高温超電導
SMES 技術調査
２０００ ２００５ ２０１０ ２０１５ ２０２０
FY1999 --- 2003
実系統 連系試験 冷凍機 電流リード ｼｽﾃﾑｺｰﾃﾞｨﾈｰ ｼｮﾝ技術の開発
超電導電力ﾈｯﾄﾜｰｸ 制御技術開発
HTSコイル 電力変換ｼｽﾃﾑ ｼｽﾃﾑ構成技術 の開発
実用SMES展開 超電導電力貯蔵
ｼｽﾃﾑ技術開発
系統安定化用 SMESの実用化
（初期導入期） （普及期）
FY2004--- 2007
ｲｯﾄﾘｳﾑ系 コイル開発
ｲｯﾄﾘｳﾑ系 システム検証
負荷変動補償用 SMESの実用化
（初期導入期） （普及期）
1.2 波及効果
(1) 成果から期待できる関連分野へのインパクト
超電導技術の応用は、電力分野では発電機、送電ケーブル、変圧器、限流器が、医療関連分
野では
MRIや
NMR、また、産業分野では磁気分離、電動機、加速器や核融合に代表される各種強磁場利用が考えられている。本事業で開発される
SMESシステム技術は、特に、現時点の 超電導技術の実用化に立ちはだかる大きな要因であるコストパフォーマンスの問題を大幅に改 善することに貢献できるものである。超電導技術を応用する場合、その大半はコイルを用いる ため、本プロジェクトによる低コストの超電導コイル開発や大容量高効率変換器技術などが与 える波及効果は極めて大きい。また、本プロジェクトにより開発される
SMESは、電力分野に おいてコスト面で成り立つ初の実用超電導機器となると考えられ、超電導技術の広範な産業応 用に大きく貢献が期待される。
また、系統制御技術としての要求よりは、小さな規模で済む産業応用への波及分野としては、
電気エネルギーに高い品質と信頼性を要求するハイテク産業における瞬低対策技術として、広 汎な普及が期待される。
国内における瞬低の産業への影響の調査としては、平成
2年
7月の「電気協同研究
46巻
3号」がある。ここでは、産業需要家あたり瞬時電圧低下を年間
12回程度経験し、電圧が
20％以上低下する瞬低の回数はそのうち年平均
5回程度になると言う測定結果が出ている。
表Ⅳ
- 1 - 1 . 2 - 1はその調査におけるヒアリング結果をまとめたもので、LSI 工場では
1回の
瞬低で１億円程度の被害が出てくると答えている。瞬低発生時に必ずしも、被害が発生すると
は限らないが、LSI 工場あたり、年間
1、2回深刻な瞬低が起こると仮定すると、国内の
LSI工場を
100箇所程度と見積もると、おおよそ年間
100億円～200 億円の被害が発生していると
考えられる。また、この被害は、半導体ウエハの作成工程に遡って歩留まりを悪化させている
とも考えられ、省エネ面でも悪影響を及ぼしていると思われる。SMES は半導体産業の瞬低を
補償できるとして、投資額が
1、2回の瞬低回避で回収できる可能性がある。また、一般産業
では、１回あたりの瞬低被害が数百万～数千万円と半導体産業ほど深刻ではないが、SMES が
長い間瞬低被害を回避することで累積的に、コストメリットが出てくると考えられるほか、欧
米のプレミアム・パワー（インダストリー）パーク工業団地単位での保護をすることにより複
数の工場の瞬低被害を守ることでコストメリットを得ることも可能である。
表Ⅳ
- 1 - 1 . 2 - 1国 内 に お け る 瞬 低 の 産 業 へ の 影 響 調 査 ヒ ア リ ン グ 結 果
SMES
による瞬低補償効果の市場導入は
2016年頃から進み、
2020年頃以降は
10～20台／
年の規模で市場導入が進み、最終的には国内市場全体として
300台程度の導入が見込まれる。
さらに、安定度の異なる分散電源の導入拡大に伴い、電圧や周波数が変動しやすく、電力の 安定供給に支障が出かねないうえ、例えば、風力発電導入量を増やすには、送電線の整備・強 化が必要だが、SMES システムの導入により、送変電等への設備投資の節減、抑制等が可能に なり、電力の供給コスト構造の改善に貢献できるものと考えられる。
(2) 当該分野の研究開発を促進する波及効果
ヘリウム温度領域を越えた
20K付近で利用可能な超電導コイル応用における線材設計の高 度化のほか、市場拡大による超電導線材の低廉化が期待でき、他の超電導技術応用分野での経 済性向上の可能性が高まってくる。
加えて、将来の超電導応用機器としての要求性能と期待される市場が明確化したことにより、
これに必要な線材開発が活発化して行く。
工場 瞬停頻度 被害様相 被害金額 対策
半導体（ＬＳＩ） １０回／年 製品不良、設備機器故障 １億円／回 コジェネ、ＵＰＳ 自動車製造 １５回／年 稼働率低下（数十分） 数千万円／回（最悪 コジェネ、ＵＰＳ 油脂化学 ３．６回／年 製品不良、１，２日の工場
停止 ３千万円／回 コジェネ、ＵＰＳ
電線メーカー １，２回／年 製品不良 ６千万円／回（最悪で） 非常用発電機 家電製品 ごく少数 NC機械の停止、不具合 － 部分的バックアッ
プ電源 化学繊維 ２回／年 紡糸糸切れ（復旧１時間） ８００万円／回 UPS
石油化学 数年に１度 機械故障 － UPS,電池
鉄鋼製造 ４，５回／年 半製品の不良 数千万円／回（最悪 ＭＧ、UPS 鉄鋼製造 1回／２年 製造ラインの混乱停止 ３千万円／回 UPS 鉄鋼製造 1年に１回前後 製造ラインの混乱停止 －
製紙・パルプ 数回／年 製品不良・自家発停止 ５千万円／回（自家発
停止時） 発電機,UPS
半導体製造 ６回／年 空調機器の停止 － UPS
1990 2000 2010
年頃 （年）
実用化度
（技
ドキュメント内
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