JP2019120667A - Floating positioning device for water flow power generator - Google Patents

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Abstract

To provide a floating positioning device capable of suppressing an increase in maintenance costs as well as reliably measuring the position of a floating body of a water flow power generator.SOLUTION: A floating positioning device 40 of a water flow power generator 1 for generating power by floating a floating body 2 of which a mooring is connected to a turbine 5 provided in water includes a starting portion 6 of which the position is known, an array 41 for receiving the returned detection wave C provided on one side of the starting portion 6 or floating body 2, by transmitting the position detection wave C, a transponder 42 for returning to receive the detection wave C provided on the other side of the starting portion 6 or floating body 2, and a calculating unit 46 for calculating the floating position on the basis of the information about the detection wave C received by the array 41, and the power is supplied from the generator 9 or an external power source to the array 41, and the power is supplied from the generator 9 or an external power source to the transponder 42.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本開示は、水流発電装置の浮体測位装置に関する。   The present disclosure relates to a floating body positioning device of a 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.

また、特許文献2には、水中の音源から出力された超音波信号を複数の受波器で受信し、受波器間の位相差から音波の入射方向(方向余弦)を推定し、両者を用いて受波器に対する音源の位置を推定する水中音源方式についての記載がある。特許文献2では、海上の船舶に対してケーブルで接続されて、水中で浮遊する潜水船の位置を推定する技術について開示されている。   Further, in Patent Document 2, ultrasonic signals output from a sound source in water are received by a plurality of receivers, and the incident direction (direction cosine) of the sound wave is estimated from the phase difference between the receivers, There is a description of an underwater sound source system that is used to estimate the position of the sound source with respect to the receiver. Patent Document 2 discloses a technique for estimating the position of a submersible floating in water by being connected by a cable to a ship at sea.

特表2014−53437号公報Japanese Patent Application Publication No. 2014-53437 昭60−243580号公報Sho 60-243580

従来の技術では、位置情報が既知である機器を受波側とし、位置情報が不明である機器を音源側としていた。特許文献2では、受波側が船舶であるので、船舶の移動によって位置が制限なく変化するため、音源側の位置を正確に測位することは難しかった。また、水底に設けられた機器に対して、バッテリから電力を供給する構成とした場合には、バッテリ交換の為に、水底の機器を浮上させるなどの必要があり、バッテリ交換の為の維持費用が増大するおそれがある。本開示は、水流発電装置の浮体の位置を確実に測定することができると共に、維持費用の増大を抑制することが可能な水流発電装置の浮体測位装置を提供することを目的とする。   In the prior art, an apparatus whose position information is known is taken as the receiving side, and an apparatus whose position information is unknown is taken as the sound source side. In patent document 2, since the wave receiving side is a ship, since a position changes without restriction | limiting by movement of a ship, it was difficult to measure the position by the side of a sound source correctly. In addition, when power is supplied from the battery to equipment provided on the water bottom, it is necessary to float the equipment on the water bottom for battery replacement, and the maintenance cost for battery replacement May increase. An object of the present disclosure is to provide a floating body positioning device of a water flow power generation device capable of reliably measuring the position of the floating body of the water flow power generation device and capable of suppressing an increase in maintenance cost.

本開示の一態様に係る水流発電装置の浮体測位装置は、発電用タービンが設けられているとともに係留索が接続されている浮体を水中で浮遊させて発電する水流発電装置の浮体測位装置であって、水底に対して配置され位置が既知である起点部と、起点部又は浮体のうちの一方に設けられ、位置検出用波を送信して、返送された位置検出用波を受信するアレイと、起点部又は浮体のうちの残りの他方に設けられ、位置検出用波を受信して返送するトランスポンダと、アレイで受信した位置検出用波に関する情報に基づいて、浮体の位置を演算する位置演算部と、を備え、アレイは、浮体に搭載された発電機又は外部電源に電気的に接続されて電力が供給され、トランスポンダは、発電機又は外部電源に電気的に接続されて電力が供給される。   The floating body positioning device of a water flow power generation device according to one aspect of the present disclosure is a floating body positioning device of a water flow power generation device that generates electric power by floating a floating body provided with a power generation turbine and connected with mooring cords in water. And an array which is disposed at the bottom of the water and whose position is known, and which is provided at one of the origin and the floating body, transmits the wave for position detection, and receives the wave for position detection returned. Position calculation for calculating the position of the floating body on the basis of information on the transponder, which is provided at the starting point or the remaining one of the floating body and receives and returns the position detection wave, and the position detection wave received by the array And the array is electrically connected to a generator mounted on the floating body or an external power supply to supply power, and the transponder is electrically connected to the generator or the external power supply to supply power. Ru.

この水流発電装置の浮体測位装置では、起点部が水底に対して配置されて位置が既知であるので、位置の変化が抑制された起点部を基準として浮体の位置を確実に測定することができる。また、浮体は、係留索に接続されているので、浮体が浮遊する範囲を制限することができ、浮体の位置を確実に測定することができる。また、アレイ及びトランスポンダは、浮体に搭載された発電機又は外部電源から給電されて動作できるので、バッテリから給電する必要がない。そのため、バッテリ交換のための維持費用を抑制できる。   In the floating body positioning device of this water flow power generation device, since the starting point portion is disposed relative to the bottom of the water and the position is known, the position of the floating body can be reliably measured based on the starting point portion whose change in position is suppressed. . Moreover, since the floating body is connected to the mooring line, the range in which the floating body floats can be limited, and the position of the floating body can be measured reliably. In addition, the array and the transponder can be supplied with power from a generator mounted on the floating body or from an external power source, and do not need to be supplied with power from the battery. Therefore, the maintenance cost for battery replacement can be suppressed.

いくつかの態様において、係留索は起点部に接続されている構成でもよい。これにより、浮体が存在する範囲を起点部を基準として限定することができ、浮体の位置を確実に測定することができる。   In some embodiments, the mooring may be configured to be connected to the origin. Thereby, the range in which the floating body exists can be limited based on the starting point portion, and the position of the floating body can be reliably measured.

