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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 金佑錫
- 발행연도
- 2016
- 저작권
- 한국산업기술대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수1
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The energy density and efficiency of large scale superconducting magnetic energy storage (SMES) system depends on the magnetic flux density of the superconducting magnet coils used. The performance of the 2G high temperature superconducting conductor is nearly satisfying the requirements in large scale SMES coils. Most of the SMES system adopt the toroidal shape to minimize the Ic decrease of 2G conductor by the magnetic field applied perpendicularly to the tape surface. However, a toroid coil requires a 3-dimensional computation to acquire the characteristics of its critical current density ? magnetic field relations which needs very complicated numerical calculation, very high computer specification, and long calculation time. In this paper, we suggested an analytic and statistical calculation method to acquire the maximum magnetic flux density applied perpendicularly to the surface of the 2G HTS conductor, the stored energy, and maximum hoop stress in the toroid coil. Although the result with this method includes some errors but we were able to reduce these errors within 5 percent to get a reasonable estimation of the important parameters for design process of the HTS toroid coil system. As a result, the calculation time by the suggested method could be reduced to 0.1 percent of that by the 3-dimensional numerical calculation. Additionally, required winding tension of the toroid type coil to reduce the maximum hoop stress under the safe level was also calculated by the suggested method. As a result, considering the mechanical properties, we suggested the maximum modular capacity of 89 MJ for a reasonable size SMES toroid coil system.
목차
표 목 차 ⅰ그림목차 ⅱ기호설명 ⅳ국문요약 ⅵⅠ. 서론 1Ⅱ. 계산 방법의 제안 32.1. 수직 자장의 계산 32.1.1. 자기 자장(self-field)의 계산 62.1.2. 주변 코일에 의한 자기장 계산 102.2. 저장 에너지의 계산 132.2.1. 이상적인 토로이드의 자기 에너지 132.2.2. 보정 함수를 이용한 에너지 크기 152.3. 후프 응력의 계산 162.3.1. 자장 값을 이용한 후프 응력 계산 21Ⅲ. 사례 연구 233.1. SPC가 64 개인 토로이드형 SMES 결과 비교 253.1.1. 최대 수직 자기장 크기 비교 263.1.2. 저장된 에너지 크기 비교 283.1.3. 최대 후프 응력 크기 비교 303.1.4. 계산 시간 비교 323.2. SPC가 104 개인 토로이드형 SMES 결과 비교 333.2.1. 최대 수직 자기장 크기 비교 343.2.2. 저장된 에너지 크기 비교 363.2.3. 최대 후프 응력 크기 비교 383.2.4. 계산 시간 비교 403.3. 반복 계산 시간 비교 413.4. 15 MJ SMES 설계 결과 43Ⅳ. 코일의 최대 응력 완화 46Ⅴ. 결론 52참고문헌 55Abstract 57
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