JP2005354765A - 発電装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 自然の力または人為的な力を効率よく利用して電気エネルギーを得ることができる発電装置を提供する。
【解決手段】 発電装置1は、構造物2たる掲揚台5およびポール6と、構造物2を支持する発電ユニット3を具備する。発電ユニット3は、屈曲によって発電する複数のユニモルフ素子11と、複数のユニモルフ素子11を可動に保持する保持部材12と、ユニモルフ素子11間に変位自在に配置されたガイド部材13と、複数のガイド部材13を連結保持する連結部材14とを具備する。ポール6に掲揚された旗8に風力が作用すると、ポール6を傾倒させる力が連結部材14を変位させ、ガイド部材13がユニモルフ素子11を屈曲させる。これによりユニモルフ素子11が発電し、電気エネルギーが得られる。
【選択図】 図5
Description
本発明は、自然の力または人為的な力を利用した発電装置に関する。
近年、クリーンなエネルギーを用いた発電方法として、風力発電等の自然力を利用した発電方法が注目されている。例えば、一般的な風力発電装置としては、プロペラを風力で回転させてモータを回し、電磁誘導により発電するものが実用化されている。しかし、これらは装置が大型であってコストが高いことや、設置場所が制限されること、また、所定の設置間隔を取らなければ発電効率が低下する等の問題がある。
そこで、例えば特許文献1には、風力または渦流を受けて揺動する受風体と、この受風体の動きを電気等のエネルギーに変換するトランスジューサと、を具備する発電装置が開示されており、具体的には、樹木や街路樹が風を受けて揺れた際に圧電素子に力が加えられて、圧電素子に電気を発生させる発電装置が示されている。ここで、特許文献1では、樹木の幹の側面近傍に圧電素子が配置されている。
しかしながら、樹木の揺動は枝葉の部分で大きく、幹の部分では少ないために、かなり強い風が吹かなければ幹は揺れず、発電装置の稼働率は高いとは考え難い。また、特許文献1の図2に示されているように、樹木の周囲に支持体を設けることで、外観や街の景観が損なわれるおそれがある。
特開平5−64418号公報
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、自然の力または人為的な力を効率よく利用して電気エネルギーを得ることができる発電装置を提供することを目的とする。
すなわち、本発明の第1の観点によれば、所定の構造物と、
前記構造物を支持し、前記構造物に自然の力または人為的な力が作用することによって前記構造物を支持するための力が変化した際に、その力の変化を利用して発電する発電ユニットと、
を具備することを特徴とする発電装置、が提供される。
前記構造物を支持し、前記構造物に自然の力または人為的な力が作用することによって前記構造物を支持するための力が変化した際に、その力の変化を利用して発電する発電ユニットと、
を具備することを特徴とする発電装置、が提供される。
本発明の第2の観点によれば、風力を受ける受風体と、
前記受風体を保持する架線と、
前記架線を支持し、前記受風体に風力が作用することによって前記架線に掛かる力が変化した際に、その力の変化を利用して発電する発電ユニットと、
を具備することを特徴とする発電装置、が提供される。
前記受風体を保持する架線と、
前記架線を支持し、前記受風体に風力が作用することによって前記架線に掛かる力が変化した際に、その力の変化を利用して発電する発電ユニットと、
を具備することを特徴とする発電装置、が提供される。
このような発電装置において、発電ユニットとしては、略矩形形状を有し、屈曲することによって発電する複数の圧電素子と、これら複数の圧電素子がその厚み方向に一定の間隔で配置されるように、その長手方向端部を可動に保持する保持部材と、少なくとも隣接する圧電素子の間に圧電素子の厚み方向に変位自在に配置された複数のガイド部材と、これら複数のガイド部材を連結保持する連結部材とを具備する構成を有するものを用いることが好ましい。この発電ユニットでは、連結部材に作用する力が変化して連結部材がガイド部材を変位させることにより、ガイド部材が圧電素子を屈曲させて発電させる。ここで、ガイド部材としては、圧電素子が全体的に一定の曲率で屈曲するように圧電素子に面接触する構造体を用いることが好ましい。
また、発電ユニットとしては、油圧シリンダと、アキュームレータと、油圧モータと、油圧モータに掛かる油圧を調整する圧力調整弁と、油圧モータの回転駆動によって発電する発電機とを具備し、油圧シリンダに作用する力をアキュームレータに蓄積させ、圧力調整弁を通してアキュームレータから引き出された油圧で油圧モータを回転させることにより発電機を駆動する構成のものも、好適に用いられる。
