JP2011089468A - 風力発電装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の風力発電装置1は、水上に浮設される風力発電装置である。浮体10aを含んだ中空の構造体10と、構造体10に取付けられた風車13と、構造体10に取付けられて風車13が受けた風力により発電する発電機14と、構造体10の内部に収容されて風力発電装置1の喫水線11よりも下方に配置された二次電池16と、構造体10の内部に収容されており発電機14により発電された電力を外部出力するとともに外部出力される電力の変動を抑制するように二次電池16を充放電制御する制御装置15と、を備えている。
【選択図】図1
Description
本発明の風力発電装置は、水上に浮設される風力発電装置であって、浮体を含んだ中空の構造物と、前記構造物に取付けられた風車と、前記構造物に取付けられて前記風車が受けた風力により発電する発電機と、前記構造物の内部に収容されて風力発電装置の喫水線よりも下方に配置された二次電池と、前記構造物の内部に収容されており前記発電機により発電された電力を外部出力するとともに外部出力される電力の変動を抑制するように前記二次電池を充放電制御する制御装置と、を備えていることを特徴とする。
前記風車が水平方向を向くように前記構造物のトリムが調整されており、前記トリムが前記二次電池の配置により調整されるとよい。
風車が水平方向を向くように構造物のトリムが調整されていれば、風車が風力を効率よく受けるようになり、効率よく発電することが可能になる。二次電池の配置によりトリムが調整されるので、トリム調整のために必要であった重量物の一部若しくは全部を二次電池で代用することができる。したがって、トリム調整のための重量物を減らすことや無くすことができ、風力発電装置を低コストにすることができる。
波浪スペクトルのピーク周期から構造物の動揺周期がずれるようにメタセンター高さ(GM)が調整されていれば、構造物が波浪から受ける動揺により共振することが回避される。メタセンター高さが二次電池の配置により調整されるので、メタセンター高さを調整するための重量物を減らすことや無くすことができ、風力発電装置を低コストにすることができる。
喫水線よりも下方に例えばフィン等の凹凸部が設けられていれば、構造物が水と接触する接触面積が広くなり、構造物の内部を効率よく冷却することができる。したがって、二次電池の冷却装置を簡略化あるいは省略することができ、風力発電装置を低コストにすることができる。
このようにすれば、二次電池の熱が構造物の内面に伝わりやすくなり、水中に放熱されやすくなる。したがって、二次電池の冷却装置を簡略化あるいは省略することができ、風力発電装置を低コストにすることができる。
このようにすれば、二次電池として鉛蓄電池やナトリウム硫黄電池を採用する場合と比較して二次電池を小型化することができ、二次電池を構造物の内部に収容することが容易になる。
図1は、第1実施形態の風力発電装置1の概略構成を示す模式図、図2は風力発電装置1における発電システムを示すブロック図である。
風力発電装置1は、海や湖等の水域Sに浮設されて運転される。図1、2に示すように風力発電装置1は、構造体(構造物)10、ナセル12、風車13、発電機14、制御装置15および二次電池16を備える。構造体10は、浮体10aとベース10bとタワー10cを備える。ベース10bは、浮体10aの上に取り付けられており、浮体10aの浮力により海面付近に位置するようになっている。タワー10cは、ベース10bの上に立設されている。
次に、図3を参照しつつ第2実施形態の風力発電装置について説明する。図3は、第2実施形態の風力発電装置3の概略構成を示す模式図である。風力発電装置3において喫水線11よりも下方に、凹凸部としてのフィン31が設けられている。これにより、フィン31を含んだ浮体10aにおいて、外部の海水や水等との接触面積が大きくなり、浮体10aの内部の放熱が促進される。したがって、二次電池16の冷却装置を簡略化あるいは省略することができ、風力発電装置3を低コストにすることができる。
浮体10aに対する二次電池16の位置を可変に制御する位置制御装置が設けられていてもよい。これにより、風力発電装置1のトリムや復原性を動的に制御することができる。外部の水を浮体10aの内部に流通させた後に外部に排出する配管系が設けて、浮体10aの内部の冷却効果を高めてもよい。二次電池16の熱を浮体10aの内壁に放熱板等を介して伝達してもよい。
10・・・構造体(構造部)、10a・・・浮体、10b・・・ベース、
10c・・・タワー、11・・・喫水線、12・・・ナセル、13・・・風車、
14・・・発電機、15・・・制御装置、16・・・二次電池、
31・・・フィン(凹凸部)、130・・・翼部、131・・・ボス、
132・・・連結部、150・・・出力部、151・・・変換器、
152・・・充放電器、153・・・逆変換器、170、171・・・ケーブル、
P0・・・発電電力、P1・・・出力電力、Q・・・トルク、S・・・水域、W・・・風
Claims (6)
- 水上に浮設される風力発電装置であって、
浮体を含んだ中空の構造物と、
前記構造物に取付けられた風車と、
前記構造物に取付けられて前記風車が受けた風力により発電する発電機と、
前記構造物の内部に収容されて風力発電装置の喫水線よりも下方に配置された二次電池と、
前記構造物の内部に収容されており前記発電機により発電された電力を外部出力するとともに外部出力される電力の変動を抑制するように前記二次電池を充放電制御する制御装置と、
を備えていることを特徴とする風力発電装置。 - 前記風車が水平方向を向くように前記構造物のトリムが調整されており、前記トリムが前記二次電池の配置により調整されることを特徴とする請求項1に記載の風力発電装置。
- 前記構造物が浮設される水域における波浪スペクトルのピーク周期から該構造物の動揺周期がずれるようにメタセンター高さが調整されており、前記メタセンター高さが前記二次電池の配置により調整されることを特徴とする請求項1又は2に記載の風力発電装置。
- 前記構造物の外面の少なくとも前記喫水線よりも下方に凹凸部が設けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の風力発電装置。
- 前記二次電池は、前記構造物の内面に当接して配置されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の風力発電装置。
- 前記二次電池がリチウムイオン二次電池であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の風力発電装置。
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