JP2004293352A - 潮流発電装置の発電台船と発電台船の係留方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】無尽蔵に存在するクリーンエネルギーの潮の干満による潮流を利用して、台風や荒天等の外的要因を排除した潮流発電装置を提供する。
【解決手段】波浪等の波力の抵抗をより小さくするためにお椀形の発電台船を深度調整装置８により半没又は全没させて、潮流速度を速めた導管６でエネルギー回収効率の良いプロペラ型水車ランナを用いて発電する装置である。
【選択図】図１
【解決手段】波浪等の波力の抵抗をより小さくするためにお椀形の発電台船を深度調整装置８により半没又は全没させて、潮流速度を速めた導管６でエネルギー回収効率の良いプロペラ型水車ランナを用いて発電する装置である。
【選択図】図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、潮の干満による潮流を利用して発電を行うプロペラ形水車発電装置に係わり、潮流エネルギーの回収効率の向上と、海面下への係留、及び保守点検の容易化を図った発電台船の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
潮力発電に係わる仕組みは、フランスで潮位差の大きい入り江を利用した、ダム式のランス発電所で実用化されている他は殆ど商業発電は実施されていない。潮の干満による潮流を利用した発電は平成１４年１２月１２日第五管区海上保安本部にて、明石海峡に設置された灯浮標の灯火の電力源として小容量発電ではあるが、直線翼型ダリウス水車を用いた潮流発電装置が稼働している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
海上、海中において大容量の発電をしようとした場合、発電装置を駆動させるプロペラ形水車等各種水車、発電装置を装備した各種発電台船及び送電ケーブルに影響を与えるものに波浪やうねり等の波力や、海中を浮遊する流木や藻やゴミ等の問題点がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は発電台船をお椀形にすることにより波力を分散させ、請求項２に記載の発明は発電台船を任意の深度に保持することにより波力の影響を軽減し、発電台船を潮の流れる場所に正確かつ確実に係留するのに各々有効である。流木やゴミ等は干満により潮の流れる方向が逆転するので、潮流入出口に流入防止柵を設置する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
ここで、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず設置しようとする海域は、波穏やかで、水深は１５〜５０ｍ位、潮流の速度は２ノット以上、海底は砂、泥、小石等で係留するためのアンカー１０が有効に働きかつ送電ケーブル１３の損傷の虞れの少ないところとする。
【０００６】
波浪等の波力の抵抗による発電台船への影響を最小限に留めるには海上において複数個のアンカーによる係留方法のもとでは球形が最適な形状である。この形状を製作コストと対比しつつ発明したのがお椀形の発電台船である。より安価であれば１２角形以上の多角形の採用も可能である。
【０００７】
プロペラ２や発電台船に与える波の影響を最小限に留めるため、発電台船の深度調整は自動制御と遠隔手動制御を可能とする深度調整装置８を介してバラストタンク５への海水の注排水により行う。波の影響は波高の深度では１／２になると云われているが、潮流の速い流れが海面上部にあるため通常は図４のように海面がＬＷＬ１となるように発電台船の深度を調整する。台風の時は設置海域の過去の最大波高から算出した波の影響のある深度より深い深度に沈める。時には図５のように海底に着底させる。又、自動深度調整の仕組みは発電台船の外板に波感知センサー１１を複数取り付け、波感知センサー１１ｂが一定時間波を感知したら波感知センサー１１ｂが波を感知しない深度まで発電台船を沈める。波感知センサー１１ａが一定時間波を感知しなくなった時、図４のように通常発電の状態か波感知センサー１１ａが波を感知する深度まで発電台船を浮上させる。
【０００８】
発電台船の深度調整装置８とはエアータンクとエアーコンプッレサーを組み合わせたもので、発電台船を沈めるときはバルブの開閉によりバラストタンク５のエアーを、エアーコンプレッサーを介してエアータンクに溜める。このことにより、バラストタンクに海水が入り発電台船は沈んでいく。発電台船を浮上させるときは上記の逆で、エアータンクよりエアーコンプレッサーを介してバラストタンク５へエアーを送りバラストタンクの海水をタンクの外へ排水する。
【０００９】