いくつかの態様において、発電機又は外部電源に接続されてアレイに電力を供給するアレイ用給電線と、発電機又は外部電源に接続されてトランスポンダに電力を供給するトランスポンダ用給電線と、を備える構成でもよい。この構成によれば、アレイ用給電線を通じて、発電機又は外部電源からアレイに給電することができる。また、この構成によれば、トランスポンダ用給電線を通じて、発電機又は外部電源からトランスポンダに給電することができる。   In some aspects, it comprises an array feeder connected to the generator or external power supply to power the array, and a transponder feeder connected to the generator or external power supply to power the transponder. It may be a configuration. According to this configuration, the array can be fed from the generator or the external power supply through the array feeder. Moreover, according to this configuration, it is possible to supply power to the transponder from the generator or the external power supply through the transponder feeder.

いくつかの態様において、発電機又は外部電源に接続されて電力を蓄電するアレイ側蓄電部を備え、アレイ側蓄電部に蓄電されている電力をアレイに供給することができる。これにより、発電機又は外部電源から給電される電力が不足しても、アレイ側蓄電部からアレイに給電することができる。   In some embodiments, an array-side storage unit connected to a generator or an external power source to store power may be provided, and power stored in the array-side storage unit may be supplied to the array. Thus, even if the power supplied from the generator or the external power supply is insufficient, power can be supplied to the array from the array side storage unit.

いくつかの態様において、発電機又は外部電源に接続されて電力を蓄電するトランスポンダ側蓄電部を備え、トランスポンダ側蓄電部に蓄電されている電力をトランスポンダに供給することができる。これにより、発電機又は外部電源から給電される電力が不足しても、トランスポンダ側蓄電部からトランスポンダに給電することができる。   In some embodiments, a transponder-side storage unit connected to a generator or an external power source to store power can be provided, and the power stored in the transponder-side storage unit can be supplied to the transponder. Thereby, even if the electric power supplied from the generator or the external power supply is insufficient, the transponder can be supplied with power from the power storage unit.

いくつかの態様において、アレイ及び位置演算部は、浮体に搭載され、トランスポンダは、起点部に設けられている構成でもよい。これにより、浮体に設けられたアレイで位置検出用波を受信して、浮体に設けられた位置演算部で、位置検出用波を用いて演算して、浮体の位置を測定できる。起点部にアレイを設けた場合には、起点部から浮体に対して、信号を送信する必要が生じるので、起点部と浮体とを接続する信号線に不具合が生じた場合には、浮体に信号を送信できないおそれがある。   In some embodiments, the array and the position calculation unit may be mounted on the floating body, and the transponder may be provided at the starting point. Accordingly, the position detection wave is received by the array provided on the floating body, and the position calculation unit provided on the floating body can calculate using the position detection wave to measure the position of the floating body. When an array is provided at the starting point, it is necessary to transmit a signal from the starting point to the floating body. Therefore, when a failure occurs in the signal line connecting the starting point and the floating body, the signal is transmitted to the floating body May not be sent.

本開示によれば、水流発電装置の浮体の位置を確実に測定することができると共に、維持費用の増大を抑制することが可能な水流発電装置の浮体測位装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this indication, while being able to measure the position of the floating body of a water flow electric power generation apparatus reliably, the floating body positioning device of the water flow electric power generation apparatus which can suppress increase in maintenance cost can be provided.

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 type | mold 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1中のシンカーを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the sinker in FIG. 浮体測位システムを示す概略図である。It is a schematic diagram showing a floating body positioning system. アレイの受信機の配置と音波の受信時刻の差との関係を示す図である。FIG. 7 illustrates the relationship between the arrangement of receivers in the array and the difference in the time of reception of sound waves. 浮体測位システムの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 of a floating body positioning system. シンカーと発電用ポッドの位置関係を示す概略図である。It is the schematic which shows the positional relationship of a sinker and the pod for electric power generation. 浮体位置測定方法における手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure in the floating body position measurement method. アレイ用給電線及びトランスポンダ用給電線の接続関係を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the connection relation of the feeder for arrays, and the feeder for transponders. ワイヤレス給電部を備えたシンカーを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the sinker provided with the wireless electric power feeding part.

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.

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(水底)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 (water bottom) 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の一端は、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の他端は、図4に示されるように、シンカー6に設けられた中継器21に接続されている。中継器21は変圧器を含む。シンカー6の中継器21には、海底B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。なお、図4では、係留索7が真上に延びるように図示されているが、海中では発電用ポッド2が存在する方向に傾斜している。   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. One end of the power transmission cable 8 is connected to the generator 9 mounted on the power generation pod 2, and the other end of the power transmission cable 8 is connected to the relay 21 provided on the sinker 6 as shown in FIG. It is done. The relay 21 includes a transformer. The relay 21 of the sinker 6 is connected to a submarine transmission cable 10 which is laid on the seabed B and extends to the ground. The submarine transmission cable 10 is connected to a power system (external power supply or the like) on the ground. In FIG. 4, the mooring cord 7 is illustrated as extending right above, but in the sea, the mooring cord 7 is inclined in the direction in which the power generation pod 2 is present.

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、タービン5を回転させることができる。また、発電装置1は、タービン5に回転力を付与するための他の電動モータを備える構成でもよい。   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 turbine 9 can be rotated by driving the generator 9 as an electric motor. In addition, the power generation device 1 may be configured to include another electric motor for applying a rotational force to the 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、シンカー6外の海底B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 repeater may be set to the seabed B outside the sinker 6.

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.

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. The cross beam 4 may have another shape. For example, members forming a plurality of cylinders can be combined to form a cross beam.

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.

また、発電装置1は、浮力調整装置20(図7参照)を備える。浮力調整装置20は、例えば中央ポッド3に搭載されている。浮力調整装置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。浮力調整装置20は、例えば中央ポッド3内に設けられた浮力調整用タンクと、浮力調整用タンクと中央ポッド3の外部とを接続する注排水管と、注排水管に設けられたポンプとを含む。浮力調整用タンクは、所定の容量を有する貯水タンクである。ポンプは、浮力調整用タンクに水(たとえば、海水)を注排水する。ポンプは、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。   Further, the power generation device 1 includes a buoyancy adjustment device 20 (see FIG. 7). The buoyancy adjustment device 20 is mounted, for example, on the central pod 3. The buoyancy adjusting device 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 buoyancy adjustment device 20 includes, for example, a buoyancy adjustment tank provided in the central pod 3, a water supply and drainage pipe connecting the buoyancy adjustment tank and the outside of the central pod 3, and a pump provided in the water supply and drainage pipe. Including. The buoyancy adjustment tank is a water storage tank having a predetermined capacity. The pump pours and drains water (eg, seawater) into the buoyancy adjustment tank. The pump is driven by, for example, the electric power generated by the generator 9. The pump may be driven by power supplied using, for example, the power transmission cable 8.

