JP2020084764A - 海中浮遊式海流発電装置及び海中浮遊式海流発電システム - Google Patents

Abstract

【課題】より安定した電力を得ることができる海中浮遊式海流発電装置及び海中浮遊式海流発電システムを提供する。【解決手段】海中Ｗに浮遊させられて海中Ｗの海流Ｆにより発電する発電部１１１を備えた海中浮遊式海流発電装置１Ａにおいて、超音波流速計１０５により海中Ｗのそれぞれの位置での海流Ｆの流速が計測され、位置制御部１１２により超音波流速計１０５によって計測された流速に基づいて発電部１１１の海中Ｗの位置が制御されるため、海中の所望の流速の位置に発電部１１１を位置させ易くなる。このため、流速の変動に発電部１１１の電力が影響され難くなり、より安定した電力を得ることができる。【選択図】図２

Description

本発明は、海中浮遊式海流発電装置及び海中浮遊式海流発電システムに関するものである。

タービンを備えた発電機が海中に浮遊させられ、海中の海流により当該発電機が発電する海中浮遊式海流発電に関する技術が知られている。例えば、特許文献１には、外部からの指令に基づいて発電状態および発電休止状態のいずれかとされる海中浮遊式海流発電装置が開示されている。特許文献1の海中浮遊式海流発電装置は、内部にバラストタンクを有する本体部と、海流を受けて回転するタービンを有する発電機と、本体部に対して発電機を昇降させる昇降機構とを備える。発電休止状態から発電状態への移行時には、昇降機構により本体部の下方にある発電位置に発電機が移動させられるとともに、本体部が予め定められた深度となるまでバラストタンクが注水される。発電状態から発電休止状態への移行時には、昇降機構により本体部の上方にある発電休止位置に発電機が移動させられるとともに、バラストタンクが排水されて本体部が浮上させられる。

特許第６０９３８３９号公報

ところで、海流のある領域内でも、海流には場所により、又は季節などにより流速に変動が生じ、深さ方向にも流速分布が生じ、上記技術では、流速の変動に発電の電力が影響される。そのため、より安定した電力を得ることが望まれている。

そこで本発明は、より安定した電力を得ることができる海中浮遊式海流発電装置及び海中浮遊式海流発電システムを提供することを目的とする。

本発明の一側面は、海中に浮遊させられ、海中の海流により発電する発電部と、海中のそれぞれの位置での海流の流速を計測する超音波流速計と、超音波流速計により計測された流速に基づいて、発電部の海中の位置を制御する位置制御部とを備えた海中浮遊式海流発電装置である。

この構成によれば、海中に浮遊させられて海中の海流により発電する発電部を備えた海中浮遊式海流発電装置において、超音波流速計により海中のそれぞれの位置での海流の流速が計測され、位置制御部により超音波流速計によって計測された流速に基づいて発電部の海中の位置が制御されるため、海中の所望の流速の位置に発電部を位置させ易くなる。このため、流速の変動に発電の電力が影響され難くなり、より安定した電力を得ることができる。

この場合、位置制御部は、超音波流速計により計測された流速に基づいて、発電部による発電の電力が増大する海中の位置に発電部を移動させることができる。

この構成によれば、位置制御部により、超音波流速計により計測された流速に基づいて発電部による発電の電力が増大する海中の位置に発電部が移動させられるため、より大きな電力を得ることができる。

また、位置制御部は、発電部を移動させることにより増大する発電部による発電の電力量から、発電部を移動させることにより消費される電力量を差し引いた電力量に基づいて、発電部の海中の位置を制御することができる。

この構成によれば、位置制御部により、発電部を移動させることにより増大する発電部による発電の電力量から発電部を移動させることにより消費される電力量を差し引いた電力量に基づいて発電部の海中の位置が制御されるため、より大きく、より安定した電力量を得ることができる。

また、超音波流速計は、発電部の上方及び下方の海中の位置での流速を計測することができる。

この構成によれば、超音波流速計により、発電部の上方及び下方の海中の位置での流速が計測されるため、発電に重要な海中の深度方向での流速の分布を取得することができ、発電量の安定性をより向上させることができる。

また、発電部に設けられた２つの超音波流速計を備え、一方の超音波流速計は、発電部の一方の側方における斜め上方の海中の位置での流速を計測し、他方の超音波流速計は、発電部の他方の側方における斜め下方の海中の位置での流速を計測することができる。

