JP2013032752A

JP2013032752A - 風力発電装置

Info

Publication number: JP2013032752A
Application number: JP2011169773A
Authority: JP
Inventors: Sadatoshi Karino; 定利狩野
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-08-03
Filing date: 2011-08-03
Publication date: 2013-02-14

Abstract

【課題】電柱を支柱として利用しながら翼車の設置スペースと送電関連設備の設置スペースとが競合しない風力発電装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る風力発電装置５０によれば、翼車３２を電柱１０の間に架設したワイヤ３０に設置するため翼車３２が電柱１０の送電関連設備の設置スペースと競合しない。このため、発電部３４を回転するための翼車３２を多数設置することができ、電柱を支柱として利用しながら発電量の高い風力発電装置５０を実現することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電柱を支柱として利用する風力発電装置に関するものである。

現在、商用電力の供給は主に電柱に架設された送電ケーブルにより行われている。ここで、下記［特許文献１］には電柱を風力発電装置の支柱として利用する考案が開示されている。

一般的に風力発電装置の発電効率の向上には、発電機を回転させる翼車の長大化が有効とされている。しかしながら電柱には送電ケーブルに加え、変圧器や各種碍子、架台やタラップ等、送配電や保守点検、保安等に用いる様々な送電関連設備が設置されている場合が多い。このため、電柱を風力発電装置の支柱として用いる場合、設置できる翼車の大きさには制限がある。

この点、下記［特許文献２］には１本の支柱に複数の翼車を平面状に設置して、翼車を長大化することなく発電量を向上させる考案が開示されている。

実用新案登録第３０６１８５６号公報実用新案登録第３０３８３６４号公報

しかしながら、［特許文献２］に開示された考案も、電柱を支柱とする場合には［特許文献１］と同様の理由で翼車の設置スペースが制限される。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、電柱を支柱として利用しながら翼車の設置スペースと送電関連設備の設置スペースとが競合しない風力発電装置を提供することを目的とする。

本発明は、
（１）電柱１０の間に架設され前記電柱１０に対して回転可能なワイヤ３０と、前記ワイヤ３０を回転軸として回転することで前記ワイヤ３０とともに回転する複数の翼車３２と、前記ワイヤ３０の回転により発電する発電部３４と、を有することを特徴とする風力発電装置５０を提供することにより、上記課題を解決する。
（２）ワイヤ３０がグランドワイヤであることを特徴とする上記（１）記載の風力発電装置５０を提供することにより、上記課題を解決する。

本発明によれば、翼車を電柱の間に架設したワイヤに設置するため、翼車の設置スペースと送電関連設備の設置スペースとが競合しない。このため、複数の翼車を設置することが可能となり風力発電装置の発電量の向上を図ることができる。

本発明に係る風力発電装置を示す図である。本発明に係る風力発電装置の部分拡大図である。

本発明に係る風力発電装置について図面に基づいて説明する。図１に示す本発明に係る風力発電装置５０は、電柱１０の間に架設され電柱１０に対して回転可能なワイヤ３０と、ワイヤ３０が回転軸となるように複数設置され風力によりワイヤ３０を回転させる翼車３２と、ワイヤ３０の回転により発電する発電部３４と、を有している。尚、ここでの電柱１０とは、一般的な低圧送電線用の電柱１０に加え、変電所間を結ぶ高圧送電線用の鉄塔も含むものとする。また、図１及び後述の図２においては、ワイヤ３０がグランドワイヤを兼ねる構成を示しているが、必ずしもワイヤ３０がグランドワイヤを兼ねる必要は無く、個別にワイヤ３０を架設しても良い。この場合、電柱１０間に複数本のワイヤ３０を架設することも可能である。また、送電ケーブル１２が交差又は分岐している電柱１０では、それぞれの電柱１０間にワイヤ３０を架設しても良い。例えば、送電ケーブル１２が交差している電柱１０では、送電ケーブル１２に沿って４方向にワイヤ３０を架設しても良い。

翼車３２としては周知の形状の風車を用いることができる。尚、図中では翼車３２の羽根の数を３枚としているが、特にこれに限定するものではなく２枚翼、４枚翼等、いくつの羽根のものを用いても良い。また、ワイヤ３０に設置する翼車３２の個数にも限定は無く、発電効率、ワイヤ３０の回転トルク、ワイヤ３０の長さ等を考慮して適切な数設置することが好ましい。また、翼車３２の羽根は発電効率の面から大きい方が好ましいが、強風時であっても翼車３２と送電ケーブル１２とが接触しない範囲とする必要がある。さらに、翼車３２の材質は、例えば落雷時の異常電流が翼車３２から送電ケーブル１２等の送電関連設備に伝搬することを防止するため絶縁体とすることが好ましい。また、安全面、効率面から軽量な材料を用いることが好ましい。

