JP2010239912A - Bird-repellent device and wind generator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は,鳥類の退避を促す鳥類退避装置と鳥類退避装置を備えた風力発電装置に関する。 The present invention relates to a bird evacuation device that facilitates evacuation of birds and a wind power generator equipped with the bird evacuation device.
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。 As a wind power generator, a propeller type equipped with a plurality of blades that radiate in the vertical direction from the nacelle is often used from the viewpoint of size increase and land use efficiency. A general large-sized propeller-type wind power generator is installed in a tower having a height of about 30 to 80 meters, and the blade length is 20 to 50 meters. Therefore, the highest level reaches 130 meters from the ground.
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。 Such a height may be the height of a flight of birds that inhabit the vicinity of the place where the wind power generator is installed or a cruise flight of migratory birds. Birds flying at such heights are not able to see the blades that rotate at high speed, and there is an accident (bird strike) that hits the blades and kills them.
このようなバードストライクを防止するための技術として、例えば、鳥が接近した場合にスピーカからハウリング音を出力して鳥を追い払う装置や、磁石および鏡を備えた回転板を回転させ、磁場の変化および太陽光の鏡による反射により鳥を脅かして追い払う装置がある。 As a technique for preventing such a bird strike, for example, when a bird approaches, a device that outputs a howling sound from a speaker to drive away the bird, or a rotating plate equipped with a magnet and a mirror is rotated to change the magnetic field. And there are devices that threaten and drive away birds by the reflection of sunlight.
しかし、風力発電装置に近づく鳥を追い払うのに音や磁石を利用する場合は、作用させる領域が大きいために、騒音や磁気による問題が生じることがある。一方、太陽光を利用する場合は、風力発電装置に近づく鳥に適用しても、前述のような問題が発生しない点で優れている。 However, when a sound or magnet is used to drive away a bird approaching the wind turbine generator, a problem due to noise or magnetism may occur due to the large area of action. On the other hand, when using sunlight, it is excellent in that the problem described above does not occur even when applied to a bird approaching a wind power generator.
太陽光を利用する鳥追い払い装置の例として、特許文献1では、以下の技術が開示されている。すなわち、太陽光線を反射する多数の光反射片より形成される複数の反射群により、広範囲にいる遠方の鳥の目にも反射光を明確に目視させ鳥を追い払う装置である。 Patent Document 1 discloses the following technique as an example of a bird hunting apparatus using sunlight. That is, it is a device for clearing the reflected light even in the eyes of distant birds in a wide range and driving away the birds by a plurality of reflection groups formed from a large number of light reflecting pieces that reflect sunlight.
飛行する鳥の目に太陽光の反射光を入射して威嚇すると鳥は驚いて退避行動をとるため、太陽光の反射光を用いて風力発電装置に近づく鳥を威嚇することによりバードストライク防止を図ることは有益である。 Birds strike prevention by threatening birds approaching wind power generators using reflected sunlight because the birds are surprised and take retreat action when the reflected light of sunlight enters the eyes of flying birds. It is beneficial to plan.
しかし、太陽光の反射光を用いる方法は、例えば夜間や、霧や靄のときのように太陽が出ていないときなどは、太陽光を利用することができないため、効果を発揮できない。一方、夜間や、霧や靄のときも飛行する鳥はおり、特に、霧が出ているときなどは視界が悪いため、鳥類が風力発電装置のブレードを認識できず、バードストライクが発生しやすいと言われている。従って、特許文献1のような太陽光を利用する技術では夜間や、霧や靄のときに飛行する鳥類を的確に退避させることができない場合がある。 However, the method using the reflected light of sunlight cannot exhibit the effect because the sunlight cannot be used, for example, at night or when the sun is not emitted, such as in fog or haze. On the other hand, there are birds that fly even at night or in fog or hail, especially when fog is out, birds can not recognize the blades of wind power generators, and bird strikes are likely to occur It is said. Therefore, the technique using sunlight as in Patent Document 1 may not be able to accurately evacuate birds flying at night, fog, or hail.
そこで、本発明は、太陽光が利用できない場合でも、鳥類を的確に退避させることができる技術を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the technique which can evacuate birds accurately even when sunlight cannot be utilized.