発電台船が、台風等で深度を深くしたり、海底に着底するときの送電ケーブル１３は、発電台船の下敷きや、海底に乱雑にならないように、発電台船底部に送電ケーブル調整装置１４を設置し送電ケーブル長を調整する。この仕組みは作動用モーター１４ａにより動力伝達シャフト１４ｂを介して、作動用ロット１４ｃを回転させ送電ケーブル１３を格納ケースより出入りさせることにより送電ケーブル１３の長さを調整する。
【００１０】
発電台船は通常ＬＷＬ１に浮上しているが、航行船舶にその位置を分かり易く表示しなければならない。その為に灯浮標の海洋観測施設があることや、工事区域を示すときに用いられる特殊標識１５を装備すると共に設置海域には同様の灯浮標を設置して船舶との衝突を避ける処置をする。
【００１１】
係留についてはアンカーと索条１０にて行う。図２では６個のアンカーと索条１０を図示しているが潮流の速度や底質によりアンカー数を増やし、走錨等による海難事故の発生を防止するためにも確実に係留する必要がある。
【００１２】
発電台船の塗装等については、発電台船を設置した後に潮流入出口４や導管６に着正したカキや海草は、保守点検時作業船より海水の高圧放水により除去するので潮流入出口４及び導管６は鉄板に接着性が良く耐衝撃性のあるＦＲＰを塗布する。他の外板は防錆ペイント等船舶用ペイントを塗布する。電食防止には船舶に使用されている亜鉛板又は、アルミ板を外板に固着する。
【００１３】
機械室１の保守点検については機械室１上部に水密性の高い開口扉を設け発電台船をＬＷＬ１より上に浮上させ開口扉より出入りし保守点検を行う。又、潮流入出口４やプロペラ２等の保守点検は発電台船をＬＷＬ２より上に浮上させ行う。
【００１４】
機械室内の水密性の保持は前項００１２の開口扉は潜水艦のハッチのようにし、動力伝達シャフト９、１４ｃの機械室との貫通部はコットンパッキン等により船舶のプロペラシャフト部と同様な方法にて防水を行う。
【００１５】
発電の方法は潮流入出口４より通水路を狭めた導管６に速度を増した潮流が流入しプロペラ２を回転させる。この回転のエネルギーをプロペラシャフト３と動力伝達シャフト９を経て回転数増加機能を装備した発電機７に伝達し発電を行う。
【００１６】
発電台船の製作コストの面でみれば、図１ではプロペラを２機装備した反動プロペラを示しているが可変ピッチプロペラの装備も可能である。
【００１７】
【発明の効果】
以上のように、本発明の実施により台風や荒天等の外的要因に煩はされず、発電台船の深度調整装置を利用した保守点検等運用コストの低減を計った、クリーンなエネルギーでＣＯ２の発生もなく環境破壊のおそれのない地球環境に優しい電力の供給が可能となる。又複数箇所に設置する事により地域による干満時間の差で２４時間の発電も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の側面図。
【図２】この発明の上面図。
【図３】この発明の正面図。
【図４】通常発電時の発電台船の状態。
【図５】台風等で海底に着底した状態。
【符号の説明】
１・・・機械室
２・・・プロペラ
３・・・プロペラシャフト
４・・・潮流入出口
５・・・バラストタンク
６・・・導管
７・・・発電機
８・・・深度調整装置
９・・・動力伝達シャフト
１０・・アンカーと索条
１１・・波感知センサー
１１ａ・波感知センサーａ
１１ｂ・波感知センサーｂ
１２・・流入防止柵
１３・・送電ケーブル
１４・・送電ケーブル調整装置
１４ａ・作動用モーター
１４ｂ・動力伝達用シャフト
１４ｃ・作動用ロット
１５・・特殊標識
１６・・海面
１７・・海底
１８・・潮流方向
【発明の属する技術分野】
この発明は、潮の干満による潮流を利用して発電を行うプロペラ形水車発電装置に係わり、潮流エネルギーの回収効率の向上と、海面下への係留、及び保守点検の容易化を図った発電台船の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
潮力発電に係わる仕組みは、フランスで潮位差の大きい入り江を利用した、ダム式のランス発電所で実用化されている他は殆ど商業発電は実施されていない。潮の干満による潮流を利用した発電は平成１４年１２月１２日第五管区海上保安本部にて、明石海峡に設置された灯浮標の灯火の電力源として小容量発電ではあるが、直線翼型ダリウス水車を用いた潮流発電装置が稼働している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
