電気エネルギーの有効利用と高密度化に関する研究

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本研究課題では計画研究4件を総括している。極低温・超電導技術の応用では、超電導発電機と従来形発電機とを並行運転することによって、発電機の安定性を向上できることを示した。また試作した20m長の抽出しポリエチレン絶縁ケーブルの冷却試験を実施し、ケーブルへの侵入熱を評価し、2.5kAまでの通電試験に成功した。更に超電導エネルギー貯蔵用大型コイルの安定化設計と保護方式を提案し、変換器ユニットの点弧制御を適切にすることによって力率が改善できることを示した。高温熱エネルギーによる直接発電(MHD)では、チャネル内プラズマのシード原子密度揺らぎ測定法を開発し、揺らぎの特性を明らかにした。またスラグの効果について、電極をチャネル内に収めて実験を行ない、電極を覆うスラグの通電機構を解明し、更にアーク放電の特性と、均一放電からアーク放電への遷移状態を明らかにした。また、チャネル壁材として、高融点でアルカリ耐食性に優れたセラミックスである高純度MgO焼結体とAIN焼結体を開発した。エネルギーシステムの運用・消費・輸送の効率改善では不平衡密度送電線の不平衡潮流計算と不平衡線路故障解析法を提案した。また負荷需要の種々の時間的変動特性について統計的解析を行ない、電源の固定費、可変費の経年変化を検討し、在来系統に重畳するエネルギー貯蔵系統の一方式を提案した。更に各種エネルギー貯蔵設備の設置点を具体的にきめる方法を提案した。電極材料製造については鉄シリサイドを中心とした3d遷移金属ケイ化物による高性能アモルファス熱電材料の開発および製造方法の開発、熱電発電システムの理論設計、高温熱電材料薄膜電極の製作、高温熱材料の性能評価等を行なった。また熱電子発電用電極材料の開発と熱電子発電器の試作を行なった。更に電力貯蔵用電池の電極材料の開発を行なった。以上4つの研究課題に対して、それぞれ有効な成果を得た。