JP2010185444A - ブレード構造および風力発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】鳥類に対するブレードの認識率を効果的に高め，バードストライクを的確に防止できる技術を提供することを目的とする。
【解決手段】中央部から放射型をなす複数枚のブレードを備えた風力発電装置におけるブレード構造であって，少なくとも一枚のブレードの表面が光を反射する鏡面に形成され，かつ該表面に紫外線吸収材が塗布されたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は，風力発電装置への鳥類の衝突を防止するブレード構造およびそのブレード構造を利用した風力発電装置に関する。

風力発電装置として，大型化，土地利用効率などの観点から，ナセルから垂直方向に放射型をなす複数枚のブレードを備えたプロペラ型が多く採用されている。一般的な大型のプロペラ型風力発電装置は，高さ３０〜８０メートル程度のタワーに設置され，ブレードの長さは２０〜５０メートルであるため，最高位は地上から１３０メートルにも達する。

このような高さは，風力発電装置が設置された場所の近隣に生息する鳥類の飛行や，渡り鳥の巡航飛行の高さになる場合がある。そのような高さを飛行する鳥類は，高速で回転するブレードを視認しにくいためか，ブレードに衝突して絶命する事故（バードストライク）が発生している。

このようなバードストライクを防止するためには，例えば，鳥類に風力発電装置のブレードを的確に認識させることが効果的である。

鳥類にブレードを認識させる技術として，例えば特許文献１には，風車の翼の表面に紫外線反射塗料を塗布した風車が開示されている。かかる風車は，紫外線反射塗料を塗布した翼を回転させると，紫外線の反射率が向上し，紫外線を感受する鳥類に対し，風車の翼の存在認識率を向上させることができるため，鳥類の翼への接触または衝突事故が回避可能となるものである。

特開２００２−３９０５１号公報

しかし，猛禽類には，ねずみの尿に反射した紫外線を検知して，ねずみの居場所を探し出す種が存在する。このような猛禽類にとって，紫外線は回避すべきものではなく，逆に，好ましいものとして，接近していこうとする対象になる。従って，このような猛禽類が，特許文献１に開示された風車の翼の表面で反射された紫外線を感受すると，ねずみの尿に反射した紫外線と誤認したり，あるいは混乱して，かえって風車に近寄っていく可能性が考えられる。このように，特許文献１の技術では，ある種の鳥類に対し，ブレードの認識率が効果的に高められるとは言えず，バードストライクを的確に防止できない場合が想定される。

そこで，本発明は，上記のような猛禽類を含め，鳥類に対するブレードの認識率を効果的に高め，バードストライクを的確に防止できる技術を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために，本発明にかかるブレード構造は，中央部から放射型をなす複数枚のブレードを備えた風力発電装置におけるブレード構造であって，少なくとも一枚のブレードの表面が光を反射する鏡面に形成され，かつその表面に紫外線吸収材が塗布されたことを特徴とする。

上記構成によれば，照射された太陽光はブレード表面の鏡面で反射される。反射された太陽光は，風力発電装置に近づく鳥類の目に，直接的に入射するため，鳥類は，反射元のブレードを的確に認識できる。さらに，ブレード表面には紫外線吸収材が塗布されていることから，太陽光に含まれる紫外線は，ブレード表面で吸収され，鳥類の目に入ることはない。従って，紫外線に反応して，紫外線の発生元を追跡するような習性を有する鳥類に対しても，ブレードの存在を効果的に認識させることができる。

上記のブレード表面にさらに赤色クリア塗料が塗布されているとよい。赤色は鳥類が嫌悪する色であるため，ブレード表面の赤色を認識すれば，風力発電装置への接近を回避する効果が期待できる。

上記のブレードの鏡面は，金属光沢を有する金属面からなるとよい。金属光沢面では，太陽光は鏡面反射するため，鳥類にブレードの存在を的確に認識させることができる。

上記のブレードの鏡面は，鏡面仕上げされた樹脂面からなるとよい。鏡面仕上げされた樹脂面においても，太陽光は鏡面反射するため，鳥類にブレードの存在を的確に認識させることができる。

