JP2019135391A - 波力発電システム - Google Patents
波力発電システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019135391A JP2019135391A JP2018018565A JP2018018565A JP2019135391A JP 2019135391 A JP2019135391 A JP 2019135391A JP 2018018565 A JP2018018565 A JP 2018018565A JP 2018018565 A JP2018018565 A JP 2018018565A JP 2019135391 A JP2019135391 A JP 2019135391A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power generation
- energy
- hydraulic
- generation system
- wave
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
Landscapes
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
Description
例えば特許文献1には、フロート、スパー及び動力取出装置(PTO)を有した電力変換システムを備え、スパーの中間及び下部のそれぞれに、ロッドやパイプ等を介してヒーブ板を装着した波力エネルギー変換器が開示されている。
また、特許文献2には、環状フロート、スパーフロート及び動力取出装置を備え、スパーフロートの下端に配置されるダンピングプレート(ヒーブプレート)の端部に流線形状の垂直に延在する構造体を設けた波エネルギー変換器が開示されている。
また、特許文献3には、円板状の浮体としてのロワーハルと、円筒状のコラムによって構成される浮遊式海洋構造物において、ロワーハルに、外周部との間隙を保って固着された斜め下方に広がるフィン、上下方向に推力を発生するスラスタ、又はロワーハルの外側方向に出し入れ可能なブロック等を設けることが開示されている。
また、特許文献4には、海面に浮かぶ複数の浮体同士を連結し変形によって発電する板状の発電デバイスと、海面下に設置される支持体に一端が連結された放射線状の複数の板状の発電デバイスを有する垂下蓮とを備えた発電装置が開示されている。
リニア式発電機構は、フロートとスパーの相対運動を利用して電磁誘導の原理で電力を生産するため、フロートの運動速度が速い条件では効率よく発電を行うことができるが、10秒以上の長周期の波が到来するときなど、浮体部の運動速度が遅い条件では発電効率が低下してしまう。従って、従来のリニア式発電機構では、長周期の波が持つエネルギーを殆ど回収できていない。
ここで、特許文献1は、ヒーブ板をスパーにロッドやパイプ等により強固に取り付けてスパーとフロートを異なる位相で移動させやすくすることにより、波力エネルギー変換器の安定性及び電力変換効率を向上させようとするものであるが、波力エネルギー変換器として長周期の波が持つエネルギーを回収して利用するものではない。
また、特許文献2は、ダンピングプレートの端部に流線形状の構造体を設けることにより、ダンピングプレートの使用に付随する抵抗力を最小にしようとするものであるが、波エネルギー変換器として長周期の波が持つエネルギーを回収して利用するものではない。
また、特許文献3は、ロワーハルにフィン等を設けることにより、レジャー施設やホテル等で用いられる浮遊式海洋構造物の動揺を軽減しようとするものであり、波が持つエネルギーを回収して利用するものではない。
また、特許文献4は、複数の浮体及び発電デバイスを用いることにより、海洋に設置される発電装置の発電効率を向上させようとするものであるが、発電装置として長周期の波が持つエネルギーを回収して利用するものではない。また、複数の浮体を海に浮かべる必要があり、構成や制御が大掛かりになってしまう。
請求項1に記載の本発明によれば、波力発電システムとして設置海域で頻出する波周期付近で効率よく発電できるとともに、長周期の波が持つエネルギーを回収することができるため、このエネルギーを活用して波力発電システムの効率を向上させることができる。
請求項2に記載の本発明によれば、スパー部の上下運動に伴い生じる水流および全体の上下運動を利用して、簡単な構成の板状の張出手段により長周期の波が持つエネルギーを効率よく回収することができる。
請求項3に記載の本発明によれば、板状のフラップ手段の動きを利用して、長周期の波が持つエネルギーを回収することができる。また、フラップ手段により生ずる流体抵抗により、浮体部とスパー部の相対運動をさらに大きくすることができる。
請求項4に記載の本発明によれば、可動手段であるフラップ手段を可動フラップとすることで、フラップ手段の動きを大きくでき、長周期の波が持つエネルギーをより多く回収しやすくなる。また、可動フラップの動きを油圧エネルギーとして回収することで、回収したエネルギーを蓄えることが可能となり油圧式の機器に利用しやすくなる。
請求項5に記載の本発明によれば、稼動プレートの上下方向の動きを利用して、長周期の波が持つエネルギーを回収することができる。また、稼動プレートにより生ずる流体抵抗により、浮体部とスパー部の相対運動をさらに大きくすることができる。