また、発電装置1は、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。浮体のピッチ角度は、水平方向に延在する基準線に対する発電用ポッド2の軸線L2(図3)の角度とすることができる。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。   In addition, 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 angle of the floating body can be an angle of the axis L2 (FIG. 3) of the power generation pod 2 with respect to the horizontally extending reference line. 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 angle is a rotation angle 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.

姿勢調整装置25は、例えば、一対の発電用ポッド2の前部2aに配置された第1貯留タンクと、中央ポッド3の後部に配置された第2貯留タンクと、第1貯留タンク及び第2貯留タンクに接続された配管と、配管に接続されたポンプと、を含む。姿勢調整装置25は、例えば油(液体)を移動させて、浮体の姿勢を調整する。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。   The posture adjustment device 25 includes, for example, a first storage tank disposed at the front 2a of the pair of power generation pods 2, a second storage tank disposed at the rear of the central pod 3, a first storage tank, and a second It includes piping connected to the storage tank and a pump connected to the piping. The posture adjusting device 25 moves, for example, oil (liquid) to adjust the posture of the floating body. The liquid is not limited to oil, and may be seawater or another liquid.

次に図5を参照して発電装置1の浮体測位システム(水流発電装置の浮体測位装置)40について説明する。浮体測位システム40は、水中で浮遊する発電用ポッド2の位置を測定する。浮体測位システム40は、アレイ(array)41及びトランスポンダ(transponder)42を備える。アレイ41は、発電用ポッド2に設けられ、トランスポンダ42は、シンカー6に設けられている。   Next, the floating body positioning system (floating body positioning device of water flow power generation device) 40 of the power generation device 1 will be described with reference to FIG. The floating body positioning system 40 measures the position of the power generation pod 2 floating in water. The floating body positioning system 40 comprises an array 41 and a transponder 42. The array 41 is provided on the power generation pod 2 and the transponder 42 is provided on the sinker 6.

アレイ41は、例えば発電用ポッド2の底部外面において前部2aに設けられている。なお、アレイ41は、中央ポッド3又はクロスビーム4に設けられていてもよく、その他の位置に配置されていてもよい。アレイ41は、音波(位置検出用波)Cを水中に出力すると共に、トランスポンダ42から返送された音波Cを受信する。アレイ41は、音波を送信する送信機及び音波を受信する受信機を含む。アレイ41は、発電機9及び電力系統と電気的に接続されて給電可能となっている。   The array 41 is provided, for example, on the front surface 2 a on the bottom outer surface of the power generation pod 2. The array 41 may be provided on the central pod 3 or the cross beam 4 or may be arranged at another position. The array 41 outputs a sound wave (position detection wave) C into water and receives the sound wave C returned from the transponder 42. Array 41 includes a transmitter that transmits sound waves and a receiver that receives sound waves. The array 41 is electrically connected to the generator 9 and the power system to be able to supply power.

トランスポンダ42は、シンカー6の天面に配置されている。なお、トランスポンダ42はシンカー6の側面に配置されていてもよく、その他の位置に配置されていてもよい。トランスポンダ42は、アレイ41から送信された音波Cを受信し、これに応答して音波Cを返送する。トランスポンダ42は、音波を受信する受信機及び音波を送信する送信機を含む。トランスポンダ42は、例えば、シンカー6において、海底送電ケーブル10と分岐された電力線55に電気的に接続されている。これにより、トランスポンダ42は、発電機9及び電力系統と電気的に接続されて給電可能となっている。   The transponder 42 is disposed on the top surface of the sinker 6. The transponder 42 may be disposed on the side of the sinker 6 or may be disposed at another position. The transponder 42 receives the sound wave C transmitted from the array 41, and returns the sound wave C in response. The transponder 42 includes a receiver for receiving the sound wave and a transmitter for transmitting the sound wave. The transponder 42 is electrically connected to, for example, the submarine power transmission cable 10 and the branched power line 55 in the sinker 6. Thereby, the transponder 42 is electrically connected to the generator 9 and the power system, and can be supplied with power.

また、図6に示されるように、アレイ41は複数の受信機41a,41bを備える。アレイ41は、トランスポンダ42から返送された音波C1,C2を受信する。受信機41a,41b同士の距離d1、位置関係は既知である。同一時刻にトランスポンダ42から返送された音波C1,C2について、受信機41a,41bにおける受信時刻t1,t2の差である時間差Δt(=t2−t1)に応じて、トランスポンダ42が存在する方位(方向)を演算することができる。また、音波C1,C2を受信した時刻t1,t2に応じて、アレイ41からトランスポンダ42までの距離を演算することができる。   Also, as shown in FIG. 6, the array 41 comprises a plurality of receivers 41a, 41b. The array 41 receives the sound waves C1 and C2 returned from the transponder 42. The distance d1 between the receivers 41a and 41b and the positional relationship are known. For the sound waves C1 and C2 returned from the transponder 42 at the same time, according to the time difference .DELTA.t (= t2-t1) which is the difference between the reception times t1 and t2 in the receivers 41a and 41b, the azimuth (direction Can be calculated. Further, the distance from the array 41 to the transponder 42 can be calculated according to the times t1 and t2 at which the sound waves C1 and C2 are received.

図7に示されるように、浮体測位システム40は制御ユニット12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において浮体の測位以外の制御も実行することができる。   As shown in FIG. 7, the floating body positioning system 40 includes a control unit 12. 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 positioning of the floating body in the power generation device 1.

制御ユニット12は、制御部45、位置演算部46及び記憶部47を備える。制御ユニット12には、アレイ41が電気的に接続されている。または、アレイ41に制御ユニット12が内蔵されていてもよい。制御部45は、アレイ41に指令信号を送信して、アレイ41から音波を送信する。   The control unit 12 includes a control unit 45, a position calculation unit 46, and a storage unit 47. An array 41 is electrically connected to the control unit 12. Alternatively, the control unit 12 may be incorporated in the array 41. The control unit 45 transmits a command signal to the array 41 and transmits a sound wave from the array 41.

