー,(ヌ)使用済み触媒,(ワ)排熱になりますが,熱源として利用できるのは(ワ)排熱となります。

(3)解答:カ
文脈から解答候補は(ニ)\( \ 55~65 \ \),(カ)\( \ 75~85 \ \),(ヨ)約\( \ 95 \ \)になります。一般的に電気\( \ 20~40 \ \)%と熱\( \ 40~60 \ \)%のエネルギーが取り出すことができると言われていますが,電験レベルの方はエクセルギーというものを理解して,単純に熱\( \ 40~60 \ \)%が回収されるから良いという解釈はしない方が良いと思います。

(4)解答:ホ
文脈から解答候補は(ホ)\( \ 80 \ \)℃,(ヘ)\( \ 200 \ \)℃,(チ)\( \ 650 \ \)℃です。固体高分子形燃料電池は作動温度が最も低く\( \ 80 \ \)℃ですが,それぞれの温度帯にて\( \ 200 \ \)℃にリン酸形燃料電池,\( \ 650 \ \)℃に溶融炭酸形燃料電池があるため,電験としてはかなりの難問であると言えます。

(5)解答:リ
文脈から解答候補は(ハ)長寿命,(ト)低コスト,(リ)低騒音になると思います。燃料電池は平成29年現在低コストとはなっていません。また電池は寿命という意味で現状長寿命とまでは確定できていないと思います。燃料電池は回転部がなく騒音を発生しないので,最も適切なのは(リ)低騒音となります。



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