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鉄道総合技術研究所と古河電工、次世代フライホイール蓄電装置向け高温超電導マグネットの開発に成功

 鉄道総合技術研究所と古河電工は、次世代フライホイール向け高温超電導マグネットの開発に成功したと発表しました。フライホィールの蓄電装置は、電力をフライホィールの回転力(慣性力)におきかえることで、電力を”蓄電”することができる装置で、国内外ですでに開発例があります。この技術においては、回転時のロスをいかに抑えるかが大きな技術開発のポイントです。今回の成功により、フライホィールの蓄電装置において、より効率的な電力エネルギーの貯蔵が可能になります。

 今回の古河電工の子会社のスーパーパワー社が製造した大型フライホイール用の高温超電導マグネットは、イットリウムを用いた第2世代高温超電導線材を利用した強力なものです。このマグネットを50K(マイナス223℃)まで冷却して高磁場を発生させることにより、2トンを超える荷重 を非接触で支持できることが実証されました。そして、開発中の超電導磁気軸受では、1組の軸受で約4トンの円盤を浮上させることを目標としています。従来の20K(マイナス253℃)まで冷却する高温超電導コイルより大幅に高い温度である50K(マイナス 223℃)の温度で運転することが可能となり、冷却コストを低減するめどが立ったとのことです。

 今後、実規模のフライホイールの浮上試験を行い、平成24年度から26年度にかけて開発を進めている大容量超電導フライホイール蓄電装置の中に組み込み、平成27年に山梨県米倉山において新たに建設するメガソーラーとの連系試験が予定されています。

プレスリリース / 古河電工、2014年3月10日
次世代フライホイール向け高温超電導マグネットの開発に成功

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-----image[”上-開発した高温超電導マグネットに用いるコイル、下-次世代フライホイール蓄電システム(イメージ図)”]: 同リリースより-----
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" ~メガソーラー等との連携により、効率的な電力エネルギーの貯蔵が可能に~

公益財団法人鉄道総合技術研究所
古河電気工業株式会社
クボテック株式会社
株式会社ミラプロ
山梨県企業局

 公益財団法人鉄道総合技術研究所(以下「鉄道総研」)と古河電気工業株式会社(以下「古河電工」)は、古河電工の子会社のスーパーパワー社が製造した第2世代高温超電導線材を用いた大型フライホイール用の高温超電導マグネットの開発に世界で初めて成功しました。(注1)

 本開発は、クボテック株式会社、株式会社ミラプロ、山梨県企業局と共同で、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構の「安全・低コスト大規模蓄電システム技術開発」プロジェクトの中で実施しているものです。

開発成果概要
 イットリウムを用いた第2世代高温超電導線材(注2)で高強度な高温超電導マグネットの開発に成功しまし た。
 このマグネットを50K(マイナス223℃)まで冷却して高磁場を発生させることにより、2トンを超える荷重 を非接触で支持できることを実証しました。
従来の20K(マイナス253℃)まで冷却する高温超電導コイルより大幅に高い温度である50K(マイナス 223℃)の温度で運転することが可能となり、冷却コストを低減するめどが立ちました。

開発品の内容
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開発体制
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今後の予定
 本マグネットは平成24年度から26年度にかけて開発を進めている大容量超電導フライホイール蓄電装置の中に組み込み、平成27年に山梨県米倉山において新たに建設するメガソーラー(注4)との連系試 験を開始する予定です。

用語解説
(注1)超電導フライホイール蓄電システム:
 フライホイールは、電気エネルギーを高速回転体の運動エネルギーに変換して貯蔵する装置で、電力の入出力を高速かつ繰返して行うことができる装置です。従来は、回転体の機械的軸受損失が大きく、かつ軸受の摩耗により長期間の運転が困難でしたが、超電導マグネットと超電導バルクを用いることで回転体を非接触で浮上させる軸受が可能となり、低損失でメンテナンスフリーの電力貯蔵装置を実現しました。日本語:本文に戻る
(注2)第2世代高温超電導線材:
 クロム・ニッケル基合金などのテープ状金属基板上に中間層を成膜し、希土類元素(イットリウムなど)、バリウム、銅等からなる酸化物超電導材料を結晶合成させながら成膜した超電導線材です。液体窒素温度(マイナス196℃)において超電導状態となり、電流密度が高く、磁場中でも特性低下、交流損失が少なく、実用化された高温超電導線材の中で最も性能の高い材料です。本文に戻る
(注3)よろいコイル技術:
 中部電力株式会社殿が開発した高温超電導マグネットの磁場を飛躍的に向上させる技術です。超電導線材に作用する電磁力を、超電導線材に接するコイル側板で支える方法で、液状樹脂を用いた絶縁被覆技術と組み合わせることによって、従来のイットリウム系超電導コイルの2倍、金属系超電導コイルの6 倍という、世界最高強度の電磁力に耐える超電導コイルを実現させます。本文に戻る
(注4)山梨県米倉山メガソーラー:
 全国有数の日射量を有する山梨県では、地球温暖化対策実行計画の中核として、山梨県甲府市に東京電力殿と共同で「米倉山太陽光発電所」を建設しました。44.7haの広大な用地の中、高台に約8万枚の太陽光パネルが設置され、一般家庭約3,400軒分の電力量に相当する年間1,200万kWhを発電しています。山梨県では、超電導フライホイールとの組み合わせによる系統連系試験用に、1,000kWの太陽光発電所を建設中であり、運転開始後は、実証試験に向けた基礎データの取得を開始する予定です。
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関連
次世代フライホイール向け高温超電導マグネットの開発に成功-----鉄道総合研究所、平成26年 3月10日

・鉄道総合研究所 : 超電導磁気軸受を用いた鉄道用フライホイール蓄電装置の研究・開発

追加情報
クボテック、次世代蓄電システム向け約100kWの大径CFRP製フライホイール蓄電ユニットを完成-----ソフトエネルギー、2015/02/09


参考
IEEE、スマートグリッドにおける二次電池やフライホィールなどのエネルギー貯蔵技術に関するガイドラインの検討を本格化-----ソフトエネルギー、2010/11/05

フライホィール”蓄電”のBeacon Power、復活ののろし。ペンシルバニアで20MWのプラント建設へ-----ソフトエネルギー、2013/08/05

・Twilog : #flywheel(フライホィールに関する情報)

・Twilog : #storage #renewbattery(蓄電に関する情報)



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