ガスタービン発電所

すべての発電所で、太陽光発電所を除いては、交流発電機を使用して電力を生成します。交流発電機は、回転時にのみ電気を生み出す回転機械です。したがって、交流発電機を回転させるための原動機が必要です。すべての発電所の基本的な構成は、原動機を回転させて、必要な電力を生成するための交流発電機を回転させることです。ガスタービン発電所では、高圧・高温の蒸気の代わりに高圧・高温の空気を使用してタービンを回転させます。

ガスタービン発電所の基本的な動作原理は、蒸気タービン発電所と同じです。唯一の違いは、蒸気タービン発電所では圧縮蒸気を使用してタービンを回転させますが、ガスタービン発電所では圧縮空気を使用してタービンを回転させることです。

ガスタービン発電所では、圧縮機で空気を圧縮します。この圧縮された空気は次に燃焼室を通過し、温度が上昇します。その後、高温度・高圧力の空気はガスタービンを通過します。タービン内で圧縮空気が急激に膨張し、運動エネルギーを得ます。この運動エネルギーにより、空気はタービンを回転させるための機械的な仕事を行います。

ガスタービン発電所では、タービン、交流発電機、および空気圧縮機のシャフトは共通です。タービンで生成された機械エネルギーの一部は空気の圧縮に使用されます。ガスタービン発電所は主に、水力発電所での補助電源供給として使用されます。水力発電所の起動時に補助電力を生成します。

ガスタービン発電所の利点

• ガスタービン発電所の構造は、蒸気タービン発電所よりもはるかに単純です。

• ガスタービン発電所のサイズは、蒸気タービン発電所よりも小さいです。

• ガスタービン発電所にはボイラーのような部品がなく、それに関連するアクセサリーもありません。

• 蒸気を取り扱わないため、凝縮器や冷却塔のような構造物は必要ありません。

• 設計と構造が単純で小型なため、同等の蒸気タービン発電所よりも資本コストと運転コストが低くなります。

• ガスタービン発電所の常時損失は、蒸気タービン発電所よりも小さく、システムがグリッドに負荷を供給していない場合でもボイラーを常に稼働させる必要がないためです。

• ガスタービン発電所は、同等の蒸気タービン発電所よりも迅速に起動できます。

ガスタービン発電所の欠点

• タービンで生成された機械エネルギーの大部分が空気圧縮機の運転に使用されるため、ガスタービン発電所の全体的な効率は同等の蒸気タービン発電所よりも低いです。

• また、ガスタービン発電所では排気ガスが炉から大量の熱を持ち出します。これにより、システムの効率がさらに低下します。

• 発電所を起動するには事前に圧縮された空気が必要です。そのため、タービンを実際に起動する前に空気を事前に圧縮する必要があります。これは外部電源を必要とするため、ガスタービン発電所の起動時には外部電源が必要です。一度発電所が起動すると、外部電源は不要になります。

• ガスタービン発電所の炉の温度は非常に高く、これによりシステムの寿命が同等の蒸気タービン発電所よりも短くなります。

• 効率が低いため、ガスタービン発電所は商業的な電力生産には使用されず、通常は他の従来型発電所（水力発電所など）への補助電源供給に使用されます。

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