位置演算部46は、アレイ41の受信機41a,41bで受信した音波C1,C2の受信時刻の時間差Δtを演算すると共に、この時間差Δtからトランスポンダ42の方位を演算する。位置演算部46は、図8に示されるように、アレイ41が設けられた発電用ポッド2の位置P1を基準として、トランスポンダ42が設けられたシンカー6の位置P2が存在する方位を演算する。位置演算部46は、例えば、鉛直方向に延在するZ軸を基準として、このZ軸回りの回転角を演算してもよい。また、位置演算部46は、例えばZ軸に交差する水平面(XY面)に対する傾斜角を演算してもよい。これにより、位置演算部46は、トランスポンダ42が存在する方位を演算することができる。   The position calculation unit 46 calculates the time difference Δt of the reception times of the sound waves C1 and C2 received by the receivers 41 a and 41 b of the array 41 and calculates the direction of the transponder 42 from the time difference Δt. As shown in FIG. 8, the position calculation unit 46 calculates an azimuth in which the position P2 of the sinker 6 provided with the transponder 42 is present, based on the position P1 of the power generation pod 2 provided with the array 41. The position calculation unit 46 may calculate, for example, the rotation angle around the Z axis based on the Z axis extending in the vertical direction. Further, the position calculation unit 46 may calculate, for example, an inclination angle with respect to a horizontal plane (XY plane) intersecting the Z axis. Thus, the position calculation unit 46 can calculate the azimuth in which the transponder 42 is present.

また、位置演算部46は、アレイ41から音波Cが送信されてから、音波Cがトランスポンダ42で受信されて返信されて、アレイ41で受信されるまでの時間(音波の移動時間)に基づいて、アレイ41からトランスポンダ42までの距離を演算することができる。位置演算部46は、海水中における音速及び音波Cの移動時間に基づいて、音波の移動距離を演算して、アレイ41からトランスポンダ42までの距離を演算する。   Also, the position calculation unit 46 is based on the time (the movement time of the sound wave) from the sound wave C being transmitted from the array 41 to the sound wave C being received and returned by the transponder 42 and received by the array 41. , The distance from the array 41 to the transponder 42 can be calculated. The position calculation unit 46 calculates the movement distance of the sound wave based on the sound velocity in the seawater and the movement time of the sound wave C, and calculates the distance from the array 41 to the transponder 42.

また、位置演算部46は、アレイ41が設けられた発電用ポッド2の位置P1を基準とした位置座標からトランスポンダ42が設けられたシンカー6の位置P2を基準とした位置座標に変換できる。   Further, the position calculation unit 46 can convert position coordinates based on the position P1 of the power generation pod 2 provided with the array 41 into position coordinates based on the position P2 of the sinker 6 provided with the transponder 42.

記憶部47は、各種情報を記憶する。記憶部47は、例えば、音波Cの送信周期に関する情報、海水中における音速に関する情報、水温と音速に関する情報、演算結果に関する情報等を記憶する。記憶部47には、シンカー6の地球上の位置座標に関する情報が記憶されている。シンカー6は、予め測定された位置に配置されている。または、シンカー6は、設置後に位置が測定されている。これにより、シンカー6の地球上の位置座標に関する情報を正確に知ることができ、シンカー6の位置P2を基準として、発電用ポッド2の位置P1を演算することができる。シンカー6は、例えばシンカー6の底面と海底Bとの間に配置された摩擦増大シートにより、海底Bに対して位置ずれしないように配置されている。   The storage unit 47 stores various information. The storage unit 47 stores, for example, information on the transmission cycle of the sound wave C, information on the speed of sound in seawater, information on the water temperature and speed of sound, information on the calculation result and the like. The storage unit 47 stores information on position coordinates of the sinker 6 on the earth. The sinker 6 is disposed at a position measured in advance. Alternatively, the position of the sinker 6 is measured after installation. As a result, it is possible to accurately know the information on the position coordinates of the sinker 6 on the earth, and it is possible to calculate the position P1 of the power generation pod 2 with the position P2 of the sinker 6 as a reference. The sinker 6 is disposed so as not to be displaced relative to the seabed B, for example, by a friction enhancing sheet disposed between the bottom of the sinker 6 and the seabed B.

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、例えば水温センサ31及び深度センサ32を含む。水温センサ31は、発電用ポッド2周辺の海水の温度を検出する。水温センサ31としては、例えば熱電対、サーミスタ等を用いることができる。深度センサ32は、発電用ポッド2の深度を検出する。深度センサ32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。制御ユニット12には、各種センサとしての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、係留索7の張力を検出するセンサなどが挙げられる。   Various sensors are electrically connected to the control unit 12. The various sensors include, for example, a water temperature sensor 31 and a depth sensor 32. The water temperature sensor 31 detects the temperature of seawater around the power generation pod 2. For example, a thermocouple, a thermistor or the like can be used as the water temperature sensor 31. The depth sensor 32 detects the depth of the power generation pod 2. As the depth sensor 32, for example, a pressure sensor that detects water pressure can be used. Other sensors as various sensors may be connected to the control unit 12. As another sensor, the sensor etc. which detect the tension of mooring cord 7 are mentioned, for example.

また、制御ユニット12は、例えば、発電用ポッド2の位置が所定の範囲内に存在するか否かを判定する判定部48を備える構成でもよい。所定の範囲としては、例えば、発電用ポッド2が存在しても安全な領域とすることができる。また、所定の範囲としては、例えば、発電に適した海流が生じている領域とすることができる。   The control unit 12 may also be configured to include, for example, a determination unit 48 that determines whether the position of the power generation pod 2 is within a predetermined range. The predetermined range may be, for example, a safe area even when the power generation pod 2 is present. Moreover, as a predetermined range, it can be set as the area | region where the ocean current suitable for electric power generation has arisen, for example.

また、制御ユニット12は、深度センサ32によって検出された発電用ポッド2の深度と、位置演算部46で演算された発電用ポッド2の位置と、を比較して、深度センサ32の精度を確認してもよい。また、制御ユニット12は、深度センサ32に不具合が生じた際に、発電用ポッド2の位置座標に基づいて、発電用ポッド2の深度を算出してもよい。算出された発電用ポッド2の深度に基づいて、発電用ポッド2の位置を制御してもよい。また、制御ユニット12は、係留索7の張力に関する情報と、発電用ポッド2の位置座標とに基づいて、発電用ポッド2の位置が所定の範囲内に存在するか否かを判定してもよい。   The control unit 12 also compares the depth of the power generation pod 2 detected by the depth sensor 32 with the position of the power generation pod 2 calculated by the position calculation unit 46 to confirm the accuracy of the depth sensor 32. You may Further, when a problem occurs in the depth sensor 32, the control unit 12 may calculate the depth of the power generation pod 2 based on the position coordinates of the power generation pod 2. The position of the power generation pod 2 may be controlled based on the calculated depth of the power generation pod 2. The control unit 12 also determines whether the position of the power generation pod 2 is within a predetermined range based on the information on the tension of the mooring cord 7 and the position coordinates of the power generation pod 2. Good.

