JP2020148135A - Submerged floating type power generator - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、水中浮遊式発電装置に関する。 The present disclosure relates to an underwater floating power generator.
水中に設置され、水の流れを利用して発電を行う水中浮遊式発電装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 An underwater floating power generator that is installed underwater and uses the flow of water to generate power is known (see, for example, Patent Document 1).
上述のような水中浮遊式発電装置は、緊急時等に水中から水面に浮上することがあるが、浮上する際に、水中浮遊式発電装置には船舶との衝突を回避することが求められる。警戒船等によって水面の監視が行われることがあるが、警戒船を手配する必要があり、また警戒船のために人手が必要となる。 The floating underwater power generator as described above may float from the water to the surface of the water in an emergency or the like, but when floating, the floating underwater power generator is required to avoid a collision with a ship. The water surface may be monitored by a guard ship, etc., but it is necessary to arrange a guard ship and manpower is required for the guard ship.
本開示は、船舶を自律的に検出可能な水中浮遊式発電装置を説明する。 The present disclosure describes an underwater floating power generator capable of autonomously detecting a ship.
本開示の一側面に係る水中浮遊式発電装置は、タービンと、タービンによる回転駆動力を受けて発電する発電機を含む発電ポッドと、水面のうちの水中浮遊式発電装置が浮上する位置を含む水域を撮像するための撮像装置と、を備える。 The underwater floating power generator according to one aspect of the present disclosure includes a turbine, a power generation pod including a generator that receives a rotational driving force from the turbine to generate power, and a position on the water surface where the underwater floating power generator floats. It is provided with an imaging device for imaging a water area.
本開示によれば、船舶を自律的に検出することができる。 According to the present disclosure, a ship can be detected autonomously.
[1]実施形態の概要
本開示の一側面に係る水中浮遊式発電装置は、タービンと、タービンによる回転駆動力を受けて発電する発電機を含む発電ポッドと、水面のうちの水中浮遊式発電装置が浮上する位置を含む水域を撮像するための撮像装置と、を備える。
[1] Outline of the Embodiment The underwater floating power generation device according to one aspect of the present disclosure includes a turbine, a power generation pod including a generator that receives a rotational driving force from the turbine, and an underwater floating power generation device on the water surface. It is provided with an image pickup device for imaging a water area including a position where the device floats.
この水中浮遊式発電装置は、水面のうちの水中浮遊式発電装置が浮上する位置を含む水域を撮像するための撮像装置を備えている。一般に、水の透明度が低い場所では、水中から水面を撮像することは困難である。このため、通常の水中移動体では、水面の状況を確認するために撮像装置は用いられない。しかし、水中浮遊式発電装置は、水の流れを利用して発電するので、水の流れが比較的速い場所に設置される。このため、水中浮遊式発電装置が設置される場所では、プランクトン等の不純物質が流され、水の透明度が高い傾向にある。したがって、水面が鮮明に撮像され得るので、水面のうちの水域を撮像することで得られた画像データから船舶を検出することが可能となる。このように、画像データを解析することで、人手を介することなく、船舶を自律的に検出することが可能となる。 This underwater floating power generation device includes an imaging device for imaging a water area including a position where the underwater floating power generation device floats on the water surface. In general, it is difficult to image the water surface from underwater in a place where the transparency of water is low. Therefore, in a normal underwater moving body, an imaging device is not used to check the condition of the water surface. However, since the floating floating power generator uses the flow of water to generate electricity, it is installed in a place where the flow of water is relatively fast. For this reason, in places where floating underwater power generators are installed, impurities such as plankton are washed away, and the transparency of water tends to be high. Therefore, since the water surface can be clearly imaged, it is possible to detect the ship from the image data obtained by imaging the water area of the water surface. By analyzing the image data in this way, it is possible to autonomously detect the ship without human intervention.
