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熱電発電(温度差発電)、10kW級の発電に成功 製鉄所の排熱利用で

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熱電発電(温度差発電)、10kW級の発電に成功 製鉄所の排熱利用で

JFEスチールは、今年3月から東日本製鉄所(京浜地区/川崎市)で実施している排熱を利用した熱電発電技術の実証試験について、計画通りの発電出力が得られ製鉄所内で有効利用できることを確認したと発表した。

同実証試験は、製鉄所の連続鋳造設備に設置した熱電発電システムを用いて、スラブ(圧延用半製品鋼塊)から放出されるふく射熱から10kW級の発電を行うもの。得られた電力は、パワーコンディショナを介して直流から交流に変換後、既存の配電線に接続し、所内設備の電源として利用する。同規模の熱電発電の実証試験は世界初。

今後、製鉄所内での実用化に向けた実証試験を継続して行い、耐久性を確認するとともに、さらなる発電効率の向上、信頼性の向上を含めたシステム確立への取り組みを行う。

ゼーベック効果の概念図(熱電発電の原理)

ゼーベック効果の概念図(熱電発電の原理)

熱電発電技術は、異なる金属または半導体に温度差を設けると電圧が発生する「ゼーベック効果」を利用して熱から電気を生み出す技術で、発電時のCO2排出が全くないクリーンな発電。

24時間操業の製鉄所には排熱が常に存在するため、熱電発電は昼夜・天候によらず、年間を通して安定した電力を安価に得られる可能性がある。この技術を様々な工場排熱に適用すれば、省エネルギーやCO2排出の削減に大きな効果を発揮するものと期待されている。

なお、発電にはKELK(神奈川県)が開発した世界最高クラス性能(出力密度1W/平方センチメートル)の熱電変換モジュールを使用。同実証試験は、KELK、北海道大学と共同で、新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)の省エネルギー革新技術開発事業として2012年から実施している「製鉄プロセスにおける排熱を利用した熱電発電技術の研究開発」の一環として行っている。

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