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成果報告書詳細
管理番号20170000000764
タイトル平成26年度ー平成28年度成果報告書 風力発電等技術研究開発 風力発電高度実用化研究開発 風車部品高度実用化開発(小形風力発電部品実証研究)
公開日2017/8/29
報告書年度2014 - 2016
委託先名株式会社安川電機 東洋電機製造株式会社 株式会社ダイナックス 一般社団法人日本小形風力発電協会 株式会社デンロコーポレーション 内田鍛工株式会社
プロジェクト番号P13010
部署名新エネルギー部
和文要約(1)PCSの開発(安川電機株式会社)
太陽光発電用PCSをソフト変更により応用展開し、5kW級小形風力発電用PCSを開発、垂直軸・ 水平軸風車代表機と組み合わせた系統接続のフィールド実証を行った。パテントを出願(1件)するともに、4.5kW、5.8kWのPCSを製品化することができた。10kW級、20kW級のPCSを開発、発電設備の大容量化を達成した。また、1台のPCSに複数の風車を接続して個別に制御するマルチ風車対応型のPCSを開発し、社内評価するともに、フィールド試験を実施した。これらPCSの開発により今後、PCSの認証制度が構築された際にはコストダウン30%達成の目途がついた。
(2)発電機(東洋電機製造株式会社、株式会社ダイナックス)
東洋電機製造株式会社では、熱伝達係数の大きな電磁鋼板とネオジム磁石で構成させた永久磁石型発電機を製作し、発電機とPCS間の制御回路を不要とした 5kW、10kW、20kW級のCCレス発電機を開発した。5kWの発電機は垂直軸風車代表に搭載され、フィールド実証検証を行った。更に現行と比較して16%ー30%のコストダウンを実現した。
株式会社ダイナックスは、電気自動車のインホールモータ開発で培った技術であるアキシャルギャップ構造を基本とし、新たなステータ構造で増速機付きの3kW、5kW、10kW、20kW級発電機の開発を行った。5kWの発電機は水平軸風車代表機に搭載され、フィールド実証検証を行った。更に現行と比較して30%コストダウンを実現した 。
(3)支柱の開発( 株式会社デンロコーポレション、内田鍛工株式会社)
モノポール式、トラス式、支線式の支柱の開発・評価を行い、各クラスにおけるトラス構造の標準支柱の設計を行い、国立大学法人金沢大学からその支柱の共振や疲労破壊に対する評価受けた。更に、5kWのトラス構造支柱については 、性能評価試験およびフィールド試験を実施し、性能検証の確認ができた。結果、5kW、10kW、20kW級では想定したコスト指標より30%以上のコスト削減が図れる見込みが得られた。
英文要約(1)PCS Development (YASKAWA Electric Corporation)
We developed a PCS for 5 kW class small wind turbine generator by changing the program of PCS for photovoltaic power system, and demonstrated field testing of grid-connected for both vertical axis / horizontal axis wind turbine generators. We applied for a patent (1 case) and was able to commercialize 4.5 kW, 5.8 kW PCS. We have developed PCS of 10 kW class and 20 kW class, achieving large capacity of power generation equipment. We also developed a multi-wind turbine compatible PCS that connects multiple wind turbine generators to a single PCS and individually controls it, and then conducted our company’s internal test in-house and field testing. Thanks to the development of these PCSs, manufacturing cost would be able to reduce more than 30% when the PCS certification system will be established in the future.
(2)Generator (Dynax Corporation, TOYO DENKI SEIZO K.K.)
Toyo Denki Seizo K.K. developed a permanent magnet generator composed of an electric sheet metal with large heat transfer coefficient and a neodymium magnet, then manufactured 5 kW, 10 kW, 20 kW class generators which eliminates the control circuit between the generator and the PCS. The 5 kW generator was mounted on a representative vertical axis wind turbine generator and field testing was demonstrated. In addition, it made us to save the manufacturing cost around 16% to 30% compared to the current one.
Dynax Corporation developed a 3 kW, 5 kW, 10 kW, 20 kW class generators using speedincreasing gear with a new stator structure based on the axial gap structure which was cultivated in in-wheel motor research/development of electric cars. The 5 kW generator was mounted on a representative horizontal axis wind turbine generator and field testing was demonstrated. As the result, it made us to save the manufacturing cost more than 30% compared to the current one.
(3)Development of towers (DENRO CORPORATION, UCHIDA FORGING CO.,LTD.)
We developed and evaluated freestanding monopole, freestanding lattice and guyed lattice of towers, designed the standard tower using lattice structure for each class of wind turbine generators, then evaluated by Kanazawa University about its resonance and fatigue failure. Furthermore, we performed evaluation tests and field testing for 5 kW lattice structure towers, and confirmed that those towers of the performance were valid. As a result, in the 5 kW, 10 kW and 20 kW classes, it made us to reduce the manufacturing cost more 30% than we expected.
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