上記課題を解決するために、本発明にかかる鳥類退避装置の代表的な構成は,所定の空間領域を継続的に撮影する撮像部と、前記撮像部により得られた画像から前記所定の空間領域に存在する鳥類を検出する鳥類検出部と、前記鳥類検出部が鳥類を検出した場合に、検出信号を出力する出力部と、前記出力部からの検出信号を受けて、ブレードを有する回転体の該ブレードの一部または全部に近赤外線を照射する近赤外線照射部と、を備えることを特徴とする. In order to solve the above problems, a typical configuration of the bird evacuation device according to the present invention includes an imaging unit that continuously shoots a predetermined spatial region, and the predetermined spatial region from an image obtained by the imaging unit. Of a rotating body having a blade upon receiving a detection signal from the output unit, and an output unit that outputs a detection signal when the bird detection unit detects a bird. A near-infrared irradiation unit that irradiates a part or all of the blade with a near-infrared ray, and is provided.
上記構成によれば、回転体のブレードの一部または全部に近赤外線を照射するため、夜間や、霧や靄のときに飛行して、近赤外線を見ることができる鳥類には、太陽が出ていなくても、回転するブレードが近赤外線写真のように明確に視認される。このため、近赤外線を見ることができる鳥類にブレードを的確に認識させて、ブレードを回避するよう促すことができる。従って、夜間、霧や靄のときのように太陽光を十分に利用できないときでも、鳥類を的確に退避させることができる。 According to the above configuration, some or all of the blades of the rotating body are irradiated with near-infrared rays, so that the sun is emitted to birds that can fly and view near-infrared rays at night or in fog or hail. Even if not, the rotating blade is clearly visible as in the near-infrared photograph. For this reason, it is possible to prompt birds who can see near infrared rays to recognize the blade accurately and avoid the blade. Therefore, even when the sunlight is not sufficiently used at night, such as in fog or hail, birds can be accurately evacuated.
上記の近赤外線照射部の光源は、近赤外線LEDであるとよい。ここで、近赤外線LEDとは、およそ700nmから2500nmの波長の近赤外線を照射する発光ダイオードである。近赤外線LEDは十分な光量を有し、消費電力が小さい。また、比較的安価である。さらに、寿命が長いため、保守の省略も可能なことから、光源として優れている。特に高輝度のものは、鳥類に視認させるのに有効である。 The light source of said near infrared irradiation part is good in near infrared LED. Here, the near-infrared LED is a light-emitting diode that emits near-infrared light having a wavelength of about 700 nm to 2500 nm. Near-infrared LEDs have a sufficient amount of light and have low power consumption. It is also relatively inexpensive. Furthermore, since the lifetime is long, it is possible to omit maintenance, which is excellent as a light source. In particular, the high-brightness one is effective for allowing birds to visually recognize.
本発明にかかる鳥類退避装置を備える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、地上に立設したタワーと、タワーに固定されたナセルと、ナセルに対してロータヘッドを介して回転自在に固定された複数のブレードを備えた風力発電装置であって、当該風力発電装置の周囲に予め設定した所定の空間領域を継続的に撮影する撮像部と、前記撮像部により得られた画像から前記所定の空間領域に存在する鳥類を検出する鳥類検出部と、前記鳥類検出部が鳥類を検出した場合に、検出信号を出力する出力部と、前記出力部からの検出信号を受けて、前記ブレードの一部または全部に近赤外線を照射する近赤外線照射部と、を備えることを特徴とする。 You may comprise as a wind power generator provided with the bird escape device concerning this invention. A typical configuration of such a wind turbine generator is a wind turbine generator that includes a tower standing on the ground, a nacelle fixed to the tower, and a plurality of blades that are rotatably fixed to the nacelle via a rotor head. An image capturing unit that continuously captures a predetermined space area set in advance around the wind turbine generator, and a bird that exists in the predetermined space area is detected from an image obtained by the image capturing section. When the birds detection unit detects the birds, the bird detection unit receives a detection signal from the output unit outputting the detection signal and the output unit, and irradiates a part or all of the blade with near infrared rays. A near infrared irradiation unit.
上記構成によれば、風力発電装置に接近する鳥類であって、近赤外線を見ることができる鳥類には、回転するブレードが明確に視認される。このため、近赤外線を見ることができる鳥類にブレードを的確に認識させて、ブレードを回避するよう促すことができる。従って、夜間、霧や靄のときのように太陽光を十分に利用できないときでも、鳥類を的確に退避させることができる。 According to the above configuration, the rotating blade is clearly visually recognized by the birds approaching the wind power generator and can see the near infrared rays. For this reason, it is possible to prompt birds who can see near infrared rays to recognize the blade accurately and avoid the blade. Therefore, even when the sunlight is not sufficiently used at night, such as in fog or hail, birds can be accurately evacuated.