この構成によれば、発電部に設けられた２つの超音波流速計を備え、一方の超音波流速計により、発電部の一方の側方における斜め上方の海中の位置での流速が計測され、他方の超音波流速計により、発電部の他方の側方における斜め下方の海中の位置での流速が計測される。一方の側方における斜め上方の海中の位置での流速から、一方の側方における上方、一方の側方における下方の一部及び他方の側方における上方の一部の流速も推測することができる。他方の側方における斜め下方の海中の位置での流速から、他方の側方における下方、他方の側方における上方の一部及び一方の側方における下方の一部の流速も推測することができる。このため、発電部に設けられた最小限の数量の超音波流速計により、発電部の上方、下方及び左右の側方の全方位における流速の分布を取得することができる。

また、海底に配置され、発電部を係留する係留部をさらに備え、超音波流速計は、係留部に設けられることができる。

この構成によれば、超音波流速計は、海底に配置され発電部を係留する係留部に設けられているため、発電部に到達する海流の流速を予め計測することができ、流速の予測を立て易く、位置制御部による発電部の位置の制御がより容易となる。

また、超音波流速計により計測された流速に基づいて、海流によって回転させられることにより発電部に発電させるためのタービンのピッチを制御するピッチ制御部をさらに備えることができる。

この構成によれば、ピッチ制御部により、超音波流速計により計測された流速に基づいて、海流によって回転させられることにより発電部に発電させるためのタービンのピッチが制御されるため、より効率良く電力を得ることができる。

一方、本発明の他の側面は、上記本発明の海中浮遊式海流発電装置を複数備えた海中浮遊式海流発電システムである。

この構成によれば、海中浮遊式海流発電システムは、上記本発明の海中浮遊式海流発電装置を複数備えるため、安定したより大きな電力を得ることができる。また、海中浮遊式海流発電装置のそれぞれが互いに海中の海流の流速に関する情報を共有することにより、より安定した電力を得ることも可能である。

本発明の一側面の海中浮遊式海流発電装置及び本発明の他側面の海中浮遊式海流発電システムによれば、より安定した電力を得ることができる。

第１実施形態に係る海中浮遊式海流発電装置を示す斜視図である。 第１実施形態に係る海中浮遊式海流発電装置の浮体を示すブロック図である。 （Ａ）は第１実施形態に係る左ポッドの超音波流速計を示す図であり、（Ｂ）は第１実施形態に係る超音波流速計の上下左右の全方位における計測方向を示す図である。 第１実施形態に係る海中浮遊式海流発電装置の動作を示すフロチャートである。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）は、海中の深度と海流の流速との想定される様々なパターンを示す図である。 （Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、第１実施形態に係る海中浮遊式海流発電装置の浮体の動作を示す図である。 海中浮遊式海流発電装置で生じる損失を示す図である。 （Ａ）は第２実施形態に係る左ポッドの超音波流速計を示す図であり、（Ｂ）は第２実施形態に係る超音波流速計の上下左右の全方位における計測方向を示す図である。 第３実施形態に係る海中浮遊式海流発電装置を示す斜視図である。 第４実施形態に係る海中浮遊式海流発電システムを示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。以下の説明において、「上流」又は「下流」との語は、海流の流れを基準として用いられる。「前」との語は、海流の流れの上流側を意味し、「後」との語は、海流の流れの下流側を意味する。「側」との語は、海流の流れに対して垂直で、かつ水平な方向を意味する。「右」又は「左」との語は、海流の流れに対して垂直で、かつ水平な方向を意味し、後方すなわち下流側からみた場合を基準として用いられる。「上」又は「下」との語は、後述の浮体が海中で安定した状態における鉛直方向線を基準として用いられる。

図１に示されるように、本発明の第１実施形態に係る海中浮遊式海流発電装置１Ａは、浮体１００Ａと係留部２００Ａとを備える。浮体１００Ａは、海中Ｗに浮遊させられ、海中Ｗの海流により発電する。係留部２００Ａは、海底Ｂに配置され、係留索２０１により浮体１００Ａを係留する。発電することで得られた電力は、例えば、係留索２０１及び海底Ｂに沿った不図示のケーブルによって外部の電力系統に送られる。