上記水中浮遊式発電装置は、撮像装置によって撮像された画像データに基づいて、水域における船舶の有無を判定する制御装置をさらに備えてもよい。水域に船舶が存在する場合には、画像データに船底の像が含まれる。水域に船舶が存在しない場合には、画像データには船底の像が含まれない。このように、水面を撮像することで得られた画像データから、水域における船舶の有無を判定することができる。 The underwater floating power generation device may further include a control device for determining the presence or absence of a ship in the water area based on the image data captured by the image pickup device. When a ship exists in the water area, the image data includes an image of the bottom of the ship. If there are no ships in the body of water, the image data does not include an image of the bottom of the ship. In this way, the presence or absence of a ship in the water area can be determined from the image data obtained by imaging the water surface.
制御装置は、船舶の有無の判定結果に基づいて、水中浮遊式発電装置を浮上させるか否かを決定してもよい。例えば、水域に船舶が存在しないのであれば、水中浮遊式発電装置を浮上させても船舶と衝突することは無い。水域に船舶が存在するのであれば、水中浮遊式発電装置を浮上させる際に船舶と衝突する可能性がある。このため、水域における船舶の有無の判定結果に基づいて、水中浮遊式発電装置を浮上させるか否かを決定することで、船舶と衝突する可能性を低減することができる。 The control device may determine whether or not to float the underwater floating power generation device based on the determination result of the presence or absence of the ship. For example, if there is no ship in the water area, even if the floating underwater power generator is levitated, it will not collide with the ship. If there is a ship in the body of water, it may collide with the ship when the underwater floating power generator is levitated. Therefore, the possibility of collision with a ship can be reduced by deciding whether or not to float the underwater floating power generation device based on the determination result of the presence or absence of a ship in the water area.
制御装置は、水域に船舶が存在しないと判定した場合に、水中浮遊式発電装置を浮上させてもよい。水域に船舶が存在しないのであれば、水中浮遊式発電装置を浮上させても船舶と衝突することは無い。したがって、画像データから船舶が存在しないと判定された場合には、水中浮遊式発電装置を安全に浮上させることができる。 The control device may levitate the underwater floating power generator when it is determined that the ship does not exist in the water area. If there is no ship in the water area, even if the floating underwater power generator is levitated, it will not collide with the ship. Therefore, when it is determined from the image data that the ship does not exist, the underwater floating power generator can be safely levitated.
制御装置は、水域に船舶が存在すると判定した場合に、水中浮遊式発電装置を待機させてもよい。この場合、船舶が水域を通過するまで水中浮遊式発電装置を水中に待機させることで、船舶との衝突を回避することができる。 The control device may make the floating floating power generator stand by when it is determined that the ship exists in the water area. In this case, it is possible to avoid a collision with the ship by making the floating floating power generator stand by in the water until the ship passes through the water area.
制御装置は、水域に船舶が存在すると判定した場合に、水中浮遊式発電装置を浮上させた際に水中浮遊式発電装置が船舶と衝突するか否かをさらに判定してもよく、船舶と衝突しないと判定した場合に、水中浮遊式発電装置を浮上させてもよい。この場合、水域に船舶が存在するものの、船舶と衝突しないのであれば、水中浮遊式発電装置を安全に浮上させることができる。これにより、水中浮遊式発電装置の浮上処理に要する時間を短縮することが可能となる。 When the control device determines that a ship exists in the water area, the control device may further determine whether or not the underwater floating power generation device collides with the ship when the underwater floating power generation device is levitated, and collides with the ship. If it is determined not to do so, the underwater floating power generator may be levitated. In this case, if the ship exists in the water area but does not collide with the ship, the underwater floating power generator can be safely surfaced. This makes it possible to shorten the time required for the floating process of the underwater floating power generation device.
[2]実施形態の例示
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。以下の説明において、「上流」又は「下流」との語は、水の流れを基準として用いられる。「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。
[2] Examples of Embodiments Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted. In the following description, the terms "upstream" or "downstream" are used with reference to water flow. The word "before" means the upstream side of the stream of water, and the word "after" means the downstream side of the stream of water.
