Advanced renewable energy system using functional electric power storage devices

2011 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22656065
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Power engineering/Power conversion/Electric machinery
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: HAMAJIMA Takataro 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00314815)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): TSUDA Makoto 東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (10267411) ; YAGAI Tsuyoshi 上智大学, 理工学部, 准教授 (60361127) ; SHINTOMI Takakazu 日本大学, 総合科学研究科, 教授 (10016082) ; MAKIDA Yasuhiro 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器機構, 素粒子原子核研究所, 准教授 (30199658)
• Project Period (FY): 2010 – 2011
• Keywords: 再生可能エネルギー / トレンド予測 / カルマン・フィルタ / SMES / 燃料電池 / 電気分解槽 / 予測シミュレーション / 電力バランス

Research Abstract

In order to convert fluctuating renewable energies into controllable constant power, we resolve them into fluctuating and averaged components. While the fluctuating part is compensated by SMES (superconducting magnetic energy storage)due to its quick response, the averaged part is absorbed by hydrogen through electrolyte or supplied through fuel cell due to its large capacity. The average power is predicted by Kalman filter algorithm. It is found that electrical efficiency of the proposed functional storage systems becomes larger than that of single hydrogen storage system.

Research Products

• [Journal Article] Design Study of SMES System Cooled by Thermo-Siphon with Liquid Hydrogen for Effective Use of Renewable Energy (2012)
  • Author(s): Takakazu Shintomi, Yasuhiro Makida, Takataro Hamajima, Makoto Tsuda, Daisuke Miyagi, Tomoaki Takao, Naoki Tanoue, Narumi Ota, Kohei Munakata, and Yuta Miwa
  • Journal Title: IEEE Transactions on Applied Superconductivity Volume: Vol.22(in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Application of SMES and Fuel Cell System Combined with Liquid Hydrogen Vehicle Station to Renewable Energy Control (2012)
  • Author(s): Takataro Hamajima, Hiroto Amata, Tatsuya Iwasaki, Naoki Atomura, Makoto Tsuda, Daisuke Miyagi, Takakazu Shintomi, Yasuhiro Makida, Tomoaki Takao, Kohei Munakata, Masataka Kajiwara
  • Journal Title: IEEE Transactions on Applied Superconductivity Volume: Vol.22(in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Advanced Superconducting Power Conditioning System with SMES for Effective Use of Renewable Energy (2012)
  • Author(s): T. Hamajima, M. Tsuda, D. Miyagi, H. Amata, T. Iwasaki, K. Son, N. Atomura, T. Shintomi, Y. Makida, T. Takao, K. Munakata, M. Kajiwara
  • Journal Title: Physics Procedia Volume: Vol.27 Pages: 396-399
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 再生可能エネルギーを有効利用するための先進超伝導電力変換システムの概要について (2012)
  • Author(s): 濱島高太郎
  • Organizer: 低温工学・超電導学会第3回超電導応用研究会シンポジウム
  • Place of Presentation: 秋田カレッジプラザ
  • Year and Date: 2012-10-17
• [Presentation] 環境・エネルギーの視点からの超伝導線材の将来展望 (2011)
  • Author(s): 濱島高太郎
  • Organizer: 社団法人日本鉄鋼協会第63回白石記念講座
  • Place of Presentation: 東京コーポビル
  • Year and Date: 2011-11-25
• [Presentation] 先進超電導電力変換システム用SMES (2011)
