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2010 年度 実績報告書

太陽光エネルギー高度利用型クリーンMHD発電の新展開に向けた基盤形成

研究課題

研究課題/領域番号 22246130
研究種目

基盤研究(A)

研究機関東京工業大学

研究代表者

奥野 喜裕  東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (10194507)

研究分担者 村上 朝之  東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教 (20323818)
キーワードMHD発電 / エネルギー変換 / 電力発生 / 太陽光エネルギー / プラズマ / 電磁流体 / 高温希ガス / シード剤フリー
研究概要

本研究の目的は,太陽光エネルギーの高度利用を念頭においたクリーンMHD発電(エネルギー源はもちろんのこと,作動気体を希ガスとし,従来型のアルカリ金属等のシード剤を一切不要とする)の実現可能性を格段に高め,究極にある「太陽光エネルギー高度利用型MHD発電システム」の構築に向けて研究・開発基盤を確立することにある。
平成22年度(初年度)は,先導研究で実績のあるディスク形状ホール型発電機での結果を再評価するとともに,衝撃波管駆動MHD発電実験装置に新たに「リニア形状ファラデー型発電機」(平成22年度新規試作)を組み込み,本システムの根本要素である高温希ガスプラズマMHD発電の実証試験を実施し,運転条件の最適化と潜在力の定量的見極めに向けた基盤の確立を目指した。
衝撃波菅装置を用いて生成した高温の希ガス(アルゴン,入口全温度~9,000K,圧力~0.15MPa)を,超電導電磁石により磁束密度4Tが印加されたリニア形状発電機に導入して発電に関する基礎実験を行った。その結果,未だ初期の段階ではあるが,シード剤を用いない高温希ガスプラズマを用いたリニア形状発電機において,ディスク形状発電機と同等かつ,従前のシードプラズマ発電機に匹敵する発電性能を有する可能性があることを実証した。同時に流路形状および運転条件の最適化により,更なる性能向上が期待できることが示唆された。
希ガスプラズマ・電磁流体挙動の解明ならびに定量的な性能評価は,次年度以降の継続課題となるが,本研究全体の前段となる基盤を確立する上で,確実な一歩を踏み出したものと評価している。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (9件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Two-dimensional Numerical Simulation on the MHD Flow Behavior in a Pulse-Detonation-Driven MHD Electrical Power Generator2010

    • 著者名/発表者名
      M.Matsumoto, T.Murakami, Y.Okuno
    • 雑誌名

      IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering

      巻: 3 ページ: 422-427

    • 査読あり
  • [学会発表] パルス熱源駆動MHD発電機における電磁流体挙動と発電性能2011

    • 著者名/発表者名
      穐山恭大, 松本正晴, 村上朝之, 奥野喜裕
    • 学会等名
      電気学会全国大会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2011-03-16
  • [学会発表] Faraday形発電機を用いた高温希ガスプラズマMHD発電実験2011

    • 著者名/発表者名
      川崎央, 渡邊和仁, 村上朝之, 奥野喜裕
    • 学会等名
      電気学会全国大会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2011-03-16
  • [学会発表] ディスク形MHD 発電機における発電性能と外部電力によるプラズマ加熱領域の関係2011

    • 著者名/発表者名
      大谷尚史, 藤野貴康, 石川本雄, 奥野喜裕
    • 学会等名
      第6回新エネルギー技術シンポジウム
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2011-03-11
  • [学会発表] 液体金属MHD 発電機内の乱流現象に関する数値計算2011

    • 著者名/発表者名
      塩野谷浩生, 小林宏充, 奥野喜裕
    • 学会等名
      電気学会 新エネルギー・環境研究会
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2011-03-10
  • [学会発表] Advanced MHD Electrical Power Generation with Pure Inert Gas Plasma2010

    • 著者名/発表者名
      H.Kobayashi, Y.Okuno
    • 学会等名
      7th International Conference on Flow Dynamics
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2010-11-02
  • [学会発表] 液体金属を用いたMHD発電機内流れのLESと乱流構造2010

    • 著者名/発表者名
      小林宏充, 奥野喜裕
    • 学会等名
      第88期 日本機械学会流体工学部門 講演会
    • 発表場所
      米沢
    • 年月日
      2010-10-30
  • [学会発表] レーザー駆動MHD発電機の発電性能に関する数値計算2010

    • 著者名/発表者名
      松本正晴, 奥野喜裕
    • 学会等名
      電気学会 新エネルギー・環境研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-08-27
  • [学会発表] パルス熱源駆動MHD発電に関する二次元電磁液体シミュレーション2010

    • 著者名/発表者名
      穐山恭大, 村上朝之, 松本正晴, 奥野喜裕
    • 学会等名
      電気学会 新エネルギー・環境研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-08-27
  • [学会発表] Three-dimensional Numerical Simulation of Commercial Scale Nonequilibrium Disk MHD Generator Equipped with RF Plasma Production Technique2010

    • 著者名/発表者名
      N.Oya, S.Kominami, T.Fujino, M.Ishikawa, Y.Okuno
    • 学会等名
      International Conference on Electrical Engineering 2010
    • 発表場所
      Busan, Korea
    • 年月日
      2010-07-12
  • [備考]

    • URL

      http://www.es.titech.ac.jp/okuno/index-j.html

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公開日: 2012-07-19  

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