図1は、一実施形態に係る水中浮遊式発電装置を含む発電システムの概略構成図である。図2は、図1に示される水中浮遊式発電装置の斜視図である。図1に示される発電システム1は、海流FWを利用して発電を行う水中浮遊式の海流発電システムである。発電システム1は、1又は複数の発電装置2と、陸上設備6と、を備えている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a power generation system including an underwater floating power generation device according to an embodiment. FIG. 2 is a perspective view of the floating underwater power generator shown in FIG. The power generation system 1 shown in FIG. 1 is an underwater floating ocean current power generation system that generates electricity using an ocean current FW. The power generation system 1 includes one or more
発電装置2は、海等の水中に浮遊した状態で設置される水中浮遊式の発電装置である。発電装置2は、海流FWを受けて電力を生成する。発電装置2は、一対の発電ポッド21と、クロスビーム22と、各発電ポッド21に設けられたタービン23と、各タービン23に接続された発電機24(図3参照)と、を備えている。発電ポッド21は、水中を浮遊可能な浮体である。発電ポッド21は、例えば、円筒形状を有している。一対の発電ポッド21は、例えば左右に離間して配置されている。一対の発電ポッド21は、クロスビーム22によって連結されている。クロスビーム22は、例えば、矩形板状の部材である。発電ポッド21は、前部21aと、後部21bと、を有する。発電ポッド21は、前部21aが海流FWの上流に位置し、後部21bが海流FWの下流に位置するように、配置されている。
The
発電ポッド21は、海底WBに配置されたシンカー3に係留索4を介して接続されている。シンカー3は、例えば摩擦式のシンカーでもよく、その他のシンカーでもよい。なお、シンカー3に代えて海底WBに固定されたアンカーに係留索4が接続されてもよい。アンカーは、パイル式のアンカーでもよく、サクション式のアンカーでもよく、その他のアンカーでもよい。係留索4の下端はシンカー3に接続され、係留索4の上端は発電ポッド21に接続されている。係留索4の上端は、例えば一対の発電ポッド21にそれぞれ接続されている。係留索4は、発電ポッド21に代えて、クロスビーム22に接続されていてもよい。
The
発電ポッド21にはケーブル5が接続されている。ケーブル5は、発電機24によって生成された電力を伝送するための送電ケーブルと、陸上設備6と通信するための通信ケーブルと、を含む。ケーブル5は、係留索4に沿って発電ポッド21からシンカー3に向けて延びるとともに、海底に沿って係留索4から陸上設備6に向けて延びている。
A
タービン23は、発電用のタービンである。タービン23は、発電ポッド21の後部21bに回転可能に設けられている。本実施形態では、タービン23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23は、アップウィンド型のタービンであってもよい。タービン23は、複数枚(例えば2枚)のブレードと、を含んでいる。本実施形態の発電装置2は、ダウンウィンド型のタービンを採用しているので、発電ポッド21の下流にブレードが配置されている。タービン23には、発電ポッド21に収容された不図示の回転軸が連結されている。タービン23(ブレード)の回転は、回転軸を介して発電機24に伝達される。回転軸は、例えば発電ポッド21の中心軸線に沿って設けられている。
The
発電機24は、タービン23の回転駆動力によって発電する。発電機24は、発電ポッド21に収容されている。
The
発電装置2は、例えば、漏水及び発電の不具合といった異常が検知された場合、又は発電装置2のメンテナンスが実施される場合に、水中から海面WSの所定の浮上位置に浮上する。発電装置2の浮上位置は、予め定められている。発電装置2が設置される海の海面WSを、船舶7が通過することがある。このため、発電装置2には、船舶7との衝突を回避することが求められる。
The
図3は、図1に示される発電システムの機能ブロック図である。図3に示されるように、発電装置2は、カメラ25と、通信装置26と、浮力調整機構27と、回転調整機構28と、受電装置29と、制御装置30と、をさらに備えている。
