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世界最大級のCFRPフライホイール 次世代型蓄電システムの大容量化を実現

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世界最大級のCFRPフライホイール 次世代型蓄電システムの大容量化を実現

クボテック(大阪府)は、CFRP(炭素繊維強化プラスチック)製としては世界最大級となる直径2メートルのフライホイールの開発に成功した。これは、大容量・大出力の次世代型フライホイール蓄電システムの実現に貢献する。

開発したフライホイールは今年度、次世代フライホイール蓄電システム実証機に組み込まれ、2015年度中に米倉山メガソーラー(山梨県)において、系統連系、実証試験を開始する。電力系統を安定させるため、容量100kWh、出力300kWの短周期蓄電用のシステムとして活躍する予定だ。

米倉山実証機システム(イメージ図)

米倉山実証機システム(イメージ図)

フライホイール蓄電システムとは

フライホイール蓄電システムは、装置の内部にある大型の円盤を回転させることによって電力を運動エネルギーとして貯蔵し、必要に応じて回転力を再び電力に変換するシステム。劣化のない蓄電池として用途は幅広く、太陽光風力などの不安定な発電システムと組み合わせて電力系統を安定化させたり、鉄道システムの電力有効利用などにも役立つ。

他の蓄電システムと比較すると、大出力、短時間での充放電(充放電回数は制限なし)、劣化がなく長寿命、高い安全性、低コストなどに優れている。しかし、従来のCFRP製フライホイールでは、製造方法やコスト面で外径1メートル前後が限界だったため、高速回転できる大径フライホイールが製作できず、大容量のシステムはなかった。

今回開発されたフライホイールは、炭素繊維の織り方を工夫することで高強度・高信頼性を実現した。外径はΦ2000mm(内径Φ1400mm)、高さは900mm。その質量は約2985kgで、回転数6000rpm、周速度628m/sにも達する。蓄電容量は約100kWhだ。CFRP製ロータを積層して(9枚)作られており、その枚数によってさまざまな蓄電容量のフライホイールが製作できる。

NEDOの蓄電システム開発事業の一環

今回の成果は、新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)の「安全・低コスト大規模蓄電システム技術開発」プロジェクトの中で実施している「次世代フライホイール蓄電システム」開発の一環として、クボテックが開発・製作したもの。

この「次世代フライホイール蓄電システム」は、同社が考案した大径CFRPフライホイールと鉄道総合技術研究所が考案した超伝導磁気軸受を適用したもので、高速回転する大型フライホイールを非接触で浮上させ、軸受の摩擦損失をゼロとすることで大容量化、変換効率の向上を図り、長期間の安定した運用が可能な実効性の高い蓄電システム。システム全体の開発は、鉄道総合技術研究所、古河電気工業、ミラプロ、山梨県企業局と共同で実施している。

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