図１及び図２に示されるように、浮体１００Ａは、中央ポッド１０１、左ポッド１０２、右ポッド１０３、タービン１０４、超音波流速計１０５、連結部１０６、発電部１１１、位置制御部１１２、浮力調整装置１１３、姿勢制御装置１１４、ピッチ制御部１１５、深度計１１６及び通信制御部１１７を備える。浮体１００Ａの全長及び全幅は、例えば、１０ｍ〜１００ｍである。

中央ポッド１０１、左ポッド１０２及び右ポッド１０３は、内部空間を有する円筒状の容器である。中央ポッド１０１は、左右方向において左ポッド１０２と右ポッド１０３との間に配置されており、左ポッド１０２及び右ポッド１０３よりも上方に配置されている。左ポッド１０２及び右ポッド１０３は、例えば互いに同一の構造を有している。中央ポッド１０１、左ポッド１０２及び右ポッド１０３の長手方向の中心軸線が互いに略平行となるように、中央ポッド１０１、左ポッド１０２及び右ポッド１０３は配置されている。中央ポッド１０１、左ポッド１０２及び右ポッド１０３は、連結部１０６により互いに連結されている。

左ポッド１０２及び右ポッド１０３は発電部１１１を備える。発電部１１１は、浮体１００Ａと共に海中Ｗに浮遊させられ、海中Ｗの海流により発電する。発電部１１１のそれぞれは、左ポッド１０２及び右ポッド１０３のそれぞれに配置されたタービン１０４の回転により電力を生成する。つまり、本実施形態の海中浮遊式海流発電装置１Ａは、双発式の海流発電装置である。発電部１１１は、タービン１０４の回転数に対して発電機の回転数を増速する不図示の増速器を有する。発電部１１１のそれぞれの発電の電力は、例えば、１０００ｋＷである。また、例えば、２つのタービン１０４は左ポッド１０２及び右ポッド１０３の後部に配置されている。つまり、浮体１００Ａではダウンウインド型タービンが採用されている。また、互いの回転によるトルクを相殺するために、左ポッド１０２及び右ポッド１０３のそれぞれのタービン１０４はピッチが互いに逆向きであり、海流を受けて互いに逆向きに回転する。

左ポッド１０２及び右ポッド１０３は超音波流速計１０５を備える。超音波流速計１０５は、海中Ｗのそれぞれの位置での海流の流速を計測する。超音波流速計１０５は、超音波のドップラー効果を利用した流速計である。超音波流速計１０５は、超音波流速計１０５から発信された音波が海中Ｗの浮遊懸濁物で反射し、戻ってくる音に周波数の変化（ドップラーシフト）が生じ、それが流速に比例していることを利用して、海流の流速を測定するものである。

本実施形態では、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示されるように、左ポッド１０２及び右ポッド１０３のそれぞれは、４つの超音波流速計１０５を備える。４つの超音波流速計１０５のそれぞれは、左ポッド１０２及び右ポッド１０３の上方Ｕ、下方Ｄ、左方Ｌ及び右方Ｒの海中Ｗの位置での海流の流速を計測する。これにより、浮体１００Ａの発電部１１１の上方Ｕ、下方Ｄ及び左右の側方の全方位における流速の分布を取得することができる。

図２に示されるように、中央ポッド１０１は位置制御部１１２を備える。位置制御部１１２は、超音波流速計１０５により計測された流速に基づいて、発電部１１１の海中Ｗの位置を制御する。中央ポッド１０１は浮力調整装置１１３を備える。浮力調整装置１１３は、中央ポッド１０１に内蔵されたバラストタンクに海水を注排水することで浮体１００Ａに加わる浮力を調整する。左ポッド１０２及び右ポッド１０３のそれぞれは姿勢制御装置１１４を備える。姿勢制御装置１１４は、左ポッド１０２及び右ポッド１０３に配置されたバラストタンク及びスラスターにより浮体１００Ａの海中Ｗでの姿勢を制御する。位置制御部１１２は、浮力調整装置１１３及び姿勢制御装置１１４の動作を制御することにより、発電部１１１の海中Ｗの位置を制御する。

後述するように、位置制御部１１２は、超音波流速計１０５により計測された流速に基づいて、浮体１００Ａの発電部１１１による発電の電力が増大する海中Ｗの位置に浮体１００Ａと共に発電部１１１を移動させる。さらに詳細には、位置制御部１１２は、浮体１００Ａと共に発電部１１１を移動させることにより増大する発電部１１１による発電の電力量から、浮体１００Ａと共に発電部１１１を移動させることにより消費される電力量を差し引いた電力量に基づいて、発電部１１１の海中Ｗの位置を制御する。

