成果報告書詳細
管理番号20130000000647
タイトル平成24年度成果報告書 新エネルギーベンチャー技術革新事業 新エネルギーベンチャー技術革新事業(バイオマス) 再生可能エネルギーを活用する小型低温度差発電の応用
公開日2013/11/22
報告書年度2012 - 2012
委託先名株式会社ケーエスケー 明星大学 松本テクニコ株式会社
プロジェクト番号P10020
部署名技術開発推進部
和文要約1. 研究開発の内容 本事業は再生可能エネルギー活用の重要性に着目し、温風器自身の燃焼ガスで動作する小型低温度差発電機を搭載することで、商用電源を必要とせずハウス栽培可能なペレット燃料温風器の事業化を計るものである。目標は最低規模の10,000kcal/hの燃焼負荷のペレット燃料評価用温風装置を製作し、木質燃料固有の問題である煤、灰、タールの付着による性能劣化および腐食に耐える受熱部とし、そして、受熱部周りの燃焼ガス温度650℃以上を確保する燃焼室構造とし、発電出力200Wを得る。また、ハウス暖房と発電を含めエネルギー利用効率90%以上の経済性の高いシステムを目指す。2.研究開発の成果 i)電気炉によるエンジン単体性能試験およびペレット燃料小型試験評価装置の評価試験でも発電出力200Wを達成。ii)ペレット燃料小型試験評価装置の評価試験では燃焼量10,000kcal/hおよび目標のエネルギー利用効率90%を達成。iii)機側1mでのエンジン回転数1200rpmで騒音は60dB(A)、そして、エンジン回転数1400rpmで騒音64dB(A)を測定した。目標の60dB(A)をわずかに上回る結果であった。iv)ピストンのアルミ化とバランスウエイトの最適化でエンジン発電機自体の振動が半減し、防振装置がなくても良い結果が得られた。その結果、振動に寄与する騒音は全く無くなった。v)エンジン発電機の受熱部の材料をステンレスからアルミ青銅に変更し、更に、フィン形状を底辺4×上辺2の台形形状とし、フィン間隔も同様にした結果、白ペレット燃料試験の2時間×5回の試験を通じて、受熱部への煤やタール成分の付着が全く無く、これによる性能劣化が無く、また、受熱部の腐食も殆ど無かった。vi)市場調査から100,000kcal/hの大きな温風装置はハウス全体の均一暖房のためダクトを長く、広くしており、このためのブロアー動力が3.7kWと大きくなることが明らかとなった。均一暖房、設備費、全体価格といった面から20,000kcal/h(発電2台×200W)を複数台設置する分散型市場のニーズが大きいことが判明し、この分野を事業化していく方針を定めた。
英文要約1.Contents of research and development This business is the commercialization of a wood pellet fired wind boiler for green-house without requiring the commercial grid supply by installing the small size low difference in temperature generator witch operated with the combustion gas of wind boiler. This generator is driven by stirling engine.This stirling engine is composed of a main 12 parts and be very simple structure.The goal is to obtain power generation output 200W in condition of the heater head surrounding combustion gas temperature 650℃ and combustion quantity 10,000kcal/h.The electric power of 200W supplies necessary consumption electric power to operate the wind boiler of 10,000kcal/h and be used to the lighting of green-house besides.It assumed to be necessary 10 units(200W generator )in case of the wind boiler of 100,000kcal/h. 2.The result of research and development i)We achieved power generation output 200W in the performance test by the electric furnace and also pellet fired test. ii)And we achieved total energy efficiency 90% in pellet fired test of combustion quantity 10,000kcal/h. Reject heat to cooling water of the engine, the heat by the pellet fired boiler and also power generation output are included to total energy efficiency iii)We measured a noise level 60 dB(A) with engine speed 1200rpm of the machine side in 1 m and also measured 64dB (A) with engine speed 1400rpm in full load.The value was the result that exceeds 60dB (A) of the goal barely.However, the noise level is greatly more lower compared with an internal combustion engine. iv)We were able to halve the vibration of the engine by the optimization of balance weight of a crank and also the reduction of weight in order to aluminum piston and a connecting rod. v)In case of a pellet fired wind boiler, the corrosion of the heater head fin by combustion gas and, the deterioration of the performance by the adhesion of soot and tar become a big problem.We change the heater head fin material to aluminum bronze from stainless steel and even the fin enlarged the thickness and interval as, an ellipse form furthermore.Although we are the evaluation in a short term we have obtained the very good result.
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