請求項6に記載の本発明によれば、可動手段である支持手段を、稼動プレートを自在継手手段を介してスパー部に接続する直動型油圧シリンダとすることで、稼動プレートの上下方向の動きを吸収しやすくなり、長周期の波が持つエネルギーをより多く回収しやすくなる。また、直動型油圧シリンダの動きを油圧エネルギーとして回収することで、回収したエネルギーを蓄えることが可能となり油圧式の機器に利用しやすくなる。
請求項7に記載の本発明によれば、可動手段である支持手段を、スパー部に固定的に接続された直動型油圧シリンダとすることで、稼動プレートの上下方向の動きを吸収しやすくなり、長周期の波が持つエネルギーをより多く回収しやすくなる。また、直動型油圧シリンダの動きを油圧エネルギーとして回収することで、回収したエネルギーを蓄えることが可能となり油圧式の機器に利用しやすくなる。
請求項8に記載の本発明によれば、板状の稼動フラップ手段の動きを利用して、長周期の波が持つエネルギーを回収することができる。また、稼動フラップ手段により生ずる流体抵抗により、浮体部とスパー部の相対運動をさらに大きくすることができる。
請求項9に記載の本発明によれば、フラップ手段の回動に伴う油圧式回転機構の動きを油圧エネルギーとして回収することで、回収したエネルギーを蓄えることが可能となり油圧式の機器に利用しやすくなる。
請求項10に記載の本発明によれば、スパー部の上下運動に伴い生じる水流を利用してタービン手段により直接回転運動として、長周期の波が持つエネルギーを回収することができる。
請求項11に記載の本発明によれば、上下どちらの方向からの流れに対しても回転することができる往復流型タービンを用いることで、長周期の波が持つエネルギーをより多く回収しやすくなる。また、エネルギー回収手段を補助発電機とすることで、発電手段の発電効率が低下した際に発電を補うことができる。さらに、往復流型タービンにより生ずる流体抵抗により、浮体部とスパー部の相対運動をさらに大きくすることができる。
請求項12に記載の本発明によれば、上下どちらの方向からの流れに対しても回転することができる往復流型タービンを用いることで、長周期の波が持つエネルギーをより多く回収しやすくなる。また、油圧式往復流型タービンの動きを利用して例えば油圧ポンプを駆動し、油圧エネルギーを回収することで、回収したエネルギーを蓄えることが可能となり油圧式の機器に利用しやすくなる。
請求項13に記載の本発明によれば、回収した油圧エネルギーを蓄圧手段に蓄えて、任意のタイミングで利用しやすくなる。また、蓄圧手段により油圧が変動する場合に平滑化が可能となる。
請求項14に記載の本発明によれば、例えば入射する波に対する浮体部とスパー部との相対運動速度が低下したときに蓄圧手段に蓄えた油圧エネルギーを利用して発電するなど、回収した油圧エネルギーをより有効に利用することができる。
請求項15に記載の本発明によれば、発電手段に素早い制御応答を行わせることができるとともに、電気エネルギーへの変換工数を少なくすることができる。また、油圧式のリニア式発電機構とすることにより、設置の自由度が増し、例えばスパー部の任意の場所に設置することができる。
請求項16に記載の本発明によれば、回収した油圧エネルギーを用いてリニア式発電機構を補助することができるため、波力発電システムの効率を向上させることができる。また、エネルギー回収手段で回収した油圧エネルギーを発電手段としてのリニア式発電機構をと兼用して利用できるため、構成が簡素化できる。
請求項17に記載の本発明によれば、発電手段そのものを利用して浮体部とスパー部との相対運動速度を調節して、波力発電システムの効率を向上させることができるため、特別な相対運動速度の制御手段を必要としない。
請求項18に記載の本発明によれば、回収したエネルギーを制御に利用することで波力発電システムの効率をより向上させることができる。
請求項19に記載の本発明によれば、長周期の波が持つエネルギーをより多く回収することができる。
図1は、本実施形態の波力発電システムの概略外観図である。
図1においては、環状の浮体部10と、円柱状のスパー部20と、入射する波に対する浮体部10とスパー部20との相対運動速度を大きくするためにスパー部20の下部に張り出して設けた張出手段30を備える波力発電システムを海洋に設置した状態を示している。
スパー部20の上部外周面には、スパー部20よりも径大の浮体部10が上下方向に移動可能に嵌合されている。
浮体部10は水面に位置し、スパー部20は、大部分が水中に没した状態で立設する。スパー部20の上端は水面よりも上に出ている。
また、スパー部20の内部には浮体部10と接続した発電手段40(図2参照)が組み込まれており、浮体部10とスパー部20間の相対運動を利用して発電が行われる。
そこで本実施形態の波力発電システムにおいては、長周期の波によって運動する可動手段を張出手段30に備え、さらに、可動手段の運動に伴うエネルギーを回収するエネルギー回収手段を備える。
これにより、波力発電システムとして設置海域で頻出する波周期付近で効率よく発電できるとともに、長周期の波が持つエネルギーを回収することができるため、このエネルギーを利用して波力発電システムの効率を向上させることができる。
以下に、本実施形態による張出手段及びエネルギー回収手段を備えた波力発電システムの実施例を説明する。
