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発電所の効率的運用 19th-day

Commentary.

様々な発電方法が存在するが、それぞれに向き不向きがある。
電源設備は、日負荷曲線分担部分に応じて、3種類に大別される。

ピーク供給力

  • 急激な出力変化
  • 頻繁な始動・停止
  • 運転費は高くてもよいが、建設費は安く
ex. 揚水式発電・石油火力発電

中間供給力

  • 始動・停止・負荷調整
  • ピーク・ベースの中間的存在
ex. LNG火力発電

ベース供給力

  • 長時間の継続運転
  • 始動・停止には時間を要しても良い
  • 建設費は高くてもよいが、高利用率・経済性の高いもの
ex. 一般水力発電原子力発電・石炭火力発電
水力発電は、始動・停止は非常に短時間でしうるが、
流込み式でなければ、安定供給が可能となる。


次に発電原価についてである。
発電原価は、1kWhあたりの経費のことをいう。
内訳としては、大別して、固定費と燃料費の2つであり、
{
発電原価 = \frac{固定費+燃料費}{発生電力量 \  kWh}
}
燃料費以外の運転関連の経費は僅かであるため、
建設費に経費率を掛けることによって求める。
{
発電原価 = \frac{建設費 \times 年経費率}{年間発生電力量} + 燃料費 \  円/kWh
}
{
年間発生電力量 = 年間総時間数 \times 定格出力 \times 負荷率
}
{
\frac{建設費}{定格出力} = C, 年経費率 = \gamma, 負荷率 = L
}
とするならば、固定費部分は、
{
\frac{建設費 \times 年経費率}{年間発生電力量}
= \frac{建設費 \times 年経費率}{年間総時間数 \times 定格出力 \times 負荷率}
= \frac{\frac{建設費}{定格出力} \times 年経費率}{年間総時間数 \times 負荷率}
= \frac{C \gamma}{8760h \times L}
}

燃料費は、必要とするエネルギーは、
{
定格出力 = P, 熱効率 = \eta
}
とするならば、
{
\frac{P \times 8760(年間総時間数)}{\eta}
}
熱量で表すと、
 1kWh = 3600kJなので、
{
\frac{P \times 8760 \times 3600}{\eta}
}
であり、使用燃料の発生熱量あたりの単価をf[円/kJ]とすると、燃料費は、
{
燃料費 = \frac{P \times 8760 \times 3600 \times \frac{f}{\eta}}{P \times 8760}
= \frac{3600f}{\eta}
}

固定費と燃料費を合わせた発電原価[円/kWh]は、
{
発電原価 = \frac{C \gamma}{8760 \times L} + \frac{3600f}{\eta}
}
となる。
水力発電では、燃料費を0とし、原子力発電では、燃料費を核燃料費と置き換えれば、適用できる。

Consideration.

それぞれの発電方法にどのような特徴があるかをつかむ必要がある。
火力発電には、さまざまな分類があり、ひとくくりに特徴はつかめない。
発電原価については、ややこしい。
固定費→建設費
燃料費→燃料費(そのまま)
と置き換えて考えなくてはいけない。