学会誌「EICA」

[論文] マイクロタービンによる消化ガス発電システムの開発

内容

近年地球温暖化防止の必要性を背景として未利用エネルギーの有効活用が進められている。下水汚泥の嫌気性消化工程で得られる消化ガスについても様々な利用がなされているが、我々はマイクロタービンにより発電及び熱利用を行うことで従来より進んだシステムを構築するべく開発を進めている。マイクロタービンは１）小容量であり、適応範囲が広い。２）小型のため、設置が容易。３）メンテナンスが簡略で維持管理が容易。等の特徴を備え分散型電源として注目を集めており、これらの特徴を活かす事で、中規模の処理場においても消化ガスを有効に活用できるものとなる。本論文では消化ガスを用いた発電の有用性と可能性を示すほか、その発電機能をさらに有用なものとするために開発したＵＰＳ機能について示す。ＵＰＳ機能は系統の停電時に高速スイッチにより瞬時に系統から解列し、重要な負荷に給電するための機能である。

巻

6巻2号2001年

Page

23

題名

マイクロタービンによる消化ガス発電システムの開発

Title

Development of a digestion-gas power-generating system by means of a micro<br> turbine

著者

石川隆章．戸田雅之．井上勇．山口克昌（（株）明電舎）

Authors

著者表記

Author attribution

著者勤務先名

Office name

著者所属名

キーワード

消化ガス，有効利用，メタン濃縮，マイクロガスタービン

Key Words

global warming, un-utilized energy, digestion gas, micro turbine, UPS

概要

近年地球温暖化防止の必要性を背景として未利用エネルギーの有効活用が進められている。下水汚泥の嫌気性消化工程で得られる消化ガスについても様々な利用がなされているが、我々はマイクロタービンにより発電及び熱利用を行うことで従来より進んだシステムを構築するべく開発を進めている。マイクロタービンは１）小容量であり、適応範囲が広い。２）小型のため、設置が容易。３）メンテナンスが簡略で維持管理が容易。等の特徴を備え分散型電源として注目を集めており、これらの特徴を活かす事で、中規模の処理場においても消化ガスを有効に活用できるものとなる。本論文では消化ガスを用いた発電の有用性と可能性を示すほか、その発電機能をさらに有用なものとするために開発したＵＰＳ機能について示す。ＵＰＳ機能は系統の停電時に高速スイッチにより瞬時に系統から解列し、重要な負荷に給電するための機能である。

Abstract

Due to the increasing interests and demands on the prevention of global
warming, technological developments for energy saving and effective utilization
of un-utilized energy are being undertaken in various fields. In the field
of sewage sludge treatment, digestion gas obtained from anaerobic digestion
of excess sludge has been utilized as fuel for boilers and gas engines,
as well as supplement to city gas production in many years, but its utilization
has been limited mostly to large-scale sludge treatment facilities so far.
Under such circumstances, we have developed a more advanced power and heat
generation (co-generation) system by using micro turbine technology. Current
advancement in micro turbine technology provides some unique advantages
over the previous technologies; these being (1) a smaller output capacity
which allows wider range of applications, (2) compact dimensions for easy
installation, and (3) the integrated design and structure for simple maintenance
and operation. These design advantages of micro turbine system are very
suitable to establish a so-called dispersed energy system, and are expected
to realize an effective utilization of digestion gas even at a medium-scale
sewage sludge treatment facility. The authors have investigated and report
in this paper the practicality and feasibility of micro turbine power generation
system for sewage sludge digestion gas, and an uninterruptible power supply
(UPS) system specifically designed to be used with micro turbine system.
Micro turbine power generation system combined with the UPS can maximize
its applicability as the UPS enables continuous power supply to important
equipment at the facility should an unexpected power failure occur in the
utility service.