上記の近赤外線照射部は、前記ロータヘッドに設置されているとよい。ロータヘッドはブレードと一体となって回転するため、近赤外線照射部のロータヘッドへの設置により、ブレードの一部または全部に的確に近赤外線を照射することができる。従って、風力発電装置に接近する鳥類であって、近赤外線を見ることができる鳥類に対し、ブレードを的確に認識させて、ブレードを回避させることができる。 Said near infrared irradiation part is good to be installed in the above-mentioned rotor head. Since the rotor head rotates integrally with the blade, the near-infrared ray can be accurately irradiated to a part or all of the blade by installing the near-infrared irradiation unit on the rotor head. Therefore, it is possible to avoid the blade by accurately recognizing the blade with respect to the bird approaching the wind power generator and capable of seeing near infrared rays.
本発明によれば,太陽光が利用できない場合でも、鳥類を的確に退避させることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to accurately evacuate birds even when sunlight is not available.
以下に添付図面を参照しながら,本発明にかかる鳥類退避装置および風力発電装置の好適な実施形態について詳細に説明する。 Exemplary embodiments of a bird evacuation device and a wind power generator according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は,本実施形態にかかる鳥類退避装置および風力発電装置を説明するための全体図である。鳥類退避装置10は、所定の空間領域を継続的に撮影する撮像部11と、撮像部11により得られた画像から所定の空間領域に存在する鳥(鳥類)を検出する鳥類検出部12と、鳥類検出部12が鳥を検出した場合に、検出信号を出力する出力部13と、出力部13からの検出信号を受けて、ブレードの一部または全部に近赤外線を照射する近赤外線照射部14と、から構成される。本実施形態では、近赤外線照射部14からの近赤外線を拡大または拡散するフレネルレンズ15が備えられている。
FIG. 1 is an overall view for explaining a bird evacuation device and a wind power generator according to the present embodiment. The
一般的なプロペラ型風力発電装置20は,地上に立設したタワー24と,そのタワー24に設置されたナセル23と,そのナセル23に対してロータヘッド22を介して自在に回転する複数のブレード21と,からなる。
A general propeller-type
風力発電装置20に接近して飛行する鳥が、撮像部11が撮影する領域に進入し、鳥類検出部12により検出されると、出力部13からの検出信号を受けて、近赤外線照射部14から、ブレード21の一部または全部に近赤外線が照射される。近赤外線が照射されることにより、近赤外線が見える鳥にはブレード21がはっきりと視認される。従って、近赤外線が見える鳥は的確にブレード21を認識することができ、風力発電装置20にさらに接近して、風力発電装置20のブレード21に衝突するような事故を防ぐことができる。
When a bird flying close to the
撮像部11には、例えばCCD(Charge Coupled Device)撮像素子を備えたカメラ(CCDカメラ)が用いられる。CMOS(Complementary
Metal Oxide Semiconductor)撮像素子を備えたカメラを用いても良い。CCDカメラは、例えば毎秒30コマの頻度で対象領域を撮影する。
For the
(Metal Oxide Semiconductor) A camera equipped with an image sensor may be used. The CCD camera images the target area at a frequency of 30 frames per second, for example.
鳥類検出部12の鳥類検出アルゴリズムには、例えば、粒子画像流速(Particle Image Velocimetry:PIV)手法やオプティカルフローの手法を用いることができる。PIV手法では、鳥を粒子と捉えて、撮像部11が撮影した画像内の粒子の動く様子から鳥を検出することができる。オプティカルフローの手法では、撮像部11が撮影した画像内の各位置座標における速度ベクトルを算出し、例えば、所定の基準値を超えた場合に鳥であると判断することができる。鳥の特徴を集積したデータベースを作成しておいて、画像内の対象物が、データベースの鳥に合致するか否かにより、鳥の検出を行うこともできる。
For the bird detection algorithm of the
近赤外線照射部14は電源(図示しない)と光源を備えており、電源から光源に電力が供給される。近赤外線照射部14の光源には、例えば近赤外線LEDが用いられる。近赤外線LEDは,単品でもよいし,リング状の集合体でもよい。リング状の集合体の場合は,近赤外線LEDの配置を工夫することによって指向性を高めることができる。近赤外線LEDの照射する近赤外線の波長は、およそ700nmから2500nmの間から選択すればよい。例えば、735nm、808nm、940nmの波長の発光ダイオードが市販されており、容易に手に入れることができる。
The near
広い範囲に近赤外線を照射する場合は、光を広げるために,球面上に近赤外線LEDを配設してもよいし、図1に示すように、近赤外線照射部14の前面にフレネルレンズ15を配置すればよい。フレネルレンズ15を配置する場合は、通常のレンズよりも相対的に薄いレンズを用いることができるため、レンズの重さを軽くし、費用も安くできる。フレネルレンズ15は、フレネルレンズ15透過後の光の焦点距離が負の小さい値(例えば,−50mm程度)となるものを用いれば、近赤外線を所定平面内で拡散させることができる。
When irradiating near-infrared rays over a wide range, near-infrared LEDs may be arranged on a spherical surface in order to spread light, or as shown in FIG. May be arranged. When the
なお、夜間や、霧や靄のときで、撮像部11が撮影した画像をもとに鳥を検出することができない場合は、適当な時間間隔で近赤外線照射を行えばよい。例えば10分間隔でブレード21に近赤外線を照射することにより、経済性を大きく損なわずに、近赤外線が見える鳥にブレード21を的確に認識させ、風力発電装置20へのさらなる接近を防止することができる。
