JP2000249038A - 風力発電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】従来に比較して継続して安定的に発電すること
を可能にし、さらに観光資源としての価値を大幅に高め
ることができる風力発電装置を提供する。 【構成】本発明による風力発電装置は、複数の羽根を有
する風車と、この風車からの回転力により発電を行う発
電機と、この風車に備えられた各羽根の先端部又はその
近傍部分の穴から、風車の回転方向と反対の方向に水流
を放出するための水流放出部と、を備えたものである。
また、本発明による風力発電装置においては、前記水流
放出部は、前記穴に水を供給するためのポンプと、この
ポンプを駆動するための電力を供給するための太陽電池
と、を含むことが望ましい。また、本発明による風力発
電装置においては、前記水流放出部は、前記穴から水を
シャワー状に放出するものであるのがよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、風力発電装置に係り、
特に風車を観光資源としても活用できる風力発電装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、風の力（自然エネルギー）で
風車を回し、この風車に増速機を介して軸で連結された
発電機から電気エネルギーを取り出す風力発電装置が知
られている。この風力発電装置は、一年を通じて強い風
の吹く高台などに設置され、人目につき易い大型の風車
を備えているので、風光明媚な観光地に設置されて「風
車が回転している様」を観光客に見せるなど、観光資源
の一つとしての利用も行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、自然の
風はその強さもまちまちであるため、従来の風力発電装
置では継続的・安定的に一定の電力を得ることが難しい
ことなどから、なかなか実用化・商用化には結びついて
いないのが実状である。また、前記のように、風力発電
装置は「風車が回転している様」を観光客に見せる観光
資源としての利用も期待されているが、自然の風の強さ
は一定でないため、「風車が停止したままの状態」であ
ることが少なくなく、有用な観光資源としては未だ十分
に認知されてないのが現状である。

【０００４】本発明は、このような従来技術の課題に着
目してなされたものであって、従来に比較して継続して
安定的に発電することを可能にし、さらに観光資源とし
ての価値をも大幅に高めることができる風力発電装置を
提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以上のような課題を解決
するための本発明による風力発電装置は、複数の羽根を
有する風車と、この風車からの回転力により発電を行う
発電機と、この風車に備えられた各羽根の先端部又はそ
の近傍部分の穴から、風車の回転方向と反対の方向に水
流を放出するための水流放出部と、を備えたものであ
る。

【０００６】また、本発明による風力発電装置において
は、前記水流放出部は、前記穴に水を供給するためのポ
ンプと、このポンプを駆動するための電力を供給するた
めの太陽電池と、を含むことが望ましい。

【０００７】また、本発明による風力発電装置において
は、前記水流放出部は、前記穴から水を略シャワー状に
放出するものであるのがよい。

【０００８】また、本発明による風力発電装置において
は、さらに、前記風車の回転の有無を検出する回転検出
手段と、この回転検出手段からの信号に基づいて、前記
水流放出部の制御を行う制御手段と、を備えるのがよ
い。

【０００９】また、本発明による風力発電装置において
は、さらに、前記風車の周囲の照度を検出するための照
度検出手段と、この照度検出手段からの信号に基づい
て、前記水流放出部の制御を行う制御手段と、を備える
のがよい。

【００１０】さらに、本発明による風力発電装置は、複
数の羽根を有する風車と、この風車からの回転力により
発電を行う発電機と、前記風車が停止しているとき強制
的に回転させるための風車駆動手段と、前記風車の回転
の有無を検出する回転検出手段と、この回転検出手段か
らの信号に基づいて、前記風車駆動手段の制御を行う制
御手段と、前記風車駆動手段に電力を供給するための太
陽電池と、を備えたことを特徴とするものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】実施形態１．図１は本発明の実施
形態１の概略を説明するための図である。図１におい
て、１は風力により矢印α方向に回転する風車、２はこ
の風車を構成する３枚の羽根、３はこの風車１からの回
転力により発電を行うための発電機を内蔵した本体部、
４は前記風車１及び本体部３を支持する柱部、５は前記
本体部３の発電機からの電力を変圧して高圧配電線に送
るための変電装置、である。

【００１２】また、図示は省略しているが、前記柱部４
外部からその内部を経て、更に本体部３の内部を経て、
更に風車１の各羽根２の内部を通ってその先端部２ａに
至るまでのルートに、水を供給するための配管が内蔵さ
れている。この配管には、水道などの配水設備から図１
のポンプ６により水が供給されるようになっている。ま
た、このポンプ６の駆動電力は、太陽電池７から供給さ
れるようになっている。なお、図１において、１２は、
この太陽電池７から前記ポンプ６への電源ラインの途中
に並列に接続されたバッテリーであって、前記太陽電池
７で発電された電力の一部を蓄電するためのバッテリー
である。また、前記各羽根２の先端部２ａ又はその近傍
には、それぞれ、風車１の回転方向（図の矢印α方向）
と反対の方向にシャワー状の水流を放出するための水流
放出穴（図示せず）が形成されている。

