成果報告書詳細
管理番号20120000000443
タイトル*平成23年度中間年報 イットリウム系超電導電力機器技術開発
公開日2012/6/13
報告書年度2011 - 2011
委託先名公益財団法人国際超電導産業技術研究センター
プロジェクト番号P08016
部署名省エネルギー部
和文要約1. 研究開発内容および成果
(1)プロジェクト概要
本プロジェクトは、平成20年度から平成24年度までの5ヵ年計画であり、平成20年6月にそのうちの前期3ヵ年を、電力会社・線材メーカー等の賛助会員9社と供に新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)から受託し実施している。
本プロジェクトにおける研究開発では、コンパクトで大容量の電力供給が期待できるイットリウム系超電導線材を用いて、超電導電力貯蔵システム(系統安定化用2GJ級SMES)、超電導電力ケーブル(66kV5kA大電流ケーブル及び275kV3kA高電圧ケーブル)、超電導変圧器(66/6kV 20MVA級配電用変圧器)の3つの超電導電力機器を対象に、平成19年度までのNEDOの「超電導応用基盤技術開発(第2期)プロジェクト」(平成15年度?平成19年度)におけるイットリウム系超電導線材を利用した電力機器要素研究の成果、及び「超電導電力ネットワーク制御技術開発プロジェクト」(平成16年度?平成19年度)におけるSMESの開発の成果をさらに発展させ、2020年(平成32年)頃の導入・普及を見通す「重要な技術開発」を行う。
また、線材作製技術において、我が国の技術的蓄積と開発能力を集中し、高速製造、低コスト化、歩留向上、量産化要素などの更なる技術開発を行うと同時に、超電導電力機器の適用技術標準化などの調査研究を行う。
本プロジェクトを実施するにあたり、研究開発実施者間の緊密な連携を図るため、「イットリウム系超電導電力機器技術開発推進委員会」などを設置・開催し、研究開発の円滑な推進を行う。
尚、平成22年度は、本プロジェクト前期3ヵ年の最終年度であることから、平成22年9月に中間評価が実施された。評価結果としては、各機器開発などの中間目標を達成済又は年度内に達成見込みであったことなどから高い評価を得た。具体的には、「研究開発成果と実用化、事業化見通しの合計点」が「合格ライン(3点以上)」を大きく上回る「優良ライン(4点以上)」と同等の評価(4.0点)を得ることができた。平成23年度と24年度の後期2ヶ年は、この成果に基づき、最終目標の達成に向け取り組む。
英文要約Title: Technological Development of Yttrium-based Superconducting Power Equipment (FY2008-2011) FY2011 Annual Report

a. SMES
In the development of the techniques for the high magnetic field/high current compact coils, we fabricated a test coil and proved to endure hoop stress over 600MPa and current capacity over 2kA by verification tests. In the development of high efficiency conduction cooling technology, we developed a high effective conduction cooling system with a coil composition enduring 13kV voltage, and proved cooling capability of over 3W/m2. In the development of highly reliable/ highly durable coil, we proposed new quench protection techniques for coils by current translocation phenomena between the wires.
b. Power cables
In the development of the large-current cable, the Hybrid conductor was fabricated and the measured AC loss of this conductor was 0.8 W/m at 5kArms. The designed cable intermediate joint had no Ic degradation in the mechanical test and had enough withstanding against the voltage application test. In the development of the high-voltage cable, the AC loss characteristics and protection against over-current of the cable intermediate joint were evaluated. The manufactures of the large current cable system and high voltage cable system were started for system verification.
c. Power transformers
In the development of winding technology, it was verified that the AC loss of coil using three-scribed wire decreased to one third of the coil using no-scribed wire. As for a cooling system, a trial production of cooling system which combined an expansion-turbine and the turbo-compressor with high efficiency and small size was fabricated. In the development of fault current limiting function, the AC over current was reduced to less than three-times lower of the rated current. To realize the 20MVA class transformer, the production of the 2MVA class model was started..
d. R&D of Coated Conductors for Power Applications
In this theme, the development of coated conductors which are applicable for the future power applications has been taken place. In FY2010, the fabrication process of the buffer layers, the superconducting layer and the metallic substrates have been developed; superconducting layers were deposited by PLD, MOD and MOCVD processes on the buffered IBAD/ RABiTS substrates. Laser cutting/scribing process was developed as well for manufacturing coated conductors. Combining all the results, the interim goals of this theme were attained by at least one process..
e. Research for standardization of superconducting electric power equipment.
The research committee meeting and three subcommittee meetings were continued for experts. NP for the standardization of the wires was approved and discussed, technical information on test items of the power cables was provided to WG of CIGRE, and some research for the other power equipment were carried out successively

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