JP2019112969A - Water stream power generator and floating method for floating body of water stream power generator - Google Patents

Water stream power generator and floating method for floating body of water stream power generator Download PDF

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Abstract

To provide a water stream power generator capable of controlling timing at which a floating body floats in emergency.SOLUTION: A water stream power generator 1 comprises: a floating body 2 connected to a mooring cable 7, and capable of floating in water; a power generation turbine 5 provided in the floating body 2; a dynamo 9 mounted in the floating body 2 and configured to generate power with rotationally driving force of the power generation turbine 5; a posture adjustment device 25 configured to adjust a posture of the floating body 2; a control unit configured to control the floating body to a downward posture in which a front part 2a of the floating body 2 is arranged below a rear part 2b of the floating body 2 with respect to a water stream in normal operation; and a determination unit 46 configured to, when the floating body 2 is floated, determine whether to change the posture of the floating body 2.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本開示は、水流発電装置及び水流発電装置の浮体の浮上方法に関する。   The present disclosure relates to a water current power generation device and a floating method of the water current power generation device.

海中に配置された耐圧容器(浮体)内に発電機を備える発電装置がある。特許文献1の発電装置では、発電機のロータに接続されたシャフトに、複数のタービンブレードが設けられている。タービンブレードは水流を受けて回転し、この回転駆動力によって発電機のロータを回転させて、発電機が発電する。   There is a power generation apparatus provided with a generator in a pressure vessel (floating body) disposed in the sea. In the power generation device of Patent Document 1, a plurality of turbine blades are provided on a shaft connected to a rotor of a generator. The turbine blade receives and rotates the water flow, and the rotational driving force rotates the rotor of the generator, and the generator generates electricity.

特表2014−534375号公報Japanese Patent Application Publication No. 2014-534375

特許文献1の発電装置において、水中の浮体が急浮上すると、上方で航行する船舶に影響を及ぼすおそれがある。本開示は、浮体が浮上するタイミングを制御することが可能な水流発電装置及び水流発電装置の浮体の浮上方法を提供する。   In the power generation device of Patent Document 1, when the floating body in the water ascends, there is a possibility that it may affect a vessel traveling above. The present disclosure provides a water flow power generation device capable of controlling the timing at which the floating body rises, and a floating method of the water flow power generation device.

本開示の一態様に係る水流発電装置は、係留索に接続されて水中で浮遊可能な浮体と、浮体に設けられた発電用タービンと、浮体に搭載され発電用タービンの回転駆動力によって発電する発電機と、浮体の姿勢を調整する姿勢調整装置と、姿勢調整装置を制御して、通常運転時に水流に対して浮体の前部を浮体の後部より下方に配置した下向き姿勢に制御する制御部と、浮体を浮上させる際に、浮体の姿勢を変更するか否かを判定する判定部と、を備える。   According to an embodiment of the present disclosure, a water flow power generation apparatus includes a floating body connected to a mooring cord and capable of floating in water, a power generation turbine provided on the floating body, and power generated by rotational driving force of the power generation turbine mounted on the floating body. Control unit that controls the generator, attitude adjustment device for adjusting the attitude of the floating body, and attitude adjustment device so that the front of the floating body is disposed below the rear of the floating body with respect to the water flow during normal operation And a determination unit that determines whether to change the posture of the floating body when the floating body is lifted.

この水流発電装置では、通常運転時において浮体が下向き姿勢となるように制御するので、水流を受けた浮体に対して下向きの力が作用する。そのため、発電用タービンの回転が停止して、スラスト力による下向きの力が減少しても、水流を受けた浮体に対して下向きの力が作用しているので、浮体が急浮上することが抑制される。また、判定部によって浮体の姿勢を変更するか否かを判定した後に、浮体の姿勢を変更して、浮体に作用する下向きの力を調整することができるので、浮体が浮上するタイミングを制御することができる。   In this water flow power generation apparatus, since the floating body is controlled to be in the downward posture during normal operation, a downward force acts on the floating body that has received the water flow. Therefore, even if the rotation of the power generation turbine is stopped and the downward force by the thrust force is reduced, the downward force is acting on the floating body which receives the water flow, so that the floating body is prevented from rising rapidly Be done. Further, after the determination unit determines whether or not to change the posture of the floating body, the posture of the floating body can be changed to adjust the downward force acting on the floating body, so that the timing at which the floating body floats is controlled. be able to.

いくつかの態様において、水流発電装置は、電力を蓄電する蓄電部を備え、蓄電部に蓄電されている電力を、非常時において姿勢調整装置に供給して浮体の姿勢を調整してもよい。これにより、非常時において発電用タービンの回転が停止して発電が停止し、かつ、電力系統による電力供給が停止した場合に、蓄電部から姿勢調整装置に電力を供給して、浮体の姿勢を調整して、水流を受けて浮体に作用する力を調整することができる。そのため、通常の電源を喪失した場合であっても、浮体が浮上するタイミングを制御することができる。   In some embodiments, the water current power generation apparatus may include a power storage unit that stores power, and the power stored in the power storage unit may be supplied to the posture adjustment device in an emergency to adjust the posture of the floating body. Thereby, when the rotation of the power generation turbine is stopped and the power generation is stopped in the emergency, and when the power supply by the power system is stopped, the power storage unit supplies power to the posture adjustment device, and the posture of the floating body is determined. By adjusting, it is possible to adjust the force acting on the floating body by receiving the water flow. Therefore, even when the normal power supply is lost, it is possible to control the timing at which the floating body ascends.

いくつかの態様において、水流発電装置は、発電機または電力系統に接続されたコンバータと、コンバータ及び姿勢調整装置に接続されたインバータと、を備え、蓄電部は、コンバータ及びインバータに接続されていてもよい。これにより、コンバータを介して蓄電部に電力を蓄電すると共に、蓄電された電力を、インバータを介して姿勢調整装置に供給することができる。   In some embodiments, the water current power generation apparatus includes a converter connected to the generator or the power system, and an inverter connected to the converter and the attitude adjustment device, and the storage unit is connected to the converter and the inverter It is also good. Thus, power can be stored in the storage unit through the converter, and the stored power can be supplied to the attitude adjustment device through the inverter.

いくつかの態様において、姿勢調整装置は、浮体の前部に配置され液体を貯留可能な第1貯留部と、浮体の後部に配置され液体を貯留可能な第2貯留部と、第1貯留部と第2貯留部とに接続されて液体が流通可能な配管と、配管に接続されて液体を移送可能なポンプと、含んでもよい。これにより、第1貯留部に貯留される液体を増加させて、浮体を下向き姿勢とすることができる。また、第2貯留部に貯留される液体を増加させて、浮体を上向き姿勢とすることができる。   In some embodiments, the posture adjustment device includes a first reservoir disposed at the front of the floating body and capable of storing liquid, a second reservoir disposed at the rear of the floating body and capable of accumulating liquid, and the first reservoir. And a second reservoir, and may include a pipe through which liquid can flow, and a pump connected to the pipe and capable of transporting the liquid. Thereby, the liquid stored in the first storage portion can be increased to set the floating body in the downward posture. Moreover, the liquid stored in the second storage portion can be increased to set the floating body in the upward position.