本発明によれば、構造物に生ずる揺動や振動によって力が発生する部分に発電装置が配置されているために、この力を有効に利用することができる。これにより、稼動率が高められ、発電効率も高められる。また、本発明の発電装置は、発電ユニットを地中に埋設すること等できるために、外観や景観を損なうことなく、配置することができる利点もある。
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図1は本発明の第1実施形態である発電装置1の概略構成を示す説明図である。発電装置1は、構造物2と、構造物2を支持する機能を備えた発電ユニット3から構成されている。
図1は本発明の第1実施形態である発電装置1の概略構成を示す説明図である。発電装置1は、構造物2と、構造物2を支持する機能を備えた発電ユニット3から構成されている。
図1では、構造物2として、公共施設等に設けられることの多い、国旗等の掲揚台5およびポール6から構成されるものを示している。掲揚台5の形状が直方体である場合には、例えば、その下面角部の4点に発電ユニット3が取り付けられ、掲揚台5の形状が円盤状(または円柱状)である場合には、これに内接する正方形の角部にあたる位置等に発電ユニット3を取り付けることができる。
発電ユニット3として、ここでは圧電素子を用いて発電を行うものを示すこととする。この発電ユニット3は防水ハウジング(図示せず)に固定収容され、さらにこの防水ハウジングは、例えば、地中に埋設されたコンクリート製のアンカー4に固定される。こうして、掲揚台5は安定して地表に配設されて、ポール6を支持している。
図2に発電ユニット3の概略構造を示す断面図を示し、図3に発電ユニット3の概略平面図を示す。発電ユニット3は、略矩形形状を有する複数のユニモルフ素子11と、これら複数のユニモルフ素子11がその厚み方向(Z方向とする)に一定の間隔で配置されるように、その長手方向(X方向とする)の端部を可動に保持する保持部材12と、各ユニモルフ素子11を挟むように配置された複数のガイド部材13と、これら複数のガイド部材13を連結して保持する連結部材14と、を備えている。なお、Z方向はポール6の長手方向と一致する。
図2に示されるように、ユニモルフ素子11は、公知の通り、表裏面に電極(図示せず)が形成され、厚み方向に分極された平板状の圧電セラミック板22が補強板21に貼り付けられた構造を有する。ユニモルフ素子11の長手方向端にはそれぞれ、補強板21と噛み合わせるための切り口が形成された棒状部材23が取り付けられている。なお、ユニモルフ素子11は、補強板21の片面に2枚以上の圧電セラミック板22がY方向に並べて貼り付けられた構成であってもよい。
図4に発電ユニット3に設けられた複数のユニモルフ素子11からの集電を行うための集電回路90の構成を示す説明図を示す。集電回路90は、所謂、整流ブリッジ回路91を並列に接続した構成を有する。発電ユニット3では、後述するように、ユニモルフ素子11を屈曲変位させることによって電圧を発生させる。ユニモルフ素子11で発生する電圧の正負は屈曲する向きによって変わるために、集電回路90は、各ユニモルフ素子11の屈曲のタイミングの微小なずれによって集電の際に正の電圧が負の電圧によって打ち消されることを抑制して、集電を行う。集電回路90を通して出力される電気エネルギーは、電力消費負荷に直接供給され、またはコンデンサや二次電池を備えた充電装置に送られてコンデンサ等に蓄えられる。図2および図3では集電回路90の図示を省略している。
なお、複数のユニモルフ素子11の変形(屈曲)の同期がかなりの程度で取れている場合には、集電回路として、各ユニモルフ素子からの出力を整流前に合流させ、その後に整流ブリッジ回路を通して整流する構成としてもよい。これにより整流ブリッジ回路は1個で足り、集電回路の構成を簡単にすることができる。
保持部材12のX方向側壁の内側には、Z方向に一定の間隔でY方向に延在する溝25が形成されており、これらの溝25にユニモルフ素子11の両端に設けられた棒状部材23が可動に嵌め込まれている。
ガイド部材13は略棒状の形状を有し、その長さ方向がY方向(紙面に垂直な方向)に一致するように配置されている。また、ガイド部材13は、X方向においては、ユニモルフ素子11の長手方向両端から実質的に同じ距離だけ内側に2つ並べて配置されている。また、連結部材14は、複数のガイド部材13をそのY方向端で保持する縦連結部材14cと、縦連結部材14cをZ方向端で連結保持する横連結部材14bと、横連結部材14bに設けられ、Z方向に延在する突起部材14aと、を備えている。このような構成により、連結部材14にZ方向の力が作用してZ方向に変位すると、全てのガイド部材13もまたZ方向に変位する。