また、制御ユニット12には、例えば、ブレードピッチ角度調整装置16、浮力調整装置20、姿勢調整装置25及び発電機9が電気的に接続されていてもよい。制御ユニット12は、これらのブレードピッチ角度調整装置16、浮力調整装置20、姿勢調整装置25及び発電機9に指令信号を送信して制御を行い、発電用ポッド2を移動させてもよい。制御ユニット12は、演算された発電用ポッド2の位置を目標とする位置に移動させるべくブレードピッチ角度調整装置16、浮力調整装置20、姿勢調整装置25及び発電機9を制御することができる。   Further, for example, the blade pitch angle adjustment device 16, the buoyancy adjustment device 20, the attitude adjustment device 25, and the generator 9 may be electrically connected to the control unit 12. The control unit 12 may transmit a command signal to the blade pitch angle adjusting device 16, the buoyancy adjusting device 20, the attitude adjusting device 25 and the generator 9 to perform control and move the power generation pod 2. The control unit 12 can control the blade pitch angle adjustment device 16, the buoyancy adjustment device 20, the attitude adjustment device 25, and the generator 9 to move the calculated position of the power generation pod 2 to a target position.

制御ユニット12は、例えばブレードピッチ角度調整装置16を制御して、ブレード14のピッチ角度を変化させ、発電用ポッド2に作用するスラスト力を変化させることができる。制御ユニット12は、例えば浮力調整装置20を制御して、発電用ポッド2の浮力を変化させることができる。制御ユニット12は、例えば姿勢調整装置25を制御して、発電用ポッド2の姿勢を変化させることができる。また、制御ユニット12は、発電機9を電動モータとして作動させて、発電用ポッド2に作用するスラスト力を変化させることができる。スラスト力は、発電機9の回転軸線が延在する方向に作用する力である。スラスト力を増加させて、係留索7に接続された発電用ポッド2を沈降させ、スラスト力を減少させて、発電用ポッド2を浮上させることができる。これらにより、制御ユニット12は、発電用ポッド2を移動させることができる。   The control unit 12 can control, for example, the blade pitch angle adjustment device 16 to change the pitch angle of the blades 14 and change the thrust force acting on the power generation pod 2. The control unit 12 can control, for example, the buoyancy adjustment device 20 to change the buoyancy of the power generation pod 2. The control unit 12 can control, for example, the posture adjustment device 25 to change the posture of the power generation pod 2. The control unit 12 can also operate the generator 9 as an electric motor to change the thrust force acting on the power generation pod 2. The thrust force is a force acting in the direction in which the rotation axis of the generator 9 extends. The thrust force can be increased to cause the power generation pod 2 connected to the mooring cord 7 to settle, and the thrust force can be reduced to float the power generation pod 2. Thus, the control unit 12 can move the power generation pod 2.

次に、図9に示すフローチャートを参照して、発電装置1の浮体位置測定方法について説明する。発電装置1の発電用ポッド2は海水中で浮遊し、海流FWを受けてタービン5が回転し、この回転駆動力により発電機9が発電する。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、浮力調整装置20、姿勢調整装置25)に給電される。また、発電された電力の一部は、浮体測位システム40のアレイ41及びトランスポンダ42に給電される。   Next, with reference to the flowchart shown in FIG. 9, the floating body position measurement method of the power generation device 1 will be described. The power generation pod 2 of the power generation apparatus 1 floats in seawater, receives the ocean current FW, and the turbine 5 rotates, and the generator 9 generates electric power by this rotation driving force. The generated power is transmitted by the transmission cable 8 and the submarine transmission cable 10, and is used on the ground side. Further, a part of the generated electric power is supplied to the accessories (control unit 12, various sensors, buoyancy adjustment device 20, attitude adjustment device 25) of the power generation device 1. Also, part of the generated power is supplied to the array 41 of the floating body positioning system 40 and the transponder 42.

アレイ41は一定の周期で音波を送信する(ステップS1)。送信された音波は、海中で伝達されて、トランスポンダ42に到達する。次に、トランスポンダ42が音波を受信する(ステップS2)。トランスポンダ42は、これに応答して音波を返信する(ステップS3)。トランスポンダ42から返信された音波は、海中で伝達されて、アレイ41に到達する。次に、アレイ41が音波を受信する(ステップS4)。制御ユニット12は、アレイ41の受信機41a,41bで音波C1,C2を受信した時刻t1,t2を取得する。   The array 41 transmits sound waves at a constant cycle (step S1). The transmitted sound waves are transmitted in the sea to reach the transponder 42. Next, the transponder 42 receives the sound wave (step S2). In response to this, the transponder 42 sends back a sound wave (step S3). The sound wave returned from the transponder 42 is transmitted in the sea to reach the array 41. Next, the array 41 receives a sound wave (step S4). The control unit 12 acquires times t1 and t2 at which the acoustic waves C1 and C2 are received by the receivers 41a and 41b of the array 41.

制御ユニット12の位置演算部46は、複数の受信機41a,41b間における受信時刻の差である時間差Δtを演算し、この時間差をからトランスポンダ42が設置されたシンカー6の方位を演算する。また、位置演算部46は、アレイ41から音波が送信されてから、トランスポンダ42で応答され、返信された音波がアレイ41で受信されるまでの時間に基づいて、アレイ41とトランスポンダ42との距離を演算する。これにより、位置演算部46は、発電用ポッド2を基準としてシンカー6の方位を演算すると共に、発電用ポッド2とシンカー6との距離を演算する(ステップS5)。   The position calculation unit 46 of the control unit 12 calculates a time difference Δt, which is a difference between reception times between the plurality of receivers 41a and 41b, and calculates an azimuth of the sinker 6 in which the transponder 42 is installed from this time difference. In addition, the position calculating unit 46 determines the distance between the array 41 and the transponder 42 based on the time from the transmission of the sound wave from the array 41 to the response by the transponder 42 and the reception of the sound wave returned by the array 41. Calculate Thus, the position calculation unit 46 calculates the direction of the sinker 6 with the power generation pod 2 as a reference, and calculates the distance between the power generation pod 2 and the sinker 6 (step S5).

