2013年08月09日10:09
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位於東京都國分寺市的日本鐵道綜合技術研究所(鐵道綜研)於7月24日,公開進行了全球首例利用超導電纜的電氣列車行駛試驗。
超導指的是將特定金屬及化合物冷卻至超低溫狀態時電阻變為零的現象。超導電纜將利用該技術制造的線材收納於隔熱管等中制成。
通過在管內流動液體氮等制冷劑維持超導狀態,與使用普通銅線等的電纜相比,可大幅減少輸電時的電力損失。自1986年開發出可在較高溫度下達到超導狀態的“高溫超導體”以來,全球各國一直在推進研發的超導輸電終於即將成為現實。
在鐵道綜研內的實驗線路上公開實施的使用超導電纜的輸電試驗
申請了多項超導相關專利
鐵道綜研開發的超導電纜用於直流輸電,將高溫超導線材封入粗約10厘米的管中。零下196度的液體氮在其內部循環進行冷卻,使電阻降為零。
在進行超導輸電的情況下,為了使液體氮循環起來,一般會平行設置2條往返電纜,或者將管道制成環狀。不過,鐵道綜研從長距離用途及設置自由度考慮,進行了改進,採用多層結構管,使液體氮能夠在1根管中來回流動。
並且,還設想在鐵路上使用液體氮冷卻及循環系統,開發出了充分考慮到安全性的自主技術。鐵道綜研目前正在申請多項專利。
鐵道綜研研究開發推進室負責部長兼超導應用研究室室長富田優博士說:“超導電纜不僅可削減輸電損失,在有效利用再生能量方面也非常有效。”
在停止電氣列車時,將馬達用作發電機,把動能作為電力予以回收,這就是再生能量。
能量再生系統已完成實用化,可以將其產生的能量通過電線供應給其他電氣列車。但現有系統輸電線電阻較大,電力隻能供應給附近的電氣列車。
不過,如果採用超導電纜,就原理而言,無論電氣列車位於何處,都能相互融通電力。整體電力削減效果有望達到5%左右。而且,通過實現向車輛供電的高效化及平均化,還有望削減及集中現在需每幾公裡設置一處的變電站。
此次使用31米電纜進行了行駛試驗,將對獲取的數據進行驗証,並計劃秋季以后使用310米電纜實施更具實踐性的實証實驗。富田博士充滿信心地表示:“我們還設想鋪設於實際的鐵路網上,在實用化方面將取得突破性進展。”預計完成實用化還需要5年左右的時間。
鐵道綜研率領超導技術開發團隊的富田博士。顯示器上實時顯示用於冷卻的液體氮的溫度等。 |
用於連接超導電纜和接觸網的單元。 |