ガイド部材13は、ユニモルフ素子11の上下に配置されたガイド部材13がユニモルフ素子11を締め付けることによって圧電セラミック板22を破損することのないように、かつ、連結部材14がZ方向に変位した際にそれが小さな変位であってもユニモルフ素子11に接してユニモルフ素子11を屈曲させることができるように、その形状を設計することが好ましい。例えば、ガイド部材13の直径は、隣接する2つのユニモルフ素子11間の間隔よりも僅かに短くすることが好ましい。
突起部材14aを挿通させる変位制御部材15が、保持部材12のZ方向の上下において、保持部材12に固定されている。この変位制御部材15によって、連結部材14のX方向とY方向へのずれが防止され、連結部材14がZ方向にのみ変位することができるようになっている。また、連結部材14のZ方向端を構成する横連結部材14bが変位制御部材15に接することによって、連結部材14を一定以上に変位させることができなくなっている。つまり、変位制御部材15が連結部材14のZ方向変位におけるストッパの役割を担っており、ユニモルフ素子11を過度に屈曲させて破壊に至らしめることはない。
上述の通りに構成された発電ユニット3の防水ハウジングへの固定は、保持部材12を防水ハウジングに固定することにより行われる。また、連結部材14の一部である突起部材14aは、直接的に(または間接的に)掲揚台5に固定される。こうして、連結部材14およびガイド部材13を介して、複数のユニモルフ素子11が掲揚台5およびポール6を支持した状態となる。換言すれば、ユニモルフ素子11には、通常状態で、掲揚台5およびポール6を支持する強度が必要とされる。また当然に、保持部材12とガイド部材13と連結部材14には、このような状態を維持するための機械的強度が必要とされる。
そのため、ユニモルフ素子11については、補強板21の材質、厚さを、ユニモルフ素子11の総数を考慮して設定する。補強板21としては、一般的には樹脂基板や金属箔、金属板等の種々のバネ性を有する材料を用いることができるが、例えば、公共施設等に設けられる大型の掲揚台5を少数の発電ユニット3で掲揚台5を支持する場合には、補強板21として所定の強度を有する金属板が好適に用いられる。また、ユニモルフ素子11に直接に接して屈曲させるガイド部材13としては、ユニモルフ素子11を屈曲させるために大きな力が必要な場合には、機械的強度に優れたエンジニアリングセラミックスやステンレス等の金属材料が好適に用いられる。
ユニモルフ素子11が屈曲する際には、溝25を形成している保持部材12の突起部分に、棒状部材23から一定の力が加わる。このために、このような力が加えられた際に変形を起こさないような機械的強度が、これら突起部分のみでなく保持部材12全体に求められる。このような観点および溝25を形成するための加工または成形が容易である観点から、保持部材12にはステンレス、アルミニウム合金等の各種金属材料が好適に用いられる。連結部材14には、保持部材12と同等の材料を用いることができる。
なお、保持部材12に金属材料を用い、かつ、ユニモルフ素子11を構成する補強板21にも金属材料を用いた場合において、この補強板21をアース電極として用いる場合には、棒状部材23に金属材料を用いることにより、保持部材12をアース電極として用いることができる。一方、保持部材12に金属材料を用いても、保持部材12を電極として用いない場合には、棒状部材23として、機械的強度が大きく、かつ、絶縁性を有するセラミックス材料(例えば、アルミナ、ジルコニア、ムライト等)を用いることができる。
次に、発電装置1における発電態様について説明する。図5に旗8がポール6に掲揚され、風力を受けた状態を示す。図5では、左側に配置されている発電ユニットを符号3aで、右側に配置されている発電ユニットを符号3bで示している。また、図6(a)に発電ユニット3aにおけるユニモルフ素子11の屈曲状態を示す説明図を、図6(b)に発電ユニット3bにおけるユニモルフ素子11の屈曲状態を示す説明図を、それぞれ示す。
この図5に示されるように、旗8が風力を受けると、ポール6を倒そうとする力がポール6に作用し、掲揚台5が傾く。図5では、掲揚台5等の傾きを極端に示しているが、例えば、ポール6の高さが十数mあったとしても、掲揚台5の傾きはその端部が発電ユニット3を構成する連結部材14の変位限界を超えることはなく、強風等によりポール6等に過大な力が作用したとしても、前述したように、連結部材14のZ方向変位量は変位制御部材15によって制限されているために、ポール6が倒れることはない。
