第一種電工 令和4年度午前 問16｜電気機器・蓄電池・配線器具

コージェネレーションシステム（熱電併給）とは何かを問う問題です。ふつうの発電では、燃料を燃やして得た熱の多くが電気にならずに捨てられています。コージェネレーションは、ガスエンジンやガスタービンなどで発電しながら、その排熱を給湯や暖房、冷房などに回して使う仕組みです。電気と熱を同時に供給するので、燃料のエネルギーを無駄なく使えます。「コ（一緒に）・ジェネレーション（つくる）」と覚えましょう。正答はイです。

コージェネレーションシステムは、1種類の燃料から電気と熱を同時につくり出して供給するシステムです。原動機（ガスエンジン、ガスタービン、燃料電池など）で発電し、排ガスや冷却水の熱を回収して蒸気や温水として利用します。発電だけでは利用できない排熱を使うため、発電と熱利用を合わせた総合効率が高くなるのが特徴です。ア（受電した電気と常時連系した発電システム）：系統と連系して運転する形態を表しているだけで、コージェネレーションの説明ではありません（連系しない自立運転のコージェネもあります）。ウ（深夜電力を利用した発電システム）：深夜電力は蓄熱式の給湯器などで使うもので、発電の方式ではありません。エ（電気集じん装置を利用した発電システム）：電気集じん装置は火力発電所などの排ガスからばいじんを取り除く設備で、発電方式とは関係ありません。正答はイです。

本問は「コージェネレーション＝熱電併給」という定義を押さえているかを問う問題です。

【仕組み】

• 原動機：ガスエンジン、ガスタービン、ディーゼルエンジン、燃料電池など
• 発電：原動機で発電機を回す（燃料電池は直接発電）
• 熱回収：排ガスの熱は排熱ボイラで蒸気に、冷却水の熱は熱交換器で温水にして利用
• 熱の使い道：給湯、暖房、工場の蒸気、吸収式冷凍機による冷房など

【効率の考え方】総合効率＝発電効率＋排熱利用率です。例えば燃料の30%が電気に、45%が利用できる熱になれば総合効率は75%です。発電効率だけで比べると大規模な火力発電所に及ばなくても、熱まで使い切れば燃料の有効利用率は大きくなります。ただし、熱の需要が無い時間帯は排熱を捨てることになり、効果が出ません。病院、ホテル、工場など、電気と熱の需要が一年を通してある施設に向いています。

【選択肢の見分け方】

• ア：系統連系は運転形態の話。コージェネかどうかとは別
• イ：電気と熱を併せて供給。定義どおりで正しい
• ウ：深夜電力は電気の使い方（料金制度）の話で、発電方式ではない
• エ：電気集じん装置は排ガス中の粉じんを除く環境設備

【類題との区別】「ガスタービンの排熱で蒸気をつくり蒸気タービンも回す」のはコンバインドサイクル発電で、排熱を発電に使います。コージェネレーションは排熱を熱のまま需要先で使う点が違います。試験ではこの2つの図や説明を見分ける問題も出されます。