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出光興産・兵庫県立大学・岡山大学、風力発電機の長寿命化に向けた潤滑×シミュレーション技術がNEDO共同研究事業として採択kat 2020年09日10日(木) in

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　出光興産と兵庫県立大学、岡山大学が提案する「風力発電機の長寿命化に向けたマルチスケールトライボ解析・実験による最適潤滑剤設計」（2020年9月〜2023年2月）が、新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）が実施する「風力発電等技術研究開発／風力発電高度実用化研究開発／風車運用・維持管理技術高度化研究開発」事業において、共同研究事業として採択された。

　共同研究事業では、風力発電機の洋上化に向けたメンテナンスフリー化のための潤滑技術開発をマルチスケール材料シミュレーションにより加速。現在は国内の風車に使用される潤滑剤の供給を欧米のメーカーが占めている状況を打破し、日本初の最適潤滑技術で市場を獲得していく。

　洋上風力発電装置は建設コストが陸上よりも増加するため、個別の発電容量を大きくしたメガワット （5〜8 MW）級の開発が進められている。一方で、メンテナンスの面からは洋上における修繕コストの低下のため、より高い信頼性が求められる。

　2030年におけるJWPA（日本風力発電協会）ビジョンでは、国内における洋上風車導入量を9600MWと見込んでいる。風力発電設備において潤滑剤の性能によって寿命に大きく影響するのが主軸ベアリングと増速機である一方、主軸ベアリング（部品コスト約4000万円）の故障による平均ダウンタイム日数は340日、増速機（部品コスト約3500万円）の平均ダウンタイム日数は167日で、それぞれの故障発生頻度は、年間で主軸ベアリングで約 2 %、増速機で約3 %にも及ぶ。

　そのため、主軸・増速機のダウンタイムによるロス・部品コストを含めた国内におけるコストは2030年度で年間186億円となることが予想され、発電コストの低下のためのメンテナンスフリー技術が熱望されている。

　共同研究事業ではこれを達成する目的で、出光興産におけるオイル・グリースの基材最適化技術・評価方法をベースに、兵庫県立大工学部・岡山大学の新規トライボナノマテリアル添加剤を対象に加え、風力発電装置メンテナンスフリーに寄与する潤滑剤の開発を実施するもの。

　兵庫県立大学大学院シミュレーション学研究科（鷲津仁志教授）で培ってきた分子〜メソスケールのトライボロジー（潤滑・摩擦摩耗）シミュレーション技術およびマテリアルズインフォマティクス技術を駆使し、スーパーコンピュータにおける大規模実証計算により、データに基づく理論的根拠によって最適条件を予測する。また、出光興産および兵庫県立大学工学部（木之下博教授、阿保政義准教授、松本直浩助教）・岡山大学（大宮祐也助教）におけるトライボロジー評価技術によって、その効果を検証する。

背景・課題

 

本事業の目的

 

本事業の体制

 

本事業におけるコア基材（出光興産、兵庫県立大学、岡山大学）

 

分子レベルからのシミュレーション（兵庫県立大学）