超電導技術による電気エネルギーの輸送と貯蔵の高効率化

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究は、超電導技術を開発して、超電導発電機・ケーブル及びSMESを実用化して高効率・高密度・高安定性の新型の電力機器と電力系統の構築及びその特性の解明を目指すものであり、本年度の成果としては昨年度に続き(1)発電機励磁用超伝導エネルギー転送回路の構成について基礎実験に成功すると共に、更に回路設計、制御方法の検討を行うため、計算機シミュレーションプログラムを作成し、これを用いて回路の最適設計、最適制御を計算機上で実施した。また、フラックスポンプを用いたブラシレス化と、電機子巻線をも超電導化した小型モデル機の運転(出力2.3KW)に成功した。(2)超伝導ケーブルとしては、構造単純で信頼性の高い押し出しPE型を採用したが、その温度収縮特性に問題があるため、PEの代わりにEPRを使用し、基礎実験を行い、従来の難点除去の目途を得た。また、超伝導線材の交流損失の測定を行った。(3)大容量の超電導ケーブルを巨大中枢都市に導入完了後、その最大負荷時の故障を想定し、もし標準的潮流条件ならば系統動揺は、4秒程度で収束できるという結果を得た。また、小型の超電導変圧器を試作し在来型に較べ同一重量で60倍の容量を得、ケーブルとの接続の可能性を得た。(4)SMESを日、及び週負荷調整用として利用する際、SMESの容量のスケールメリットを考慮して揚水代替案、火力代替案との比較により検討し、SMESが有利となるGW容量、GWh容量の領域を明らかにした。(5)制御性のよい高耐電圧、高安定、高信頼度SMES用マグネットの開発を目指し、液体Heの中での絶縁破壊特性及び低交流損失エポキシ含浸コイルの交流損失と冷却特性を解明し、またクエンチ保護方式の新提案を行った。(6)SMESを安定化制御に用いる場合について、他の各種安定化対策との協調、競合とを明らかにし、また高エネルギー密度の新型SMESを提案した。