図5に示したように掲揚台5が傾いた場合、発電ユニット3aにはZ方向下向きに力が掛かり、この力によって連結部材14が下向きに変位すると、ガイド部材13もまた連結部材14と同じ長さだけ下向きに変位する。これにより図6(a)に示すように、ユニモルフ素子11は下に凸となるように長手方向両端およびX方向に並んだ2個のガイド部材13によって4点で支持されて屈曲し、発電する。なお、このようにガイド部材13がユニモルフ素子11に接してユニモルフ素子11を屈曲させようとすると、ユニモルフ素子11のX方向端はそれぞれ可動であるから、棒状部材23が溝25内でX方向に滑りながら、ユニモルフ素子11のX方向端は溝25内で支持された状態に維持される。
一方、発電ユニット3bにはZ方向上向きに力が掛かるために、連結部材14が上向きに変位すると、ガイド部材13もまた連結部材14と同じ長さだけ上向きに変位する。これにより図6(b)に示すように、ユニモルフ素子11は上に凸となるように屈曲し、発電する。こうして得られた電気エネルギーが電力消費負荷や充電装置に供給される。
このように発電装置1では、構造物2に自然の力が作用することによって構造物2を支持するための力が変化した際に、その力の変化を利用して発電が行われる。発電ユニット3は、ユニモルフ素子11がZ方向に所定間隔で並べられた集積構造を有しているために、コンパクトでありながら大きな電気エネルギーを得ることができる。また、発電ユニット3が地中に埋設されているために、掲揚台5の外観を損なうことがない。さらに、ユニモルフ素子11は4点で支持されて曲げられるために、圧電セラミック板22を全体的に均一に曲げることができるので、これにより1つのユニモルフ素子11から大きな電気エネルギーを得ることができる。さらにまた、ユニモルフ素子11での応力集中の発生が抑制されるために、ユニモルフ素子11を長寿命化させることができる。
発電装置1に関する上記説明においては、ユニモルフ素子11が構造物2を直接に支持する発電ユニット3を取り上げたが、図7の概略断面図に示す別の発電ユニット3′のように、保持部材12および連結部材14が構造物2を支持し、かつ、構造物2の傾斜限界を定める構造としてもよい。
すなわち、図7に示す状態から明らかなように、発電ユニット3′では、連結部材14にZ方向下側に力が加えられている場合(つまり、構造物2を鉛直に支持している状態に等しい)には、Z方向上側の横連結部材14bは保持部材12のZ方向上端部に接し、かつ、Z方向下側の横連結部材14bは保持部材12のZ方向下側に設けられた変位制御部材15に接した状態となって、構造物2を支持する。
そして、構造物2が傾いた場合には、連結部材14は図7に示した状態からZ方向上側へしか変位できないので、Z方向上側の横連結部材14bは保持部材12のZ方向上側に設けられた変位制御部材15に接し、かつ、Z方向下側の横連結部材14bは保持部材12のZ方向下端部に接した状態となって、構造物2の傾斜を制限する。このとき、ガイド部材13がユニモルフ素子11を上に凸の状態(図6(b)に示す状態と同じ)に屈曲させる。
このような発電ユニット3′では、ユニモルフ素子11を構成する補強板21として、例えば、樹脂基板や厚みの薄い金属箔が用いられ、小さい力で屈曲する構造を有するものを用いることができる。また、ガイド部材13として、金属材料やエンジニアセラミックス材料のみならず、プラスチック、木材、ガラス等の一定の固さと強度を有する材料を用いることができる。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。図8は発電装置1′の概略構成を示す説明図である。発電装置1′は、構造物たる架橋31と、架橋31の道路部32を支持する機能を備えた発電ユニット3を、備えている。
架橋31は、概略、道路部(鉄道等が設けられていてもよい)32と、支柱33と、支柱に掛けられた主ワイヤー34と、主ワイヤー34と道路部32とを連結する副ワイヤー35とを有している。発電ユニット3の構造は先に図2等を参照しながら説明した通りであるので、ここでの詳細な説明は省略するが、発電ユニット3は防水ハウジング(図示せず)に固定収容され、この防水ハウジングが道路部に固定され、発電ユニット3を構成する連結部材14の突起部材14aが主ワイヤー34および副ワイヤー35に接続される。