【００１３】また、図１において、８は前記風車１の回
転の有無を検出するための回転検出部、９は風車１の周
囲の照度を検出するための照度センサ、１０は前記回転
検出部９及び照度センサ９からの信号に基づいて前記ポ
ンプ６を制御する制御装置である。次に、本実施形態１
の動作を説明する。

【００１４】（１）昼間の晴天時で風の力が弱いときの
動作 今、昼間の晴天で、風の力が比較的弱いため風車２が停
止しているとする。このとき、回転検出部８からは風車
が停止していることを示す信号が制御装置１０に出力さ
れる。また、照度センサ９からは、現在が昼間であるこ
とを示す信号が制御装置１０に出力される。制御装置１
０は、これらの回転検出部８及び照度センサ９からの信
号を受けて、「現在、風車２が停止しており、しかも、
昼間の時間帯である」と判断すると、ポンプ６を制御し
て、水の供給を開始させる。ポンプ６は、前記太陽電池
７からの電力により、水道からの水を、前記配管から各
羽根２の先端部２ａまで供給し、前記の各水流放出穴か
ら放出させる。これにより、前記の各水流放出穴から
は、それぞれ、前記風車１の回転方向（矢印α方向）と
反対の方向に、シャワー状の水流（図１の符号１１参
照）が勢いよく放出される。このシャワー状の水流が放
出されると、その反作用により、風車１は図１の矢印α
方向に回転を開始する。

【００１５】一般に、風車が停止状態から回転を開始す
るときは、比較的大きな摩擦力に抗して回転を開始させ
るための大きな回転力が必要となる。したがって、風は
吹いててもその力が弱いときは、風車が回転を開始する
ための大きな回転力が得られないため、風車１は回転を
開始することができず停止状態を続けることになる。本
実施形態１では、特に、この風車１が停止状態から回転
を開始するときに必要となる比較的大きな回転力を与え
るために、前記のシャワー状の水流を放出するようにし
ている。このシャワー状の水流の噴出の反作用により風
車１が回転を開始すれば、その後は、摩擦力の物性（回
転を開始するときに比べて、回転を開始した後に回転を
継続するときの摩擦力は小さい）から、比較的弱い風力
でもそのまま回転を継続するので、シャワー状の水流の
放出を停止しても、風車１は回転を継続し、風力発電が
継続的に行われるようになる。

【００１６】したがって、前記風車１の回転のためだけ
なら、前記のシャワー状の水流の放出を停止してもよい
が、本実施形態１では、観光的な効果を発揮させるた
め、昼間の晴天時には、所定時間（例えば１時間な
ど）、前記シャワー状の水流の放出を継続するようにし
ている。すなわち、前記風車１が回転している状態で、
このシャワー状の水流を放出すると、前記風車１の周囲
の全体に、シャワーが降りかかる状態になる。このと
き、太陽光が照射している状態で、観光客が風車１の方
を見ると、その見る角度によっては、前記シャワーの周
囲に虹がかかって見える状態になる。よって、この「虹
の発生」という作用により、本実施形態１の風力発電装
置に高い観光資源としての価値が付与されるようにな
る。また、本実施形態１では、前記シャワー状の水流が
放出される下方の土地に、草花や野菜などの植物を生育
させるようにすれば、前記風車１の各羽根２の先端部２
ａからのシャワー状水流がこれらの植物に降り注ぎ、植
物の成長が促進されるようになる。

【００１７】以上のように、本実施形態１では、前述の
ように、ポンプ６によるシャワー状水流の放出は太陽電
池６からの電力により駆動されるので、太陽光と風力と
いう自然エネルギーだけで、「シャワー状水流の放出、
これによる風車１の回転の開始、風車１の回転の継続、
風力発電の継続、虹の発生、植物の成長促進」などの複
数の作用効果を併せ実現できるようになる。

