成果報告書詳細
管理番号20140000000531
タイトル平成24年度成果報告書 地熱発電システムの小型化・高効率化および温泉熱エネルギーを用いたバイナリー発電に係る技術要件の検討
公開日2015/3/5
報告書年度2012 - 2012
委託先名地熱技術開発株式会社
プロジェクト番号P09018
部署名新エネルギー部
和文要約件名:平成24年度成果報告書 地熱発電システムの小型化・高効率化および温泉熱エネルギーを用いたバイナリー発電に係る技術要件の検討
Title: Examination of the technical requirements concerning a downsizing, efficient-izing of the geothermal power generation system, and the binary cycle power generation using hot spring thermal energy (FY2012) Final Report

 本調査では、自然公園内等での自然環境への負荷低減を目指した地熱発電システムの小型化・高効率化および地域分散型電源として活用できる温泉熱エネルギーを用いたバイナリー発電の導入拡大に向け、これらに係る技術要件の検討および情報収集を実施した。また、海外における地熱発電システムの小型化・高効率化およびバイナリー発電の導入に係る技術要件等についても情報収集を実施した。

1.地熱発電システムの小型化・高効率化に係る技術要件等の検討
 自然環境への負荷低減を目指したバイナリー発電を含む地熱発電システムの小型化・高効率化に係る技術要件を検討するため、発電設備メーカー及び発電事業者についてヒアリング調査ならびにアンケート調査を行った。調査結果から、今後の研究開発により実現を期待する課題として、フラッシュ発電設備についてはスケール付着の抑制やスケール除去に関する課題等があげられ、バイナリー発電設備については熱交換器(予熱器、蒸発器、凝縮器)に係る課題等があげられた。

2.温泉熱エネルギーを用いたバイナリー発電に係る技術要件等の検討
 温泉熱バイナリー発電の対象となる高温泉72源泉に関するデータを収集し取りまとめた。地熱バイナリー発電の出力試算における二次媒体(アンモニア水、炭化水素ガス、不活性ガス)の影響を検討し、気温の影響による季節毎の出力変化を試算した。また、温泉の化学性状に起因して発生するスケール、腐食等について、原因、対策及び今後の課題を検討した。

3.海外における発電システムの小型化・高効率化および低温地熱バイナリー発電に係る技術要件との比較
 海外の地熱発電システム技術の動向調査として、米国および欧州において最近開発された小規模フラッシュ発電プラントおよび小規模バイナリー発電プラントの動向、これら発電プラントが設置された地熱地帯の状況、米国および欧州における発電プラントの研究開発・建設のための政府支援策の概要、ならびに米国および欧州における発電プラント建設に適用される法律・規制の概要に関して情報を調査した。

4.技術開発計画の策定
 以下の開発テーマを抽出した。
(1) 地熱発電システムの小型化・高効率化
 ・景観・白煙硫化水素拡散シミュレータの開発
(2) 温泉熱エネルギーを用いたバイナリー発電等
 ・バイナリー発電システムの効率向上技術
     -アンモニア水を用いた発電効率向上技術、冷却システムの効率向上技術
 ・バイナリー発電システムの新媒体開発
     -不活性ガス系新媒体の開発(低GPW媒体・二成分混合媒体等)
 ・温泉蒸気(湯煙)活用発電技術
     -小型低圧蒸気タービン・二相タービンの開発
     -バイナリー発電における蒸気・熱水の効率的利用技術
 ・バイナリー発電のスケール対策技術
     -インテリジェント型薬液注入制御技術の開発
英文要約Title: Examination of the technical requirements concerning a downsizing, efficient-izing of the geothermal power generation system, and the binary cycle power generation using hot spring thermal energy (FY2012) Final Report

1. Examination of Technical Requirements Concerning Miniaturization and Efficient-ization of Geothermal Energy System
 In order to examine the technical requirements concerning a miniaturization and efficient-ization of the geothermal energy system containing the binary cycle power generation which aimed at the load reduction to natural environment, hearing investigation and a questionnaire were performed about the power generation equipment maker and the power producer.

2. Examination of Technical Requirements Concerning Binary Cycle Power Generation Using Hot Spring Thermal Energy
 The data about the 72 high temperature hot spring which is the target of hot spring heat binary cycle power generation was collected. In output trial calculation of geothermal binary cycle power generation, the influence of the secondary medium (a mixture of ammonia and water, hydrocarbon gas, inactive gas) was considered, and the trial calculation of the output change for every season under the influence of temperature was made. Moreover, the cause, the measure, and the future subject were examined about the scale and the corrosion which originates in the chemistry quality of a hot spring.

3. Comparison with Technical Requirements Concerning Miniaturization and Efficient-izing of Power Generation System, and Low-temperature Geothermal Binary Cycle Power Generation in Overseas
 As a trend survey of overseas geothermal energy system technology recently, information was investigated as follows. The trend of the small-scale flash power generation plant and a small-scale binary-cycle-power-generation plant developed in the U.S. and Europe. The outline of a government assistance measure for research, development and construction of the power generation plant in, the U.S., and Europe.

4. Formulation of Technical Development Plan
 The following development themes were extracted.
(1) A miniaturization and efficient-izing of a geothermal energy system
- Development of a scene and a white smoke hydrogen sulfide diffusion simulator
(2) Binary cycle power generation using hot spring thermal energy, etc.
- Efficiency improvement technology of a binary-cycle-power-generation system
Power-generation-efficiency improvement technology using a mixture of ammonia and water, efficiency improvement technology of a cooling system

- New medium development of a binary-cycle-power-generation system
Development of the new medium of an inactive gas system (a low GPW medium, two-ingredient mixed media, etc.)

- Hot spring steam (clouds of steam) power generation technology
Development of a small low-pressure steam turbine and a two phase turbine Efficient utilization technology of steam and hot water in binary cycle power generation

- Scale measure technology in binary cycle power generation
Development of intelligent type chemical grouting control technology
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