海上、海中において大容量の発電をしようとした場合、発電装置を駆動させるプロペラ形水車等各種水車、発電装置を装備した各種発電台船及び送電ケーブルに影響を与えるものに波浪やうねり等の波力や、海中を浮遊する流木や藻やゴミ等の問題点がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は発電台船をお椀形にすることにより波力を分散させ、請求項２に記載の発明は発電台船を任意の深度に保持することにより波力の影響を軽減し、発電台船を潮の流れる場所に正確かつ確実に係留するのに各々有効である。流木やゴミ等は干満により潮の流れる方向が逆転するので、潮流入出口に流入防止柵を設置する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
ここで、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず設置しようとする海域は、波穏やかで、水深は１５〜５０ｍ位、潮流の速度は２ノット以上、海底は砂、泥、小石等で係留するためのアンカー１０が有効に働きかつ送電ケーブル１３の損傷の虞れの少ないところとする。
【０００６】
波浪等の波力の抵抗による発電台船への影響を最小限に留めるには海上において複数個のアンカーによる係留方法のもとでは球形が最適な形状である。この形状を製作コストと対比しつつ発明したのがお椀形の発電台船である。より安価であれば１２角形以上の多角形の採用も可能である。
【０００７】
プロペラ２や発電台船に与える波の影響を最小限に留めるため、発電台船の深度調整は自動制御と遠隔手動制御を可能とする深度調整装置８を介してバラストタンク５への海水の注排水により行う。波の影響は波高の深度では１／２になると云われているが、潮流の速い流れが海面上部にあるため通常は図４のように海面がＬＷＬ１となるように発電台船の深度を調整する。台風の時は設置海域の過去の最大波高から算出した波の影響のある深度より深い深度に沈める。時には図５のように海底に着底させる。又、自動深度調整の仕組みは発電台船の外板に波感知センサー１１を複数取り付け、波感知センサー１１ｂが一定時間波を感知したら波感知センサー１１ｂが波を感知しない深度まで発電台船を沈める。波感知センサー１１ａが一定時間波を感知しなくなった時、図４のように通常発電の状態か波感知センサー１１ａが波を感知する深度まで発電台船を浮上させる。
【０００８】
発電台船の深度調整装置８とはエアータンクとエアーコンプッレサーを組み合わせたもので、発電台船を沈めるときはバルブの開閉によりバラストタンク５のエアーを、エアーコンプレッサーを介してエアータンクに溜める。このことにより、バラストタンクに海水が入り発電台船は沈んでいく。発電台船を浮上させるときは上記の逆で、エアータンクよりエアーコンプレッサーを介してバラストタンク５へエアーを送りバラストタンクの海水をタンクの外へ排水する。
【０００９】
発電台船が、台風等で深度を深くしたり、海底に着底するときの送電ケーブル１３は、発電台船の下敷きや、海底に乱雑にならないように、発電台船底部に送電ケーブル調整装置１４を設置し送電ケーブル長を調整する。この仕組みは作動用モーター１４ａにより動力伝達シャフト１４ｂを介して、作動用ロット１４ｃを回転させ送電ケーブル１３を格納ケースより出入りさせることにより送電ケーブル１３の長さを調整する。
【００１０】
発電台船は通常ＬＷＬ１に浮上しているが、航行船舶にその位置を分かり易く表示しなければならない。その為に灯浮標の海洋観測施設があることや、工事区域を示すときに用いられる特殊標識１５を装備すると共に設置海域には同様の灯浮標を設置して船舶との衝突を避ける処置をする。
【００１１】
係留についてはアンカーと索条１０にて行う。図２では６個のアンカーと索条１０を図示しているが潮流の速度や底質によりアンカー数を増やし、走錨等による海難事故の発生を防止するためにも確実に係留する必要がある。
【００１２】
発電台船の塗装等については、発電台船を設置した後に潮流入出口４や導管６に着正したカキや海草は、保守点検時作業船より海水の高圧放水により除去するので潮流入出口４及び導管６は鉄板に接着性が良く耐衝撃性のあるＦＲＰを塗布する。他の外板は防錆ペイント等船舶用ペイントを塗布する。電食防止には船舶に使用されている亜鉛板又は、アルミ板を外板に固着する。
【００１３】
機械室１の保守点検については機械室１上部に水密性の高い開口扉を設け発電台船をＬＷＬ１より上に浮上させ開口扉より出入りし保守点検を行う。又、潮流入出口４やプロペラ２等の保守点検は発電台船をＬＷＬ２より上に浮上させ行う。
【００１４】
機械室内の水密性の保持は前項００１２の開口扉は潜水艦のハッチのようにし、動力伝達シャフト９、１４ｃの機械室との貫通部はコットンパッキン等により船舶のプロペラシャフト部と同様な方法にて防水を行う。
【００１５】
発電の方法は潮流入出口４より通水路を狭めた導管６に速度を増した潮流が流入しプロペラ２を回転させる。この回転のエネルギーをプロペラシャフト３と動力伝達シャフト９を経て回転数増加機能を装備した発電機７に伝達し発電を行う。