【００１８】（２）昼間の曇天時で風が弱いときの動作 この場合も、風車１が回転していないときは、前記制御
装置１０は、前記回転検出部８及び照度センサ９からの
信号を受けて、風車１を停止状態から回転させるため
に、前記ポンプ６を制御して、シャワー状の水流を放出
させ、風車１の回転を開始させる。この（２）の場合
は、前記制御装置１０は前記照度センサ９からの信号に
より曇天時であると判断する。曇天時には、前記の
（１）の場合のシャワー状水流の放出による虹の発生の
効果を得ることはできない。よって、前記シャワー状水
流の放出により風車１が回転を開始した後は、自然の弱
い風があれば、風車１はそのまま回転を継続して風力発
電が行われるので、敢えて前記シャワー状水流の放出を
継続する必要性は少ない。よって、本実施形態１では、
前記制御装置１０により、前記風車１が回転を開始した
後は、前記ポンプ６を制御して前記シャワー状水流の放
出を停止させるようにしている。なお、施設の設営者側
の設定により、前記のように風車１の回転開始後すぐに
前記シャワー状水流の放出を停止しないで、所定時間、
ポンプ６を駆動させて前記シャワー状水流の放出を継続
させるようにしてもよい（曇天時でも、シャワー状水流
の放出そのものに観光的効果が見込めるし、前記の植物
の成長促進の効果も得られるから）。

【００１９】（３）夜間の動作 この場合も、風車１が回転してないときは、前記制御装
置１０は、前記回転検出部８及び照度センサ９からの信
号を受けて、風車１を停止状態から回転させるために、
前記ポンプ６を制御して、シャワー状の水流を放出させ
て、風車１の回転を開始させる。この（３）の場合は、
太陽光は存在していないので、前記ポンプ６は、昼間に
太陽電池７から蓄電されたバッテリー１２の電力を使用
して駆動するようになっている。また、この（３）の場
合は、前記制御装置１０は前記照度センサ９からの信号
により夜間であると判断する。夜間には、一般に観光客
は存在しないので、本実施形態１の観光的な効果を発揮
させる必要はない。よって、前記シャワー状水流の放出
により風車１が回転を開始した後は、自然の弱い風があ
れば、風車１はそのまま回転を継続して風力発電が行わ
れるので、敢えて前記シャワー状水流の放出を継続する
必要はない。よって、本実施形態１では、前記制御装置
１０により、前記風車１が回転を開始した後は、前記ポ
ンプ６を制御して前記シャワー状水流の放出を停止させ
る。

【００２０】実施形態２．図２は本発明の実施形態２を
示す概略ブロック図である。図２において、図１と共通
する部分には同一の符号を付して説明を省略する。図２
において、２１は風車１を回転させるためのモータ、３
ａは図１の本体部３に内蔵され前記風車１からの回転力
により発電する発電機、５ａはこの発電機３ａからの電
力を変圧して高圧配電線に供給するため変圧器である。

【００２１】この実施形態２では、風の力が弱いために
停止している前記風車１を回転させるために、実施形態
１のシャワー状水流放出部の代わりに、図１の本体部３
の中に内蔵させたモータ２１を使用するようにしてい
る。このモータ２１の駆動電力は、実施形態１と同様に
太陽電池７から又は太陽電池７からの電力を蓄電したバ
ッテリー１２から、得るようにしている。以上の点以外
は、実施形態１とほぼ同様である。よって、この実施形
態２によっても、実施形態１と同様の作用効果を奏する
ことができる。

【００２２】なお、以上の実施形態１，２では、それぞ
れ、自然の風力が弱いために停止している風車１の回転
を開始させるために、図１の水流放出部（図１のポンプ
６及び水流放出穴などで構成される）や図２のモータ２
１などを使用しているが、本発明はこれに限られるもの
ではなく、例えば、太陽電池からの電力を使用して空気
圧供給装置からの空気圧とコンプレッサの吸引力とによ
り風車を回転させる方法や、太陽電池からの電力で駆動
される油圧モータで風車を回転させる方法なども採用で
きることは勿論である。

【００２３】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、水流放出部により、羽根の先端部又はその近傍部分
から風車の回転方向と反対方向へ水流を放出するように
しているので、風の力が弱くで風車が停止しているとき
に風車の回転を開始させることができる。そして、この
ようにして風車の回転を開始させた後は、自然の弱い風
の力だけでも風車はそのまま回転を継続して風力発電を
継続することができる。よって、本発明によれば、力の
弱い風のときでも、風車を回転させて風力発電を継続的
・安定的に行うことが可能になる。また、「風車が回転
している様子」はそれ自体で観光資源としての価値を有
しているので、本発明によれば、従来に比べて、風車を
より長い時間回転した状態に置くことができ、風力発電
装置の観光的な価値をより高めることができる。また、
本発明において、風車の下方に植物を生育させておけ
ば、前記水流放出部からの水流が下方の植物へ供給され
るので、前記の水流の放出を、停止した風車の回転を開
始させて発電を行うため（さらに「風車が回転している
様子」を現出させるという観光的効果の発揮のため）と
同時に、植物への水の供給のためにも、利用することが
できる。