本実施例による波力発電システムは、浮体部10(図2では図示省略)と、スパー部20と、スパー部20の下部に張り出して設けられた張出手段30と、スパー部20の内部に配置された発電手段40を有する。
張出手段30は板状を成し、スパー部20の下端に固定して設けた板状のヒーブプレート131と、ヒーブプレート131に設けた板状のフラップ手段132を有する。ヒーブプレート131は、スパー部20よりも径大であって上面視で六角形形状に形成されている。
発電手段40は、海洋に立設されるスパー部20内に配置されており、浮体部10とスパー部20との相対運動を利用して発電する。
発電手段40は、油圧式の補助発電機構を備えたリニア式発電機構としている。リニア式発電機構を用いることにより、発電手段40に素早い制御応答を行わせることができるとともに、電気エネルギーへの変換工数を少なくすることができる。また、油圧式の補助発電機構を備えたリニア式発電機構とすることにより、設置の自由度が増し、例えばスパー部20の任意の場所に発電手段40を設置することができる。
また、本実施例の波力発電システムは、発電手段40を電動機として利用して、浮体部10とスパー部20の相対運動速度を制御する。これにより、発電手段40そのものを利用して浮体部10とスパー部20との相対運動速度を調節して、波力発電システムの効率を向上させることができるため、相対運動速度を制御する制御手段を別に設ける必要がない。
浮体部10には、制御力も考慮して波力発電システムを設置する海域で頻出する波周期付近で効率よく発電できる固有周期が設定されている。一方、スパー部20には、下部にヒーブプレート131を設けて海域での運動を抑制するために長周期にずらした固有周期が設定され、入射する波に対する浮体部10とスパー部20の相対運動速度を大きくしている。
フラップ手段132は、ヒーブプレート131の各辺から外方へ突出するように設けられた複数個の可動フラップからなる。フラップ手段132の後端は、ヒーブプレート131の内部に設けられたヒンジ50に接続されており、フラップ手段132は、ヒンジ50を中心として上下に回動可能である。フラップ手段132を可動フラップで構成することで、フラップ手段132の動きを大きくでき、長周期の波が持つエネルギーをより多く回収しやすくなる。
なお、ヒーブプレート131は、複数個の可動フラップからなるフラップ手段132の設置や動作等を容易とするために上面視で正六角形に形成しているが、他の多角形や円形に形成することもできる。
フラップ手段132の各可動フラップの後端は、ヒンジ50を介して油圧シリンダ61に接続されている。油圧シリンダ61は、可動フラップの回動動作を利用して駆動される。なお、油圧シリンダ61は回転型を用いて構成することもできる。
波力発電システムに入射する波が、発電手段(リニア式発電機構)40が効率良く発電する周期から長周期側にシフトした場合、長周期の波によってスパー部20が上下動し、それに伴いフラップ手段132(可動フラップ)が回動動作する。エネルギー回収手段60は、油圧シリンダ61によりフラップ手段132の動きを油圧エネルギーとして回収する。このように、スパー部20の上下運動に伴い生じる水流および全体の上下運動を利用して、簡単な構成である板状の張出手段30により長周期の波が持つエネルギーを効率よく回収することができる。また、油圧エネルギーとして回収することで、回収したエネルギーを蓄圧手段62に蓄えることが可能となり油圧式の機器に利用しやすくなる。また、蓄圧手段62に蓄えることにより、回収した油圧エネルギーを任意のタイミングで利用しやすくなるとともに、油圧が変動する場合には蓄圧手段62によって油圧の平滑化が可能となる。
蓄圧手段62及び油圧制御手段63は、スパー部20の内の下部に配置された油圧式の補助発電機構70に接続されている。油圧制御手段63は、入射する波に対する浮体部10とスパー部20の相対運動速度が小さくなった場合に、蓄圧手段62に蓄えられている油圧エネルギーを油圧式の補助発電機構70に供給し、リニア式発電機構40を補助する。
また、エネルギー回収手段60で回収したエネルギーを浮体部10とスパー部20の相対運動速度の制御に利用してもよい。回収したエネルギーを制御に利用することにより、波力発電システムの効率をより向上させることができる。
本実施例による波力発電システムは、浮体部10(図3では図示省略)と、スパー部20と、スパー部20の下部に設けられた板状の張出手段30と、スパー部20内に配置された発電手段40(図3では図示省略)を有する。
張出手段30は、スパー部20に対して全体が並進運動可能な板状の稼動プレート231と、可動手段として稼動プレート231を上下方向に移動可能に支持する支持手段232を有し、支持手段232が、張出手段30の全体を可動とする構成としている。
稼動プレート231は、スパー部20よりも径大であって上面視で正六角形の多角形形状に形成されており、内側に開口231Aを有する。なお、稼動プレート231は他の多角形や円形に形成することもできる。スパー部20は、稼動プレート231の開口231Aの中央部分を貫通した状態で立設し、スパー部20の下端は稼動プレート231よりも下方に位置する。
なお、稼動プレート231は、スパー部20よりも下方、すなわちスパー部20の下端が稼動プレート231よりも上方に位置するように設置することもできる。
