Phát triển thành công nam châm siêu tỷ lệ kèo nhà cái net nhiệt độ cao cho bánh đà thế hệ tiếp theo
-Làm cho việc lưu trữ năng lượng điện hiệu quả có thể liên quan đến năng lượng mặt trời Megawatt-Class, v.v.-
Viện nghiên cứu kỹ thuật đường sắt (sau đây gọi là RT RTRI) và Furukawa Electric Co., Ltd. (sau đây gọi SuperPower Inc., một công ty con của Furukawa Electric.(Lưu ý 1)
15713_16060
Tóm tắt kết quả phát triển
- Chúng tôi đã thành công trong việc phát triển một nam châm siêu tỷ lệ kèo nhà cái net nhiệt độ cao cường độ cao bằng cách sử dụng dây siêu tỷ lệ kèo nhà cái net nhiệt độ cao thế hệ thứ hai(Lưu ý 2)sử dụng yttri.
- Nó đã được chứng minh rằng tải trọng vượt quá 2 tấn có thể được hỗ trợ mà không cần tiếp xúc khi nam châm này được làm mát đến 50k (trừ 223 ° C) và từ trường cao được tạo ra.
- Điều này giúp có thể hoạt động ở mức 50k (trừ 223 ° C), nhiệt độ cao hơn đáng kể so với các cuộn dây siêu tỷ lệ kèo nhà cái net nhiệt độ cao thông thường được làm mát đến 20k (trừ 253 ° C). Do đó, chúng tôi có triển vọng có thể giảm chi phí làm mát.
Chi tiết về sự phát triển
Hệ thống lưu trữ năng lượng bánh đà lưu trữ năng lượng bằng cách sử dụng năng lượng dư thừa từ việc phát điện Voltaic mặt trời hoặc các nguồn khác để xoay một đĩa lớn (bánh đà) có bên trong máy móc. Khi lượng công suất được tạo ra giảm do thời tiết nhiều mây, hệ thống sau đó tạo ra năng lượng để bù cho lượng giảm đó. Nó có thể được sử dụng như một loại pin của người Viking, không bị phá hủy và có một loạt các ứng dụng, bao gồm cả hữu ích cho việc sử dụng hiệu quả năng lượng điện trong các hệ thống đường sắt (đo lường để hủy tái tạo).
Hệ thống lưu trữ năng lượng bánh đà thế hệ tiếp theo hiện đang được phát triển áp dụng ổ trục từ siêu tỷ lệ kèo nhà cái net được đề xuất bởi RTRI, được tạo ra bằng cách kết hợp một vật liệu lớn siêu tỷ lệ kèo nhà cái net với nam châm siêu tỷ lệ kèo nhà cái net. Đĩa quay được bay mà không cần tiếp xúc để loại bỏ tổn thất ma sát trên ổ trục, được thực hiện để cải thiện hiệu quả vận hành. Nó cũng cho phép sử dụng vòng bi bán kết, trong khi trên các hệ thống trước đó, cần phải thay thế vòng bi định kỳ.

Vòng bi từ siêu tỷ lệ kèo nhà cái net hiện đang được phát triển bao gồm một vật liệu số lượng lớn siêu tỷ lệ kèo nhà cái net và nam châm siêu tỷ lệ kèo nhà cái net. Mục tiêu để bay là một đĩa khoảng 4 tấn được nâng lên bởi một bộ ổ trục, bằng cách sử dụng hiệu ứng từ tính xảy ra trong khối siêu tỷ lệ kèo nhà cái net để đáp ứng với từ trường được tạo ra bởi nam châm siêu tỷ lệ kèo nhà cái net.
Để nâng một trọng lượng lớn như thế này, cần phải tạo ra một từ trường cao trên một nam châm siêu tỷ lệ kèo nhà cái net cường độ cao. Hơn nữa, để vận hành hiệu quả, cần phải tăng nhiệt độ làm mát. Vì những lý do này, chúng tôi chọn cuộn dây áo giáp(Lưu ý 3)Cấu trúc được phát triển bởi Chubu Electric Power Co., Inc. Để cuộn dây được sử dụng trong nam châm siêu tỷ lệ kèo nhà cái net trong sự phát triển này. Đây là một cuộn dây bazan (một cuộn phẳng được làm từ một cặp cuộn dây siêu tỷ lệ kèo nhà cái net có hình dạng như băng) với đường kính bên trong 120mm và đường kính ngoài 260mm. Chúng tôi cũng chọn dây siêu tỷ lệ kèo nhà cái net nhiệt độ cao thế hệ thứ hai từ SuperPower Inc., mà Furukawa Electric đã mua vào năm 2012.
cuộn dây được sản xuất được duy trì ở mức 51k (trừ 222 ° C) bằng cách làm mát bằng tủ lạnh nhỏ gọn và tỷ lệ kèo nhà cái net truyền nhiệt, mà không sử dụng nitơ lỏng. Điện khí hóa và từ trường đã được xác nhận tại dòng hoạt động 110A và chúng tôi cũng đã thành công trong điện khí hóa vào năm 163A, đây là giới hạn hiệu suất cho hệ thống dây điện. Ngoài ra, chúng tôi đã thực hiện thử nghiệm kết hợp với vật liệu số lượng lớn siêu tỷ lệ kèo nhà cái net và xác nhận rằng lực bay dự kiến vượt quá 2 tấn được tạo ra và không có vấn đề gì liên quan đến sức mạnh. Các dây siêu tỷ lệ kèo nhà cái net nhiệt độ cao thế hệ đầu tiên được sử dụng trước đây cần phải được làm mát xuống dưới 20K (trừ 253 ° C) để tạo ra từ trường cao. Tuy nhiên, dây siêu tỷ lệ kèo nhà cái net nhiệt độ cao thế hệ thứ hai có thể được vận hành ở mức 50k (trừ 223 ° C), do đó có thể mong đợi giảm chi phí làm mát. Từ giờ trở đi, chúng tôi sẽ thêm các cuộn dây và thực hiện thử nghiệm bay trên các bánh đà quy mô thực.
Cấu trúc phát triển
Công việc phát triển trong dự án này đang được thúc đẩy bởi RTRI tập hợp Furukawa Electric, Kubotek, Mirapro và Cục Doanh nghiệp Công cộng của tỉnh Yamanashi. Sự phát triển của vòng bi từ siêu tỷ lệ kèo nhà cái net được thực hiện cùng với RTRI và Furukawa Electric. RTRI đã thực hiện thiết kế cơ bản cho tính năng siêu tỷ lệ kèo nhà cái net truyền tổng thể và Furukawa Electric đã thực hiện thiết kế và sản xuất nam châm siêu tỷ lệ kèo nhà cái net nhiệt độ cao. Vòng bi nam châm siêu tỷ lệ kèo nhà cái net này được RTRI phát triển cho đến năm tài khóa 2012 với các khoản trợ cấp của chính phủ từ Bộ đất đai, cơ sở hạ tầng, giao thông và du lịch, với mục đích áp dụng nó làm công nghệ lưu trữ điện cho đường sắt. Trong dự án lần này, mục đích của sự phát triển là để đạt được quy mô và ứng dụng thực tế tăng lên.
Kế hoạch tương lai
Được lên kế hoạch rằng nam châm này sẽ được tích hợp vào hệ thống lưu trữ năng lượng bánh đà siêu tỷ lệ kèo nhà cái net công suất lớn được phát triển từ tài chính 2012 đến năm 2014 và thử nghiệm kết nối sẽ bắt đầu từ năm 2015(Lưu ý 4)

Giải thích về các điều khoản
(Lưu ý 1)23178_23225
Bánh đà là một cỗ máy chuyển đổi năng lượng điện thành động năng trên cơ thể quay tốc độ cao để lưu trữ năng lượng đó. Nó là một cỗ máy có thể đầu vào và đầu ra năng lượng điện ở tốc độ cao và cũng lặp đi lặp lại. Trong các hệ thống thông thường, tổn thất ổ trục cơ học trên cơ thể xoay là lớn và cũng hao mòn trên vòng bi có nghĩa là hoạt động lâu dài là khó khăn. Tuy nhiên, bằng cách sử dụng nam châm siêu tỷ lệ kèo nhà cái net và số lượng lớn siêu tỷ lệ kèo nhà cái net, có thể tạo ra các vòng bi khiến cơ thể quay mà không tiếp xúc và hệ thống lưu trữ năng lượng điện đã được thực hiện có tổn thất thấp và không yêu cầu bảo trì.
(Lưu ý 2)Dây siêu tỷ lệ kèo nhà cái net nhiệt độ cao thế hệ thứ hai
24095_24414
Đây là ở trạng thái siêu tỷ lệ kèo nhà cái net ở nhiệt độ của nitơ lỏng (trừ 196 ° C), chúng có mật độ dòng điện cao và ngay cả khi ở trong từ trường, chúng cho thấy sự suy giảm thuộc tính ít hoặc mất AC. Chúng là các vật liệu hoạt động cao nhất trong số các dây siêu tỷ lệ kèo nhà cái net nhiệt độ cao đã được đưa vào ứng dụng thực tế.
(Lưu ý 3)Công nghệ cuộn áo giáp
Đây là công nghệ được phát triển bởi Chubu Electric Power Co., Inc. để cải thiện đáng kể từ trường của nam châm siêu tỷ lệ kèo nhà cái net nhiệt độ cao. Phương pháp được sử dụng là chịu lực điện tử tác dụng lên dây siêu tỷ lệ kèo nhà cái net với tấm bên tiếp xúc với dây siêu tỷ lệ kèo nhà cái net. Bằng cách kết hợp điều này với công nghệ lớp phủ cách điện bằng nhựa chất lỏng, một cuộn dây siêu tỷ lệ kèo nhà cái net được nhận ra rằng chịu được cường độ cao nhất của lực từ tính trên thế giới, một lực gấp đôi cho các cuộn dây siêu tỷ lệ kèo nhà cái net thông thường sử dụng Yttri và 6 lần đối với các cuộn dây siêu tỷ lệ kèo nhà cái net dựa trên kim loại.
(Lưu ý 4)Tỉnh Yamanashi Komekurayama Mega Solar Power Plant
Tỉnh Yamanashi có một trong những lượng lớn bức xạ mặt trời ở Nhật Bản và lý tưởng được xây dựng cùng nhà máy điện mặt trời Kome Komekurayama với Công ty Điện lực Tokyo ở thành phố Kofu ở Tỉnh trưởng Yamanashi. Khoảng 80.000 tấm pin mặt trời đã được lắp đặt trên mặt đất cao trong một khu vực rộng lớn bao gồm 44,7ha. Nó tạo ra 1.200kWh mỗi năm, tương đương với sức mạnh được sử dụng bởi 3.400 hộ gia đình bình thường. Tỉnh Yamanashi hiện đang xây dựng một nhà máy điện quang điện 1.000kW để sử dụng trong thử nghiệm kết nối lưới kết hợp với bánh đà siêu tỷ lệ kèo nhà cái net. Có kế hoạch rằng việc thu thập dữ liệu cơ bản để kiểm tra trình diễn sẽ bắt đầu sau khi nhà máy bắt đầu hoạt động.