JP2010270623A - 風力発電装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】風力発電装置のブレードの存在を明確にするとともに、ブレードの空気抵抗を減少して、風力発電装置の発電効率の向上や騒音を抑制することにより、鳥類のブレード認識率を効果的に高めて、バードストライクを的確に防止することが可能な技術を提供する。
【解決手段】本発明にかかる風力発電装置は、中央部から放射型をなす複数枚のブレードを有する風力発電装置であって、ブレードの少なくとも一枚の先端付近に所定の角度をもって設けられた透明または半透明のウィングレットと、ウィングレットに光を照射する発光部と、を備え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構造を有する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。ブレードを認識した鳥類は、ブレードへの衝突を回避する行動をとることが期待できるためである。
鳥類にブレードを認識させるには、ブレードの先端を光らせ、ブレードの存在を明確にする方法が効果的である。このような方法として、例えば、特許文献１には、回転運動体の回転軸付近の固定した光源よりの光を光学繊維によって回転体の先端まで導き回転中に先端を光らすことを特徴とする回転体の先端灯火が開示されている。かかる構成の先端灯火により、回転体の先端に光を散乱させることができるので、回転体の存在が明示される効果を奏するとされている。
特開昭５０−７６７９８号公報
しかし、特許文献１に開示された回転灯火は、回転体の先端で光を散乱させるために、プロペラブレードの先端において、光学繊維の翼端部に光の散乱用ガラスまたはプラスチック材がおかれる。ガラスやプラスチック材がおかれることにより、ブレード先端における空気抵抗が増加するため、風力発電装置の発電効率の低下や、ブレードの回転に伴う騒音の増加を招くおそれがある。
そこで，本発明は，上記の問題点に鑑み，風力発電装置のブレードの存在を明確にするとともに、ブレードの空気抵抗を減少して、風力発電装置の発電効率の向上や騒音を抑制することにより、鳥類のブレード認識率を効果的に高めて、バードストライクを的確に防止可能な風力発電装置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、本発明にかかる風力発電装置は、中央部から放射型をなす複数枚のブレードを有する風力発電装置であって、ブレードの少なくとも一枚の先端付近に所定の角度をもって設けられた透明または半透明のウィングレットと、ウィングレットに光を照射する発光部と、を備えたことを特徴とする。
ウィングレットとは、例えば、大型の航空機の主翼端に取り付けられる小さな翼のことであり、一般に、翼端に生じる渦を減少させたり、渦の発生方向を移動させることにより空気抵抗を減らす効果がある。
上記構成によれば、ブレード先端に設けられた透明または半透明のウィングレットから照射される光が、風力発電装置に近づく鳥類の目に入射するため、鳥類は、ブレードを的確に認識できる。また、ブレード先端には空気抵抗を減らす効果を有するウィングレットが設けられているため、ブレードの空気抵抗が低下することにより、風力発電装置の発電効率が向上するとともに、ブレードの回転に伴う騒音の発生を抑制することができる。従って、鳥類のブレード認識率を効果的に高めて、バードストライクを的確に防止することができる。
なお、ブレードの空気抵抗を減少するために、ブレード先端に設けられたウィングレットとブレードがなす角度は、ブレード先端に生じる渦を減少させたり、渦の発生方向を移動させるような適当な値に設定される。
当該風力発電装置は、発光部からの光をウィングレットに導く光ファイバを備えているとよい。かかる構成により、発光部からの光を漏れなくウィングレットに伝送することができる。かかる構成は、発光部がウィングレットから離れて設けられている場合に特に有効である。
上記の発光部は、発光ダイオードからなるとよい。発光ダイオードは、比較的安価であり、寿命が長いため保守の省略も可能なことから、経済性に優れ、発光部として好適である。そして、特に高輝度のものは、鳥類にブレードを的確に視認させる効果が高い。
本発明によれば、風力発電装置のブレードの存在を明確にするとともに、ブレードの空気抵抗を減少して、風力発電装置の発電効率の向上や騒音を抑制することにより、鳥類のブレード認識率を効果的に高めて、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風力発電装置の概念図である。 第二の実施形態にかかる風力発電装置におけるブレードの概念図である。
以下に添付図面を参照しながら、本発明にかかる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。
図１は、第一の実施形態にかかる風力発電装置の概念図である。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１５と、そのタワー１５に設置されたナセル１３と、そのナセル１３に対してロータヘッド１２を介して自在に回転する複数枚のブレード１１と、風向風速計１４とからなる。図１は、例として、ブレード１１が３枚の風力発電装置１０を示している。