支持手段232は、自在継手手段233を介して稼動プレート231をスパー部20に接続する3台の直動型油圧シリンダからなる。稼動プレート231を、自在継手手段233を介してスパー部20に接続する直動型油圧シリンダを用いて支持手段232を構成することで、稼動プレート231の上下方向の動きを吸収しやすくなり、長周期の波が持つエネルギーをより多く回収しやすくなる。
支持手段232である3台の直動型油圧シリンダは、スパー部20に対して周方向に所定間隔で配置されており、各直動型油圧シリンダの一端は、スパー部20のうち稼動プレート231よりも上方の外周に配置された自在継手手段233に接続され、各直動型油圧シリンダの他端は、稼動プレート231の外周部に配置された自在継手手段233に接続されている。直動型油圧シリンダは、稼動プレート231の上下動に伴ってピストンが上下方向に往復動する。なお、直動型油圧シリンダは、2台、又は4台以上配置してもよい。
波力発電システムに入射する波が、リニア式発電機構が効率良く発電する周期から長周期側にシフトした場合、長周期の波によってスパー部20と稼動プレート231間の並進・回転方向の相対運動が生じる。なお、稼動プレート231は、外周端に上下方向に延在した立ち上げ板(抵抗増加端板)234によって水をせき止めることでスパー部20と稼動プレート231間の相対運動速度を大きくしている。
エネルギー回収手段60は、スパー部20と稼動プレート231間の相対運動によって駆動される直動型油圧シリンダの動きを油圧エネルギーとして回収する。油圧エネルギーとして回収することで、回収したエネルギーを蓄圧手段62に蓄えることが可能となり油圧式の機器に利用しやすくなる。また、蓄圧手段62に蓄えることにより、回収した油圧エネルギーを任意のタイミングで利用しやすくなるとともに、油圧が変動する場合には蓄圧手段62によって油圧の平滑化が可能となる。
蓄圧手段62及び油圧制御手段63は、油圧式の補助発電機構70(図3では図示省略)に接続されている。油圧制御手段63は、入射する波に対する浮体部10とスパー部20との相対運動速度が小さくなった場合に、蓄圧手段62に蓄えられている油圧エネルギーを油圧式の補助発電機構70に供給し、リニア式発電機構40を補助する。
また、エネルギー回収手段60で回収したエネルギーを浮体部10とスパー部20の相対運動速度の制御に利用してもよい。回収したエネルギーを制御に利用することにより、波力発電システムの効率をより向上させることができる。
本実施例による波力発電システムは、浮体部10(図4では図示省略)と、スパー部20と、スパー部20の下部に設けられた板状の張出手段30と、スパー部20内に配置された発電手段40(図4では図示省略)を有する。
張出手段30は、スパー部20に対して全体が並進運動可能な板状の稼動プレート331と、可動手段として稼動プレート331を上下方向に移動可能に支持する支持手段332を有し、支持手段332がその基部をスパー部20に固定的に接続され、張出手段30の全体を可動とする構成としている。
稼動プレート331は、スパー部20よりも径大であって上面視で円形又は多角形形状に形成されており、内側に開口331Aを有する。スパー部20は、稼動プレート331の開口331Aの中央部分を貫通した状態で立設し、スパー部20の下端は稼動プレート331よりも下方に位置する。
稼動プレート331を支持する支持手段332は、スパー部20に固定的に接続された複数の直動型油圧シリンダからなる。スパー部20に固定的に接続された直動型油圧シリンダを用いて支持手段332を構成することで、稼動プレート331の上下方向の動きを吸収しやすくなり、長周期の波が持つエネルギーをより多く回収しやすくなる。
支持手段332である複数の直動型油圧シリンダは、稼動プレート331を上下から挟み込むようにしてスパー部20の下部外周に周方向に所定間隔で配置されており、稼動プレート331の上下動に伴ってピストンが上下方向に往復動する。
波力発電システムに入射する波が、リニア式発電機構が効率良く発電する周期から長周期側にシフトした場合、長周期の波によってスパー部20と稼動プレート331間に相対運動が生じる。なお、稼動プレート331に働く上下方向の抗力を増してスパー部20と稼動プレート331間の相対運動を大きくするため、稼動プレート331の外周端には上下方向に延在する抗力増加端板333を設けている。
エネルギー回収手段60は、スパー部20と稼動プレート331間の相対運動によって駆動される直動型油圧シリンダの動きを油圧エネルギーとして回収する。油圧エネルギーとして回収することで、回収したエネルギーを蓄圧手段62に蓄えることが可能となり油圧式の機器に利用しやすくなる。また、蓄圧手段62に蓄えることにより、回収した油圧エネルギーを任意のタイミングで利用しやすくなるとともに、油圧が変動する場合には蓄圧手段62によって油圧の平滑化が可能となる。
蓄圧手段62及び油圧制御手段63は、油圧式の補助発電機構70(図4では図示省略)に接続されている。油圧制御手段63は、入射する波に対する浮体部10とスパー部20との相対運動速度が小さくなった場合に、蓄圧手段62に蓄えられている油圧エネルギーを油圧式の補助発電機構70に供給し、リニア式発電機構40を補助する。
また、エネルギー回収手段60で回収したエネルギーを浮体部10とスパー部20の相対運動速度の制御に利用してもよい。回収したエネルギーを制御に利用することにより、波力発電システムの効率をより向上させることができる。