本開示の一態様に係る水流発電装置の浮体の浮上方法は、通常運転時に発電用タービンを回転させて浮体を第1深度で浮遊させると共に、水流に対して浮体の前部を浮体の後部より下方に配置した下向き姿勢に制御する第1浮遊工程と、発電用タービンの回転数が低下した際に、第1深度よりも上方の第2深度で、浮体を浮遊させる第2浮遊工程と、第2深度から浮体を浮上させる際に、水流に対して浮体の前部を浮体の後部より上方に配置した上向き姿勢に、浮体の姿勢を変更するか否かを判定する判定工程と、判定工程で、浮体の姿勢を変更すると判定した後に、浮体の姿勢を上向き姿勢に変更して、浮体を浮上させる浮上工程と、を含む。   According to one aspect of the present disclosure, the floating body floating method of a water flow power generator rotates a power generation turbine during normal operation to float the floating body at a first depth, and the front of the floating body against the water flow from the rear of the floating body. A first floating step of controlling the downward posture disposed downward, a second floating step of floating the floating body at a second depth higher than the first depth when the rotation speed of the power generation turbine decreases, a second floating step When the floating body is floated from two depths, it is determined whether or not the posture of the floating body is changed to the upward posture where the front of the floating body is disposed above the rear of the floating body with respect to the water flow; After the posture of the floating body is determined to be changed, changing the posture of the floating body to the upward posture to raise the floating body;

この水流発電装置の浮体の浮上方法では、通常運転時において浮体を下向き姿勢として制御するので、水流を受けた浮体に対して下向きの力を作用させることができる。そのため、発電用タービンの回転数が減少して、スラスト力による下向きの力が減少しても、水流を受けた浮体に対して下向きの力を作用させて、浮体が急浮上することを抑制することができる。また、判定工程において浮体の姿勢を変更するか否かを判定した後に、浮体を上向き姿勢に変更して、浮体に作用する下向きの力を減少させて、浮体を浮上させることができる。その結果、浮体が浮上するタイミングを制御し、浮体を浮上させることができる。   In the floating body floating method of the water flow power generation apparatus, since the floating body is controlled to be in the downward posture during normal operation, a downward force can be applied to the floating body that has received the water flow. Therefore, even if the number of revolutions of the power generation turbine decreases and the downward force by the thrust force decreases, the downward force is applied to the floating body that has received the water flow, and the floating body is suppressed from rising rapidly. be able to. Further, after determining whether or not to change the posture of the floating body in the determination step, the floating body can be changed to the upward posture to reduce the downward force acting on the floating body, and the floating body can be lifted. As a result, it is possible to control the timing of floating of the floating body and to float the floating body.

本開示によれば、浮体が浮上するタイミングを制御することができる。   According to the present disclosure, it is possible to control the timing of floating of the floating body.

一実施形態の水中浮遊式発電装置を示す概略構成図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic block diagram which shows the underwater floating electric power generating apparatus of one Embodiment. 図1に示す水中浮遊式発電装置の斜視図である。It is a perspective view of the underwater floating type electric power generating apparatus shown in FIG. 図2に示す水中浮遊式発電装置の発電用ポッドを示す側面図である。It is a side view which shows the pod for electric power generation of the underwater floating type | formula electric power generating apparatus shown in FIG. 図2に示す水中浮遊式発電装置の平面図である。It is a top view of the underwater floating type electric power generating apparatus shown in FIG. 図5(a)は、発電用ポッドの下向き姿勢を示す側面図である。図5(b)は、発電用ポッドの上向き姿勢を示す側面図である。FIG. 5A is a side view showing the power generation pod in the downward position. FIG. 5 (b) is a side view showing the power generation pod in the upward position. 水中浮遊式発電装置に搭載された制御ユニットを示すブロック構成図である。It is a block block diagram which shows the control unit mounted in the underwater floating type electric power generating apparatus. 発電用ポッドの姿勢制御の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of attitude | position control of the pod for electric power generation. 姿勢調整装置の電源部を示すブロック構成図である。It is a block block diagram which shows the power supply part of an attitude | position adjustment apparatus.

以下、本開示の好適な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において同一部分又は相当部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same parts or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

以下の説明において、「上流」または「下流」との語は、水の流れ(海流FW)を基準として用いられる。また、「前」との語は、水の流れの上流側を意味し、「後」との語は、水の流れの下流側を意味する。たとえば、ダウンウィンド型のタービンが用いられる場合には、発電用ポッド2の後部側にブレード(翼)14が配置される。   In the following description, the words "upstream" or "downstream" are used as a reference to the flow of water (current flow FW). Also, the word "front" means the upstream side of the flow of water, and the word "rear" means the downstream side of the flow of water. For example, when a downwind turbine is used, a blade 14 is disposed on the rear side of the power generation pod 2.

図1に示されるように、水中浮遊式発電装置(水流発電装置)1は、たとえば海水中に設置されて浮遊し、海流FWを利用して発電を行う。以下、水中浮遊式発電装置1を「発電装置1」と記す。発電装置1は、図2に示されるように、例えば左右に離間して配置された一対の発電用ポッド2と、一対の発電用ポッド2間に配置された中央ポッド3と、一対の発電用ポッド2及び中央ポッド3を連結する連結部であるクロスビーム4と、を備える。発電用ポッド2の後部2bには、発電用タービン5が設けられている。以下、発電用タービン5を「タービン」5と記す。発電用ポッド2は、例えば円筒状を成し、タービン5を回転可能に支持している。タービン5として、いわゆるダウンウィンド型のタービンが採用されている。なお、タービン5は、アップウィンド型のタービンであってもよい。発電用ポッド2には、タービン5の回転駆動力によって発電する発電機9(図3参照)が搭載されている。   As shown in FIG. 1, the underwater floating power generation device (water flow power generation device) 1 is installed, for example, in seawater and floats, and generates electric power using the ocean current FW. Hereinafter, the underwater floating power generation device 1 is referred to as “power generation device 1”. As shown in FIG. 2, for example, the power generation apparatus 1 is provided with a pair of power generation pods 2 disposed apart from each other on the left and right, a central pod 3 disposed between the pair of power generation pods 2, and a pair of power generation pods. And a cross beam 4 which is a connecting portion for connecting the pod 2 and the central pod 3. A power generation turbine 5 is provided at the rear 2 b of the power generation pod 2. Hereinafter, the power generation turbine 5 is referred to as a “turbine” 5. The power generation pod 2 has, for example, a cylindrical shape and rotatably supports the turbine 5. A so-called downwind turbine is employed as the turbine 5. The turbine 5 may be an upwind turbine. On the power generation pod 2, a generator 9 (see FIG. 3) that generates electric power by the rotational driving force of the turbine 5 is mounted.

図1に示すように発電装置1は、海底Bに設置されたシンカー6に対して、係留索7を介して接続されている。なお、シンカー6に代えて、海底Bに固定されたアンカーに、係留索7を接続してもよい。係留索7の上端(一端)は、発電用ポッド2に接続され、係留索7の下端(他端)は、シンカー6に接続されている。例えば、一対の発電用ポッド2に対して、それぞれ1本ずつ(合計2本)の係留索7が接続されている。なお、係留索7の上端は、クロスビーム4に接続されていてもよい。また、発電用ポッド2、中央ポッド3及びクロスビーム4に対しては、例えば長さを調整することで、発電用ポッド2、中央ポッド3及びクロスビーム4の深度を変えることが可能な深度調整用のロープ等は接続されていない。   As shown in FIG. 1, the power generation device 1 is connected to a sinker 6 installed on the seabed B via a mooring cord 7. The mooring cord 7 may be connected to an anchor fixed to the seabed B instead of the sinker 6. The upper end (one end) of the mooring cord 7 is connected to the power generation pod 2, and the lower end (the other end) of the mooring cord 7 is connected to the sinker 6. For example, one mower (two in total) is connected to each of the pair of power generation pods 2. The upper end of the mooring cord 7 may be connected to the cross beam 4. In addition, for the pod 2 for power generation, the central pod 3 and the cross beam 4, for example, the depth adjustment capable of changing the depth of the pod 2 for power generation, the central pod 3 and the cross beam 4 by adjusting the length. The ropes etc. are not connected.

また、発電装置1には送電ケーブル8が接続されている。送電ケーブル8は、係留索7に沿って配置されている。送電ケーブル8の上端は、発電用ポッド2に搭載されている発電機9に接続され、送電ケーブル8の下端は、シンカー6に設けられた中継器(または変圧器等)に接続されている。シンカー6の中継器には、海底に敷設されて地上まで延びる海底送電ケーブル10に接続されている。この海底送電ケーブル10は、地上の電力系統(外部電源等)に接続されている。   In addition, a power transmission cable 8 is connected to the power generation device 1. The transmission cable 8 is disposed along the mooring line 7. The upper end of the power transmission cable 8 is connected to the generator 9 mounted on the power generation pod 2, and the lower end of the power transmission cable 8 is connected to a repeater (or a transformer or the like) provided on the sinker 6. The repeater of the sinker 6 is connected to a submarine transmission cable 10 installed on the seabed and extending to the ground. The submarine transmission cable 10 is connected to a power system (external power supply or the like) on the ground.

