成果報告書詳細
管理番号20130000000884
タイトル平成24年度成果報告書 新エネルギーベンチャー技術革新事業 新エネルギーベンチャー技術革新事業(風力発電その他未利用エネルギー) 多極化発電機による小型発電システムの技術開発
公開日2014/2/28
報告書年度2012 - 2012
委託先名株式会社TOP 国立大学法人大阪大学
プロジェクト番号P10020
部署名技術開発推進部
和文要約件名:平成24年度成果報告書 新エネルギーベンチャー技術革新事業 新エネルギーベンチャー技術革新事業(風力発電その他未利用エネルギー) 多極化発電機による小型発電システムの技術開発

最近、再生可能エネルギー全般の利用機運が高まっているが、その普及は十分とは言えないのが現状である。これに対し、発電能力が20kW未満の場合は電気事業法の規制対象外となり、許認可申請は比較的簡単となった。これを踏まえ、本開発事業では20kW 未満の小水力発電設備で使用する高性能小型発電機の開発を行う。未利用の流水(流速1m/s前後以上)でも高い効率を発揮する高性能永久磁石同期型多極化コアレス発電機を開発し、設置コストの低減と高効率発電システムを実現する。ここで、小流量の流水に対しては、始動トルクが低いものが望ましく、コアレス巻線(コイル)とNd-Fe-B系高性能磁石とした小型高性能発電機を中心に開発する。特に、磁石の配置、極数、巻線パターンをオリジナル形式とし、低騒音、低振動、高効率な発電機を設計、試作する。試作する発電機は、1)通常型多極磁石配置、2)フラット型多極磁石配置、の2種類で、性能をフィールド試験を通して評価することを計画した。大阪大学で開発した改質法によりNd-Fe-B系磁石の保磁力を高め、これにより後者のフラット型多極化コアレス発電機を中心に当該磁石の薄型化を可能にし、Nd-Fe-B系磁石使用量の低減を図る。当該フラット型発電機は発電する磁石と巻線部が1セットとして3段積層構造となっており、巻線部の出力端子を積層毎に随時並列/直列切り替えることで、流速または流量に応じて回転負荷を適性化し、発電機本体の仕様変更なしに、河川等の流水状況に応じた動作が可能なシステムを検討した。また別の方向性として、クロスフロー水車のガイドベーンを流量に応じて小・中・大と切り替える方法も検討し、実現可能性としてはこちらの方式の方が有効と判断している。フラット型発電機はφ370-3段積層で試作し、発電機単体効率として92%を実現した。90%効率の水車と組み合わせると、Q×H=0.36で出力約3kW、発電効率0.82を実現できる可能性がある。
英文要約Title: New Energy Venture Business Technology Innovation Program /New Energy Venture Business Technology Innovation Program(Wind Power Generation and Other Untapped Energies)/Development of small hydrautic power generation systems using the multipolarization core type generator (FY2013-FY2014) FY2013 Final Report

A use mood of the overall renewable energy rises, but it is the present conditions recently that there is not the spread despite ten minutes. In contrast, when power output capacity was less than 20kW, I became out of a regulation object of Electricity Enterprises Law, and the authorization application became relatively simple. Based on this, I develop the high efficiency small size generator to use with small hydraulic power generation facilities less than 20kW by this development business. I develop a high-performance permanent magnet synchronization model multipolarization core reply generator showing the efficiency that even unused running water (more than speed around 1m/s) is high in and realize reduction and a high efficiency generation system of the setting cost. A thing having low start torque is desirable and, here, develops it mainly on a coreless winding (coil) and a Nd-Fe-B system high efficiency magnet and the small size high efficiency generator which did it for the running water of the small flow quantity. Particularly, I assume placement, the pole number of magnets, a winding pattern an original form, and a design produces the generator which is the low noise, low vibration, high efficiency experimentally. The generator to produce experimentally planned that I evaluated performance through a field examination in 1) conventional multi-electrode magnet placement, 2) flats type multi-electrode magnet placement, two kinds. I raise the coercive force of the magnet of Nd-Fe-B origin by the reforming method that I developed in Osaka University and the thin model of the magnet concerned in this way enables making it it mainly on a latter flat model multipolarization core reply generator and plans reduction of the Nd-Fe-B system magnet consumption. A magnet and the winding part which generated electricity became three steps of laminating structure for one set, and the flat type generator concerned made turn load fitness according to speed or flow quantity because parallel / series changed an output terminal of the winding region every laminating at any time, and the movement that accepted the running water situation such as rivers without the specifications change of the generator main body examined a possible system. In addition, as different directionality, the small, average, the method to change very much examines the guide vane of the cross flow waterwheel according to flow quantity, and a method of this place judges it for feasibility effectively. The flat type generator produced it experimentally by 370-3 steps of φ laminating and realized 92% as generator simple substance efficiency.I can realize output approximately 3kW, generation efficiency 0.82 in Q X H=0.36 when I combine it with a waterwheel of the 90% efficiency I am possible.
ダウンロード成果報告書データベース(ユーザ登録必須)から、ダウンロードしてください。

▲トップに戻る