水素冷却のコストパフォーマンスは、一般的に「大規模な発電設備(100MW以上など)」においては非常に高いと評価されますが、小規模な設備では初期投資や維持費が重荷になるため、空冷式の方が有利になります
水素冷却が選ばれる理由は、単なる「冷やす能力」だけでなく、「発電機の回転効率を劇的に上げる」という経済的なメリットにあります
■水素冷却のコストメリット(なぜ得なのか)
水素は空気と比べて非常に優れた物理的特性を持っており、それが直接的に「利益」につながります
■効率の向上(1〜2%の改善)
水素は密度が空気の約7%と極めて低いため、回転子が回る際の空気抵抗(風損)を大幅に減らせます
発電効率が1%上がるだけで、大規模発電所では年間数億円単位の燃料費節約になります
■冷却能力の高さ
水素の熱伝導率は空気の約7倍、比熱は約14倍です
同じサイズの発電機でも、水素で冷やせばより大きな出力を出すことができ、設備をコンパクトに(kW単価を安く)抑えられます
■絶縁物の長寿命化
水素は不活性ガスであり、酸素がないため絶縁体(コイルの被覆など)の酸化劣化が抑えられます
これによりメンテナンス周期を延ばすことが可能です
コストデメリット(何にお金がかかるか)
一方で、水素冷却には特有のコストが発生します
■高い初期投資
水素は爆発の危険があるため、防爆構造のハウジングや、水素供給・回収システム、純度管理装置など、複雑で高価な付帯設備が必要です
■運用・保守コスト
水素漏洩を防ぐためのシール装置(軸封部)の点検や、水素ガスの補充費用がかかります
また、常に98%以上の純度を保つための監視も欠かせません
つまりは大規模 火力 原子力発電所向きであり、受注があれば収益性が高い😎
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