また、発電装置1には通信ケーブル11が接続されている。通信ケーブル11は、例えば発電用ポッド2に搭載されている制御ユニット12等の電子機器に接続されている。通信ケーブル11は、例えば送電ケーブル8又は海底送電ケーブル10と共に配置されている。通信ケーブル11は、例えば地上に配置されたオペレーションセンターの制御部等に接続されている。   Further, a communication cable 11 is connected to the power generation device 1. The communication cable 11 is connected to an electronic device such as the control unit 12 mounted on the power generation pod 2, for example. The communication cable 11 is disposed together with, for example, the transmission cable 8 or the submarine transmission cable 10. The communication cable 11 is connected to, for example, a control unit of an operation center disposed on the ground.

また、発電装置1では、地上の電力系統から送電された電力を発電機9に供給して、発電機9を電動モータとして利用することができる。発電装置1では、発電機9を電動モータとして駆動して、発電用タービン5を回転させることができる。   Further, in the power generation device 1, the power transmitted from the power system on the ground can be supplied to the generator 9, and the generator 9 can be used as an electric motor. In the power generation device 1, the generator 9 can be driven as an electric motor to rotate the power generation turbine 5.

なお、各ケーブルが設けられる形態は上記形態に限られない。例えば、発電機9で発電された電力を送電する送電ケーブルと、電動モータを駆動するための電力を送電する送電ケーブルとを別々に備える構成でもよい。中継器は、発電機9外の海底に設定されてもよい。   In addition, the form in which each cable is provided is not restricted to the said form. For example, a power transmission cable for transmitting power generated by the generator 9 and a power transmission cable for transmitting power for driving an electric motor may be separately provided. The relay may be set to the seabed outside the generator 9.

図3に示されるように、タービン5は、ハブ13と、ハブ13に設けられた複数枚(例えば2枚)のブレード14と、を含んでいる。ハブ13は、発電用ポッド2の後端部に配置されている。ダウンウィンド型のタービンを採用した発電装置1においては、海流FWの向きを基準として、発電用ポッド2の下流側にブレード14が配置されている。   As shown in FIG. 3, the turbine 5 includes a hub 13 and a plurality of (for example, two) blades 14 provided on the hub 13. The hub 13 is disposed at the rear end of the power generation pod 2. In the power generation device 1 adopting the downwind type turbine, the blade 14 is disposed on the downstream side of the power generation pod 2 based on the direction of the ocean current FW.

ハブ13は、回転軸15に接続されて軸回りに回転可能となっている。ハブ13及びブレード14は一体として回転する。ブレード14の回転は、回転軸15を介して発電機9に伝達される。回転軸15は、たとえば発電用ポッド2の中心軸線に沿って設けられている。また、発電機9を電動モータとして駆動した場合には、回転軸15が回転することにより、ハブ13及びブレード14が回転する。   The hub 13 is connected to the rotation shaft 15 and is rotatable about its axis. Hub 13 and blade 14 rotate as one. The rotation of the blade 14 is transmitted to the generator 9 via the rotating shaft 15. The rotation shaft 15 is provided, for example, along the central axis of the power generation pod 2. Moreover, when the generator 9 is driven as an electric motor, the hub 13 and the blade 14 rotate as the rotating shaft 15 rotates.

発電装置1において、ブレード14のピッチ角度は可変になっている。発電装置1は、ブレード14のピッチ角度を調整可能なブレードピッチ角度調整装置16を備える。ブレードピッチ角度調整装置16は、例えば油圧式の駆動装置17と、ブレード軸18とを備える。より詳細には、各ブレード14の基端部には、ブレード軸18が設けられている。このブレード軸18に、駆動装置17が連結されている。駆動装置17は、たとえばハブ13内に搭載される。駆動装置17は、たとえば、歯車機構を含んでいる。駆動装置17としては、公知の機構を用いることができる。駆動装置17は、後述する制御ユニット12によって制御されて、ブレード軸18を回転させて、ブレード14のピッチ角度を任意の角度に調整可能である。ブレード軸18の駆動法は、油圧でなくとも良く、電動モータ等を用いる電動式の駆動方法でもよい。   In the power generation device 1, the pitch angle of the blades 14 is variable. The power generation device 1 includes a blade pitch angle adjustment device 16 capable of adjusting the pitch angle of the blades 14. The blade pitch angle adjustment device 16 includes, for example, a hydraulic drive device 17 and a blade shaft 18. More specifically, the proximal end of each blade 14 is provided with a blade shaft 18. The drive device 17 is connected to the blade shaft 18. Drive device 17 is mounted, for example, in hub 13. The drive device 17 includes, for example, a gear mechanism. A known mechanism can be used as the drive device 17. The drive device 17 is controlled by a control unit 12 described later, and can rotate the blade shaft 18 to adjust the pitch angle of the blades 14 to an arbitrary angle. The driving method of the blade shaft 18 may not be hydraulic pressure, and may be an electric driving method using an electric motor or the like.

図4に示されるように、発電装置1は、重力調整装置20を備える。重力調整装置20は、例えば中央ポッド3に搭載されている。重力調整装置20は、中央ポッド3の外部との間でたとえば海水を注排水して発電装置1全体の重量を変化させる。重力調整装置20は、中央ポッド3内に設けられた重力調整用タンク21と、重力調整用タンク21と中央ポッド3の外部とを接続する注排水管22と、注排水管22に設けられたポンプ23とを含む。重力調整用タンク21は、所定の容量を有する貯水タンクである。ポンプ23は、重力調整用タンク21に水(たとえば、海水)を注排水する。ポンプ23は、例えば発電機9で発電された電力によって駆動される。ポンプ23は、例えば送電ケーブル8を用いて供給された電力によって駆動されるものでもよい。   As shown in FIG. 4, the power generation device 1 includes a gravity adjustment device 20. The gravity adjustment device 20 is mounted, for example, on the central pod 3. The gravity adjusting apparatus 20 pours, for example, seawater from the outside of the central pod 3 to change the weight of the entire power generation device 1. The gravity adjustment apparatus 20 is provided in a gravity adjustment tank 21 provided in the central pod 3, a water supply and drainage pipe 22 connecting the gravity adjustment tank 21 and the outside of the central pod 3, and a water supply and drainage pipe 22. And a pump 23. The gravity adjustment tank 21 is a water storage tank having a predetermined capacity. The pump 23 pours and drains water (for example, seawater) into the gravity adjustment tank 21. The pump 23 is driven by the electric power generated by the generator 9, for example. The pump 23 may be driven by the power supplied using, for example, the power transmission cable 8.

また、クロスビーム4は、中空部を含む板状を成し、平面視において矩形状を成している。クロスビーム4は、図5(a)及び図5(b)に示されるように、発電用ポッド2の軸線方向に沿う天面4a及び底面4bを有し、この天面4a及び底面4b間に中空部が形成されている。例えば、発電用ポッド2が傾斜した場合には、クロスビーム4は、発電用ポッド2と一体として傾斜する。このときクロスビーム4が傾斜した状態において、クロスビーム4の天面4a又は底面4bは海流FWを受け、クロスビーム4に対して、下向きの力F1又は上向きの力F2が生じる。また、クロスビーム4の形状は、その他の形状でもよい。例えば、複数の円筒体を成す部材を組み合わせて、クロスビームを構成することができる。   The cross beam 4 has a plate shape including a hollow portion, and has a rectangular shape in plan view. As shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), the cross beam 4 has a top surface 4a and a bottom surface 4b along the axial direction of the power generation pod 2, and between the top surface 4a and the bottom surface 4b. A hollow portion is formed. For example, when the power generation pod 2 is inclined, the cross beam 4 is inclined integrally with the power generation pod 2. At this time, in a state in which the cross beam 4 is inclined, the top surface 4 a or the bottom surface 4 b of the cross beam 4 receives the ocean current FW, and a downward force F1 or an upward force F2 is generated on the cross beam 4. Also, the shape of the cross beam 4 may be another shape. For example, members forming a plurality of cylinders can be combined to form a cross beam.