次に、図２を用いて風力発電装置５０の構成を更に詳しく説明する。風力発電装置５０を構成する発電部３４は、発電モータ等の周知の発電機４０と、ワイヤ３０の回転を発電機４０に伝達する伝達部４２とを備えている。この発電部３４は省スペース化の面から電柱１０の頭頂部に設置されるキャップ１４内に設けることが好ましい。

尚、図２では伝達部４２の構成として、ワイヤ３０の略水平方向の回転をリング部材４２ａと傘歯車４２ｂとで略垂直方向の回転に替え発電機４０に伝達する例を示している。ただし、伝達部４２はこの例に限定するものではなく、傘歯車４２ｂを無くし略水平方向の回転のまま発電機４０に伝達するようにしても良いし、傘歯車４２ｂの替わりにウォームギヤや冠ギヤなどの周知の伝達部材を用いても良い。さらに、必要に応じてクラッチや変速機構などの周知の機構を設けても良い。

風力発電装置５０のワイヤ３０は両端とも発電部３４に接続しても良いが、一端のみを発電部３４に接続し他端は自由回転可能としても良い。例えば、図２において、ワイヤ３０の図示されていない側の端部を自由回転端とすれば２本のワイヤ３０の回転力を一つの発電機４０に伝達することができる。これにより、１つの発電機４０の発電量を増大させることができる。そして、その分だけ発電部３４の設置個数が減少するため、風力発電装置５０の設置コストを低減することができる。無論、ワイヤ３０と発電機４０とを一対一対応させる構成としても良い。

尚、発電機４０で発電された電力は例えば周知のパワーコンディショナ４４に出力され、所定の電圧（例えば３相交流２００Ｖや単相１００Ｖ）に変換された後、商用電力として送電することができる。また、別配線によって一般消費者に送電され商用電力の一部として使用することができる。また、電柱１０に設置された街灯や信号機等の電力として使用することができる。さらに、周知の蓄電手段に出力して充電を行い、この蓄電手段を介して上記の電力として出力するようにしても良い。

また、ワイヤ３０は発電機４０を回転させる物理的な動力として使用するものであるから、発電機４０の発電経路とは電気的に断絶している。よって、ワイヤ３０が電柱１０に一般的に備わっているグランドワイヤを兼ねるようにしても良い。この構成によれば、風力発電装置５０のさらなる省スペース化を図ることができる。この場合、伝達部４２の一部、例えば傘歯車４２ｂや発電機４０の回転軸４２ｄ等を絶縁体で構成するとともに、傘歯車４２ｂの軸受４２ｃやアース線４６等によりワイヤ３０とキャップ１４（グランドワイヤキャップ）とを電気的に接続することが好ましい。この構成によれば、伝達部４２の一部が絶縁されることで接地経路がより確立され、商用電力への保安度が低下することもない。

以上のように、本発明に係る風力発電装置５０によれば、翼車３２を電柱１０の間に架設したワイヤ３０に設置するため翼車３２が電柱１０の送電関連設備の設置スペースと競合しない。このため、発電部３４を回転するための翼車３２を多数設置することができ、電柱を支柱として利用しながら発電量の高い風力発電装置５０を実現することができる。また、風力発電装置５０の支柱として既存の電柱１０を利用することができるため、新たに支柱を建築する必要がなく設置コストの低減を図ることができる。

尚、本発明に係る風力発電装置５０の各部の形状、伝達部４２や発電部３４の構成、発電部３４からの電力出力経路等は特に上記の例に限定されるものではなく、本発明は本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更して実施することが可能である。

１０電柱
３０ワイヤ
３２翼車
３４発電部
５０風力発電装置

Claims

電柱の間に架設され前記電柱に対して回転可能なワイヤと、
前記ワイヤを回転軸として回転することで前記ワイヤとともに回転する複数の翼車と、
前記ワイヤの回転により発電する発電部と、
を有することを特徴とする風力発電装置。
ワイヤがグランドワイヤであることを特徴とする請求項１記載の風力発電装置。