| 研究課題/領域番号 |
17K07026
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
エネルギー学
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
藤野 貴康 筑波大学, システム情報系, 准教授 (80375427)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | MHD発電 / 希ガスプラズマ / 出力調整電源 / 非平衡MHD発電機 / 高速出力調整 / 電磁流体シミュレーション / 電力系統解析 / 高温利用 / 再生可能エネルギー / MHD発電機 / 非平衡プラズマ / 出力変動補償用電源 / 変動補償電源 / 電磁流体解析 / エネルギー変換 / 電磁流体力学 / プラズマ |
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| 研究成果の概要 |
大量の再生可能エネルギー電源を含む次世代エネルギーシステムにおいて，火力発電には高効率に加えて調整電源としての高い負荷追従能力が求められている。 本研究では，実用規模の希ガスMHD発電機を対象に，発電機内の電磁流体場と同発電機が接続された電力系統の連成解析から， 希ガスMHD発電機の高速負荷追従能力の評価，また出力調整時のプラズマ流体の応答特性について調べた。その結果から，希ガスMHD発電機を組み込んだ電力系統において，シード量の制御により，定格出力の20-100%の範囲の出力調整を1秒未満で行える可能性を確認した。また，その調整時に発電機内では安定したプラズマ状態が維持し得ることも確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
自然変動型の再エネ電源が大量に電力系統に導入された場合，電力の安定供給には大規模な出力変動補償用電源が必要不可欠である。火力発電機にはその役割を担うことが期待されているが，そのためには負荷追従能力を格段に高める必要がある。本研究では次世代型火力発電機の一種である希ガスMHD発電機を対象に，同発電機の負荷追従能力を数値解析により調べ，同発電機が既存のタービン発電機に比べて異次元の負荷追従能力を持つことを解析結果からではあるが示した。今後は，この希ガスMHD発電機の負荷追従能力の実験的実証に向けた研究を段階的に進め，持続可能なエネルギー社会の実現に貢献し得る希ガスMHD発電機の実用化に繋げたい。
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