【００２４】また、本発明において、前記羽根から水流
を放出させるためのポンプを太陽電池からの電力により
駆動するようにすれば、風車の回転の開始のためと風車
の回転による発電及び観光的効果の発揮のためのエネル
ギーを、太陽光と風力という自然力だけから得ることが
できる。

【００２５】また、本発明において、前記水流放出部か
らの水流をシャワー状とすることにより、太陽光の照射
している時間帯であれば、観光客の見る角度によって、
前記シャワーが降り注ぐ周辺に虹を発生させることがで
きるので、観光客の強い興趣を誘うことができ、風力発
電装置の観光的価値をより高めることができる。

【００２６】また、本発明において、回転検出手段によ
り風車の回転の有無を検出し、風車が回転していないと
きだけ、前記の水流放出部により水流を放出させるよう
にすれば、水流放出部の駆動エネルギー消費を最小限に
抑えながら、継続的且つ安定的な風力発電の実施と風車
の回転による観光的価値の向上の効果を発揮させられる
ようになる。

【００２７】また、本発明において、照度検出手段によ
り風車の周囲の照度を検出し、風車の周囲に太陽光が照
射しているときに、前記水流放出部からシャワー状の水
流を放出するようにすれば、確実に、前記シャワー状の
水流を放出させることにより、虹を発生させて観光客を
楽しませること、ができるようになる。

【００２８】さらに、本発明において、前記の停止して
いる風車を回転させるための駆動手段を（前記の水流放
出部ではなく）モータなどで構成しても、前記と同様の
効果を奏することができる。特に、この駆動手段に太陽
電池からの電力を供給するようにすれば、太陽光と風力
という２つの自然エネルギーだけで、風車の回転による
発電と観光効果の発揮という二つの効果を同時に満たす
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１を説明するための概略図で
ある。

【図２】本発明の実施形態２を示す概略ブロック図であ
る。

【符号の説明】

１ 風車 ２ 羽根 ２ａ 先端部 ３ 本体部 ３ａ 発電機 ４ 柱部 ５ 変電装置 ６ ポンプ ７ 太陽電池 ８ 回転検出部 ９ 照度センサ １０ 制御装置 １１ シャワー １２ バッテリー ２１ モータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 599153840 酒井 金男 山口県徳山市住崎町13−12 (71)出願人 599120635 酒井 美智子 山口県徳山市住崎町13−12 (71)出願人 599153851 福島 洋一 山口県熊毛郡熊毛町大字呼坂1006−118 (71)出願人 599153862 福島 利江 山口県熊毛郡熊毛町大字呼坂1006−118 (72)発明者 田中實成 山口県防府市大字牟礼823番地の10 Ｆターム(参考） 3H078 AA02 AA26 AA34 BB30 CC02 CC32 CC54 CC62

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の羽根を有する風車と、 この風車からの回転力により発電を行う発電機と、 この風車に備えられた各羽根の先端部又はその近傍部分
   の穴から、風車の回転方向と反対の方向に水流を放出す
   るための水流放出部と、を備えたことを特徴とする風力
   発電装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記水流放出部は、
   前記穴に水を供給するためのポンプと、このポンプを駆
   動するための電力を供給するための太陽電池と、を含む
   ことを特徴とする風力発電装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、前記水流放出
   部は、前記穴から水をシャワー状に放出するものであ
   る、ことを特徴とする風力発電装置。
4. 【請求項４】 請求項１，２又は３において、さらに、 前記風車の回転の有無を検出する回転検出手段と、 この回転検出手段からの信号に基づいて、前記水流放出
   部の制御を行う制御手段と、を備えたことを特徴とする
   風力発電装置。
5. 【請求項５】 請求項３において、さらに、 前記風車の周囲の照度を検出するための照度検出手段
   と、 この照度検出手段からの信号に基づいて、前記水流放出
   部の制御を行う制御手段と、を備えたことを特徴とする
   風力発電装置。
6. 【請求項６】 複数の羽根を有する風車と、 この風車からの回転力により発電を行う発電機と、 前記風車が停止しているとき強制的に回転させるための
   風車駆動手段と、 前記風車の回転の有無を検出する回転検出手段と、 この回転検出手段からの信号に基づいて、前記風車駆動
   手段の制御を行う制御手段と、 前記風車駆動手段に電力を供給するための太陽電池と、
   を備えたことを特徴とする風力発電装置。