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、
${ 燃料費 = \frac{P \times 8760 \times 3600 \times \frac{f}{\eta}}{P \times 8760} = \frac{3600f}{\eta} }$