「私たちには力がある」 - サンディアの技術テストが送電網に電力を供給

この二酸化炭素はシステム内に留まり、温室効果ガスとして放出されず、蒸気よりもはるかに高温になる可能性があり、華氏 1,290 度または摂氏 700 度になります。

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最先端のブレイトンサイクル技術の最初のテストにより、地域の送電網に電力が投入されました

ニューメキシコ州アルバカーキ — サンディア国立研究所の研究者らは、新しい発電システムで生成された電力をサンディア・カートランド空軍基地の送電網に初めて供給した。

サンディア国立研究所の機械エンジニアであるローガン・ラップ氏（左）とダリン・フレミング氏は、超臨界二酸化炭素ブレイトンサイクルテストループの制御システムの側に立っている。 今年の初めに、エンジニアたちはこのシステムによって生成された電力を初めて送電網に供給しました。 (写真提供: ブレット・ラッター)

このシステムは、蒸気の代わりに加熱された超臨界二酸化炭素を使用して発電し、閉ループのブレイトン サイクルに基づいています。 ブレイトン サイクルは、高温の加圧流体を使用してジェット エンジンのようにタービンを回転させるこの方法を開発した 19 世紀の技術者ジョージ ブレイトンにちなんで名付けられました。

超臨界二酸化炭素は無毒で安定した物質であり、非常に高い圧力下で液体と気体の両方のように作用します。 この二酸化炭素はシステム内に留まり、温室効果ガスとして放出されず、蒸気よりもはるかに高温になる可能性があり、華氏 1,290 度または摂氏 700 度になります。 この熱のおかげもあって、ブレイトン サイクルは、原子力発電所、天然ガス、さらには集中太陽などの発電所からの熱を、従来の蒸気ベースのランキン サイクルよりもはるかに効率的にエネルギーに変換できる可能性があります。 ランキンサイクルでは蒸気を水に戻す際に多くのエネルギーが失われるため、電気に変換できるのは蒸気の電力の最大 3 分の 1 です。 比較すると、ブレイトン サイクルの理論上の変換効率は 50% 以上です。

「私たちは何年にもわたってここに到達するために努力してきました。商用機器を介してシステムを送電網に接続できることを実証できたことは、より効率的な発電への最初の架け橋となります」とマネージャーのロドニー・キース氏は述べています。ブレイトン サイクル テクノロジーに取り組んでいる高度なコンセプト グループ向け。 「単なる舟橋かもしれないが、橋であることは間違いない。 大したことではないように聞こえるかもしれませんが、ここに至るまでにはかなりの道のりがありました。 川を渡れるようになったので、さらに多くのことを進めることができます。」

サンディア国立研究所の単純な閉ループ ブレイトン サイクル テスト ループの図。 動力を生成するために圧縮、加熱、膨張される作動流体は超臨界二酸化炭素です。 超臨界二酸化炭素は無毒で安定した物質であり、非常に高い圧力下で液体と気体の両方のように作用します。 (画像提供：サンディア国立研究所)

4 月 12 日、サンディアのエンジニアリング チームは、超臨界 CO2 システムを華氏 600 度まで加熱し、ほぼ 1 時間にわたって送電網に電力を供給し、時には最大 10 キロワットを生成しました。 10 キロワットというのは大した電力ではなく、平均的な家庭では 1 日あたり 30 キロワット時を使用しますが、これは重要な進歩です。 このプロジェクトの主任研究者であるダリン・フレミング氏によると、研究チームは何年にもわたって、テストで生成された電気をトースターのような抵抗負荷バンクに放出していたという。

「単純な超臨界 CO2 ブレイトン サイクルでタービン、オルタネータ、コンプレッサーを 3 回正常に起動し、3 回の制御された停止を行い、50 分間安定してサンディア-カートランド送電網に電力を注入しました」とフレミング氏は述べました。 「このテストで最も重要なことは、サンディアに権力を握ることに同意してもらったことです。 グリッドに接続するために必要なデータを取得するのに長い時間がかかりました。 送電網を制御する人は誰でも、送電網に何を同期させるかについて非常に慎重になります。送電網を混乱させる可能性があるからです。 これらのシステムを一日中稼働させて負荷バンクに電力を投入することもできますが、少しでも電力を送電網に投入することは重要なステップです。」