ここで、発電装置1は、図4に示されるように、浮体の姿勢を調整する姿勢調整装置25備える。浮体は、一対の発電用ポッド2、中央ポッド3及びクロスビーム4を含む。姿勢調整装置25は、浮体の重心を変えることで、浮体の姿勢(ピッチ角度)を変化させる。浮体のピッチ角度θ1,θ2は、図5に示されるように、水平方向に延在する基準線L1に対する発電用ポッド2の軸線L2の角度とする。軸線L2は、発電用ポッド2の回転軸15が延在する方向に沿う仮想の直線である。また、図2に示されるように、中央ポッド3の長手方向に延在する仮想の直線を軸線L3、一対の発電用ポッド2が離間する方向に延在する仮想の直線を軸線L4、上下方向に延在する仮想の直線を軸線L5とすると、ピッチ角度θ1,θ2は、軸線L4回りの回転角度である。軸線L3〜L5は、互いに直交している。   Here, as shown in FIG. 4, the power generation device 1 includes a posture adjustment device 25 that adjusts the posture of the floating body. The floating body includes a pair of power generation pods 2, a central pod 3 and a cross beam 4. The attitude adjustment device 25 changes the attitude (pitch angle) of the floating body by changing the center of gravity of the floating body. The pitch angles .theta.1 and .theta.2 of the floating body are, as shown in FIG. The axis L2 is an imaginary straight line along the direction in which the rotation axis 15 of the power generation pod 2 extends. Further, as shown in FIG. 2, an imaginary straight line extending in the longitudinal direction of the central pod 3 is taken along the axis L3, an imaginary straight line extending in the direction in which the pair of power generation pods 2 are separated is taken along the axis L4, the up and down direction The pitch angles .theta.1 and .theta.2 are rotation angles around the axis L4, assuming that the imaginary straight line extending to the axis L5 is the axis L5. The axes L3 to L5 are orthogonal to one another.

図4に示す姿勢調整装置25は、一対の発電用ポッド2の前部2aに配置された第1貯留タンク(第1貯留部)26と、中央ポッド3の後部3bに配置された第2貯留タンク(第2貯留部)と、第1貯留タンク26及び第2貯留タンク27に接続された配管28,29と、配管28,29に接続されたポンプ30,31と、を含む。姿勢調整装置25は、液体として油を移動させて、浮体の姿勢を調整する。   The posture adjustment device 25 shown in FIG. 4 includes a first storage tank (first storage portion) 26 disposed in the front portion 2 a of the pair of power generation pods 2 and a second storage disposed in the rear portion 3 b of the central pod 3. It includes a tank (second storage unit), pipes 28 and 29 connected to the first storage tank 26 and the second storage tank 27, and pumps 30 and 31 connected to the pipes 28 and 29, respectively. The posture adjustment device 25 moves oil as liquid to adjust the posture of the floating body.

第1貯留タンク26は、例えば一つの発電用ポッド2に対して一つ設けられている。姿勢調整装置25は、例えば合計2つの第1貯留タンク26を備える。第1貯留タンク26は、所定の容量を有し、油を貯留可能な貯留タンクである。第1貯留タンク26は、例えば発電用ポッド2の前端部に配置されている。なお、液体は、油に限定されず、海水でもよく、その他の液体でもよい。   One first storage tank 26 is provided, for example, for one power generation pod 2. The attitude adjustment device 25 includes, for example, a total of two first storage tanks 26. The first storage tank 26 is a storage tank having a predetermined capacity and capable of storing oil. The first storage tank 26 is disposed, for example, at the front end of the power generation pod 2. The liquid is not limited to oil, and may be seawater or another liquid.

第2貯留タンク27は、例えば中央ポッド3に対して一つ設けられている。第2貯留タンク27は、所定の容量を有し、油を貯留可能な貯留タンクである。第2貯留タンク27は、中央ポッド3の後端部に配置されている。   For example, one second storage tank 27 is provided for the central pod 3. The second storage tank 27 is a storage tank having a predetermined capacity and capable of storing oil. The second storage tank 27 is disposed at the rear end of the central pod 3.

配管(第1配管)28は、例えば、第1貯留タンク26から第2貯留タンク27に油を移送する際に利用される配管である。配管28は、第1貯留タンク26から発電用ポッド2の内部、クロスビーム4の内部、及び中央ポッド3の内部を通り、第2貯留タンク27に接続されている。配管28に設けられたポンプ(第1ポンプ)30は、例えば発電用ポッド2の内部で、第1貯留タンク26の近傍に設けられている。ポンプ30の電動モータは、制御ユニット12によって制御される。電動モータは、例えば、発電機9によって発電された電力、または電力系統から供給される電力によって駆動される。   The pipe (first pipe) 28 is, for example, a pipe used when transferring oil from the first storage tank 26 to the second storage tank 27. The pipe 28 is connected to the second storage tank 27 from the first storage tank 26 through the inside of the power generation pod 2, the inside of the cross beam 4, and the inside of the central pod 3. The pump (first pump) 30 provided in the pipe 28 is provided, for example, in the vicinity of the first storage tank 26 inside the power generation pod 2. The electric motor of the pump 30 is controlled by the control unit 12. The electric motor is driven by, for example, the electric power generated by the generator 9 or the electric power supplied from the electric power system.

配管(第2配管)29は、例えば、第2貯留タンク27から第1貯留タンク26に油を移送する際に利用される配管である。配管29は、第2貯留タンク27から中央ポッド3の内部、クロスビーム4の内部、及び発電用ポッド2の内部を通り、第1貯留タンク26に接続されている。配管29に設けられたポンプ(第2ポンプ)31は、例えば中央ポッド3の内部で、第2貯留タンク27の近傍に設けられている。ポンプ31の電動モータは、制御ユニット12によって制御される。電動モータは、例えば、発電機9によって発電された電力、または電力系統から供給される電力によって駆動される。   The pipe (second pipe) 29 is, for example, a pipe used when transferring oil from the second storage tank 27 to the first storage tank 26. The pipe 29 is connected to the first storage tank 26 from the second storage tank 27 through the inside of the central pod 3, the inside of the cross beam 4, and the inside of the power generation pod 2. The pump (second pump) 31 provided in the pipe 29 is provided near the second storage tank 27, for example, inside the central pod 3. The electric motor of the pump 31 is controlled by the control unit 12. The electric motor is driven by, for example, the electric power generated by the generator 9 or the electric power supplied from the electric power system.

次に図6を参照して、発電装置1に搭載された浮上制御システム40について説明する。浮上制御システム40は、例えば水中で浮遊する発電装置1の発電用ポッド2を浮上させる際に、発電用ポッド2の浮上のタイミングを制御する。浮上制御システム40は、制御ユニット12及び姿勢調整装置25を含む。制御ユニット12は、例えば発電用ポッド2の内部に配置されている。制御ユニット12は、中央ポッド3の内部に配置されていてもよい。制御ユニット12は、例えばCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、およびRAM(Random Access Memory)等のハードウェアと、ROMに記憶されたプログラム等のソフトウェアとから構成されたコンピュータである。制御ユニット12は、発電装置1において浮上制御以外の制御も実行できる。   Next, with reference to FIG. 6, the floating control system 40 mounted on the power generation device 1 will be described. The levitation control system 40 controls, for example, the timing of levitation of the power generation pod 2 when levitating the power generation pod 2 of the power generation device 1 floating in water. The levitation control system 40 includes a control unit 12 and an attitude adjustment device 25. The control unit 12 is disposed, for example, inside the power generation pod 2. The control unit 12 may be disposed inside the central pod 3. The control unit 12 is a computer including hardware such as a central processing unit (CPU), read only memory (ROM), and random access memory (RAM), and software such as a program stored in the ROM. . The control unit 12 can also execute control other than levitation control in the power generation device 1.