中央ポッド１０１はピッチ制御部１１５を備える。ピッチ制御部１１５は、超音波流速計１０５により計測された流速に基づいて、海流によって回転させられることにより発電部１１１に発電させるためのタービン１０４のピッチを制御する。また、中央ポッド１０１は通信制御部１１６を備える。深度計１１６は、浮体１００Ａの発電部１１１の深度を計測する。通信制御部１１７は、係留索２０１及び海底Ｂに沿った不図示のケーブルを介して、超音波流速計１０５により計測された海中Ｗのそれぞれの位置での海流の流速に関する情報、発電部１１１による発電の電力に関する情報及び浮体１００Ａの状態に関する情報等を外部に送信する。また、通信制御部１１７は、浮体１００Ａの動作を制御する指令信号を外部から受信する。

以下、本実施形態に係る海中浮遊式海流発電装置１Ａの動作について説明する。図１に示されるように、係留部２００Ａが海底Ｂに配置される。係留部２００Ａにより係留された浮体１００Ａは海中Ｗに浮遊させられる。図４に示すように、海中浮遊式海流発電装置１Ａの超音波流速計１０５は、海中Ｗのそれぞれの位置での海流の流速の計測を開始する（Ｓ１）。海中浮遊式海流発電装置１Ａの位置制御部１１２は、超音波流速計１０５により計測された流速に基づいて、海中Ｗのそれぞれの位置での海流の流速を分析する（Ｓ２）。海中Ｗのそれぞれの位置での海流の流速は、深度計１１６により計測された浮体１００Ａの発電部１１１の深度等の浮体１００Ａの位置と関連付けたデータとして記録される。通信制御部１１７は当該データを外部に送信する。

図５（Ａ）、図５（Ｂ）、図５（Ｃ）、図５（Ｄ）及び図５（Ｅ）に示されるように、海中Ｗの深度と海流の流速とのパターンは様々である。例えば、図６（Ａ）に示すように、海中Ｗの海流Ｆの状態の変動により、海面Ｓと海底Ｂとの間の海中Ｗに浮遊させられた浮体１００Ａの周囲の海流Ｆの流速が低く、浮体１００Ａの位置よりも深い位置の海流Ｆの流速が高い場合が考えられる。位置制御部１１２は、海中のそれぞれの位置での海流の流速のデータを評価する（Ｓ３）。

位置制御部１１２は、発電部１１１を移動させることにより増大する発電部１１１による発電の電力量から、発電部１１１を移動させることにより消費される電力量を差し引いた電力量が所定の閾値より大きい否かを判定する（Ｓ４）。例えば、発電部１１１を移動させることにより増大する発電部１１１による発電の電力量から、発電部１１１を移動させることにより消費される電力量を差し引いた電力量が所定の正の閾値以下である場合には、位置制御部１１２は、浮体１００Ａの発電部１１１の海中Ｗの位置を維持する。

一方、発電部１１１を移動させることにより増大する発電部１１１による発電の電力量から、発電部１１１を移動させることにより消費される電力量を差し引いた電力量が所定の正の閾値を超えている場合には、図２、図６（Ｂ）及び図６（Ｃ）に示されるように、位置制御部１１２は、浮体１００Ａの発電部１１１の海中Ｗの位置を目標位置Ｔへと移動させる（Ｓ５）。位置制御部１１２は、浮力調整装置１１３に指令信号を送信し、浮体１００Ａの浮力を制御する。また、位置制御部１１２は、姿勢制御装置１１４に指令信号を送信し、浮体１００Ａの姿勢を制御する。また、位置制御部１１２は、ピッチ制御部１１５に指令信号を送信し、浮体１００Ａの移動に適したピッチにタービン１０４のピッチを変更する。

位置制御部１１２は、浮体１００Ａの現在位置から目標位置Ｔまでの経路の海流Ｆの流速に基づいて、浮力調整装置１１３、姿勢制御装置１１４及びピッチ制御部１１５の動作を制御する。例えば、浮体１００Ａの現在位置よりも深度が深い目標位置Ｔまでの経路に海流Ｆの流速が低く、浮体１００Ａを潜航させ難い領域がある場合には、位置制御部１１２は、浮力調整装置１１３にバラストタンクの注水量を通常よりも増大させるように指令信号を送信する。一方、浮体１００Ａの現在位置よりも深度が深い目標位置Ｔまでの経路に海流Ｆの流速が急増し、浮体１００Ａが潜航し過ぎる領域がある場合には、位置制御部１１２は、浮力調整装置１１３にバラストタンクの注水量を通常よりも減少させるように指令信号を送信する。

