| 研究課題/領域番号 |
19H02120
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
津田 理 東北大学, 工学研究科, 教授 (10267411)
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| 研究分担者 |
宮城 大輔 千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (10346413)
長崎 陽 東北大学, 工学研究科, 助教 (60823747)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 超電導ケーブル / 洋上風力 / 高温超電導 / 交流損失 |
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| 研究実績の概要 |
2021年度は、三相同軸型超電導ケーブル内への低熱伝導層の導入が、超電導ケーブルの長距離化に必要なケーブル内の温度分布制御に有効であることを検証するために、短尺モデルケーブルに65Ｋの過冷却窒素を供給し、モデルケーブルの冷媒流路の出入口温度の計測を可能にするシステムを構築した。次に、数値解析により、1mのモデルケーブルにおいて低熱伝導層の導入効果を評価可能なケーブル構成について検討し、真空断熱層を設けずに、径の異なる２つのGFRPパイプを同軸上に配置し、内側パイプと外側パイプ間に低熱伝導層とアルミ層を設けることで低熱伝導層の導入効果を評価できることを明らかにした。そして、低熱伝導層とアルミ層の径方向厚さの組合せを変化させ、内側冷媒流路入口と外側冷媒流路出口の定常状態における温度差を計測し、上記解析結果と比較することにより、ケーブル内の温度分布を評価した。その結果、アルミ層が厚い程、外側冷媒流路の出口温度が低下し、低熱伝導層が厚くなるにつれて、ケーブルの長距離化に適したケーブル内温度分布に近づき、外側冷媒流路の出口温度が上昇することが確認された。この結果は、低熱伝導層の導入により、ケーブル外部からの侵入熱や導体内部で発生する熱が内部冷媒流路の液体窒素に伝わることが抑制され、液体窒素の冷却効果が最大限引き出されるようになることで、ケーブルの長距離化が可能になることを表している。また、海外の大容量の洋上風力発電システムを想定し、発電容量が100MW～1000MWの場合の長距離化に適したケーブル構成方法について検討し、各相を多層構成にしてケーブル外径を小さくすることがケーブルの長距離化に有効であることを明らかにした。そして、以上の結果より、長距離送電に適した三相同軸型超電導ケーブルの設計指針を明確にした。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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