制御ユニット12には、各種センサが電気的に接続されている。各種センサは、例えば深度センサ41、姿勢検知センサ42及び停電検知センサ43を含む。深度センサ41は、発電用ポッド2の深度を検出する。深度センサ41としては、例えば、水圧を検知する圧力センサ等を用いることができる。深度センサ41により検出される発電用ポッド2の深度の情報は、制御ユニット12に出力される。姿勢検知センサ42は、発電用ポッド2の姿勢を検出する。姿勢検知センサ42としては、例えば、発電用ポッド2のピッチ角度を検出するジャイロセンサを用いることができる。姿勢検知センサ42により検出される発電用ポッド2の姿勢(ピッチ角度)の情報は、制御ユニット12に出力される。停電検知センサ43は、発電装置1の停電状態を検出する。停電検知センサ43としては、例えば、電圧センサを用いることができる。電圧センサは、発電装置1の電源部に接続されている。発電装置1の電源部は、発電機9及び電力系統に接続されている。停電検知センサ43により検出される電圧の情報は、制御ユニット12に出力される。   Various sensors are electrically connected to the control unit 12. The various sensors include, for example, a depth sensor 41, a posture detection sensor 42, and a power failure detection sensor 43. The depth sensor 41 detects the depth of the power generation pod 2. As the depth sensor 41, for example, a pressure sensor that detects water pressure can be used. Information on the depth of the power generation pod 2 detected by the depth sensor 41 is output to the control unit 12. The attitude detection sensor 42 detects the attitude of the power generation pod 2. For example, a gyro sensor that detects the pitch angle of the power generation pod 2 can be used as the posture detection sensor 42. Information on the attitude (pitch angle) of the power generation pod 2 detected by the attitude detection sensor 42 is output to the control unit 12. The power failure detection sensor 43 detects a power failure state of the power generation device 1. As the power failure detection sensor 43, for example, a voltage sensor can be used. The voltage sensor is connected to the power supply unit of the power generation device 1. The power supply unit of the power generation device 1 is connected to the generator 9 and a power system. Information on the voltage detected by the power failure detection sensor 43 is output to the control unit 12.

制御ユニット12には、各種センサとしてその他のセンサが接続されていてもよい。その他のセンサとしては、例えば、発電用ポッド2の周囲の海水の流速を検出するセンサ、タービン5の回転数を計測する回転数センサ、係留索7の張力を検出するセンサ、発電装置1の上方の物体(例えば船舶)の有無を検出するセンサ(物体探知センサ)などが挙げられる。物体探知センサとしては、例えば物体から発生する音波を検出して、物体の存在を検出してもよく、その他の信号(検出波)を検出して、物体の位置等を検出してもよい。   Other sensors may be connected to the control unit 12 as various sensors. Other sensors include, for example, a sensor that detects the flow velocity of seawater around the power generation pod 2, a rotation speed sensor that measures the rotation speed of the turbine 5, a sensor that detects the tension of the mooring cord 7, the upper side of the power generation device 1 Sensors (object detection sensors) that detect the presence or absence of an object (for example, a ship) of As the object detection sensor, for example, a sound wave generated from an object may be detected to detect the presence of the object, or another signal (detection wave) may be detected to detect the position of the object.

また、姿勢調整装置25は、制御ユニット12に電気的に接続されて、制御ユニット12から出力された指令信号に応じて作動可能である。例えばポンプ30,31の電動モータは、制御ユニット12よって制御されて、油を移送する。   In addition, the posture adjustment device 25 is electrically connected to the control unit 12 and can be operated in response to a command signal output from the control unit 12. For example, the electric motors of the pumps 30, 31 are controlled by the control unit 12 to transfer oil.

制御ユニット12は、制御部45、判定部46及び記憶部47を備える。制御部45は、姿勢調整装置25を制御して、発電用ポッド2の姿勢を制御する。制御部45は、例えば通常運転時において発電用ポッド2を図5(a)に示す下向き姿勢(第1姿勢)に制御する。制御部45は、例えば発電用ポッド2を図5(b)に示す上向き姿勢(第2姿勢)に制御して、発電用ポッド2を浮上させる。図5(a)の下向き姿勢では、発電用ポッド2の前部2aは、発電用ポッド2の後部2bよりも下方に配置されている。図5(b)の上向き姿勢では、発電用ポッド2の前部2aは、発電用ポッド2の後部よりも上方に配置されている。下向き姿勢における発電用ポッド2のピッチ角度θ1は、発電用ポッド2に作用する下向きの力F1を考慮して設定される。上向き姿勢における発電用ポッド2のピッチ角度θ2は、発電用ポッド2に作用する上向きの力F2を考慮して設定される。   The control unit 12 includes a control unit 45, a determination unit 46, and a storage unit 47. The control unit 45 controls the posture adjustment device 25 to control the posture of the power generation pod 2. The control unit 45 controls, for example, the power generation pod 2 in the downward posture (first posture) shown in FIG. 5A during normal operation. The control unit 45 controls, for example, the power generation pod 2 in the upward position (second position) shown in FIG. 5B to make the power generation pod 2 float. In the downward position of FIG. 5A, the front portion 2a of the power generation pod 2 is disposed below the rear portion 2b of the power generation pod 2. In the upward posture of FIG. 5 (b), the front portion 2 a of the power generation pod 2 is disposed above the rear portion of the power generation pod 2. The pitch angle θ1 of the power generation pod 2 in the downward posture is set in consideration of the downward force F1 acting on the power generation pod 2. The pitch angle θ2 of the power generation pod 2 in the upward posture is set in consideration of the upward force F2 acting on the power generation pod 2.

判定部46は、発電用ポッド2を浮上させる際に、発電用ポッド2の姿勢を変更するか否かを判定する。判定部46は、例えば、非常時であるか否かを判定すると共に、判断基準の一つである浮上条件を満たしているか否かを判定し、非常時であり、且つ、浮上条件を満たしている場合に、発電用ポッド2の姿勢を変更すると判定する。浮上条件に関する情報は、記憶部47に記憶されている。また、判定部46は、非常時以外の場合において、発電用ポッド2を浮上させる際に、発電用ポッド2の姿勢を変更するか否かを判定してもよい。なお、「非常時」とは、発電装置1の通常の電源を喪失した場合、タービン5の回転が停止(低下)した場合、ケーブル等が損傷した場合、その他、不具合が生じた場合を含む。「非常時以外」とは、通常運転が可能な場合を含む。   The determination unit 46 determines whether to change the attitude of the power generation pod 2 when floating the power generation pod 2. The determination unit 46 determines, for example, whether or not it is an emergency, and determines whether or not the floating condition which is one of the determination criteria is satisfied, and the emergency is satisfied and the floating condition is satisfied. If it is determined that the attitude of the power generation pod 2 is to be changed. Information on the ascent condition is stored in the storage unit 47. Further, the determination unit 46 may determine whether or not to change the attitude of the power generation pod 2 when floating the power generation pod 2 in cases other than an emergency. “Emergency” includes the cases where the normal power supply of the power generation device 1 is lost, the rotation of the turbine 5 is stopped (decreased), the cables etc. are damaged, and other problems occur. "Other than emergency" includes cases where normal operation is possible.

制御ユニット12には、非常停止ボタン48が電気的に接続されている。非常停止ボタン48は、地上側のオペレーションセンターに設けられている。非常停止ボタン48は、通信ケーブル11を介して、制御ユニット12と電気的に接続されている。オペレーションセンターにいる作業員は、非常停止ボタン48を押すことで、制御ユニット12に指令信号を送信することができる。   An emergency stop button 48 is electrically connected to the control unit 12. The emergency stop button 48 is provided at the operation center on the ground side. The emergency stop button 48 is electrically connected to the control unit 12 via the communication cable 11. A worker at the operation center can transmit a command signal to the control unit 12 by pressing the emergency stop button 48.

判定部46は、非常停止ボタン48が押された場合に、非常時であると判定することができる。また、判定部46は、停電検知センサ43から出力された信号に基づいて、非常時であるいか否かを判定することができる。例えば、電圧が低い場合には、停電時であると判定し、非常時であると判定することができる。また、判定部46は、深度センサ41から出力された信号に基づいて、非常時であるか否かを判定することができる。例えば、深度の変化に基づいて、非常時であると判定してもよい。また、判定部46は、タービン5の回転数に基づいて、非常時であるか否かを判定してもよい。また、判定部46は、係留索7に作用する張力を検出して、非常時であるか否かを判定してもよい。通常運転時である場合には、スラスト力F3が作用しているので、タービン5が停止している場合と比較して、係留索7に作用する張力は高くなる。タービン5が停止している場合には、通常運転時と比較して、係留索7に作用する張力は低くなる。   When the emergency stop button 48 is pressed, the determination unit 46 can determine that it is an emergency. Further, based on the signal output from the power failure detection sensor 43, the determination unit 46 can determine whether or not it is an emergency. For example, when the voltage is low, it can be determined that a power failure has occurred, and it can be determined that an emergency has occurred. Further, based on the signal output from the depth sensor 41, the determination unit 46 can determine whether or not it is an emergency. For example, based on changes in depth, it may be determined that it is an emergency. Further, the determination unit 46 may determine whether or not it is in an emergency based on the number of rotations of the turbine 5. In addition, the determination unit 46 may detect tension acting on the mooring cord 7 to determine whether or not it is an emergency. In the case of normal operation, since the thrust force F3 acts, the tension acting on the mooring cord 7 is higher than when the turbine 5 is stopped. When the turbine 5 is stopped, the tension acting on the mooring cord 7 is lower than that during normal operation.