本実施例による波力発電システムは、浮体部10(図5では図示省略)と、スパー部20と、スパー部20の下部に設けられた板状の張出手段30と、スパー部20内に配置された発電手段40(図5では図示省略)を有する。
張出手段30は、全体が軸434の回りに回動可能な板状を成す稼動フラップ手段431と、可動手段として軸434に設けた回転機構432を有し、回転機構432が張出手段30の一部又は全体を可動とする構成としている。
稼動フラップ手段431は、スパー部20の側方に配置されており、上面視で円形又は多角形状に形成されている。スパー部20と稼動フラップ手段431との間には、所定の間隙431Aが設けられている。なお、稼動フラップ手段431は、複数の稼動フラップによって上面視で円形又は多角形状を成すように構成される分割構造であることが好ましい。また、スパー部20の下端は稼動フラップ手段431よりも下方に位置する。なお、稼動フラプ手段431は、スパー部20よりも下方、すなわちスパー部20の下端が稼動フラプ手段431よりも上方に位置するように設置することもできる。
稼動フラップ手段431の外周端には、上下方向に延在する抗力増加端板433が設けられている。抗力増加端板433は、複数の鋼材又はワイヤー等の結合材80によりスパー部20に固定的に結合されている。
また、回転機構432には、蓄圧手段62(図5では図示省略)と油圧制御手段63(図5では図示省略)を備えたエネルギー回収手段60(図5では図示省略)が接続されている。
軸434に設けられた回転機構432は、稼動フラップ手段431の回動動作に伴って回転する。
稼動フラップ手段431の他端は自由端とされており、稼動フラップ手段431は軸434に接続された一端を中心として上下に回動可能である。
また、図5(b)は、複数の鋼材又はワイヤー等の結合材80によりスパー部20に結合された軸434に回転機構432を設け、スパー部20と軸434との間、及び軸434と抗力増加端板433との間にそれぞれ配置された稼動フラップ手段431の一端を軸434に接続し、他端を自由端とした場合を示している。稼動フラップ手段431と効力増加板433との間にも所定の間隙431Aが設けられている。回転機構432は、油圧式回転機構である。なお、図5(c)は、稼動フラップ手段431、回転機構432及び軸434を示す斜視図である。
蓄圧手段62及び油圧制御手段63は、油圧式の補助発電機構70(図5において図示省略)に接続されている。油圧制御手段63は、入射する波に対する浮体部10とスパー部20の相対運動速度が小さくなった場合に、蓄圧手段62に蓄えられている油圧エネルギーを補助発電機構70に供給し、リニア式発電機構を補助する。
また、エネルギー回収手段60で回収したエネルギーを浮体部10とスパー部20の相対運動速度の制御に利用してもよい。回収したエネルギーを制御に利用することにより、波力発電システムの効率をより向上させることができる。
なお、回収した油圧エネルギーは、結合材80に設けた配管を介して、スパー部20に設けた蓄圧手段62や油圧制御手段63に導くことができる。また、油圧式回転機構432は、直接発電を行う直接発電機構とすることもできる。この場合、結合材80に設けた配線を介して電力をスパー部20に送ることができる。
本実施例による波力発電システムは、浮体部10(図6では図示省略)と、スパー部20と、スパー部20の下部に設けられた板状の張出手段30と、スパー部20内に配置された発電手段40(図6では図示省略)を有し、張出手段30は、可動手段として張出手段30の一部を可動とするタービン手段532を有する。
タービン手段532は、スパー部20の下部に設けられた板状のプレート531に複数設けられている。プレート531は上面視で円形又は多角形形状に形成されており、内側に開口531Aを有する。スパー部20は、プレート531の開口531Aの中央部を貫通した状態で立設し、スパー部20の下端はプレート531よりも下方に位置する。なお、プレート531は、スパー部20よりも下方、すなわちスパー部20の下端がプレート531よりも上方に位置するように設置することもできる。
波力発電システムは、スパー部20の上下運動に伴い生じる水流を利用してタービン手段532により直接回転運動として、長周期の波が持つエネルギーを回収することができる。
タービン手段532は、複数の鋼材又はワイヤー等の結合材80によりスパー部20に固定的に結合されている。
また、タービン手段532の外周側のプレート531の外周端には、上下方向に延在する抗力増加端板533が設けられている。抗力増加端板533を設けることによって、付近の水をせき止めてタービン手段532に流入する水量を多くすることができる。抗力増加端板533は、複数の鋼材又はワイヤー等の結合材80によりスパー部20に固定的に結合されている。
なお、タービン手段532及び抗力増加端板533は、図7に示すようにプレート531がスパー部20に固定的に設けられ、タービン手段532及び抗力増加端板533がプレート531に固定的に設けられている場合には、結合材80によりスパー部20に固定的に結合する必要はない。図7においては、プレート531をスパー部20の下部に固定的に設けている。
波力発電システムに入射する波が、リニア式発電機構が効率良く発電する周期から長周期側にシフトした場合、長周期の波によってスパー部20が上下動して水流が生じ、タービン手段532の回転体が回転する。エネルギー回収手段60である補助発電機64は、タービン手段532の動きを油圧エネルギーとして回収し、補助発電を行う。
