太陽熱水発電における低温スターリングエンジンの実現可能性に関するシナリオ分析による定量的評価

• Published in: MACRO REVIEW Vol. 33; no. 1; pp. 1 - 39
• Main Authors: 八木田, 浩史, 角田, 晋也, 伊藤, 拓哉, 鈴木, 誠一, 小島, 紀徳, 迯目, 英正
• Format: Journal Article
• Language: Japanese
• Published: 日本マクロエンジニアリング学会 2021
• Subjects: 低温スターリングエンジン; 太陽熱水発電; 太陽熱湯沸装置; 海洋深層水
• ISSN: 0915-0560; 1884-2496
• DOI: 10.11286/jmr.33.1

スターリングエンジンはカルノー効率に近い発電効率を発揮できる「夢のエンジン」と言われてきたが、200年間、実用化・普及に遅れていた。2015年、Jürgen Kleinwächter（ユルゲン・クラインヴェヒター）教授は長年の研究を経て低温スターリングエンジンSunpulse500（高温側熱源温度200℃・低温側熱源温度25℃で、出力500W、発電効率12%）を発表した。　筆者らはSunpulse500を参考に、低摩擦係数素材や高性能断熱材などの最先端技術を採用し、新たな低温スターリングエンジンを開発した（実験機の実施設計レベル）。著者らの試算では、高温側熱源温度95℃・低温側熱源温度5℃で、出力308W、発電効率11.4%を達成できる。　低温スターリングエンジンは、エクセルギーが小さい低品位の熱源を利用でき、太陽熱湯沸装置を用いることでエネルギーロスや装置・運用・熱源コストを下げ、発電効率に優れるので発電コストを下げ、他の発電装置・発電方式に対し価格競争力をもつ。