関西支部だより式インバータ技術の開発や、さらにロスの少ない

関西支部 2019 年度総会ならびに第 1 回講演会・見学

10kHz 程度の高速スイッチングインバータの開 発が加会が 5 月 10 日（13 時 10 分～17 時 20 分）に大阪大学速的に進み、電力系統のパワー伝送において重要な交

大 学 院 工学 研 究 科 （ 吹 田 キ ャ ン パ ス） セ ン テ ラ ス 3F

流−直流変換や周波数変換技術に飛躍的な進展を齎（もセンテラス・サロンにおいて開催された。2019 年度総たら）したということである。これらの技術をベース

会は出席者数 25 名、委任状 64 名（計 88 名：総会成立として電力系統におけるパワーエレクトロニクスの展要件は会員総数 210 名の 4 分の 1 以上の 53 名以上）で開が図られるが、なかでも我が国の北海道－本州間、あっ た。関西支部長の横山彰一氏の挨拶に続き、議長四国－和歌山間の海底ケーブルを使った大電力輸送用としてテクノサポートの田中峰雄氏が選出された。の直流送電の際の 50Hz あるいは 60Hz と直流との変換

2018 年度事業報告および 2019 年度事業計画が各幹事システム、可変速揚水発電における周波数制御におけより 報告され、全ての内容が承認された。議長解任のるサイクルコンバータ、有効電力の利用には欠かせな挨拶 の後、関西支部副支部長永石竜起氏の挨拶で総会

い静止型無効電力発生装置、電力品質向上のためのアを終了した。

クティブフィルターなど、電力輸送において不可欠な第 1 回講演会・見学会は、大阪大学における超電導技術要素となっている。

マグ ネットの応用に関連した研究がテーマとして取り一方、超電導の応用技術は、超電導状態における電上げ られた。参加者は総数 40 名（大学・研究所関係

気抵抗０やマイスナー効果などの基本的性質を利用し16 名、会社関係・一般 24 名）であった。講演会では、た送電ケーブルや変圧器、限流器や電力貯蔵、さらに関西 支部長の横山彰一氏による開会挨拶に続き、以下超電導発電機や核融合発電など、パワーエレクトロニのプログラムに従って、招待講演者 2 名による講演がクスにおいても重要な要素技術であり、これまで行われた。

SMES や限流器に関する研究にも深く関わってき たということである。この SMES の特徴としては、超電導

1．「開会の挨拶」

関西支部支部長

コイルに電流を流して磁気エネルギーの形態でエネル

2．「超 電導とパワーエレクトロニクスによる新しい電ギーを貯蔵するため、電気エネルギーを他の形態に変力システムへの挑戦」

換することなく直接貯蔵するので効率が高いこと。入伊瀬 敏史 氏（奈良学園）

3．「超伝導磁気分離装置の社会実装への挑戦」
4．「閉会の挨拶」

出力は変換器の特性によるので瞬時応答性に優れ、かつ駆動部がないので繰り返し入出力に対して耐久性が西嶋 茂宏 氏（福井工業大学）あること。さらに、有効・無効電力の独立制御が可能

関西支部副支部長であることなど、多くの優れた性質を有しているということである。特に、SMES における貯蔵エネルギー

奈良学園理 事長で、大阪大学名誉教授の伊瀬氏によの算出においては、水力発電のように位置エネルギー、る講 演では、地球環境を考慮した太陽光や風力発電な二次電池のように化学的エネルギーなどを調べる必要

どに よる再生可能エネルギー、高効率電力変換器を備がなく、コイルのインダクタンスを使って電流から直えた分散形電源、超電導電力貯蔵装置（SMES）や二次接エネルギーを求めることができるという特徴を持っ電池 などの電力貯蔵技術、またこれら電力源と系統とており、さらに、自由放電を繰り返し簡単に行え、環の連 結のために必要となるインバータ技術、さらに、境にもやさしいということである。このためその用途

電力 の品質や潮流を制御する電力系統制御技術など、
パワ ーエレクトロニクス全般に関する研究が紹介された。
パワーエレ クトロニクスの分野は、電子工学、電力工学 、制御工学が密接に関係しており、その発展の歴
史 に お い て は 、 特 に 、 1957 年 の SCR （ SiliconControlled Rectifier：サイリスタ）の発見、1970 年代のオイルショックに端を発したパワートランジスタやGTO（Gate Turn-Off））サイリスタ開発の加速化、さらに 1980 年代の IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）の開 発などが重要で、これらにより周波数可変の自励伊瀬敏史氏のご講演の様子

