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燃料電池
最近は、推進協議会のセミナーにも参加していません。
チョット、おさぼり中かも。と言うか、ガス会社さんのあのタイプはdaiには
興味わかないのよねぇ。
市場から感じる「燃料電池」
燃料電池は「自動車分野」、「定置型」、「携帯型」の３分野で開発が進められていますが、「自動車」は今回の 米国発の大不況と自動車産業の減退を受け、「静か」になりました。
エコカーとしては、「燃料電池」の前に、「ハイブリッド」、「電気自動車」があるじゃない！金食い虫の 燃料電池は後回し、後回し。って感じですね。
燃料電池の普及に必要な「水素インフラ整備」には自動車産業の巨大な影響力が必要ですから・・・、ちょっと厳しいかもね。 オバマ大統領閣下！如何でしょうか？
あらためて燃料電池の基礎
皆さんは、もう見飽きたかもしれません。燃料電池の利用形態説明図です。定置用燃料電池はこの様に使われると言うことでしょうが、 daiは、燃料電池実用化推進協議会の初期にこの図を示されたとき、非常に反感を持ちました。
燃料電池の基本原理
簡単に言えば、小学校の時に、水に電極を差し込み、電気を流し「水素」と 「酸素」を取り出した実験を 難しくしたもの？簡単でしょう。
燃料電池セルの働き
上記の部分がセル。 発電する最小単位。普通は、このセルを複数枚集めて構成されています。 燃料電池の燃料となる「水素」は、天然ガスやメタノールを改質して作るのが一般的。 「酸素」は、大気中から取り出します。また、発電と同時に熱が発生し利用できます。
すごい迫力ですね。最近では、「NEDOの物件のような大型施設は三菱が似合う。」 と思うようになりました。
大型施設への三菱製太陽光発電
| 年産 規模 | リン酸型 | 溶融炭素塩型 | 酸化物固体 電解質型 | 高分子固体 電解質型 |
|---|---|---|---|---|
| <略称> | （PAFC) | （MCFC) | （SOFC) | （PEFC) |
| 電解質 | リン酸水溶液 | リチウム・ナトリウム系炭素塩、リチウム・ガリウム系炭素塩 | ジルコニア系セラミックス | 高分子質（パーフルオロスルホン系ポリマ） |
| 作動温度 | ２００度 | ６５０度 | ９００度～１０００度 | ７０度～９０度 |
| 燃料 | 天然ガス（改質）メタノール（改質）ナフサなど | 天然ガス、石炭ガス化、ガス、ナフサなど | 天然ガス、石炭ガス化、ガス、ナフサなど | 水素、天然ガス（改質(メタノール（改質） |
| 発電効率（HMV) | ３５％～４２％程度 | ４５％～６５％ | ４５％～６５％ | 改質ガス利用 ２０％～４０％ |
| 特徴 | ほぼ商用化段階 | 高発電効率内部改質が可能 | 高発電効率内部改質が可能 | 低温作動、高エネルギー密度移動用動力源および小容量電源に最適 |
| 家庭での導入の可能性 | △ | △ | △ | ○ |
| 家庭を基準に考えると | 産業用のイメージが強すぎます。 | 愛・地球博でマイクログリッドとして活躍地域電源か？ | 実は、注目しています。動作温度の高さが魅力であり、欠点でもあります。 | 家庭の本命、１Kwに各社そろっているが５～１０Kwも魅力。 |
上記以外に、メタノールを直接燃料極に供給するダイレクトメタノール型（DMFC)を含め、５種類の燃料電池が存在すると言う分け方が増えてきた。
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ちょっと 疑問に感じませんか？
daiは「総合効率」は"変な言葉だ"と思うのですが？
daiは、太陽光発電から民生用の分散電源普及を熱望する立場で、ある意味 分散電源としての<家庭用>コ-ジェネレーション導入擁護派なのですが、 このコ-ジェネレーション業界でよく利用される「総合効率」と言う言葉にはなぜか"抵抗"があります。
特に、コージェネレーションを推進される方々は、 当たり前のようにこの言葉を利用されています。ある大学の先生に「総合効率」は変な言葉ですね？と言ったら「素人め」という ような表現で叱られました。
総合効率＝発電効率＋熱回収効率
そして、この総合効率は、コ-ジェネレーションの有効性を説明する場合に 「系統の火力発電の平均受電端効率が３６．６％に比べ、当社の○○分散電源は、発電効率２０％、廃熱回収効率６５％の 総合効率８５％が期待できます。」の様に使われます。
一見素晴らしく高効率に感じますが、発電効率は「電気エネルギー」、熱回収効率は「熱エネルギー」 ですから、プラスし、他のエネルギーと比較することに無理があるようにsaiは（も）感じてしまいます。
この数値を利用される方は、投入エネルギーを発電のみならず、その副産物の熱まで使い尽くす、カスケード的利用を強調したいのだと思います。 しかし、だいたい（家庭のような）小規模なコージェネレーションでは、電気を利用する時間帯と、お湯（熱）を使いたい時間帯には タイムラグが存在し、いざお湯を利用する場合に、再加熱していると言う状況もあります。
また、想定外にお湯がたくさん必要な場合には、意味もなく発電している（私はバンザイ発電と呼びます）、 なんともやりきれない状況が起こり得ます。
総合効率が優秀でも、利用する家庭を知らなければ意味がないと思います。 この点では、燃料電池はコージェネレーションを想定した省エネ機器として本当に効率的なのでしょうか？
燃料電池も低発熱量（LHV)換算でいきますか？
定置用燃料電池も家庭での利用ですから低発熱量（LHV)換算が無難?
発電量
２５度の単位量の燃料に、十分な乾燥空気で完全燃焼させ、
その燃焼ガスを２５度まで冷却する時の熱量。燃焼ガス中の水蒸気が
凝縮したときに得られる凝縮潜熱を含めた発熱量を「高発熱量」（HHV)
、含まない場合を「低発熱量」（LHV)
特に最近のように省エネが問題となってくると、一般のお客様でもこの点をご存じの方が増えました。
国が発表するエネルギー統計、電力会社の発電効率基準、都市ガスの取引基準には、高発熱量（HHV)が利用されています。
家庭用のボイラーや、ガスタービンのボイラー効率、発電効率には低発熱量（LHV)が伝統的に用いられています。
この発熱量表記のミソは、例えばボイラーの場合
ボイラー効率＝ボイラーの発生熱量／低発熱量×１００
で表していることです。
もし分母の低発熱量を高発熱量で計算すると、約１０％程度効率が悪くなります。
決して、作為的でないと信じますが、ガスタービンの発電効率やコージェネレーションの総合熱効率、
廃熱利用率はLHV表記の方が、系統電力の発電効率（HHV)より優秀に見えます
この、表記の大きな差を考慮せずに、「コージェネレーションの導入は、商用電源を利用するより、環境に優しい省エネ
に優れた選択だ。」と断言するのはいかがなものでしょうか？燃料電池の場合も同じ問題が存在するように思うのですが・・・。
２００３年頃まで、燃料電池もHHV基準だったと思うのですが、最近は・・・。
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