次に、位置演算部46は、シンカー6の位置P2を基準として発電用ポッド2の位置P1を演算する(ステップS6)。位置演算部46は、起点部であるシンカー6を原点とする座標系における発電用ポッド2の位置を演算する。例えば、発電用ポッド2を原点とする座標系において、シンカー6の位置が(−x,−y,−z)である場合には、シンカー6を原点とする座標系において、発電用ポッド2の位置は(x,y,z)となる。   Next, the position calculator 46 calculates the position P1 of the power generation pod 2 with reference to the position P2 of the sinker 6 (step S6). The position calculation unit 46 calculates the position of the power generation pod 2 in the coordinate system having the sinker 6 which is the starting point as the origin. For example, when the position of the sinker 6 is (-x, -y, -z) in a coordinate system with the power generation pod 2 as the origin, in the coordinate system with the sinker 6 as the origin, The position is (x, y, z).

本開示の浮体測位システム40によれば、起点部であるシンカー6が海底Bに対して配置されて位置が既知であるので、起点部の位置ずれを防止して、起点部に接続された発電用ポッド2の位置を確実に測定することができる。また、発電用ポッド2は係留索7を介してシンカー6に接続されているので、発電用ポッド2が浮遊する範囲を制限することができ、発電用ポッド2の位置を確実に測定することができる。発電用ポッド2が浮遊する範囲を含むように、音波が届く範囲を制限しても、発電用ポッド2の位置を確実に測定することができ、不要に広範囲を含むように音波を出力する必要がない。また、アレイ41及びトランスポンダ42は、発電用ポッド2に搭載された発電機9又は外部電源から給電されて動作できる。そのため、電源に接続されていないバッテリから給電する必要がなく、バッテリ交換のための維持費用を抑制できる。例えば、バッテリ交換のために、海中からアレイ41及びトランスポンダ42を引き上げる必要がない。   According to the floating body positioning system 40 of the present disclosure, since the sinker 6, which is the starting point, is disposed with respect to the seabed B and its position is known, power generation connected to the starting point is prevented by preventing positional deviation of the starting point. The position of the pod 2 can be measured reliably. In addition, since the power generation pod 2 is connected to the sinker 6 via the mooring cord 7, the range in which the power generation pod 2 floats can be limited, and the position of the power generation pod 2 can be reliably measured. it can. Even if the range of the sound wave can be limited to include the floating area of the power generation pod 2, the position of the power generation pod 2 can be reliably measured, and it is necessary to output the sound wave so as to include an unnecessary wide area. There is no Further, the array 41 and the transponder 42 can operate by being supplied with power from the generator 9 mounted on the power generation pod 2 or an external power source. Therefore, it is not necessary to supply power from a battery not connected to the power supply, and maintenance costs for battery replacement can be suppressed. For example, there is no need to lift the array 41 and transponder 42 from the ocean for battery replacement.

本開示の浮体測位システム40では、アレイ41及び位置演算部46は、発電用ポッド2に搭載されているので、発電用ポッド2に設けられたアレイ41で音波を受信して、発電用ポッド2に設けられた位置演算部46で、音波の受信結果を用いて、発電用ポッド2の位置を演算できる。例えば、シンカー6にアレイを設け、発電用ポッド2に位置演算部を設けた場合には、シンカー6から発電用ポッド2に対して、信号を送信する必要が生じるので、通信ケーブル11に不具合が生じた場合には、発電用ポッド2に信号を送信できないおそれがあるが、浮体測位システム40では、通信ケーブル11を介さずに、アレイ41で受信した音波の受信結果を位置演算部46に伝達することができる。   In the floating body positioning system 40 of the present disclosure, since the array 41 and the position calculation unit 46 are mounted on the power generation pod 2, the array 41 provided on the power generation pod 2 receives sound waves to generate the power generation pod 2. The position calculation unit 46 provided in can calculate the position of the power generation pod 2 using the reception result of the sound wave. For example, in the case where the sinker 6 is provided with an array and the power generation pod 2 is provided with a position calculation unit, it is necessary to transmit a signal from the sinker 6 to the power generation pod 2. If it occurs, there is a possibility that the signal can not be transmitted to the power generation pod 2, but in the floating body positioning system 40, the reception result of the sound wave received by the array 41 is transmitted to the position calculation unit 46 without passing through the communication cable 11. can do.

また、浮体測位システム40は、図10に示されるように、アレイ側蓄電部51及びトランスポンダ側蓄電部52を備える構成でもよい。アレイ側蓄電部51は、電力系統53及び発電機9に接続されて、蓄電可能となっている。アレイ41は、電力線(アレイ用給電線)54を介して、電力系統53及び発電機9に接続されている。アレイ側蓄電部51は、アレイ41に内蔵されていてもよく、アレイ41とは別に設けられていてもよい。アレイ側蓄電部51は、例えば電力線54を介してアレイ41と接続されて、アレイ41に給電可能となっていてもよい。アレイ側蓄電部51として、例えば、コンデンサ、バッテリ、キャパシタ等を用いることができる。アレイ側蓄電部51は、例えば、インバータ及びコンバータに接続されていてもよい。   Further, as shown in FIG. 10, the floating body positioning system 40 may be configured to include the array-side power storage unit 51 and the transponder-side power storage unit 52. Array side electric storage part 51 is connected to electric power system 53 and generator 9, and can store electricity. The array 41 is connected to the power system 53 and the generator 9 via a power line (array feeder). Array side power storage unit 51 may be incorporated in array 41 or may be provided separately from array 41. The array side storage unit 51 may be connected to the array 41 via, for example, the power line 54 so that the array 41 can be supplied with power. As array side electric storage part 51, a capacitor, a battery, a capacitor etc. can be used, for example. Array side electric storage part 51 may be connected to an inverter and a converter, for example.

この構成の浮体測位システム40では、電力線54を通じて、発電機9又は電力系統53からアレイ41に給電することができる。また、浮体測位システム40では、発電機9又は電力系統53から給電される電力が不足しても、アレイ側蓄電部51からアレイ41に給電して、アレイ41を稼働させることができる。   In the floating body positioning system 40 of this configuration, the array 41 can be fed from the generator 9 or the power system 53 through the power line 54. Further, in the floating body positioning system 40, even if the power supplied from the generator 9 or the power system 53 is insufficient, the array side power storage unit 51 can supply power to the array 41 to operate the array 41.

