蓄熱を導入した発電システムの年間シミュレーションによる検討

Feasibility study of power generation system with thermal energy storage by annual simulation

藤井 祥万*; 山野 秀将   ; 早船 浩樹; 大野 修司  

Fujii, Shoma*; Yamano, Hidemasa; Hayafune, Hiroki; Ohno, Shuji

発電システムにおける熱エネルギー貯蔵(TES)の応用は、変動性再生可能エネルギーや、小型モジュール型原子炉(SMR)からの原子炉熱などの安定した熱源を柔軟な出力に変換できる魅力的な選択肢である。SMRから反応熱をチャージする溶融塩ベースのTESは、Power to Heat to Powerシステムのケーススタディとして考慮され、年次シミュレーションによって実現可能性を調査した。電力スポット価格が高い時期に原子炉熱を安定的に充電し、その熱を放出する熱の充放電運転を模擬するための価格追従モデルを開発した。蒸気タービンの低負荷運転により年間発電量はSMR単独運転に比べ若干低下するが、売電時の電力スポット価格の向上により総収益は増加する。

The application of thermal energy storage (TES) in power generation systems is an attractive option that can convert variable renewable energy, or stable heat sources, such as reactor heat from small modular reactors (SMRs), into flexible power output. A molten salt-based TES charging reactor heat from SMRs was considered as a case study of Power to Heat to Power system, and was feasibly investigated by annual simulation. A price-following model was developed to simulate heat charging and discharging operation, in which reactor heat is stably charged and its heat is discharged during periods of high electricity spot prices. Although the annual output is slightly lower than the SMR stand-alone operation due to the low-load operation of the steam turbine, the total revenue increases due to the improvement of the electricity spot price at the time of power selling.