とし て、瞬時電圧補償装置や電力系統安定化装置などへの応用が考えられているということである。
大阪大学における SMES の研究は、1980 年に発足した超 電導工学実験センター（現レーザー科学研究所超伝導 フォトニクス研究棟）において開発が進められ、コイ ルに貯蔵する電力を増加させるに伴って増加してしま う無効電力の最小化を目指し た研究が進められた。
その結果、開発した 0.5MJ の SMES を用い、またサイリスタ変換器の最適化も進めることで、昭和 62 年 3 月に小型で容量は小さいながらも、パルス的に 1 秒間に西嶋茂宏氏のご講演の様子

数 ジュール（500kW） ものエ ネル ギー の供給 を可能にする SMES システムを開発したということである。まが不可欠であり、パワーエレクトロニクスにおける制た、 このシステムでは無効電力の最小化のために、超御装置の活用が重要である。また大震災などの災害や電導コイルの充放電用に GTO 電力変換装置を開発し、事故に強い地域を構築し、レジリエンスの向上のためター ンオン、ターンオフ制御の最適化を行ったというには地産地消システムの構築が重要であり、このため

こ と で あ る 。 さ ら に 、 280km の 模 擬 送 電 線 を 用 い たにはパワーエレクトロニクス、超伝導技術および ICT10kVA 原子力発電級の電力を想定した定態安定度のテ技術の活用が重要であるとの見解が述べられた。

ストにおいては、この SMES システムを用いた制御を次の、福井工業大学工学部原子力応用工学科教 授で、行うことにより、通常 10kW 付近で発生する発振が抑大阪大学名誉教授の西嶋氏による講演では、まず超電えら れ、安定度が向上する結果が得られたということ

導 機 器 を 取 り 巻 く 状 況 に つ い て 説 明 が あ り 、 NMR・である。

MRI 以外の分野への超電導機器の社会実装が進まない

この他にも、大阪大学行われた SMES を用いた瞬低現状とその理由について問題提起があった。続いて中対策 装置に関する研究、熱流入によるロスを少なくし国における超電導磁気分離装置の普及例として、石炭安定動作させるためにパワーMOSFET を導入した極低中の鉄系不純物除去やカオリンからの鉄酸化物除去シ

温動 作型電力変換器に関する研究、超電導変圧器に関ステムを取り上げ、これらの機器の普及を可能にしたする 研究、さらに超電導限流型ハイブリッド遮断器な背景が示された。市場規模や、製品ライフサイクルとど、 計算機シミュレーションから実験結果まで多岐に開発のリードタイムの関係、エンドユーザーの導入意渡った研究内容が講演された。

欲などが市場導入の可否を大きく左右していることや、さらに一般的な SMES の話題として、その出力と貯開発要素がない既存技術でも社会実装が可能であるこ蔵エ ネルギーとの関係から、マイクロから小規模、中とが示され、これに基づいて、電力関係の超電導機器規模、さらに大規模な SMES の応用例が紹介された。のリードタイムの短縮や減価償却期間を考慮すべきとその ような応用の中で、漏れ磁場を抑えるためには、の提案がなされた。

一般 にトロイダル型のコイルが適切ではあるが、超電次に、西嶋氏が大阪大学在職中から現在までに取り導線 材の使用量が増え、製造コストも増えるため、極組んでこられた、超電導磁気力制御技術の社会実装に性を 隣合わせで互いに逆にしたマルチポール型の超伝向けての試みの具体例が紹介された。まず高勾配磁気導マグネットを使った SMES なども考案され、実際に利用されているということである。
このあとさ らにパワーエレクトロニクスに関するトピッ クスとして、品質別電力供給や仮想同期発電機制御技 術に関する紹介があったが、これらについては割愛させていただく。
最後にむす びとして、これからの電力システムについて の展望として広域連携強化と地産地消の重要性を述べ られた。特に、地域に遍在する大量の再生可能エネル ギーの有効活用のためには、地域間連携の強化が必要 であり、このためには現存する送電線の有効活用

レーザー科学研究所・激光 XII 号見学の様子

低温センター吹田分室・液化機見学の様子

共同大実験棟・超電導磁気分離装置見学の様子

分離 法を用いた砥粒中の不純物回収技術が紹介され、施設の見学、その後 2 班に分かれて、超電導磁気分離

社会 実装に向けては開発途中で技術変革などの社会的装置、低温センター液化機の施設見学を行った。

な要 因が障壁となったことが紹介された。また製紙工

レーザー核融合研究施設では、先ずレーザー科学研場排 水でも実際に装置を工場に導入する段階まで進ん究所の研究内容を紹介するビデオを全員で視聴後、2だが 、実用化できなかった理由として、磁石の運転や班に分かれて、レーザー核融合の仕組みや、施設のミメン テナンスのためのエキスパートの必要性が示されニチュア模型、実際に用いている様々な大型光学部品た。また医学応用の一つとして MDDS（磁気力制御磁などを展示している展示室と、大型レーザー施設を間気薬 剤配送システム）を用いたブタでの誘導実験がビ近に見ることができる見学ホールでの見学を行った。