トランスポンダ側蓄電部52は、電力系統53及び発電機9に接続されて、蓄電可能となっている。トランスポンダ42は、電力線(トランスポンダ用給電線)55を介して、電力系統53及び発電機9に接続されている。トランスポンダ側蓄電部52は、トランスポンダ42に内蔵されていてもよく、トランスポンダ42とは別に設けられていてもよい。トランスポンダ側蓄電部52は、例えば電力線55を介してトランスポンダ42と接続されて、トランスポンダ42に給電可能となっていてもよい。トランスポンダ側蓄電部52として、例えば、コンデンサ、バッテリ、キャパシタ等を用いることができる。トランスポンダ側蓄電部52は、例えば、インバータ及びコンバータに接続されていてもよい。   The transponder-side power storage unit 52 is connected to the electric power system 53 and the generator 9 so as to be capable of storing power. The transponder 42 is connected to the power system 53 and the generator 9 via a power line (a feeder for transponder) 55. Transponder-side power storage unit 52 may be incorporated in transponder 42 or may be provided separately from transponder 42. The transponder-side power storage unit 52 may be connected to the transponder 42 via, for example, the power line 55 so that the transponder 42 can be supplied with power. For example, a capacitor, a battery, a capacitor or the like can be used as transponder-side power storage unit 52. The transponder-side power storage unit 52 may be connected to, for example, an inverter and a converter.

この構成の浮体測位システム40では、電力線55を通じて、発電機9又は電力系統53からトランスポンダ42に給電することができる。また、浮体測位システム40では、発電機9又は電力系統53から給電される電力が不足しても、トランスポンダ側蓄電部52からトランスポンダ42に給電して、トランスポンダ42を稼働させることができる。   In the floating body positioning system 40 of this configuration, power can be supplied from the generator 9 or the power system 53 to the transponder 42 through the power line 55. Further, in the floating body positioning system 40, even if the power supplied from the generator 9 or the power system 53 is insufficient, the transponder 42 can supply power to the transponder 42 to operate the transponder 42.

また、浮体測位システム40は、アレイ側蓄電部51の蓄電制御を行う蓄電制御部を備える構成でもよい。蓄電制御部は、アレイ側蓄電部51における蓄電量を検出し、蓄電量が低い場合に蓄電を行うように制御する。また、浮体測位システム40は、トランスポンダ側蓄電部を備える構成でもよい。蓄電制御部は、トランスポンダ側蓄電部52における蓄電量を検出し、蓄電量が低い場合に蓄電を行うように制御する。   In addition, the floating body positioning system 40 may be configured to include a storage control unit that performs storage control of the array-side storage unit 51. The storage control unit detects the storage amount in the array-side storage unit 51, and performs control so as to perform storage when the storage amount is low. Moreover, the floating body positioning system 40 may be configured to include the transponder-side power storage unit. The storage control unit detects the storage amount in the transponder-side storage unit 52, and performs control so as to store power when the storage amount is low.

また、浮体測位システム40は、図11に示されるように、ワイヤレス給電部60を用いて、トランスポンダ42に給電してもよい。ワイヤレス給電部60は、コイル(アンテナ)61,62を備え、例えば電磁誘導方式により電気エネルギを伝達する。コイル61,62は、送電ケーブル8に接続された電力線55に設けられている。これにより、発電機9又は電力系統53から送電された電力を、ワイヤレス給電部60を用いて、トランスポンダ42に給電することができる。給電方式は、電磁誘導方式に限定されず、電波受信方式、共鳴方式等その他の方式でもよい。また、トランスポンダ42は、例えば円筒形を成す筐体を備える構成でもよい。トランスポンダ42は、シンカー6の天面に形成された円形の凹部に嵌められている。そして、トランスポンダ42に受電用のコイルを設け、凹部の底面に送電用のコイルを設け、これらのコイルを用いてトランスポンダ42に給電してもよい。これにより、トランスポンダ42の取り付け、取り外しを容易に行うことができる。   In addition, the floating body positioning system 40 may supply power to the transponder 42 using a wireless power supply unit 60, as shown in FIG. The wireless feeding unit 60 includes coils (antennas) 61 and 62, and transmits electrical energy by, for example, an electromagnetic induction method. The coils 61 and 62 are provided on the power line 55 connected to the power transmission cable 8. Thereby, the power transmitted from the generator 9 or the power system 53 can be supplied to the transponder 42 using the wireless power supply unit 60. The feeding method is not limited to the electromagnetic induction method, and may be another method such as a radio wave receiving method or a resonance method. Also, the transponder 42 may be configured to include, for example, a cylindrical case. The transponder 42 is fitted in a circular recess formed on the top surface of the sinker 6. Then, a coil for receiving power may be provided in the transponder 42, a coil for power transmission may be provided on the bottom of the recess, and power may be supplied to the transponder 42 using these coils. Thereby, attachment and removal of the transponder 42 can be easily performed.

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、位置検出用波としてアレイ41から音波を送信して、トランスポンダ42による応答によって返信された音波をアレイ41で受信しているが、位置検出用波は、超音波やレーザ等その他の位置検出用波でもよい。また、上記の実施形態では、アレイ41を浮体に設け、トランスポンダ42を起点部に設けているが、アレイ41を起点部に設け、トランスポンダ42を浮体に設けてもよい。   In the above embodiment, a sound wave is transmitted from the array 41 as a position detection wave, and the sound wave returned in response by the transponder 42 is received by the array 41. However, the position detection wave may be an ultrasonic wave, a laser, etc. Other position detection waves may be used. In the above embodiment, the array 41 is provided on the floating body and the transponder 42 is provided on the starting point portion. However, the array 41 may be provided on the starting point portion and the transponder 42 may be provided on the floating body.

また、上記の実施形態では、発電用ポッド2に位置演算部46が設けられている構成について説明しているが、位置演算部46は、中央ポッド3に設けられていてもよく、シンカー6に設けられていてもよく、地上側のオペレーションセンターの制御部に設けられていてもよく、その他の場所に設けられていてもよい。   In the above embodiment, the configuration in which the position calculating unit 46 is provided in the power generation pod 2 is described. However, the position calculating unit 46 may be provided in the central pod 3. It may be provided, may be provided in the control unit of the operation center on the ground side, or may be provided in other places.