上記のブレードの鏡面の範囲は，ブレード先端から，ブレード長さ全体の五分の一以内であるとよい。

ブレードに衝突した鳥類の死骸をみると，鋭利な角度で切断されたものが少なからずあり，ブレード先端付近で衝突したことが想像される。よって，ブレード先端付近に鏡面を設ければ，バードストライク防止の効果を得ることができ，その範囲はブレード長さ全体の五分の一程度であれば良い。一方，鏡面の範囲を限定すれば，ブレードの加工費などにおいて費用が少なくて済み，経済的である。従って，ブレードの鏡面の範囲を上記範囲に限定することにより，バードストライク防止の効果を確保しつつ，経済的なメリットも享受することができる。

本発明にかかる構造を有するブレードを備えた風力発電装置として構成してもよい。かかる風力発電装置の代表的な構成は，中央部から放射型をなす複数枚のブレードを備え，これらのブレードは，少なくとも一枚のブレードの表面が光を反射する鏡面に形成され，かつその表面に紫外線吸収材が塗布されたことを特徴とする。

かかる構成によれば，ブレード表面が鏡面を有することから，ブレード表面で反射された太陽光は，風力発電装置に近づく鳥類の目に，直接的に入射するため，鳥類は，反射元のブレードを的確に認識できる。さらに，ブレード表面に塗布された紫外線吸収材により，太陽光に含まれる紫外線は，ブレード表面で吸収されるため，鳥類の目に入らない。従って，紫外線に反応して，紫外線の発生元を追跡するような習性を有する鳥類に対しても，ブレードの存在を効果的に認識させることができる。

本発明によれば，鳥類に対するブレードの認識率を効果的に高め，バードストライクを的確に防止することが可能となる。

第一の実施形態にかかるブレードの概念図（その１）である。 第一の実施形態の一部を拡大した模式断面図である。 第一の実施形態にかかるブレードの概念図（その２）である。

以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

図１は，第一の実施形態にかかるブレードの概念図（その１）である。一般的なプロペラ型風力発電装置１０は，地上に立設したタワー１６と，そのタワー１６に設置されたナセル１３と，そのナセル１３に対してハブ１２を介して自在に回転する複数のブレード１１と，風向風速計１４とからなる。

本発明にかかるブレード１１は，その表面が鏡面を有する。図１では，鏡面の範囲１５をブレード表面全体としたブレード１１を示している。鏡面は，例えば，金属光沢を有する金属面により形成したり，鏡面仕上げされた樹脂面から形成することができる。ブレード１１表面には紫外線吸収材も塗布される。鏡面状のブレードの表面に紫外線吸収材が塗布される場合は，鏡面で反射した太陽光の透過率を高めるために，紫外線吸収材には透明なものを用いる。例えば，ブレードの材質に金属光沢を有するアルミニウムを用い，その表面に，透明な紫外線吸収材を塗布すればよい。被膜保護のために，さらにエポキシ樹脂やクリヤなどを塗布してもよい。ブレードの材質がカーボンファイバのように金属光沢を有しない場合は，カーボンファイバの表面に，紫外線吸収材を混ぜ合わせた光沢を有する銀色塗料を塗布したり，クロムメッキ加工したりして，その上にエポキシ樹脂やクリヤなどを塗布すればよい。

銀色塗料の塗布やクロムメッキ加工の代わりに，カーボンファイバの表面を樹脂でコーティングし，鏡面仕上げすることによっても鏡面が得られる。また，カーボンファイバの表面に金属光沢を有するステンレスの薄板を配設してもよい。