デオで紹介され、MDDS におけるグルーピングの重要閲覧・展示室では、レーザー増幅用の大型ガラス結性や 技術的問題について述べられた。さらシリコンウェハ の砥粒からの酸化セリウムの 選択的分析と再利用、地熱 水のシリカスケール除去のための磁気分離装置の開発 、地熱発電・火力発電のスケール除去による発電効率 低下の抑制のための装置開発、福島でのセシウム汚染 土壌の減容化装置開発等のこれまでの多岐にわたる超 電導磁気分離装置の開発事例が紹介され、それぞれの 分野における社会実装に向けての課題について述べられた。

晶をはじめ、波長変換用の大型非線形光学結晶などの他、レーザーによる高速点火方式で効率的なプラズマ加熱を実現するためのコーン-シェルターゲットなど、実演も交えながらの見学が行われた。また見学ホール
では、我が国最大のパワーを有する激光 XII 号や LFEXペタワットレーザー、また実際にコーン-シェルを導入して高速点火を行うための大型チャンバーの見学を行った。
超電導磁気分離装置の見学では、レーザー核融合研
究施設のすぐ北側に位置する共同大実験棟東側軒下に最後に技術 の社会実装への代表的なアプローチ方法て、西嶋氏の講演でも取り上げられた大型磁気分離装とし て、市場けん引型のニーズ志向と技術圧力型のシ置の見学が行われた。まず室温ボア径 400 ㎜のスプリーズ 志向の方法があることが示され、当初は前者のニット型大型超電導磁石と、分離に用いられる磁気フィーズ 志向の市場けん引型の技術が必須であると考えらルター等の見学が行われた。この磁気分離装置を用いれた が、実際には開発の過程における技術的・社会的て、火力発電所給水中のスケール除去を想定し、昨年情勢 の変化に大きな影響を受けることを身をもって実9-11 月に、世界的にも前例のない実用の 1/7 規模の大感し たため、短期的には市場牽引型の装置開発、長期規模磁気分離実験が行われた。大型ポンプとエゼクタ

的に は技術圧力型での社会的価値の変化をもたらす技ーを用いたその実験の様子がビデオで放映され、実験術が 必要であると結論づけられた。また、技術圧力型結果の概要について説明が行われた。この装置は火力で社 会的価値の見いだせそうな技術分野が挙げられ、発電所の 2 年間の連続運転で発生するすべてのスケー学会 活動を通じてこのような観点からの議論を活性化ルを、フィルター洗浄なしに除去し続けることができして ほしいとの当関西支部への大きな期待の言葉で締るように設計されており、次の段階として実際の火力めくくられた。

発電所の化学洗浄系統への導入実験が予定されている

西嶋氏独特 のパワーとウイットにあふれるお話で、旨の説明があった。

会場 の参加者にマイクを向けられる場面もあり、聴衆

また低温センター液化機の見学では、2017 年度に更も参加して終始笑いの絶えないご講演であった。
講演会終了後、35 名が参加してレーザー核融合研究新されたヘリウム液化機およびその周辺設備からなるヘリウム液化・回収システムを見ながら更新の内容、センターの活動についての説明がなされた。加えて、システムと同時に導入された学内の液体ヘリウム利用研究室、建物の回収ヘリウムガスの純度、容量を学内の VLAN を用いて低温センターで一括して監視可能なヘリウム監視システムが紹介された。
数多く研究施設を有する大阪大学吹田キャンパスでのごく限られた施設の見学会ではあったが、質問も多く飛び交い、非常に活気あふれた見学会であった。
見学会終了後、有志 27 名による恒例の懇親会が吹田キャンパス内のラシェーナで開催され、会員相互の交流を深めた。
最後に、今回の講演会・見学会の開催にあたり、講演会場または見学会場のご提供や準備をして頂きました大 阪大学・大学院工学研究科、 レーザー科学研究所、低温センターの関係各位にこの場をお借りして厚くお礼を申し上げます。
（大阪大学

村上博成、秋山庸子、中本将嗣）

横山支部長による懇親会開宴の挨拶の様子