図２及び図６（Ｃ）に示されるように、浮体１００Ａの発電部１１１の位置が目標位置Ｔに到達した後に、位置制御部１１２は、ピッチ制御部１１５に指令信号を送信し、発電部１１１の発電の電力が最大となるピッチにタービン１０４のピッチを変更する（Ｓ６）。位置制御部１１２は、超音波流速計１０５により計測された海中Ｗのそれぞれの位置での海流Ｆの流速に基づいて、目標位置Ｔにおいて、発電部１１１を移動させることにより増大する発電部１１１による発電の電力量から、発電部１１１を移動させることにより消費される電力量を差し引いた電力量が所定の閾値より大きい否かを判定する（Ｓ７）。

例えば、発電部１１１を移動させることにより増大する発電部１１１による発電の電力量から、発電部１１１を移動させることにより消費される電力量を差し引いた電力量が所定の正の閾値以下である場合には、位置制御部１１２は、浮体１００Ａの発電部１１１の海中Ｗの位置を維持する（Ｓ８）。一方、潮汐等による海中Ｗの海流Ｆの状態の変動により、発電部１１１を移動させることにより増大する発電部１１１による発電の電力量から、発電部１１１を移動させることにより消費される電力量を差し引いた電力量が所定の正の閾値を超えている場合には、位置制御部１１２は、上記のＳ３〜Ｓ７の動作を行う。

本実施形態によれば、海中Ｗに浮遊させられて海中Ｗの海流Ｆにより発電する発電部１１１を備えた海中浮遊式海流発電装置１Ａにおいて、超音波流速計１０５により海中Ｗのそれぞれの位置での海流Ｆの流速が計測され、位置制御部１１２により超音波流速計１０５によって計測された流速に基づいて発電部１１１の海中Ｗの位置が制御されるため、海中の所望の流速の位置に発電部１１１を位置させ易くなる。このため、流速の変動に発電の電力が影響され難くなり、より安定した電力を得ることができる。

また、本実施形態によれば、位置制御部１１２により、超音波流速計１０５により計測された流速に基づいて発電部１１１による発電の電力が増大する海中Ｗの位置に発電部１１１が移動させられるため、より大きな電力を得ることができる。

また、本実施形態によれば、位置制御部１１２により、発電部１１１を移動させることにより増大する発電部１１１による発電の電力量から発電部１１１を移動させることにより消費される電力量を差し引いた電力量に基づいて発電部１１１の海中Ｗの位置が制御されるため、より大きく、より安定した電力量を得ることができる。

また、本実施形態によれば、超音波流速計１０５により、発電部１１１の上方及び下方の海中Ｗの位置での流速が計測されるため、発電に重要な海中の深度方向での流速の分布を取得することができ、発電量の安定性をより向上させることができる。つまり、発電部１１１の下方向のみではなく、上方向の流速も測定することができ、海中の深度方向での正確な流速の分布が得られ、発電量の安定性をより向上させることができる。

また、本実施形態によれば、ピッチ制御部１１５により、超音波流速計１０５により計測された流速に基づいて、海流によって回転させられることにより発電部１１１に発電させるためのタービン１０４のピッチが制御されるため、より効率良く電力を得ることができる。

図７に示すように、海中浮遊式海流発電装置１Ａでは、海流Ｆのエネルギーに対して、タービンによる損失、増速器による損失及び発電機による損失が生じる。なお、図７中において、Ｔ’は増速器のトルクであり、ｎ’は増速器の回転数であり、Ｋｇは増速器の増速比であり、Ｉは発電機の発電の電流であり、Ｖは発電機の発電の電圧である。これらの損失は０にすることは不可能であるため、海流Ｆのエネルギーを増やさなければ、発電の電力を増加させることは不可能である。本実施形態では、位置制御部１１２により超音波流速計１０５によって計測された流速に基づいて、発電の電力量が最大となる位置に発電部１１１の海中Ｗの位置が制御されるため、発電の電力量を常に最大にできる。したがって、発電部１１１を最適な位置に設置することができ、効率的に発電をすることができる。また、タービン１０４のピッチが最適に制御されるため、タービンによる損失を減少させることができる。

