JP2015063996A

JP2015063996A - 原発に替わる出力数万ｋｗの風力発電装置（ｗ５型）

Info

Publication number: JP2015063996A
Application number: JP2014238197A
Authority: JP
Inventors: 義雄井内田; Yoshio Inaida
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-10-15
Filing date: 2014-10-15
Publication date: 2015-04-09

Abstract

【課題】風力発電で、実用化されているのはプロペラ型がほとんどであるが、１台で、数万ＫＷの装置は開発されていない。翼長１００ｍ出力１万ＫＷを目ざすのがやっとで、それもまだコスト高など実用化には致ってない。【解決手段】これは、プロペラ型の幾何学的短所のせいで、直線翼は中心軸に両端、及び中央を直結出来るので強度や質量増の問題が解決出来る。ただし直線翼は自己起動力が小さく回転方向の分力も小さい（発電能力が小さい）が、「（１）直線翼の設定角度を半径方向と４５?をなすようにして回転方向の分力を大きくする。（２）抗力型とハイブリッドにして自己起動力を補う。（３）超多翼として迎え角の多様状態を作り、発電力を増大させる」ことにより解決し、揚力型翼と抗力型翼を合体し垂直軸発電装置を作ることを前回発表したが今回は垂直軸を水平軸とすることで、翼長数百ｍ出力数万ＫＷでも建設費を抑え実用化可能の設計とした。【選択図】図１−１

Description

発明の詳細な説明

風力を用いて発電する分野

風力発電において世界中で稼動しているのはほとんどプロペラ型の水平軸発電装置であり、垂直軸ではダリウス式が少し稼動しているだけで、もう一つの直線翼は数ＫＷの小型が少し運用されているにすぎない

出力数万ＫＷは前代未問であり先行技術はない。

発明が解決しようとしている課題

現在運用されているプロペラ型の翼を数百ｍにすれば出力数万ＫＷは可能であるが質量増とそれに伴う強度の問題が解決出来ず、１００ｍ翼を有し出力が１万ＫＷのプロペラ型発電装置すら、開発実用化されていない
これはプロペラ式の幾何学的欠点から来る問題で、本発明では、「翼の両端及び中間点（複数）を中心軸に繋ぎ翼長を安価な材料でも、数十ｍ〜数百ｍとすることで大容量発電を可能とした。ただし、垂直軸では数１００ｍとするには装置全体を支える支持フレームが高額になりすぎて限界がある。
垂直軸では、ダリウス型の１００ｍ４ＭＷがやっと実験的に作られたにすぎず、実用化にはほど遠いのが現状である。

課題を解決するための手段

図１−１に示すように垂直軸を水平軸にすることにより翼長を長くしても支持フレームの高さはあまり高くする必要なく建設コストを抑えられるので、垂直軸で実現出なかった翼長数百ｍ（数十ｍを横に何列か繋いだ形で、繋ぎ目を支持フレームにベアリング接続する）を可能とした。但し、抗力型の集風装置は垂直軸では無指向であったが図１−２に示すように相方向型に変更。これにより一方向（相方向）の風を地上数ｍ〜数十ｍまで広範囲に把えることが出来るようになる。鉄骨又は木造と、ビニールシート又はパネルで安価に済ませることが出来るが、「集風装置をＲＣ」とすることにより（揚力型とハイブリッドとすることなく）、抗力型のみで、強風地帯で半自動的に発電し続ける抗力型風力発電装置となる。
海上の浮体式では３ユニットを３角形に組むことにより、あらゆる方向の風を把え又シケにも強い装置とする。原野、半砂漠でも一方向だけでなくそれと直角の方向の装置を組むことで、（相方向のため）死角のほとんどない装置とすることが出来る。抗力型が揚力型の回りすぎを抑制するので抗力型は揚力型の半分位の長さとし、抑制力を大きくする。
抗力型翼揚力型翼、共に、ＰＥＴ樹脂などのペットボトル細胞と、ＤＰ７８０フレームで超安価に軽く作成する。強風にも強いので、パタゴニアシベリア北海道の強風高エネルギー地帯で大きな力を発揮する。又、強風で翼が壊れても、超安価なので消耗品のように取変えればよい。コンピュータ制御など高価なものは一切必要なく、機器コスト、建設コスト

コストも超安い。翼長の総和を数百ｍとしても（数十ｍを横に繋いで数百ｍとする）（繋ぎ目は支持フレームとベアリング接続建設が簡単に低コストで出来るので、出力数万ＫＷが可能となる。

発明の効果

シベリア、パタゴニア中央アジアなどの原野及び海上で大量の電気が得られるようになるので、現地で水を電気分解し、Ｈ_２とＯ_２として回収。
数年〜数十年後、燃料電池が各家庭に普及し、燃料電池の電気自動車が普通となる時代がやってくる。もちろん原発や火力発電（Ｈ_２を燃やして発電させるため残す）は不要となり、地球温緩化もストップする。
原野、半砂漠の据付け型（据置に近い）（量産型）は、現在のプロペラ型最小コスト９円／１ＫＷの数分の１のコストで発電するので、エネルギー革命がおこる。

全体概要図垂直軸→水平軸揚力型翼及び抗力型翼を有するハイブリッド型風力発電装置抗力型垂直方向断面図（Ｂ部）揚力型垂直方向断面図（Ａ部）翼断面図設置場所及び設置機原野、半砂漠での据置型原野半砂漠、及び洋上の代表的設置例原野半砂漠及び海上の超大型ＲＣを支柱とする超大型と団地その他の設置場所設置例

Claims

垂直軸風力発電装置（直線翼やダリウス型など）は大型化を目ざすためには、翼長を長くするため、高さ方向の建設費が高くなりすぎるので、水平軸とすることにより、翼長を極度に長くしても建設費を抑え大容量発電を可能にした、揚力抗力型ハイブリット風力発電装置。
水平軸抗力型翼に対し「相方向からの風力を把え」、「集風及び指向化を行う」集風指向化装置を抗力型翼の手前に設け、軸の上下の広範囲から風力エネルギーを集めることが出来るように設計された、「相方向集風指向化装置付抗力型翼」を持つ抗力型風力発電装置。