リヤドの極端な気候におけるガスタービンのハイブリッド吸気冷却(TIAC)システムの技術経済評価
Techno-Economic Assessment of Hybrid Turbine Inlet Air Cooling (TIAC) Systems for Gas Turbines in Riyadh’s Extreme Climate
本研究では、暑熱地帯で運用されるガスタービン発電所の性能向上策として、9つのハイブリッド吸気冷却(TIAC)構成を提案し、系統的に分析した。ハイブリッドシステムは、蒸発冷却と冷凍冷却の配置に基づき、3つの主要構成に分類される。各構成は、サウジアラビア、リヤドの過酷な気候条件下における典型的な85 MW GE PG7121EAガスタービンユニットの性能を考慮した熱力学的・熱経済学的分析を通じて評価された。シミュレーションはEngineering Equation Solver (EES)ソフトウェアを用いて実施された。結果として、全てのハイブリッドTIACシステムは、ISO基準条件よりも大幅に吸気温度を低下させ、特に構成Iが技術的および経済的性能の全体的なバランスにおいて最も優れていることが明らかになった。費用対効果の面では、構成II-ハイブリッドVI(単効用H2O-LiBr吸収冷凍に蒸発冷却を組み合わせたもの)が、単独の単効用H2O-LiBr吸収システムよりも経済的性能が向上した。ハイブリッドTIACシステムは、ガスタービンの出力を大幅に向上させると同時に、有利な回収期間を達成できることが示唆された。
- リヤドの過酷な気候条件下で、9つのハイブリッドTIAC構成を提案し、85MW GE PG7121EAガスタービンユニットを対象に熱力学的・熱経済学的分析を実施した
- 構成II-ハイブリッドVI(単効用H2O-LiBr吸収冷凍+蒸発冷却)が、単独の単効用H2O-LiBr吸収システムよりも経済的性能が向上した
- 全ハイブリッドTIACシステムはISO基準条件より大幅に吸気温度を低下させ、ガスタービン出力を向上させつつ有利な回収期間を達成可能と示された
本稿はガスタービン発電所の性能向上を目的としたハイブリッド吸気冷却(TIAC)システムの技術経済評価であり、暑熱地帯での既存ガスタービンの出力向上と経済性改善に資する実証的な分析結果を示している。特に、構成II-ハイブリッドVI(蒸発冷却+単効用H2O-LiBr吸収冷凍)が、単独の吸収冷凍方式よりも経済的性能で優れ、有利な回収期間を達成可能とする点は、中東など高温地域でのエネルギーインフラ投資判断において参考になる。