従来の海中浮遊式海流発電装置では、極端に流速が遅くなると浮体１００Ａが浮上してしまう可能性がある。また、従来の海中浮遊式海流発電装置では、極端に流速が遅い領域から、より潜航することができない可能性がある。一方、本実施形態では、位置制御部１１２により超音波流速計１０５によって計測された流速に基づいて浮体１００Ａの位置が制御されるため、極端に流速が遅い位置を予め避けることにより、浮体１００Ａの浮上を防止することができる。

また、浮体１００Ａの移動経路上の流速の情報を得られるため、浮体１００Ａの深度制御が容易となる。浮体１００Ａの潜航経路上に流速が０に近い領域がある場合には、浮体１００Ａが潜航できない可能性がある。しかし、本実施形態によれば、予め、浮力調整装置１１３にバラストタンクの注水量を通常よりも増大させる等の対策がとれる。一方、浮体１００Ａの潜航経路上に流速が急増する領域がある場合には、浮体１００Ａが潜航し過ぎる可能性がある。本実施形態によれば、浮体１００Ａの潜航経路上に流速が急増する領域がある場合にも、浮力調整装置１１３にバラストタンクの注水量を通常よりも減少させる等の対策がとれる。さらに、本実施形態によれば、超音波流速計１０５によりタービン１０４のブレードの周囲の流速を測定することができ、発電部１１１による発電の電力の変動を制御することができる。また、本実施形態によれば、深度計１１６による浮体１００Ａの発電部１１１の深度に関する情報を加味することで、海面Ｓからの絶対深度と流速とを関連付けて記録することができる。

以下、本発明の第２実施形態について説明する。図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示すように、本実施形態の海中浮遊式海流発電装置１Ｂの浮体１００Ｂでは、発電部１１１を収容する左ポッド１０２及び右ポッド１０３のそれぞれに設けられた２つの超音波流速計１０５を備え、一方の超音波流速計１０５は、発電部１１１の一方の側方における斜め上方の海中Ｗの位置での流速を計測し、他方の超音波流速計１０５は、発電部１１１の他方の側方における斜め下方の海中Ｗの位置での流速を計測する。図８（Ａ）及び図８（Ｂ）の例では、一方の超音波流速計１０５は、発電部１１１の斜め左上方ＬＵの海中Ｗの位置での流速を計測し、他方の超音波流速計１０５は、発電部１１１の斜め右下方ＲＤにおける斜め下方の海中Ｗの位置での流速を計測する。

本実施形態によれば、発電部１１１に設けられた２つの超音波流速計１０５を備え、一方の超音波流速計１０５により、発電部１１１の一方の側方における斜め上方の海中Ｗの位置での流速が計測され、他方の超音波流速計１０５により、発電部１１１の他方の側方における斜め下方の海中Ｗの位置での流速が計測される。一方の側方における斜め上方の海中Ｗの位置での流速から、一方の側方における上方、一方の側方における下方の一部及び他方の側方における上方の一部の流速も推測することができる。他方の側方における斜め下方の海中Ｗの位置での流速から、他方の側方における下方、他方の側方における上方の一部及び一方の側方における下方の一部の流速も推測することができる。このため、発電部に設けられた最小限の数量の超音波流速計１０５により、発電部１１１の上方、下方及び左右の側方の全方位における流速の分布を取得することができる。

以下、本発明の第３実施形態について説明する。図９に示すように、本実施形態の海中浮遊式海流発電装置１Ｃは、海底Ｂに配置され、浮体１００Ａの発電部１１１を係留する係留部２００Ｂを備える。超音波流速計１０５は、浮体１００Ａの他に、係留部２００Ｂにも設けられている。なお、超音波流速計１０５は、係留部２００Ｂにのみ設けられていてもよい。

本実施形態によれば、超音波流速計１０５は、海底Ｂに配置され発電部１１１を係留する係留部２００Ｂに設けられているため、発電部１１１に到達する海流の流速を予め計測することができ、流速の予測を立て易く、位置制御部１１２による発電部１１１の位置の制御がより容易となる。