第一の実施形態にかかる風力発電装置１０のブレード１１の先端付近には、所定の角度をもってウィングレット１６が設けられるとともに、ウィングレット１６に光を照射する発光部１７が設置されている。ウィングレット１６とブレード１１先端がなす所定の角度とは、ブレード１１回転時、ブレード１１先端に生じる渦を減少させたり、渦の発生方向を移動させることにより、ブレード１１の空気抵抗を減少させるのに適当な角度である。かかる構成とすることにより、ブレード１１回転時のブレード１１の空気抵抗が減少するため、風力発電装置１０の発電効率が向上するとともに、ブレード１１の回転に伴う騒音の発生を抑制することができる。なお、ウィングレット１６は、ブレード１１と一体に形成することもできるし、接着剤や機械的機構などの接続手段により、ブレード１１に取り付けることも可能である。
ウィングレット１６は、透明または半透明に構成され、発光部１７からの光をウィングレット１６の周囲に照射可能である。透明または半透明に構成するために、ウィングレット１６は、例えば、透明または半透明なポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂で作製することができる。
発光部１７は、ウィングレット１６に光を漏れなく照射可能なようにウィングレット１６に近接して設置されるとよい。例えば、発光部１７をブレード１１内に埋め込んでウィングレット１６の方向に光が照射するように設置してもよいし、発光部１７をウィングレット１６内に埋め込んでもよい。発光部１７には、一般の照明器具を適用することができる。ウィングレット１６へ照射する光の指向性を高める為に、発光部１７のウィングレット１６との反対側に反射板（図示せず）を設置してもよい。反射板を設置することにより、発光部１７からの光の一部は反射板により反射してウィングレット１６へ向かわせることができる。
発光部１７として、発光ダイオード（ＬＥＤ）を好適に用いることができる。発光ダイオードを用いれば、発光ダイオードはそれ自体、指向性が高いため、反射板は不要となる。また、発光ダイオードは、比較的安価で、かつ保守性がよいため、発光ダイオードを適用することにより、経済性を高めることができる。
発光部１７は、電源（図示せず）からの給電により発光し、その光はウィングレット１６に照射される。ウィングレット１６は、透明または半透明であるため、発光部１７からの光をウィングレット１６の周囲に照射する。風力発電装置１０に接近する鳥類に、回転するブレード１１の先端付近に設けられたウィングレット１６から照射された光を視認させて、回転するブレード１１の存在を認識させることにより、バードストライク防止を的確に図ることができる。発光部１７として、高輝度の発光ダイオードを用いることにより、鳥類によるブレード１１認識の効果を高めることができる。
図２は、第二の実施形態にかかる風力発電装置におけるブレードの概念図である。第二の実施形態にかかる風力発電装置１０では、発光部１７がロータヘッド１２に設けられ、発光部１７からの光をブレード１１先端に設けられたウィングレット１７に導く光ファイバ１８を備えている。
発光部１７は、ロータヘッド１２に埋め込まれて設置されているとよい。これにより、発光部１７の点検が必要になった場合に、発光部１７がブレード１１先端付近にある場合に比べて、地上からのアクセス距離が短くなり、点検を容易化することができる。
光ファイバ１８は、ブレード１１の内部に埋め込まれていてもよいし、ブレード１１の外部に這わせて設置されていてもよい。
発光部１７からの光は、発光部１７に近接した光ファイバ１８の入射端１９から光ファイバ１８内に漏れなく入射し、ウィングレット１７に近接した出射端２０からウィングレット１７に照射される。なお、出射端２０はウィングレット１７内に埋め込まれていてもよい。
本実施形態の構成により、風力発電装置１０に接近する鳥類に、ウィングレット１７から照射される光を効果的に視認させて、回転するブレード１１の存在を認識させることにより、バードストライク防止を的確に図ることができる。
本発明は、風力発電装置への鳥類の衝突を防止する構造を有する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…ロータヘッド
１３…ナセル
１４…風向風速計
１５…タワー
１６…ウィングレット
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ…ウィングレットａ，ｂ，ｃ
１７…発光部（ＬＥＤ）
１７ａ，１７ｂ，１７ｃ…発光部（ＬＥＤ）ａ，ｂ，ｃ
１８…光ファイバ
１９…入射端
２０…出射端

Claims (3)

  1. 中央部から放射型をなす複数枚のブレードを有する風力発電装置であって、
    前記ブレードの少なくとも一枚の先端付近に所定の角度をもって設けられた透明または半透明のウィングレットと、
    前記ウィングレットに光を照射する発光部と、
    を備えたことを特徴とする風力発電装置。
  2. 前記発光部からの光を前記ウィングレットに導く光ファイバを備えたことを特徴とする請求項１に記載の風力発電装置。
  3. 前記発光部は、発光ダイオードからなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の風力発電装置。
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