このように、長周期の波が持つエネルギーを、タービン手段532とエネルギー回収手段60を用いて回収し、補助発電を行うことで、発電手段40による発電を補い波力発電システムの発電効率を向上させることができる。
また、エネルギー回収手段60で回収したエネルギーを浮体部10とスパー部20の相対運動速度の制御に利用してもよい。回収したエネルギーを制御に利用することにより、波力発電システムの効率をより向上させることができる。
なお、補助発電機64は、油圧によらず直接発電をする直接発電機構とすることもできる。この場合も含めて、タービン手段532で発電された電力は、結合材80に設けた配線を介してスパー部20に送ることができる。
また、エネルギー回収手段60は、油圧式往復流型タービンの動きを油圧エネルギーとして回収してもよい。油圧式往復流型タービンの動きを利用して例えば油圧ポンプを駆動して油圧エネルギーを回収することで、回収したエネルギーを蓄えることが可能となり油圧式の機器に利用しやすくなる。また、回収したエネルギーを蓄えることにより、回収した油圧エネルギーを任意のタイミングで利用しやすくなるとともに、油圧が変動する場合には油圧の平滑化が可能となる。
なお、この場合、回収した油圧エネルギーは、結合材80に設けた配管を介して、スパー部20に設けた蓄圧手段62や油圧制御手段63に導くことができる。
本実施例による波力発電システムは、浮体部10と、スパー部20と、スパー部20の下部に設けられた板状の張出手段30と、スパー部20内に配置された発電手段40(図8では図示省略)を有し、張出手段30は、可動手段として張出手段30の全部を可動とするタービン手段632を有する。
タービン手段632は、スパー部20の下部に設けられた複数枚のブレードを有する。スパー部20内には、ブレードの回転軸が収納されている。
波力発電システムは、スパー部20の上下運動に伴い生じる水流を利用してタービン手段632により直接回転運動として、長周期の波が持つエネルギーを回収することができる。
波力発電システムに入射する波が、リニア式発電機構が効率良く発電する周期から長周期側にシフトした場合、長周期の波によってスパー部20が上下動して水流が生じ、タービン手段632の回転体が回転する。エネルギー回収手段60である補助発電機64は、タービン手段632の動きを油圧エネルギーとして回収し、補助発電を行う。
このように、長周期の波が持つエネルギーを、タービン手段632とエネルギー回収手段60を用いて回収し、補助発電を行うことで、発電手段40による発電を補い波力発電システムの発電効率を向上させることができる。
また、エネルギー回収手段60で回収したエネルギーを浮体部10とスパー部20の相対運動速度の制御に利用してもよい。回収したエネルギーを制御に利用することにより、波力発電システムの効率をより向上させることができる。
また、エネルギー回収手段60は、油圧式往復流型タービンの動きを油圧エネルギーとして回収してもよい。油圧式往復流型タービンの動きを利用して例えば油圧ポンプを駆動して油圧エネルギーを回収することで、回収したエネルギーを蓄えることが可能となり油圧式の機器に利用しやすくなる。また、回収したエネルギーを蓄えることにより、回収した油圧エネルギーを任意のタイミングで利用しやすくなるとともに、油圧が変動する場合には油圧の平滑化が可能となる。
なお、第五の実施例を含めて、油圧式往復流型タービンに代えて、直接補助発電を行う直接発電式往復流型タービンを用いることもできる。
20 スパー部
30 張出手段
40 発電手段
50 ヒンジ
60 エネルギー回収手段
62 蓄圧手段
63 油圧制御手段
64 補助発電機
131 ヒーブプレート
132、232、332、432、532、632 可動手段(フラップ手段、支持手段、回転機構、タービン手段)
231、331 稼動プレート
233 自在継手手段
Claims (19)
- 浮体部と、スパー部と、発電手段とを有し、入射する波に対する前記浮体部と前記スパー部の相対運動速度を大きくするために前記スパー部の下部に張り出して設けた張出手段を有した波力発電システムであって、前記張出手段が可動手段を備え、さらに前記可動手段の運動に伴うエネルギーを回収するエネルギー回収手段を備えたことを特徴とする波力発電システム。
- 前記張出手段が板状を成し、前記可動手段が板状の前記張出手段の一部を可動とする、又は前記可動手段が板状の前記張出手段の全体を可動とする構成であることを特徴とする請求項1に記載の波力発電システム。
- 前記張出手段が、前記スパー部に固定して設けたヒーブプレートと、前記可動手段として前記ヒーブプレートに設けた板状のフラップ手段とを有することを特徴とする請求項2に記載の波力発電システム。
- 前記フラップ手段は、前記ヒーブプレートの周囲に複数個設けた可動フラップであり、前記エネルギー回収手段は、前記可動フラップの動きを油圧エネルギーとして回収することを特徴とする請求項3に記載の波力発電システム。
- 前記張出手段が、前記スパー部に対して全体が並進運動が可能な稼動プレートと、前記可動手段として前記稼動プレートを上下方向に移動可能に支持する支持手段とを有することを特徴とする請求項2に記載の波力発電システム。
- 前記支持手段は前記稼動プレートを、自在継手手段を介して前記スパー部に接続する直動型油圧シリンダであり、前記エネルギー回収手段は、前記直動型油圧シリンダの動きを油圧エネルギーとして回収するものであることを特徴とする請求項5に記載の波力発電システム。