以下、本発明の第４実施形態について説明する。図１０に示すように、本実施形態の海中浮遊式海流発電システム３００は、海中浮遊式海流発電装置１Ｃを複数備える。海底Ｂの異なる位置に係留部２００Ｂが配置され、係留部２００Ｂのそれぞれに浮体１００Ａが係留されている。係留部２００Ｂの超音波流速計１０５により計測された海中Ｗのそれぞれの位置での海流の流速は、海底Ｂに沿った不図示のケーブルを介して、外部及び他の浮体１００Ａに送信される。また、浮体１００Ａの超音波流速計１０５により計測された海中Ｗのそれぞれの位置での海流の流速は、通信制御部１１７により係留索２０１及び海底Ｂに沿った不図示のケーブルを介して、外部及び他の浮体１００Ａに送信される。

浮体１００Ａのそれぞれの位置制御部１１２は、自己の超音波流速計１０５により計測された海中Ｗのそれぞれの位置での海流の流速の他に、他の浮体１００Ｃ及び係留部２００Ｂの超音波流速計１０５により計測された海中Ｗのそれぞれの位置での海流の流速に基づいて、自己の浮体１００Ａの位置を制御する。なお、係留部２００Ｂに替えて係留部２００Ａが配置されてもよく、浮体１００Ａに替えて浮体１００Ｂが配置されてもよい。

本実施形態によれば、海中浮遊式海流発電システム３００は、本発明の海中浮遊式海流発電装置１Ｃを複数備えるため、安定したより大きな電力を得ることができる。また、海中浮遊式海流発電装置１Ｃのそれぞれが互いに海中Ｗの海流の流速に関する情報を共有することにより、より安定した電力を得ることも可能である。

以上、本発明の実施形態及び変形例について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 海中浮遊式海流発電装置
１００Ａ，１００Ｂ 浮体
１０１ 中央ポッド
１０２ 左ポッド
１０３ 右ポッド
１０４ タービン
１０５ 超音波流速計
１０６ 連結部
１１１ 発電部
１１２ 位置制御部
１１３ 浮力調整装置
１１４ 姿勢制御装置
１１５ ピッチ制御部
１１６ 深度計
１１７ 通信制御部
２００Ａ，２００Ｂ 係留部
２０１ 係留索
３００ 海中浮遊式海流発電システム
Ｕ 上方
Ｄ 下方
Ｌ 左方
Ｒ 右方
ＬＵ 斜め左上方
ＲＤ 斜め右下方
Ｓ 海面
Ｂ 海底
Ｗ 海中
Ｆ 海流
Ｔ 目標位置

Claims (8)

1. 海中に浮遊させられ、前記海中の海流により発電する発電部と、
   前記海中のそれぞれの位置での前記海流の流速を計測する超音波流速計と、
   前記超音波流速計により計測された前記流速に基づいて、前記発電部の前記海中の位置を制御する位置制御部と、
   を備えた海中浮遊式海流発電装置。
2. 前記位置制御部は、前記超音波流速計により計測された前記流速に基づいて、前記発電部による発電の電力が増大する前記海中の位置に前記発電部を移動させる、請求項１に記載の海中浮遊式海流発電装置。
3. 前記位置制御部は、前記発電部を移動させることにより増大する前記発電部による発電の電力量から、前記発電部を移動させることにより消費される電力量を差し引いた電力量に基づいて、前記発電部の前記海中の位置を制御する、請求項２に記載の海中浮遊式海流発電装置。
4. 前記超音波流速計は、前記発電部の上方及び下方の前記海中の位置での前記流速を計測する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の海中浮遊式海流発電装置。
5. 前記発電部に設けられた２つの前記超音波流速計を備え、
   一方の前記超音波流速計は、前記発電部の一方の側方における斜め上方の前記海中の位置での前記流速を計測し、
   他方の前記超音波流速計は、前記発電部の他方の側方における斜め下方の前記海中の位置での前記流速を計測する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の海中浮遊式海流発電装置。
6. 海底に配置され、前記発電部を係留する係留部をさらに備え、
   前記超音波流速計は、前記係留部に設けられている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の海中浮遊式海流発電装置。
7. 前記超音波流速計により計測された前記流速に基づいて、前記海流によって回転させられることにより前記発電部に発電させるためのタービンのピッチを制御するピッチ制御部をさらに備えた、請求項１〜６のいずれか１項に記載の海中浮遊式海流発電装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の海中浮遊式海流発電装置を複数備えた海中浮遊式海流発電システム。

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