成果報告書詳細
管理番号20150000000098
タイトル平成25年度-26年度成果報告書 太陽光発電多用途化実証プロジェクト 太陽光発電多用途化可能性実証検討事業 鉄道線路内太陽光発電
公開日2015/4/23
報告書年度2013 - 2014
委託先名株式会社フルーク
プロジェクト番号P13008
部署名新エネルギー部
和文要約「線路内太陽光発電」は二本の線路の間に太陽電池を設置して発電をするシステムである。この「線路内太陽光発電」が実現すれば、世界初の太陽光発電の利用形態であり、近い将来、鉄道が100%再生可能エネルギーで動く「ゼロエミッション時代」の第一歩になると考える。
「線路内太陽光発電」は「地上設置型の太陽光発電」に比べて建設コストが非常に安く出来る事が特徴である。列車走行時障害と設置する必要があるが、列車が通過する瞬間以外は太陽が燦々と当たっていて発電し続けることができる。しかも、鉄道の営業と両立する、いわゆるソーラーシェアリングともいえる。
「線路内太陽光発電」を導入するに当たって課題の対策
・鉄道軌道内の保守点検作業に対応する為に、太陽光パネルの脱着が全てワンタッチで行える様にした。取付実験での工事工程や、取付時間を計測した結果、大幅に取付人工数を減らす事が出来た。また将来、点検作業を装置により行う事ができれば、太陽光パネルの点検検査の為に取り外す必要が無くなり、補修の時にだけその部分だけを取り外せは良いようになる。そうなれば大幅なメンテナンス費用の削減になる。
・営業用の鉄道の線路には、電車の動力の為や、或いは信号の為に常に電流が流れている。その為に、太陽光パネルを金属で固定すると短絡して信号の誤作動を起こしてしまう。それを防ぐ為に太陽光パネルを設置する際に、左右のレール間で短絡を防止する為に絶縁物を使用しなければならない。太陽光パネルと線路を絶縁する為に、強度が強く、耐久年度の優れているハイテク絶縁ワイヤーを使用する方法や防腐剤を注入した木材を使用する事によって短絡は問題なく防げた。
・電車の振動がどの程度パネルに伝わるのかを、JR総合研究所の協力で、線路内に太陽光パネルを設置してその上に電車を走らせ太陽光パネルの振動を計測し、安全である確認をした。
・強風、突風等に耐えられか風洞実験でデータを取得した。1/10の模型を製作して、50年に1度の大型台風を想定し、しかも最悪の方向から強風に吹かれた状態を風洞内で再現して、揚力データを取得した。結果は最大揚力でも-27Nで問題は無かった。したがって計画中の固定方法で問題はない事がわかった。
・全国には設置可能な鉄道の線路は営業線路以外に、車両区、保線区内の線路、貨物専用線路、敷地内の未使用線路、若しくは大型工場内の引き込み線、既に列車を運行していない廃線路等無数に存在する。特に廃路線は全国で増へ続ける傾向にあり、全国の鉄道の敷地内で大量の太陽光発電が出来る可能性がある事がわかった。
英文要約Title: Development and demonstration of Technology for More Versatile Application of Solar Power/Potentiality of Solar Power Generation/Solar Power/Generation in Railways (FY2013-2014)
“Railway Solar Power Generation” is to generate electricity from the solar battery placed in between the railways. Once this Railway Solar Power Generation activates, it will be the world’s first Solar Power Generating System which will lead trains to be powered by 100% renewable energy. This will be a step forward to the “Zero-Emission years”.
One of the great features of Railway Solar Power Generation is cost of low.
It would rather keep generating the solar power only except when the train is passing on it. It is indeed a “Solar Sharing”, compatible with Railway business. In order to meet the standard of track maintenance, removing and installing of the solar panel is now possible with one simple touch.
As a result of installation experiment, it dramatically decreased the amount of time and personnel required for this stage. Additionally, if neither ballast nor railroad tie is used, so called “slab track”, which track maintenance is not required, it is possible to install immediately.
As we tested short circuit protection, the electricity runs through all railways that are currently in use to provide the power to the trains or lights. Therefore if solar panels are fixed with metallic parts, mal-function of the light could occur. In order to avoid that, a strong insulator with high durability or a wood filled with antiseptic played a great role.
We have implemented a vibration test with support of Railway Technical Research Institute, and confirmed the safety by running an actual train on the panel placed railways.
We have implemented a wind endurance test in wind tunnel to collect data. Created a 1/100 sized model, assuming to be attacked by a huge typhoon that would occur once in 50 years, reproduced a situation where blown by the strong wind from the worst direction inside the wind tunnel. As a result of lifting power data, even with the maximum lifting power -27n, it did not show any affect at all, therefore method of fixation currently planned works perfectly.
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