このような発電装置1′では、風によって架橋31の各部が揺れることにより、また車両が道路部32を通過することにより、主ワイヤー34および副ワイヤー35にこれらを引っ張ったり撓ませたりする力が発生する。発電装置1′では、こうしうて主ワイヤー34および副ワイヤー35に掛かる力の変化を利用して、発電ユニット3を構成するユニモルフ素子11を屈曲させて発電させる。
次に、本発明の発電装置の第3の実施形態について説明する。図9は発電装置1″の概略構成を示す説明図である。発電装置1″は、支柱41と、支柱41に懸架された主架線42aと、主架線42aから吊り下げられた副架線42bと、風力を受ける受風体43と、主架線42aおよび副架線42bを支持する複数の発電ユニット3と、を有している。
受風体43の例としては、旗や風車等が挙げられる。受風体43は主架線42aおよび副架線42bに取り付けられているが、主架線42aまたは副架線42bのいずれか一方にのみ取り付けられていてもよい。この発電装置1″では、受風体43に風力が作用することによって主架線42aおよび副架線42bに掛かる力が変化した際に、その力の変化を利用して発電ユニット3のユニモルフ素子11を屈曲させて発電させることができる。
上記説明では、発電ユニットとして圧電素子を用いた構造のものを示したが、本発明においてはこれに限定されることなく、油圧を用いた発電ユニットを用いることも好ましい。図10は、油圧発電ユニット70の概略構成を示す説明図である。油圧発電ユニット70は、油圧シリンダ71と、アキュームレータ72と、油圧モータ73と、油圧モータ73へ送る油圧を調整する圧力調整弁74と、発電機75と、を具備している。
例えば、図1および図5に示した掲揚台5を油圧シリンダ71で支持する。ポール6に掲げられた旗8(図5参照)によって倒れようとすると、油圧シリンダ71にZ方向の力が作用し、ピストン部が上下する。こうして油圧シリンダ71で発生した油圧はアキュームレータ72に蓄積される。アキュームレータ72は、公知の通り、密閉されたシェル内がゴム袋でできた窒素ガスを封入した室と油室とに分けられており、窒素ガスの圧縮比で圧油の貯蔵を行う。アキュームレータ72に蓄積された油圧は圧力調整弁74を通して引き出され、この油圧で油圧モータ73のスピンドルを回転させる。この油圧モータ73のスピンドル回転により発電機75を駆動して、電気エネルギーを発生させる。
なお、アキュームレータ72は、必要に応じて作動油に生じる衝撃圧(油撃)を吸収して圧油の脈動を減衰させたり、油圧シリンダ71を停止させて掲揚台5およびポール6の傾倒を防止するための油圧源としても機能する。
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこのような形態に限定されるものではない。例えば、複数の発電ユニット3を、それぞれの連結部材14を並列(つまり、図2では発電ユニット3がX方向またはY方向に相互接続された状態を指す)または直列(つまり、図2では発電ユニット3がZ方向に相互接続された状態を指す)に連結して用いてもよい。このとき、発電ユニットの直列結合は、電気エネルギーを取り出そうとする力が弱く、振幅(変位)が大きい場合に好適である。一方、並列連結は、電気エネルギーを取り出そうとする力が大きく、振幅(変位)が小さい場合に好適である。
第1の実施形態における構造物は掲揚台5とポール6に限定されず、例えば、電柱、街灯であってもよい。また、より大型の施設としては、送電塔や通信用途等に用いられる各種の鉄塔(例えば、電波塔)、免震構造のマンションやビル等が挙げられる。また、第2の実施形態では、架橋31の副ワイヤー34を発電ユニット3で支持する構成を示したが、例えば、鉄道路線に設けられる電線ケーブル等を発電ユニットで支持する構成であってもよい。この場合には、鉄道車両の通過や風等によって電線ケーブルに力が掛かるので、この力を利用して発電を行うことができる。
さらに、本発明に係る発電ユニットは、高速道路の床板を支持する橋脚部に設置することができる。さらにまた、鉄道車両の連結部のように常時不規則で大きな力が掛かる箇所への設置することも好ましい。
圧電素子を用いた発電ユニットは、図2や図7に示した構造を有するものに限定されない。図11にユニモルフ素子11を備えた別の発電ユニット3″の概略断面図を示す。この発電ユニット3″と先に説明した発電ユニット3との相違点はガイド部材の構造のみであるので、以下、この点について説明する。