また、判定部46は、非常停止ボタン48が押された場合に、非常時であり、且つ、浮上条件を満たしていると判定してもよい。地上側の作業員は、非常時であり、且つ、発電用ポッド2の上方に船舶等が存在していないと確認した場合に、非常停止ボタン48を押すことができる。判定部46は、各種センサから出力された信号に基づいて、浮上条件を満たしているか否かを判定することができる。例えば、発電用ポッド2の上方に船舶が存在していないと確認できた場合に、浮上条件を満たしていると判定することができる。例えば、水中の音波を検出することで、船舶の有無を確認することができる。また、その他の探知機を用いて、船舶の有無を確認してもよい。また、制御ユニット12は、浮上条件を満たしている場合において、発電用ポッド2のピッチ角度θ1,θ2を調整して、発電用ポッド2の深度を維持するよう制御し、発電用ポッド2を浮遊させることもできる。   In addition, when the emergency stop button 48 is pressed, the determination unit 46 may determine that it is an emergency and the floating condition is satisfied. The worker on the ground side can press the emergency stop button 48 when it is determined that there is an emergency and that there is no ship or the like above the power generation pod 2. The determination unit 46 can determine whether the floating condition is satisfied based on the signals output from the various sensors. For example, when it can be confirmed that a ship does not exist above the power generation pod 2, it can be determined that the floating condition is satisfied. For example, the presence or absence of a ship can be confirmed by detecting an acoustic wave in water. Also, other detectors may be used to confirm the presence of the ship. Further, when the floating condition is satisfied, the control unit 12 adjusts the pitch angles θ1 and θ2 of the power generation pod 2 to control to maintain the depth of the power generation pod 2 and floats the power generation pod 2 You can also

次に、図7に示すフローチャートを参照して、発電装置1における姿勢制御(水流発電装置の浮体の浮上方法、非常時の対処方法)について説明する。まず、発電装置1を目標の深度まで沈める。海流FWを受けて、タービン5を回転させて、発電機9によって発電する(ステップS1)。発電された電力は、送電ケーブル8及び海底送電ケーブル10によって送電されて、地上側で利用される。また、発電された電力の一部は、発電装置1の補機類(制御ユニット12、各種センサ、重力調整装置20、姿勢調整装置25、蓄電部)に供給されて使用される。   Next, with reference to the flowchart shown in FIG. 7, attitude control (a floating body floating method of the water current power generation device, an emergency countermeasure method) in the power generation device 1 will be described. First, the generator 1 is sunk to the target depth. In response to the ocean current FW, the turbine 5 is rotated and the generator 9 generates power (step S1). The generated power is transmitted by the transmission cable 8 and the submarine transmission cable 10, and is used on the ground side. In addition, a part of the generated electric power is supplied to accessories of the power generation device 1 (control unit 12, various sensors, gravity adjustment device 20, posture adjustment device 25, power storage unit) and used.

また、発電機9が発電している状態であり、所定の発電量がある通常運転時において、制御ユニット12の制御部45は、姿勢調整装置25に指令信号を送信して、ポンプ31を駆動して、発電用ポッド2を下向き姿勢に制御する(ステップS2、第1浮遊工程)。第2貯留タンク27から第1貯留タンク26に油を移送して、発電用ポッド2の前部2aを下方に向ける。これにより、図5(a)に示されるように、海流FWを受けて、発電用ポッド2に下向きの力F1が作用する。そのため、例えば、非常時において、タービン5の回転が停止して、スラスト力F3による下向きの力F4が減少しても、発電用ポッド2が急浮上しない。具体的には、発電用ポッド2が通常運転時の第1深度より浮上するが、海底Bから離れるにつれて、流速(発電用ポッド2の周辺の海流の速度)が上昇するので、これに応じて下向きの力F1が大きくなる。発電用ポッド2に作用する上向きの力(浮力)F5と下向きの力F1とが釣り合ったところで、発電用ポッド2は、第1深度より上方の第2深度で浮遊して、浮上が抑制される(第2浮遊工程)。このように、タービン5の回転が停止した際(通常運転時よりもタービンの回転数が低下した際)に、発電用ポッド2を第2深度で浮遊させることで、発電用ポッド2の緊急浮上が防止される。   Further, in a normal operation in which the generator 9 is generating power and a predetermined amount of generated power is generated, the control unit 45 of the control unit 12 transmits a command signal to the posture adjustment device 25 to drive the pump 31. Then, the power generation pod 2 is controlled to face downward (step S2, first floating step). The oil is transferred from the second storage tank 27 to the first storage tank 26, and the front portion 2a of the power generation pod 2 is directed downward. As a result, as shown in FIG. 5A, the downward force F1 acts on the power generation pod 2 in response to the ocean current FW. Therefore, for example, in an emergency, even if the rotation of the turbine 5 is stopped and the downward force F4 due to the thrust force F3 decreases, the power generation pod 2 does not suddenly rise. Specifically, the power generation pod 2 rises above the first depth during normal operation, but as the flow velocity (the velocity of the ocean current around the power generation pod 2) increases as the distance from the seabed B increases, The downward force F1 is increased. When the upward force (buoyancy) F5 acting on the power generation pod 2 and the downward force F1 are balanced, the power generation pod 2 floats at a second depth above the first depth and the floating is suppressed. (2nd floating process). Thus, when the rotation of the turbine 5 is stopped (when the number of revolutions of the turbine is lower than that in the normal operation), the power generation pod 2 is floated at the second depth, so that the emergency floating of the power generation pod 2 occurs. Is prevented.

次に、制御ユニット12の判定部46は、非常時であるか否かを判定する(ステップS3、判定工程)。各種センサから出力された信号、または、非常停止ボタン48から出力された信号に基づいて、判定部46は、非常時であるか否かを判定する。非常時であると判定した場合(ステップS3;YES)には、ステップS4に進み、非常時であると判定しなかった場合(ステップS3;NO)には、ステップS1に戻り、通常の発電状態を継続する。   Next, the determination unit 46 of the control unit 12 determines whether or not it is an emergency (step S3, determination step). Based on the signals output from the various sensors or the signal output from the emergency stop button 48, the determination unit 46 determines whether or not it is in an emergency. If it is determined that it is an emergency (step S3; YES), the process proceeds to step S4, and if it is not determined that it is an emergency (step S3; NO), the process returns to step S1. To continue.

ステップS4では、判定部46は、発電用ポッド2の姿勢を変更するか否かを判定する。判定部46は、浮上条件を満たしていると判定した場合に、発電用ポッド2の姿勢を変更すると判定する。姿勢を変更すると判定した場合(ステップS4;YES)には、ステップS5に進み、姿勢を変更しないと判定した場合(ステップS4;NO)には、姿勢を変更すると判定するのを待って、ステップS5に進む。   In step S4, the determination unit 46 determines whether to change the attitude of the power generation pod 2. When the determination unit 46 determines that the floating condition is satisfied, the determination unit 46 determines that the posture of the power generation pod 2 is to be changed. If it is determined that the attitude is to be changed (Step S4; YES), the process proceeds to Step S5, and if it is determined that the attitude is not changed (Step S4; NO), the process waits until it is determined that the attitude is to be changed. Go to S5.

例えば、非常時において、判定部46が、姿勢を変更すると判定する場合には、発電用ポッド2は、通常運転時の第1深度よりも上方の第2深度で、下向きの力F1と上向きの力F5とが釣り合った状態で浮遊している。   For example, when the determination unit 46 determines that the posture is to be changed in an emergency, the power generation pod 2 has a downward force F1 and an upward force at a second depth above the first depth during normal operation. The force F5 is floating in a balanced state.