【００１６】
発電台船の製作コストの面でみれば、図１ではプロペラを２機装備した反動プロペラを示しているが可変ピッチプロペラの装備も可能である。
【００１７】
【発明の効果】
以上のように、本発明の実施により台風や荒天等の外的要因に煩はされず、発電台船の深度調整装置を利用した保守点検等運用コストの低減を計った、クリーンなエネルギーでＣＯ２の発生もなく環境破壊のおそれのない地球環境に優しい電力の供給が可能となる。又複数箇所に設置する事により地域による干満時間の差で２４時間の発電も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の側面図。
【図２】この発明の上面図。
【図３】この発明の正面図。
【図４】通常発電時の発電台船の状態。
【図５】台風等で海底に着底した状態。
【符号の説明】
１・・・機械室
２・・・プロペラ
３・・・プロペラシャフト
４・・・潮流入出口
５・・・バラストタンク
６・・・導管
７・・・発電機
８・・・深度調整装置
９・・・動力伝達シャフト
１０・・アンカーと索条
１１・・波感知センサー
１１ａ・波感知センサーａ
１１ｂ・波感知センサーｂ
１２・・流入防止柵
１３・・送電ケーブル
１４・・送電ケーブル調整装置
１４ａ・作動用モーター
１４ｂ・動力伝達用シャフト
１４ｃ・作動用ロット
１５・・特殊標識
１６・・海面
１７・・海底
１８・・潮流方向
Claims (2)
- プロペラ形の水車ランナによる潮流発電においてその形状が円錐形又は多角形のお椀形であることを特徴とする発電台船。
- 発電台船を任意の深度に保持しつつ複数個のアンカーを使用し四方八方より係留することを特徴とする発電台船の係留方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003084105A JP2004293352A (ja) | 2003-03-26 | 2003-03-26 | 潮流発電装置の発電台船と発電台船の係留方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003084105A JP2004293352A (ja) | 2003-03-26 | 2003-03-26 | 潮流発電装置の発電台船と発電台船の係留方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004293352A true JP2004293352A (ja) | 2004-10-21 |
Family
ID=33399337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003084105A Pending JP2004293352A (ja) | 2003-03-26 | 2003-03-26 | 潮流発電装置の発電台船と発電台船の係留方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004293352A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012233726A (ja) * | 2011-04-28 | 2012-11-29 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | 外部電源および淡水受容れ設備、電源および淡水供給船、およびそれらからなる電源および淡水供給システム |
| US8866329B2 (en) | 2012-06-11 | 2014-10-21 | Akinori Tanabe | Tidal power generating device |
-
2003
- 2003-03-26 JP JP2003084105A patent/JP2004293352A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012233726A (ja) * | 2011-04-28 | 2012-11-29 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | 外部電源および淡水受容れ設備、電源および淡水供給船、およびそれらからなる電源および淡水供給システム |
| US8866329B2 (en) | 2012-06-11 | 2014-10-21 | Akinori Tanabe | Tidal power generating device |
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