成果報告書詳細
管理番号20120000000759
タイトル平成23年度成果報告書 研究協力事業 インドネシアにおける無電化村向け独立電源用高性能・低コスト小型風力発電システムの研究開発
公開日2012/8/31
報告書年度2011 - 2011
委託先名日本電産株式会社
プロジェクト番号P93048
部署名新エネルギー部
和文要約本事業は、インドネシア共和国における無電化村向け独立電源用の高性能・低コスト小型風力発電機システムの研究開発および実用化へ向けた課題の洗出しと、ビジネスパートナーへの技術移管を目的として実施した。
インドネシア共和国は、軽工業,食品工業,織物,石油精製が盛んで部品加工工場も多数ある。また、日本の主要メーカー主導による二輪オートバイの産業育成がなされたことで、電力需要が年々高まっている。政府は、安定的なエネルギー供給に向けて火力,水力発電所の増強、原子力発電所の建設や、強固な系統設備の増設を計画していたが、3.11東日本大震災による福島第一原子力発電所の事故を通じて、地震や津波が多く発生する同国での原子力発電所の設置は不向きと判断し、再生可能エネルギーの導入を優先して検討するようになった。また、発電所から送電される場所はスマトラ島とジャワ島のみでで、東インドネシア地域など系統整備が進んでいない地域については、コミュニティー送電設備の整備が推進されている。ただし、東インドネシアを中心とした無電化地域における住民の年間所得は10万円程度であり、大型システムの導入などは設備の管理費が高くなるため同国の実情に適さない。この問題を解決するために、過去に独立電源型の小型風力発電機の導入が検討されたことがあるが、現在までに販売された小型風力発電機はイニシャルコストが高価で、ポータブルのエンジン発電機を稼動させた方が安価である場合が多かった。

それに対して、本事業で実施した無電化村向け独立電源用の高性能・低コスト小型風力発電機システムの研究では、木製ブレードの適用、および、コギングトルクを小さくできるコア形状を適用した3相コア付きモータの採用によってイニシャルコストの大幅な削減が実現できた。また、インドネシア共和国でのフィールド試験においては、試験前に予想していた発電量が正常に得られることと、強風対策として導入した水平偏向機能とショートブレーキ機能が有効に動作していることが確認でき、合わせて、インドネシア独自の環境下においては、試験前の充電コントローラーの性能ではいくつかの問題があり、それらを改善できたことで、市場へ展開した際に発生するリスクが軽減され、インドネシアにおける小型風力発電システムの実用化へ向けた見通しが得られた。また、ビジネスパートナーの育成についても、発電機システムの設置からデータ測定,システムの管理,簡易的なメンテナンスまでの技術移管が進み事業拡大への準備が進んだ。インドネシアを含む発展途上国での電力問題に対して、今後、小型風力発電システムが有効なソリューションとして拡大していくためには、発電機システムの管理やメンテナンスに関する基礎データの収集を分析を行うべくフィールド試験を継続し、インドネシア独自の環境に起因する事故や故障のメカニズムの解明と対策を行っていく必要がある。
英文要約This project was carried out with the objective to investigate issues related to the research and development and practical local introduction of a high-performance low-cost compact wind turbine generator system to be used as a stand-alone power supply in non-electrified rural areas in the Republic of Indonesia, as well as to transfer the required technology to business partners.
The Republic of Indonesia has thriving industries in the areas of light manufacturing, food processing, textiles, and petroleum refining, and has many parts processing factories. Furthermore, due to the development of the motorcycle industry led by major Japanese manufacturers, the demand for electric power is increasing yearly. Until recently, the Government of Indonesia had been planning to increase the power supply capacity by increasing the number of thermal and hydroelectric power plants, constructing nuclear power plants, and building high-power transmission networks. However, after the Fukushima No. 1 Nuclear Plant accident caused by the 3.11 tsunami and earthquake disaster in eastern Japan, the Government has concluded that the construction of nuclear power plants is unsuitable for Indonesia, which is subject to frequent earthquakes and tsunamis, and is currently placing a higher priority on investigating the introduction of renewable energy sources. Furthermore, those areas that receive electric power from power plants are limited to the islands of Sumatra and Java, so that community-based transmission facilities are being promoted in areas where the installation of power transmission networks is lagging behind, such as east Indonesia. However, residents of east Indonesia and other non-electrified areas have an average annual income equivalent of about 100,000 Japanese yen, so that the introduction of large-scale systems, with the associated high plant management costs, is not suitable for Indonesia. To address this situation, the introduction of stand-alone type compact wind turbines has been investigated in the past, yet all of the compact wind turbines that have so far been locally marketed have a high initial cost, so that it was often cheaper to use portable engine generators.
In the study of the high-performance low-cost compact wind turbine generator system, conducted as part of this project, we were able to drastically cut the initial cost by the use of wooden turbine blades and a three-phase core motor, in which cogging torque is reduced by means of a novel core shape. Furthermore, it was confirmed in field tests conducted in Indonesia that the power output meets the pre-test expected level, and that the horizontal deflection function and short-circuit braking, which are measures adopted to deal with high winds, function properly. Although there had been a few issues regarding the performance of the charging controller within the context of the local Indonesian environment prior to testing, they have been addressed and improved upon; this should reduce the risk of malfunction when marketed, so that the practical introduction of the low-cost compact wind turbine generator system to the Indonesian market appears to be feasible. With respect to the training of business partners, technology transfer has proceeded in the installation of the turbine system, data measurement, system management, simple maintenance, etc., thus laying the ground for business expansion. In order to further promote the compact wind turbine generator system as a viable solution to the power supply issue in Indonesia and other developing countries, it will be necessary to carry out further field tests to collect and analyze basic data regarding the management and maintenance of the turbine generator system, and to investigate the causes of accidents/malfunctions caused by the Indonesian local environment and adopt necessary measures.
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