ステップS5では、制御部45は、姿勢調整装置25に指令信号を送信して、ポンプを駆動して、発電用ポッド2を上向き姿勢に制御する。第1貯留タンク26から第2貯留タンク27に油を移送して、発電用ポッド2の前部2aを上方に向ける。これにより、海流FWを受けて発電用ポッド2に作用する上向きの力F2を増加させて、発電用ポッド2を浮上させる(浮上工程)。また、浮上工程において、タービン5が回転しないようにして、スラスト力F3による下向きの力F4が増加しないようにすることができる。また、浮上工程において、ブレードピッチ角度調整装置16を制御して、ブレード14の角度を変更して、ブレード14が海流FWから受ける力を減少させることができる。また、浮上工程において、重力調整装置20を制御して、重力調整用タンク21内の海水を排出することができる。   In step S5, the control unit 45 transmits a command signal to the posture adjustment device 25, drives the pump, and controls the power generation pod 2 to be in the upward posture. The oil is transferred from the first storage tank 26 to the second storage tank 27, and the front portion 2a of the power generation pod 2 is directed upward. As a result, the upward force F2 acting on the power generation pod 2 in response to the ocean current FW is increased, and the power generation pod 2 is floated (surfacing step). Further, in the floating process, the turbine 5 can be prevented from rotating, so that the downward force F4 due to the thrust force F3 can be prevented from increasing. Also, in the ascent step, the blade pitch angle adjusting device 16 can be controlled to change the angle of the blade 14 to reduce the force that the blade 14 receives from the ocean current FW. Further, in the floating step, the gravity adjustment device 20 can be controlled to discharge the seawater in the gravity adjustment tank 21.

本開示の発電装置1によれば、通常運転時において発電用ポッド2が下向き姿勢となるように制御されているので、海流FWを受けた発電用ポッド2に対して下向きの力F1が作用する。そのため、非常時において、タービン5の回転が停止した場合に、スラスト力F3による下向きの力F4が減少しても、海流FWを受けた発電用ポッド2に対して下向きの力F1が作用しているので、発電用ポッド2が急浮上することが抑制される。また、判定部46によって発電用ポッド2の姿勢を変更するか否かを判定した後に、発電用ポッド2の姿勢を変更して、発電用ポッド2に作用する下向きの力F1を調整することができるので、発電用ポッド2が浮上するタイミングを制御することができる。その結果、非常時において、発電用ポッド2が不意に急浮上することが抑制される。発電用ポッド2の上方を航行する船舶等に影響を及ぼすことが抑制される。   According to the power generation device 1 of the present disclosure, since the power generation pod 2 is controlled to be in the downward posture during normal operation, the downward force F1 acts on the power generation pod 2 that has received the ocean current FW. . Therefore, when the rotation of the turbine 5 stops in an emergency, the downward force F1 acts on the power generation pod 2 that has received the ocean current FW even if the downward force F4 due to the thrust force F3 decreases. Therefore, the sudden rise of the power generation pod 2 is suppressed. Further, after the determination unit 46 determines whether or not to change the attitude of the power generation pod 2, the attitude of the power generation pod 2 may be changed to adjust the downward force F1 acting on the power generation pod 2. Since it is possible, it is possible to control the timing at which the power generation pod 2 floats up. As a result, in the emergency, sudden rise of the power generation pod 2 is suppressed. The influence on a ship or the like traveling above the power generation pod 2 is suppressed.

次に、図8を参照して、蓄電部51を備えた姿勢調整装置の電源部50について説明する。姿勢調整装置25の電源部50は、蓄電部51、コンバータ52及びインバータ53を備える。これらの蓄電部51、コンバータ52及びインバータ53は、1つのポンプ30,31に対してそれぞれ設けられ、発電用ポッド2又は中央ポッド3に配置されている。   Next, with reference to FIG. 8, the power supply unit 50 of the posture adjusting device including the power storage unit 51 will be described. Power supply unit 50 of posture adjustment device 25 includes power storage unit 51, converter 52, and inverter 53. The storage unit 51, the converter 52, and the inverter 53 are provided for each of the pumps 30 and 31, and are disposed in the power generation pod 2 or the central pod 3.

コンバータ52は、電力系統54及び発電機9に接続された電力線55に接続されている。コンバータ52は、交流電力を直流電力に変換する。インバータ53は、コンバータ52に接続された電力線56に接続されている。インバータ53は、ポンプ30,31に電気的に接続されている。インバータ53は、直流電力を交流電力に変換する。変換された交流電流は、ポンプ30,31の電動モータに供給される。   The converter 52 is connected to a power line 55 connected to the power system 54 and the generator 9. Converter 52 converts AC power into DC power. The inverter 53 is connected to the power line 56 connected to the converter 52. The inverter 53 is electrically connected to the pumps 30 and 31. The inverter 53 converts direct current power to alternating current power. The converted alternating current is supplied to the electric motors of the pumps 30, 31.

蓄電部51は、コンバータ52とインバータ53とを接続する電力線56に接続されている。蓄電部(キャパシタ、蓄電池)51には、コンバータ52によって変換された直流電流が供給されて蓄電可能である。例えば、停電時には、蓄電部51に蓄電された電力は、インバータ53によって交流電流に変換されてポンプ30,31に供給される。初めから充電されている蓄電部51が設置されていてもよい。   Power storage unit 51 is connected to power line 56 connecting converter 52 and inverter 53. The direct current converted by the converter 52 is supplied to the storage unit (capacitor, storage battery) 51 and can be stored. For example, at the time of a power failure, the electric power stored in the storage unit 51 is converted into an alternating current by the inverter 53 and supplied to the pumps 30 and 31. A storage unit 51 charged from the beginning may be installed.

蓄電部51を備える発電装置1によれば、非常時においてタービン5の回転が停止して発電が停止し、且つ、電力系統54による電力供給が停止した場合に、蓄電部51から姿勢調整装置25のポンプ30,31に電力を供給して、発電用ポッド2の姿勢を調整することができる。これにより、海流FWを受けて発電用ポッド2に作用する力を調整することができる。その結果、発電用ポッド2の急浮上を抑制することができる。なお、発電装置1には、無停電電源装置(UPS)が設けられ、この無停電電源装置から、制御ユニット12、各種センサ等に電力を供給することもできる。   According to the power generation device 1 including the storage unit 51, when the rotation of the turbine 5 is stopped and power generation is stopped in an emergency, and the power supply by the power system 54 is stopped, the posture adjustment device 25 from the storage unit 51. Power can be supplied to the pumps 30, 31 to adjust the attitude of the power generation pod 2. Thereby, the force applied to the power generation pod 2 can be adjusted by receiving the ocean current FW. As a result, the rapid rise of the power generation pod 2 can be suppressed. Note that the power generation apparatus 1 is provided with an uninterruptible power supply (UPS), and power can be supplied from the uninterruptible power supply to the control unit 12, various sensors, and the like.

本開示は、前述した実施形態に限定されず、本開示の要旨を逸脱しない範囲で下記のような種々の変形が可能である。   The present disclosure is not limited to the embodiments described above, and various modifications can be made as described below without departing from the scope of the present disclosure.

上記の実施形態では、姿勢調整装置25の第1貯留タンク26、第2貯留タンク27、配管28,29、ポンプ30,31を、発電用ポッド2の内部又は中央ポッド3の内部に配置しているが、これらの第1貯留タンク26、第2貯留タンク27、配管28,29、ポンプ30,31は、発電用ポッド2の外部又は中央ポッド3の外部に配置されていてもよい。姿勢調整装置25は、発電用ポッド2のピッチ角度θ1,θ2を変更可能であればよい。   In the above embodiment, the first storage tank 26, the second storage tank 27, the pipes 28, 29, and the pumps 30, 31 of the posture adjustment device 25 are disposed inside the power generation pod 2 or inside the central pod 3. However, the first storage tank 26, the second storage tank 27, the pipes 28, 29, and the pumps 30, 31 may be disposed outside the power generation pod 2 or outside the central pod 3. The posture adjustment device 25 may change the pitch angles θ1 and θ2 of the power generation pod 2.

また、上記の実施形態では、発電装置1は、中央ポッド3を備える構成としているが、中央ポッド3を備えていない構成でもよい。また、上記の実施形態では、発電装置1は、一対の発電用ポッド2を備える構成としているが、発電用ポッド2は一つでもよく、3つ以上でもよい。また、発電装置1は、発電用ポッド2及び中央ポッド3以外のポッド(浮体)を備える構成でもよい。   Further, in the above embodiment, the power generation device 1 is configured to include the central pod 3, but may not be configured to include the central pod 3. Further, in the above embodiment, the power generation device 1 is configured to include the pair of power generation pods 2, but the number of the power generation pods 2 may be one, or three or more. In addition, the power generation device 1 may be configured to include pods (floating bodies) other than the power generation pod 2 and the central pod 3.