- 前記稼動プレートを支持する前記支持手段は、前記スパー部に固定的に接続された直動型油圧シリンダであり、前記エネルギー回収手段は、前記直動型油圧シリンダの動きを油圧エネルギーとして回収するものであることを特徴とする請求項5に記載の波力発電システム。
- 前記張出手段が、全体が軸の回りに回動可能な板状を成す稼動フラップ手段と、前記可動手段として前記軸に設けた回転機構を有することを特徴とする請求項2に記載の波力発電システム。
- 前記回転機構が油圧式回転機構であり、前記エネルギー回収手段は、前記油圧式回転機構の動きを油圧エネルギーとして回収することを特徴とする請求項8に記載の波力発電システム。
- 前記張出手段が、前記可動手段としてその一部を可動とするタービン手段、又は全体を可動とするタービン手段を有することを特徴とする請求項1に記載の波力発電システム。
- 前記タービン手段は往復流型タービンであり、前記エネルギー回収手段は前記往復流型タービンの動作により補助発電を行う補助発電機であることを特徴とする請求項10に記載の波力発電システム。
- 前記往復流型タービンは油圧式往復流型タービンであり、前記エネルギー回収手段は、前記油圧式往復流型タービンの動きを油圧エネルギーとして回収することを特徴とする請求項11に記載の波力発電システム。
- 前記エネルギー回収手段は、回収した前記油圧エネルギーを蓄える蓄圧手段を有することを特徴とする請求項4、請求項6、請求項7、請求項9、又は請求項12に記載の波力発電システム。
- 前記エネルギー回収手段は、前記蓄圧手段に蓄えた前記油圧エネルギーの利用を、前記相対運動速度に基づいて制御する油圧制御手段を有することを特徴とする請求項13に記載の波力発電システム。
- 前記発電手段は、油圧式のリニア式発電機構であることを特徴とする請求項1から請求項14のいずれか1項に記載の波力発電システム。
- 回収した前記油圧エネルギーを前記油圧式の前記リニア式発電機構に導いて利用することを特徴とする請求項4、6、7、9、12、13及び14のいずれか1項を引用する請求項15に記載の波力発電システム。
- 前記発電手段を利用して、前記浮体部と前記スパー部の相対運動速度を制御することを特徴とする請求項1から請求項16のいずれか1項に記載の波力発電システム。
- 前記エネルギー回収手段で回収したエネルギーを前記浮体部と前記スパー部の相対運動速度の制御に利用することを特徴とする請求項1から請求項17のいずれか1項に記載の波力発電システム。
- 前記張出手段と、前記エネルギー回収手段とを前記スパー部の上下方向に複数段備えたことを特徴とする請求項1から請求項18のいずれか1項に記載の波力発電システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018018565A JP7029796B2 (ja) | 2018-02-05 | 2018-02-05 | 波力発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018018565A JP7029796B2 (ja) | 2018-02-05 | 2018-02-05 | 波力発電システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019135391A true JP2019135391A (ja) | 2019-08-15 |
JP7029796B2 JP7029796B2 (ja) | 2022-03-04 |
Family
ID=67624086
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018018565A Active JP7029796B2 (ja) | 2018-02-05 | 2018-02-05 | 波力発電システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7029796B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114715365A (zh) * | 2022-05-03 | 2022-07-08 | 西南石油大学 | 一种水下悬挂蝴蝶式内波监测与发电一体化装置及方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040061338A1 (en) * | 2002-09-27 | 2004-04-01 | Woodbridge Thomas C. | Reciprocating generator wave power buoy |
JP2009535565A (ja) * | 2006-05-01 | 2009-10-01 | オーシャン パワー テクノロジーズ,インク. | ヒーブ板を備える改良型波力エネルギー変換器(wec) |
JP2012522163A (ja) * | 2009-03-27 | 2012-09-20 | モファット,ブライアン,リー | ベンチュリピンホイールおよび海錨波エネルギー変換システム |
-
2018