図12にユニモルフ素子11のガイド部材17による屈曲状態を示す説明図を示す。発電ユニット3″を構成するガイド部材17は、ユニモルフ素子11が全体的に一定の曲率で均等に屈曲するように、ユニモルフ素子11に面接触する曲面を備えた構造を有している。これによりガイド部材13を用いた場合と比較して、ユニモルフ素子11を全体的にさらに均一に屈曲させることができるので、1つのユニモルフ素子11から得ることができる電気エネルギーを大きくすることができる。また、ユニモルフ素子11を面で支持して屈曲させるために、ユニモルフ素子11への応力集中が抑制され、素子寿命をさらに長くすることができる。ガイド部材17を構成する材料は、先に説明したガイド部材13に準ずる。
圧電素子を用いた発電ユニットでは、ユニモルフ素子11に代えて、図13の断面図に示すように、補強板21の両面に圧電セラミック板22が貼り付けられたバイモルフ素子11′を用いることも好ましい。これにより、発電ユニットの大きさを実質的に大型化することなく、より大きな電気エネルギーを得ることができる。さらに、圧電素子として圧電セラミック板のみからなるモノモルフ素子を用いることもできる。
本発明はオンサイト発電設備または充電装置として好適である。
1・1′・1″;発電装置
2;構造物
3(3a・3b)・3′・3″;発電ユニット
4;アンカー
5;掲揚台
6;ポール
8;旗
11;ユニモルフ素子
11′;バイモルフ素子
12;保持部材
13;ガイド部材
14;連結部材
14a;突起部
14b;横連結部材
14c;縦連結部材
15;変位制御部材
17;ガイド部材
21;補強板
22;圧電セラミック板
23;棒状部材
25;溝
31;架橋
32;道路部
33;支柱
34;主ワイヤー
35;副ワイヤー
41;支柱
42a;主架線
42b;副架線
43;受風体
70;油圧発電ユニット
71;油圧シリンダ
72;アキュームレータ
73;油圧モータ
74;圧力調整弁
75;発電機
90;集電回路
91;整流ブリッジ回路
2;構造物
3(3a・3b)・3′・3″;発電ユニット
4;アンカー
5;掲揚台
6;ポール
8;旗
11;ユニモルフ素子
11′;バイモルフ素子
12;保持部材
13;ガイド部材
14;連結部材
14a;突起部
14b;横連結部材
14c;縦連結部材
15;変位制御部材
17;ガイド部材
21;補強板
22;圧電セラミック板
23;棒状部材
25;溝
31;架橋
32;道路部
33;支柱
34;主ワイヤー
35;副ワイヤー
41;支柱
42a;主架線
42b;副架線
43;受風体
70;油圧発電ユニット
71;油圧シリンダ
72;アキュームレータ
73;油圧モータ
74;圧力調整弁
75;発電機
90;集電回路
91;整流ブリッジ回路
Claims (5)
- 所定の構造物と、
前記構造物を支持し、前記構造物に自然の力または人為的な力が作用することによって前記構造物を支持するための力が変化した際に、その力の変化を利用して発電する発電ユニットと、
を具備することを特徴とする発電装置。 - 風力を受ける受風体と、
前記受風体を保持する架線と、
前記架線を支持し、前記受風体に風力が作用することによって前記架線に掛かる力が変化した際に、その力の変化を利用して発電する発電ユニットと、
を具備することを特徴とする発電装置。 - 前記発電ユニットは、
略矩形形状を有し、屈曲することによって発電する複数の圧電素子と、
前記複数の圧電素子がその厚み方向に一定の間隔で配置されるように、その長手方向端部を可動に保持する保持部材と、
少なくとも隣接する前記圧電素子の間に前記圧電素子の厚み方向に変位自在に配置された複数のガイド部材と、
前記複数のガイド部材を連結保持する連結部材と、
を具備し、
前記連結部材に作用する力が変化して前記連結部材が前記ガイド部材を変位させることにより、前記ガイド部材が前記圧電素子を屈曲させて発電させることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の発電装置。 - 前記ガイド部材は、前記圧電素子が全体的に一定の曲率で屈曲するように、前記圧電素子に面接触することを特徴とする請求項3に記載の発電装置。
- 前記発電ユニットは、油圧シリンダと、アキュームレータと、油圧モータと、前記油圧モータに掛かる油圧を調整する圧力調整弁と、前記油圧モータの回転駆動によって発電する発電機と、を具備し、
前記油圧シリンダに作用する力を前記アキュームレータに蓄積させ、前記圧力調整弁を通して前記アキュームレータから引き出された油圧で前記油圧モータを回転させることにより、前記発電機を駆動して電気エネルギーを得ることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の発電装置。
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