発電装置であるために、性能の良し悪しを決める指標として「エネルギー変換効率」が使用され、エネルギー効率が高い方が良い発電装置です。
ただ、あまり知られていないですが重要な用語として「エクセルギ-」というものがあり、ここではエクセルギ-に関する以下のテーマで解説していきます。
エクセルギ-とは、別名有効エネルギーとも呼ばれ、エネルギーの質のことを指します。ただ、エネルギーの質といってもイメージしにくいですよね。以下でエクセルギ-についてわかりやすく解説していきます。
カルノーサイクルにおける熱効率(最大エネルギー変換効率)はこちらで解説していますが、ある高温熱源から熱機関を通して、低温熱源への流れがある場合、熱のすべてを変換することはできず、一部のみが仕事に変換されます。
そして、エクセルギ-は以下のように定義(公式)され、取り出すことができる最大のエネルギーと考えられます。言い換えると、カルノーサイクルにおいては、最大に取り出せるエネルギーがエクセルギ-であるといえます。
ただ、カルノーサイクルであるからといって、常に最大エネルギー変換効率を出せるわけではなく、実際は様々な損失があります。
以下でエクセルギ-に関する演習問題と求め方について解説していますので、解いて理解を深めましょう。
そして、何も損失がなければ60%分エネルギーが仕事に使用できるのに対し、実際の仕事は30%であるために、エクセルギ-効率