In addition, when it is not possible to detect a bird based on an image captured by the
図2は,ロータヘッドに近赤外線照射部を設置した状態を説明するための側面図である。近赤外線照射部14はロータヘッド22に設置されており、ブレード21とともに回転しながら、出力部13からの鳥の検出信号に応じて、ブレード21の根元からブレード21の一部または全部に近赤外線を照射する。図2に示すように、ブレード21の数と同じ数の近赤外線LED(近赤外線照射部)14を設置することにより、ブレード21を的確に近赤外線照射することができ、近赤外線が見える鳥の視認性を高めることができる。
FIG. 2 is a side view for explaining a state in which the near-infrared irradiation unit is installed on the rotor head. The near-
近赤外線照射は、ブレード21の先端から約1/3の範囲を照射することとしてもよい。ブレードに衝突した鳥の死骸をみると,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21先端付近を近赤外線照射して、近赤外線が見える鳥にブレード21を的確に視認させれば、ブレード21への衝突事故を防ぐ効果を高めることができる。
Near-infrared irradiation may be performed by irradiating a range of about 先端 from the tip of the
ブレード21に正面から近赤外線照射する場合は、近赤外線照射部14を例えばタワー24に設置してもよい。また、近赤外線照射部14をナセル23に設置してブレード21を後方から近赤外線照射することもできる。
In the case of irradiating the
複数の風力発電装置20により構成されるウィンドファームにおいては、ウィンドファームの外縁部に設置される風力発電装置20に衝突する事故が多いとの報告もあるため、そのような外縁部に位置する風力発電装置20のブレード21を特に近赤外線照射することも効果的である。
In a wind farm composed of a plurality of
本発明は,鳥類の退避を促す鳥類退避装置と鳥類退避装置を備えた風力発電装置に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a bird evacuation device that promotes the evacuation of birds and a wind turbine generator that includes the bird evacuation device.
10 …鳥類退避装置
11 …撮像部
12 …鳥類検出部
13 …出力部
14 …近赤外線LED(近赤外線照射部)
15 …フレネルレンズ
20 …風力発電装置
21 …ブレード
22 …ロータヘッド
23 …ナセル
24 …タワー
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記撮像部により得られた画像から前記所定の空間領域に存在する鳥類を検出する鳥類検出部と、
前記鳥類検出部が鳥類を検出した場合に、検出信号を出力する出力部と、
前記出力部からの検出信号を受けて、ブレードを有する回転体の該ブレードの一部または全部に近赤外線を照射する近赤外線照射部と、
を備えることを特徴とする鳥類退避装置。 An imaging unit that continuously captures a predetermined spatial region;
An avian detection unit that detects the birds present in the predetermined spatial region from the image obtained by the imaging unit;
An output unit that outputs a detection signal when the bird detection unit detects a bird;
A near-infrared irradiation unit that receives a detection signal from the output unit and irradiates a part or all of the blade of the rotating body having the blade with a near-infrared ray;
A bird evacuation device comprising:
当該風力発電装置の周囲に予め設定した所定の空間領域を継続的に撮影する撮像部と、
前記撮像部により得られた画像から前記所定の空間領域に存在する鳥類を検出する鳥類検出部と、
前記鳥類検出部が鳥類を検出した場合に、検出信号を出力する出力部と、
前記出力部からの検出信号を受けて、前記ブレードの一部または全部に近赤外線を照射する近赤外線照射部と、
を備えることを特徴とする風力発電装置。 A wind power generator comprising a tower erected on the ground, a nacelle fixed to the tower, and a plurality of blades fixed to the nacelle via a rotor head so as to be rotatable,
An imaging unit that continuously captures a predetermined space area set in advance around the wind turbine generator;
An avian detection unit that detects the birds present in the predetermined spatial region from the image obtained by the imaging unit;
An output unit that outputs a detection signal when the bird detection unit detects a bird;
In response to a detection signal from the output unit, a near infrared irradiation unit that irradiates a part or all of the blade with a near infrared ray, and
A wind turbine generator comprising:
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20121228 |
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A02 | Decision of refusal |
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