また、上記の実施形態では、一対の発電用ポッド2及び中央ポッド3を備える構成としているが、発電装置1は、一つの発電用ポッド2を備える構成でもよく、3つ以上の発電用ポッド2を備える構成でもよい。また、発電装置1は、中央ポッド3を備えていない構成でもよい。   Moreover, although it is set as the structure provided with a pair of electric power generation pod 2 and the center pod 3 in said embodiment, the electric power generation apparatus 1 may be the structure provided with the one electric power generation pod 2, and three or more electric power generation pods 2 May be provided. In addition, the power generation device 1 may not have the central pod 3.

また、上記の実施形態では、シンカー6を起点部としているが、海底Bに固定されたアンカーを起点部としてもよく、その他の構造物を起点部としてもよい。また、例えばシンカー6の近傍に起点部を設置してもよい。また、複数組の発電用ポッド2及びシンカー6を備える構成において、隣の発電用ポッド2(他の浮体)が接続されているシンカー6を起点部としてもよい。   Moreover, in said embodiment, although the sinker 6 is used as the starting point part, the anchor fixed to the seabed B may be used as a starting point part, and another structure may be used as a starting point part. Also, for example, the starting point may be installed in the vicinity of the sinker 6. Further, in the configuration provided with a plurality of sets of power generation pods 2 and sinkers 6, the sinkers 6 to which the next power generation pods 2 (other floating bodies) are connected may be used as the starting point.

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)
3 中央ポッド(浮体)
4 クロスビーム(浮体)
5 タービン(発電用タービン)
6 シンカー(起点部)
7 係留索
9 発電機
12 制御ユニット
40 浮体測位システム(水流発電装置の浮体測位装置)
41 アレイ
42 トランスポンダ
46 位置演算部
53 電力系統(外部電源)
54 電力線(アレイ用給電線)
55 電力線(トランスポンダ用給電線)
B 海底(水底)
C 音波(位置検出用波)
P1 発電用ポッドの位置(浮体の位置)
P2 シンカーの位置(起点部の位置)
1 Power generator (underwater floating power generator, water flow power generator)
2 Power generation pod (floating body)
3 Central pod (floating body)
4 Cross beam (floating body)
5 Turbine (turbine for power generation)
6 Sinker (starting point)
7 mooring cord 9 generator 12 control unit 40 floating body positioning system (floating body positioning device for water flow power generator)
41 Array 42 Transponder 46 Position Calculation Unit 53 Power System (External Power Supply)
54 Power line (feeder for array)
55 Power line (Transponder feed line)
B seabed (water bottom)
C sound wave (position detection wave)
P1 Power generation pod position (floating body position)
Position of P2 sinker (position of starting point)

Claims (6)

発電用タービンが設けられていると共に係留索が接続されている浮体を水中で浮遊させて発電する水流発電装置の浮体測位装置であって、
水底に対して配置され位置が既知である起点部と、
前記起点部又は前記浮体のうちの一方に設けられ、位置検出用波を送信して、返送された前記位置検出用波を受信するアレイと、
前記起点部又は前記浮体のうちの残りの他方に設けられ、前記位置検出用波を受信して返送するトランスポンダと、
前記アレイで受信した前記位置検出用波に関する情報に基づいて、前記浮体の位置を演算する位置演算部と、を備え、
前記アレイは、前記浮体に搭載された発電機又は外部電源に電気的に接続されて電力が供給され、
前記トランスポンダは、前記発電機又は前記外部電源に電気的に接続されて電力が供給される水流発電装置の浮体測位装置。
A floating body positioning apparatus for a water flow power generation apparatus, which generates electric power by floating a floating body provided with a power generation turbine and to which a mooring cord is connected, in water,
A starting point that is located relative to the bottom of the water and whose position is known;
An array, provided on one of the origin or the floating body, for transmitting a position detection wave and for receiving the returned position detection wave;
A transponder which is provided on the other of the starting point or the remaining one of the floating bodies and receives and returns the position detection wave;
A position calculation unit that calculates the position of the floating body based on the information on the position detection wave received by the array;
The array is electrically connected to a generator mounted on the floating body or an external power supply to be supplied with power.
The floating body positioning device of a water flow power generation apparatus, wherein the transponder is electrically connected to the generator or the external power supply to be supplied with power.
前記係留索は前記起点部に接続されている請求項1に記載の水流発電装置の浮体測位装置。   The floating body positioning device for a water flow power generator according to claim 1, wherein the mooring cord is connected to the starting point portion. 前記発電機又は外部電源に接続されて前記アレイに電力を供給するアレイ用給電線と、
前記発電機又は外部電源に接続されて前記トランスポンダに電力を供給するトランスポンダ用給電線と、を備える請求項1又は2に記載の水流発電装置の浮体測位装置。
An array feeder connected to the generator or an external power source to supply power to the array;
The floating body positioning device for a water flow power generation device according to claim 1 or 2, further comprising: a transponder feeder connected to the generator or the external power supply for supplying power to the transponder.
前記発電機又は前記外部電源に接続されて電力を蓄電するアレイ側蓄電部を備え、
前記アレイ側蓄電部に蓄電されている電力を前記アレイに供給する請求項1〜3の何れか一項に記載の水流発電装置の浮体測位装置。
An array-side storage unit connected to the generator or the external power supply to store power;
The floating body positioning device according to any one of claims 1 to 3, wherein the power stored in the array-side power storage unit is supplied to the array.
前記発電機又は前記外部電源に接続されて電力を蓄電するトランスポンダ側蓄電部を備え、
前記トランスポンダ側蓄電部に蓄電されている電力を前記トランスポンダに供給する請求項1〜4の何れか一項に記載の水流発電装置の浮体測位装置。
And a transponder-side storage unit connected to the generator or the external power supply to store power.
The floating body positioning device according to any one of claims 1 to 4, wherein the power stored in the transponder-side storage unit is supplied to the transponder.
前記アレイ及び前記位置演算部は、前記浮体に搭載され、
前記トランスポンダは、前記起点部に設けられている請求項1〜5の何れか一項に記載の水流発電装置の浮体測位装置。
The array and the position calculation unit are mounted on the floating body,
The floating body positioning device for a water flow power generator according to any one of claims 1 to 5, wherein the transponder is provided at the starting point portion.
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