ブレードの表面には，赤色クリア塗料が塗布されていてもよい。鳥類は赤色を嫌うため，ブレード表面が赤色であれば，鳥類がブレードを回避する効果を期待できる。

上記塗料の塗布や加工などは，ブレード１１の表側だけでもよいし，裏側だけでもよいし，表側と裏側の両方でもよい。

ブレード１１が回転すると，太陽光がブレード１１表面の鏡面によって反射され，風力発電装置１０に接近中の鳥類の目に直接的に入射する。鳥類はその反射された太陽光により，ブレード１１の存在をより強く認識するため，風力発電装置１０への接近を回避する。こうして，バードストライクが防止される。鳥類の目に入射する反射光は紫外線吸収材により，紫外線が吸収されているので，獲物の尿に反射する紫外線を頼りにその獲物を追跡するような一部の猛禽類に対しても，ブレード１１を的確に認識させる効果は失われない。

図２は，第一の実施形態の一部を拡大した模式断面図である。例えば，カーボンファイバ製のブレード母材２１の上に紫外線吸収材を混ぜた銀色塗料を塗布し，鏡面２２を形成する。さらにその上に被膜保護として，エポキシ樹脂やクリヤなどを塗布し，透明層２３を形成する。透明層２３に赤色クリア塗料を混ぜてもよい。ブレード母材２１が金属光沢を有するアルミニウムのような場合は，ブレード母材２１表面が鏡面２２となる。

太陽光はＡから入射し，透明層２３を通過して鏡面２２で反射し，再び透明層２３を通過したのち，Ｃの方向へ出て行く。透明層２３を形成するエポキシ樹脂やクリヤは高い透過率を有するので，Ａから入射した太陽光が透明層２３の表面で反射してＢの方向へ進む割合は非常に小さく，ほとんどが透明層２３へ入射する。Ｃの方向へ進んだ太陽光は，すでに紫外線吸収材を混ぜた銀色塗料の層を通過しているので，紫外線を含まず，風力発電装置１０に接近する鳥類の目に入る。紫外線を含んでいないので，紫外線を頼りに獲物を追跡するようなある種の猛禽類に対してもブレード１１の存在を的確に認識させることができる。

図３は，第一の実施形態にかかるブレードの概念図（その２）である。鏡面の範囲１５をブレード１１全体のほぼ１／５にしたブレード１１を示している。鳥類のブレード１１への衝突は，ブレード１１の先端で起きる確率が高いことを考慮すれば，鏡面の範囲１５をブレード１１先端付近に限定しても，バードストライク防止の効果が十分得られる。また，鏡面の範囲１５をブレード１１先端付近に限定することにより，紫外線吸収材，銀色塗料，透明層２３を形成するエポキシ樹脂などの材料が少なくて済むため，費用が節約される。

本発明は，風力発電装置への飛来物の衝突を防止するブレード構造およびそのブレード構造を利用した風力発電装置として利用することができる。

１０…風力発電装置
１１…ブレード
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ…ブレードａ，ｂ，ｃ
１２…ハブ
１３…ナセル
１４…風向風速計
１５…鏡面の範囲
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ…鏡面の範囲ａ，ｂ，ｃ
１６…タワー
２１…ブレード母材
２２…鏡面
２３…透明層

Claims (6)

1. 中央部から放射型をなす複数枚のブレードを備えた風力発電装置におけるブレード構造であって，
   少なくとも一枚のブレードの表面が光を反射する鏡面に形成され，かつ該表面に紫外線吸収材が塗布されたことを特徴とするブレード構造。
2. 前記ブレードの表面にさらに赤色クリア塗料が塗布されたことを特徴とする請求項１に記載のブレード構造。
3. 前記ブレードの鏡面は，金属光沢を有する金属面からなることを特徴とする請求項１または２に記載のブレード構造。
4. 前記ブレードの鏡面は，鏡面仕上げされた樹脂面からなることを特徴とする請求項１または２に記載のブレード構造。
5. 前記ブレードの鏡面の範囲は，ブレード先端から，ブレード長さ全体の五分の一以内であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のブレード構造。
6. 中央部から放射型をなす複数枚のブレードを備え，
   前記ブレードは，少なくとも一枚のブレードの表面が光を反射する鏡面に形成され，かつ該表面に紫外線吸収材が塗布されたことを特徴とする風力発電装置。

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