- 2018-02-05 JP JP2018018565A patent/JP7029796B2/ja active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040061338A1 (en) * | 2002-09-27 | 2004-04-01 | Woodbridge Thomas C. | Reciprocating generator wave power buoy |
JP2009535565A (ja) * | 2006-05-01 | 2009-10-01 | オーシャン パワー テクノロジーズ,インク. | ヒーブ板を備える改良型波力エネルギー変換器(wec) |
JP2012522163A (ja) * | 2009-03-27 | 2012-09-20 | モファット,ブライアン,リー | ベンチュリピンホイールおよび海錨波エネルギー変換システム |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114715365A (zh) * | 2022-05-03 | 2022-07-08 | 西南石油大学 | 一种水下悬挂蝴蝶式内波监测与发电一体化装置及方法 |
CN114715365B (zh) * | 2022-05-03 | 2023-03-07 | 西南石油大学 | 一种水下悬挂蝴蝶式内波监测与发电一体化装置及方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7029796B2 (ja) | 2022-03-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1071882B1 (en) | Extracting power from moving water | |
JP5410636B2 (ja) | 直接駆動式波エネルギー変換機 | |
EP2284386B1 (en) | Wave energy converter device | |
CN102146890B (zh) | 用于深海的系泊浮式风能波浪能联合发电平台 | |
JP5734462B2 (ja) | 潮流発電装置 | |
US10989164B2 (en) | Resonant unidirectional wave energy converter | |
EA014378B1 (ru) | Преобразователь энергии волн | |
JP5926428B2 (ja) | 発電システム及び発電システム用往復運動機構 | |
CN103114960A (zh) | 可用于低速环境的潮流能发电装置 | |
JP2012503131A (ja) | 海洋波力エネルギを変換する装置 | |
EP3724491B1 (en) | Underwater energy storage system | |
JP2019135391A (ja) | 波力発電システム | |
WO2013148243A1 (en) | Wave and water energy converter mounted on bridge supports | |
CN102200091A (zh) | 以伞状装置吸收海浪能量的发电的方法与装置 | |
CN107605650A (zh) | 一种利用月池激波的浮式波浪发电装置 | |
EP1853817A1 (en) | Driving apparatus for a wave power device | |
CN112855450B (zh) | 一种近海单桩风能波浪能集成发电装置 | |
JP2009097494A (ja) | 海上発電装置 | |
US8863511B2 (en) | Wave and water energy converter mounted on bridge supports | |
CN101949350A (zh) | 一种水流发电设备 | |
SE0850056A1 (sv) | Kraftverk | |
CN110131090B (zh) | 一种利用潮汐的海底发电装置 | |
JP2010270721A (ja) | ハイブリッド垂直軸型高効率タービン及び発電装置。 | |
CN112196722B (zh) | 一种输入功率可调节的波浪发电系统 | |
WO2016024520A1 (ja) | 発電システム及び発電システム用往復運動機構 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210118 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210915 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210921 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211115 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220201 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220214 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7029796 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |