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J-GLOBAL ID：202002286677966811   整理番号：20A0969595

液体水素冷却大型SMES コイル用MgB₂ ラザフォード導体の開発

Development of MgB₂ Rutherford Cable for Large-scale SMES Coils Cooled by Liquid Hydrogen

著者 (14件)： 駒込敏弘 (株式会社前川製作所) ,  塚田謙一 (株式会社前川製作所) ,  濱島高太郎 (株式会社前川製作所) ,  新冨孝和 (高エネルギー加速器研究機構) ,  槇田康博 (高エネルギー加速器研究機構) ,  谷貝剛 (上智大学 理工学部) ,  高尾智明 (上智大学 理工学部) ,  津田理 (東北大学 大学院工学研究科) ,  宮城大輔 (千葉大学 大学院工学研究院) ,  平野直樹 (核融合科学研究所) ,  富田優 (公益財団法人鉄道総合技術研究所) ,  恩地太紀 (公益財団法人鉄道総合技術研究所) ,  繁森敦 (岩谷産業株式会社) ,  中島健太郎 (岩谷産業株式会社)
資料名： 低温工学  (Journal of Cryogenics and Superconductivity Society of Japan)
巻： 55  号： 1  ページ： 36-43(J-STAGE)  発行年： 2020年 
JST資料番号： S0846A  ISSN： 0389-2441  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 解説  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 液体水素によって冷却された超伝導磁気エネルギー貯蔵(SMES)システムの実用化を実現するために,MgB₂は将来のコスト低減と液体水素の温度以上の高い臨界温度の可能性の観点からSMESコイルの材料として有望である。SMESコイルの応用を実現するための主要な技術開発課題は,kAクラス電流容量を持つラザフォード超伝導ケーブルの作製であり,WindとReact(W&R)とReactとWind(R&W)法の両方を用いてコイルを作製することである。熱処理前のMgB₂ストランドの許容曲げ歪に関するデータはほとんどないので,実験を行い,ケーブルの製造前に約4%と決定した。複雑な曲げ歪がケーブルとコイル製造プロセスの間にMgB₂フィラメントに暴露されるので,ラザフォードケーブルを設計して,空間曲線理論の解析に基づいて開発した。しかし,設計に従って開発したケーブルを用いて測定した臨界電流は約30%劣化した。この劣化は,導体のストランド間の交差点における圧縮によって引き起こされるストランドの局所変形に起因すると説明できる。鎖断面のSEM画像をレビューすることによって観察されたNb障壁の破壊された部分は,臨界電流の劣化を引き起こすことができる。製造プロセスを比較する目的で,ラザフォードケーブルを用いて主に巻き込まれR&WとW&R法の両方を適用して製造された二つの二重パンケーキコイルを,直列に接続しコイルを励起した。その結果,600Aの動作電流を達成することに成功した。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： *液体水素 ,  *超伝導材料 ,  *SMES ,  転移温度 ,  原価低減 ,  電流容量 ,  超伝導ケーブル ,  巻線 ,  歪 ,  臨界電流 ,  コイル状体
準シソーラス用語： *液体水素冷却 ,  *ホウ化マグネシウム超伝導体 ,  *超伝導磁石エネルギー貯蔵 ,  超伝導臨界温度 ,  コスト低減 ,  曲げ歪 ,  パンケーキコイル

著者キーワード (6件)： 超伝導磁気エネルギー貯蔵 ,  MgB_2 ,  大規模導体 ,  風と反応 ,  反応と風 ,  電子版において色のみで現れる可能性があるいくつかの図形

分類 (2件)： 超伝導材料  (BM04041W) ,  電線・ケーブル  (NA05020S)

引用文献 (22件)：

• 1) T. Hamajima, et al.: “Application of SMES and fuel cell system combined with liquid hydrogen vehicle station to renewable energy control,” IEEE Trans. Appl. Supercond. 22 (2012) 5701704
• 2) T. Shintomi, et al.: “Design study of MgB₂ SMES coil for effective use of renewable energy,” IEEE Trans. Appl. Supercond. 23 (2013) 5700304
• 3) D. Miyagi, et al.: “Experimental research on compensation for power fluctuation of the renewable energy using the SMES under the state-of-current feedback control,” IEEE Trans. Appl. Supercond. 25 (2015) 5700305
• 4) Z. Zhang, et al., “Characteristics of compensation for fluctuating output power of a solar power generator in a hybrid energy storage system using a Bi2223 SMES coil cooled by thermosiphon with liquid hydrogen,” IEEE Trans. Appl. Supercond. 26 (2016) 5701005
• 5) T. Yagai, et al.: “Development of design for large scale conductors and coils using MgB₂ for superconducting magnetic energy storage device,” Cryogenics 96 (2018) 75-32

タイトルに関連する用語 (6件)： 液体水素 ,  大型 ,  SMES ,  MgB2 ,  導体 ,  開発