また、上記の実施形態では、姿勢調整装置25が液体を移送して、発電用ポッド2のピッチ角度θ1,θ2を変更しているが、姿勢調整装置25は、その他の物体の位置を変更して、発電用ポッド2のピッチ角度θ1,θ2を変更してもよい。また、発電装置1は、例えば、発電用ポッド2から水平方向(軸線L4が延在する方向)に張り出す翼を備え、この翼のピッチ角度を変更することで、発電用ポッド2のピッチ角度θ1,θ2を変更してもよい。   In the above embodiment, the posture adjustment device 25 transports the liquid to change the pitch angles θ1 and θ2 of the power generation pod 2, but the posture adjustment device 25 changes the positions of the other objects. The pitch angles θ1 and θ2 of the power generation pod 2 may be changed. In addition, the power generation device 1 includes, for example, a wing that protrudes from the power generation pod 2 in the horizontal direction (the direction in which the axis L4 extends), and the pitch angle of the power generation pod 2 is changed by changing the pitch angle of the wing. The θ1 and θ2 may be changed.

また、上記の実施形態では、発電用ポッド2の前部2aに第1貯留タンク26を設け、中央ポッド3の後部3bに第2貯留タンク27を設けているが、第2貯留タンク27を発電用ポッド2の後部2bに配置してもよい。また、中央ポッド3の前部に第1貯留タンク26を配置してもよい。   In the above embodiment, the first storage tank 26 is provided in the front portion 2 a of the power generation pod 2 and the second storage tank 27 is provided in the rear portion 3 b of the central pod 3. You may arrange | position to the rear 2b of the pod 2 for pods. In addition, the first storage tank 26 may be disposed at the front of the central pod 3.

また、上記の実施形態では、非常時において、発電用ポッド2を浮上させる場合について説明しているが、非常時ではない通常時において、発電用ポッド2を浮上させる場合において、本開示を適用することができる。また、蓄電部51を備える構成において、タービン5の回転が停止して発電が停止した場合、または、電力系統54による電力供給が停止した場合に蓄電部51から姿勢調整装置25のポンプ30,31に電力を供給して、浮体の姿勢を調整してもよく、その他供給される電力が低下した場合に、蓄電部51から電力を供給してもよい。   In the above embodiment, although the case where the power generation pod 2 is floated in an emergency is described, the present disclosure is applied to the case where the power generation pod 2 is floated in a normal time other than an emergency. be able to. In the configuration including power storage unit 51, pumps 30 and 31 of posture adjustment device 25 from power storage unit 51 when rotation of turbine 5 is stopped and power generation is stopped, or when power supply by power system 54 is stopped. Power may be supplied to the body to adjust the posture of the floating body, or power may be supplied from the storage unit 51 when the supplied power is reduced.

1 発電装置(水中浮遊式発電装置、水流発電装置)
2 発電用ポッド(浮体)
2a 発電用ポッドの前部(浮体の前部)
3 中央ポッド(浮体)
3b 中央ポッドの後部(浮体の後部)
4 クロスビーム(浮体)
5 タービン(発電用タービン)
7 係留索
9 発電機
12 制御ユニット
25 姿勢調整装置
26 第1貯留タンク(第1貯留部)
27 第2貯留タンク(第2貯留部)
28、29 配管
30、31 ポンプ
45 制御部
46 判定部
51 蓄電部
52 コンバータ
53 インバータ
54 電力系統
1 Power generator (underwater floating power generator, water flow power generator)
2 Power generation pod (floating body)
2a Power pod front (floating body front)
3 Central pod (floating body)
3b Center pod rear (floating body rear)
4 Cross beam (floating body)
5 Turbine (turbine for power generation)
7 mooring cord 9 generator 12 control unit 25 attitude adjustment device 26 first storage tank (first storage section)
27 Second storage tank (second storage unit)
28, 29 piping 30, 31 pump 45 control unit 46 determination unit 51 storage unit 52 converter 53 inverter 54 power system

Claims (5)

係留索に接続されて水中で浮遊可能な浮体と、
前記浮体に設けられた発電用タービンと、
前記浮体に搭載され前記発電用タービンの回転駆動力によって発電する発電機と、
前記浮体の姿勢を調整する姿勢調整装置と、
前記姿勢調整装置を制御して、通常運転時に水流に対して前記浮体の前部を前記浮体の後部より下方に配置した下向き姿勢に制御する制御部と、
前記浮体を浮上させる際に、前記浮体の姿勢を変更するか否かを判定する判定部と、を備える水流発電装置。
A floating body that can be floated in water, connected to mooring lines,
A power generation turbine provided on the floating body;
A generator mounted on the floating body and generating electricity by the rotational driving force of the power generation turbine;
An attitude adjustment device for adjusting the attitude of the floating body;
A control unit configured to control the posture adjusting device so that the front portion of the floating body is disposed lower than the rear portion of the floating body with respect to the water flow during normal operation;
And a determination unit that determines whether to change the attitude of the floating body when the floating body is lifted.
電力を蓄電する蓄電部を備え、
前記蓄電部に蓄電されている電力を、非常時において前記姿勢調整装置に供給して前記浮体の姿勢を調整する請求項1に記載の水流発電装置。
It has a storage unit that stores power.
The water flow power generation device according to claim 1, wherein the power stored in the power storage unit is supplied to the posture adjustment device in an emergency to adjust the posture of the floating body.
前記発電機または電力系統に接続されたコンバータと、
前記コンバータ及び前記姿勢調整装置に接続されたインバータと、を備え、
前記蓄電部は、前記コンバータ及び前記インバータに接続されている請求項2に記載の水流発電装置。
A converter connected to the generator or power system;
And an inverter connected to the converter and the posture adjustment device.
The water current power generation device according to claim 2, wherein the power storage unit is connected to the converter and the inverter.
前記姿勢調整装置は、
前記浮体の前部に配置され液体を貯留可能な第1貯留部と、
前記浮体の後部に配置され前記液体を貯留可能な第2貯留部と、
前記第1貯留部と前記第2貯留部とに接続されて前記液体が流通可能な配管と、
前記配管に接続されて前記液体を移送可能なポンプと、含む請求項1〜3の何れか一項に記載の水流発電装置。
The posture adjustment device
A first reservoir disposed at the front of the floating body and capable of storing liquid;
A second reservoir disposed at the rear of the floating body and capable of storing the liquid;
Piping connected to the first reservoir and the second reservoir so that the liquid can flow;
The water flow power generator according to any one of claims 1 to 3, further comprising: a pump connected to the pipe and capable of transferring the liquid.
係留索に接続されて水中で浮遊する浮体を浮上させる水流発電装置の浮体の浮上方法であって、
通常運転時に発電用タービンを回転させて前記浮体を第1深度で浮遊させると共に、水流に対して前記浮体の前部を前記浮体の後部より下方に配置した下向き姿勢に制御する第1浮遊工程と、
前記発電用タービンの回転数が低下した際に、前記第1深度よりも上方の第2深度で、前記浮体を浮遊させる第2浮遊工程と、
前記第2深度から前記浮体を浮上させる際に、水流に対して前記浮体の前部を前記浮体の後部より上方に配置した上向き姿勢に、前記浮体の姿勢を変更するか否かを判定する判定工程と、
前記判定工程で、前記浮体の姿勢を変更すると判定した後に、前記浮体の姿勢を上向き姿勢に変更して、前記浮体を浮上させる浮上工程と、を含む水流発電装置の浮体の浮上方法。
A floating method of a floating power generation system, connected to a mooring line, for floating a floating body floating in water, comprising:
A first floating step of rotating the power generation turbine during normal operation to float the floating body at a first depth, and controlling a front portion of the floating body to a downward position below a rear portion of the floating body with respect to water flow; ,
A second floating step of floating the floating body at a second depth above the first depth when the number of revolutions of the power generation turbine decreases;
When floating the floating body from the second depth, it is determined whether or not the posture of the floating body is to be changed to an upward posture in which the front portion of the floating body is disposed above the rear portion of the floating body Process,
And a floating step of floating the floating body by changing the attitude of the floating body to an upward attitude after determining that the attitude of the floating body is to be changed in the determination step.
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