  • Author(s): 新冨孝和, 槙田康博, 宮城大輔, 津田理, 濱島高太郎, 高尾智明, 田上尚樹, 太田成美, 宗像浩平, 梶原昌高
  • Organizer: 第85回2011年度秋季低温工学・超電導学会講演概要集
  • Place of Presentation: 金沢歌劇座
  • Year and Date: 2011-11-11
• [Presentation] 先進超電導電力変換システム用SMES冷却システム (2011)
  • Author(s): 槙田康博, 新冨孝和, 津田理, 宮城大輔, 濱島高太郎, 高尾智明, 宗像浩平, 梶原昌高
  • Organizer: 第85回2011年度秋季低温工学・超電導学会講演概要集
  • Place of Presentation: 金沢歌劇座
  • Year and Date: 2011-11-11
• [Presentation] 先進超電導電力変換システムのハイブリッド貯蔵システムに関する検討 (2011)
  • Author(s): 天田博仁, 岩崎辰哉, 孫敬雨, 佐藤諒亮, 津田理, 宮城大輔, 濱島高太郎, 新冨孝和, 高尾智明, 槙田康博, 宗像浩平, 梶原昌高
  • Organizer: 第85回2011年度秋季低温工学・超電導学会講演概要集
  • Place of Presentation: 金沢歌劇座
  • Year and Date: 2011-11-11
• [Presentation] Advanced Superconducting Power Conditioning System with SMES for Effective Use of Renewable Energy (2011)
  • Author(s): T. Hamajima, M. Tsuda, D. Miyagi, H. Amata, T. Iwasaki, K. Son, N. Atomura, T. Shintomi, Y. Makida, T. Takao, K. Munakata, M. Kajiwara
  • Organizer: 24th International Symposium on Superconductivity
  • Place of Presentation: 東京タワーホール船堀
  • Year and Date: 2011-10-25
• [Presentation] SMESを用いた再生可能エネルギー有効利用のための先進超伝導電力変換システム (2011)
  • Author(s): 濱島高太郎
  • Organizer: 第23回超電導電力貯蔵研究発表会
  • Place of Presentation: 東海大学校友会館(霞が関ビル)
  • Year and Date: 2011-10-06
• [Presentation] Design Study of SMES System Cooled by Thermo-Siphon with Liquid Hydrogen for Effective Use of Renewable Energy (2011)
  • Author(s): Takakazu Shintomi, Yasuhiro Makida, Takataro Hamajima, Makoto Tsuda, Daisuke Miyagi, Tomoaki Takao, Naoki Tanoue, Narumi Ota, Kohei Munakata, and Yuta Miwa
  • Organizer: The 22th International conference on Magnet Technology
  • Place of Presentation: 仏国マルセーユ
  • Year and Date: 2011-09-14
• [Presentation] Application of SMES and Fuel Cell System Combined with Liquid Hydrogen Vehicle Station to Renewable Energy Control (2011)
  • Author(s): Takataro Hamajima, Hiroto Amata, Tatsuya Iwasaki, Naoki Atomura, Makoto Tsuda, Daisuke Miyagi, Takakazu Shintomi, Yasuhiro Makida, Tomoaki Takao, Kohei Munakata, Masataka Kajiwara
  • Organizer: The 22th International conference on Magnet Technology
  • Place of Presentation: 仏国マルセーユ
  • Year and Date: 2011-09-14
• [Presentation] 先進超電導電力変換システムを用いた風力エネルギーの有効利用 (2011)
  • Author(s): 孫敬雨, 天田博仁, 岩崎辰哉, 津田理, 宮城大輔, 濱島高太郎, 新冨孝和, 高尾智明, 槙田康博, 宗像浩平, 梶原昌高
  • Organizer: 電気関係学会東北支部平成23年度連合大会
  • Place of Presentation: 東北学院大学多賀城キャンパス
  • Year and Date: 2011-08-19
• [Presentation] SMES-燃料電池と液体水素ステーションで構成されたシステムによる再生可能エネルギーの有効利用 (2011)
  • Author(s): 天田博仁, 中村隆人, 岩崎辰哉, 孫敬具, 津田理, 宮城大輔, 濱島高太郎, 新冨孝和, 槙田康博, 宗像浩平, 三輪佑太
  • Organizer: 電気学会超電導応用電力機器研究会
  • Place of Presentation: 産業技術総合研究所臨海副都心センター
  • Year and Date: 2011-06-10
• [Presentation] 液体水素ステーションに併設したSMES-燃料電池を用いた風力エネルギー変動補償方法の検討 (2011)
  • Author(s): 岩崎辰哉, 天田博仁, 中村隆人, 孫敬雨, 津田理, 宮城大輔, 濱島高太郎, 新冨孝和, 槙田康博, 宗像浩平, 三輪佑太
  • Organizer: 第84回2011年度春季低温工学・超電導学会講演概要集
  • Place of Presentation: 研究交流センター(つくば)
  • Year and Date: 2011-05-18
• [Presentation] 自然エネルギーに用いるSMES容量の最適化の検討 (2010)
  • Author(s): 中村隆人, 天田博仁, 中山知紀, 津田理, 濱島高太郎
  • Organizer: 第83回2010年度秋季低温工学・超電導学会講演概要集
  • Place of Presentation: かごしま県民交流センター
  • Year and Date: 2010-12-02