スターリングエンジン発電給湯システムの開発
～省エネルギーと環境負荷低減を目指して～
整理番号：2016-039
研究者名： 齊藤 剛（Takeshi Saito）
所 属：理工学部 総合理工学科 機械工学系 教授
専門分野：燃焼工学、エンジン工学
キーワード：スターリングエンジン、木質ペレット、コージェネレーション、発電給湯
研究概要
化石燃料の大量消費による枯渇のみならず、炭酸ガス発生による地球温暖化も避けることができない状況にある。代替燃料として、カーボンニュートラルの特徴を持つ木質ペレット等の植物由来燃料の需要が増加している。そこで、内燃機関の排熱を利用して動力と温熱や冷熱を取り出すことでエネルギー効率を高める、いわゆるコージェネレーションシステムとして、スターリングエンジンに関する研究を進めている。
- ホワイトペレット（図3 上）とグレーペレット（図3 右下）は燃焼室内温度が安定し、発電量が高かった。バークペレット（図3 左下）は、燃焼室内温度は安定していたが低く、発電量も低かった。
- ホワイトペレットとグレーペレットの燃焼灰は燃焼室内に残った灰、フィンに付着灰共に少なく、発電に及ぼす影響は少ない。しかし、バークペレットではフィン付着灰は少なかったが、燃焼室内の灰が多く、給気の妨げとなり、燃焼が不安定になる恐れがある。
木質ペレットを燃焼させ、発生熱を利用して発電を行うと共に、温水と暖房を供給するシステム
図2 2 kW級スターリングエンジン発電機
図3 木質ペレット3種類
応用例・用途
- 廃棄物等の発熱材料を使用したコージェネレーションシステムとして、スターリングエンジンは利用可能である。技術内容等、ご相談に応じます。
研究設備
- Nd-YAGレーザー、高速度カメラ、シュリーレン光学系、動力計、ガスクロマトグラフィ、NOX-O2濃度計、CO-CO2濃度計、発熱量計