FIG. 3 is a functional block diagram of the power generation system shown in FIG. As shown in FIG. 3, the
カメラ25は、海面WSのうちの水域Rを撮像するための撮像装置である。水域Rは、海面WSの所定範囲の領域であって、発電装置2が浮上する浮上位置を含む。水域Rは、例えば、発電装置2の浮上位置を中心とした所定の半径を有する円状の領域として設定される。カメラ25は、クロスビーム22上に設けられている。カメラ25は、カメラ25のレンズが水域R(上方)を向くように設置される。言い換えると、カメラ25は、カメラ25の撮像範囲が水域Rを含むように設置される。カメラ25の例としては、デジタルカメラが挙げられる。カメラ25は、水域Rを撮像することで画像データを生成する。カメラ25は、静止画像データを生成してもよく、動画像データを生成してもよい。カメラ25は、画像データを制御装置30に出力する。
The
通信装置26は、陸上設備6との通信を行う装置である。通信装置26は、例えば、ネットワークインタフェースカード(NIC)又は有線通信モジュールで構成される。通信装置26は、ケーブル5を介して陸上設備6との通信を行う。
The
浮力調整機構27は、発電装置2の浮力を調整する機構である。浮力調整機構27は、例えば、発電装置2全体の重量を変化させることで、発電装置2の浮力を調整する。浮力調整機構27は、発電ポッド21に搭載されている。浮力調整機構27は、発電ポッド21内に設けられた浮力調整用のタンクと、タンクと発電ポッド21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。浮力調整機構27は、ポンプの駆動により、タンクに海水を注入し、タンクから海水を排出することで、発電装置2全体の重量を変化させる。浮力調整機構27は、発電ポッド21に連結された他のポッドに設けられてもよい。
The
回転調整機構28は、タービン23の回転調整を行う機構である。回転調整機構28は、左右のタービン23の回転を調整することにより、発電装置2の浮上時において発電装置2の浮上位置を調整する。回転調整機構28としては、例えば発電機24に回転負荷を加える機器等が用いられる。
The
受電装置29は、発電機24によって生成された電力を受け取って電力調整を行う電力変換器である。受電装置29は、例えば、発電機24によって生成された電力を直流電力に変換し、所望の周波数及び電圧となるように交流電力に変換する。受電装置29は、変換した電力を、ケーブル5を介して陸上設備6に送信する。
The
制御装置30は、発電装置2を統括制御するコントローラである。制御装置30は、例えば、発電装置2の発電制御、及び浮上制御等を実行する。浮上制御の詳細については後述する。
The
陸上設備6は、制御装置61と、通信装置62と、受電装置63と、を備えている。制御装置61は、通信制御及び受電制御等を実行する。例えば、制御装置61は、発電装置2との通信制御を行い、信号受信及び信号送信を制御する。通信装置62は、ケーブル5を通じて発電装置2から送信される信号を受信し、信号情報を制御装置61に出力する。受電装置63は、発電装置2によって送信された電力を受け取り、電力を陸上設備6の外部(例えば、電力系統)に出力する。
The
次に、図4を参照して、発電装置2の浮上制御を詳細に説明する。図4は、図3に示される制御装置が行う浮上制御の一連の処理を示すフローチャートである。図4に示される一連の処理は、例えば、発電装置2の稼働中において、所定の時間間隔で開始される。
Next, the levitation control of the
図4に示されるように、まず、制御装置30は、発電装置2を浮上させる必要があるか否かを判定する(ステップS11)。制御装置30は、例えば、漏水及び発電の不具合といった異常が検知された場合に、発電装置2を浮上させる必要があると判定する。制御装置30は、前回メンテナンスを行った時から所定の時間が経過している場合に、発電装置2のメンテナンスを行うために発電装置2を浮上させる必要があると判定してもよい。制御装置30は、例えば、異常が検知されず、かつ、前回メンテナンスを行った時から所定の時間が経過していない場合には、発電装置2を浮上させる必要が無いと判定する。なお、制御装置30は、検知された異常を、重度の異常(故障)、中度の異常(故障)、及び軽度の異常(故障)に分類してもよい。
As shown in FIG. 4, first, the
ステップS11において、制御装置30が発電装置2を浮上させる必要が無いと判定した場合(ステップS11;NO)には、浮上制御の一連の処理が終了する。一方、ステップS11において、制御装置30が発電装置2を浮上させる必要があると判定した場合(ステップS11;YES)、制御装置30はカメラ25に撮像指令を出力し、カメラ25に水域Rを撮像させる。そして、カメラ25は、水域Rを撮像することで得られた画像データを制御装置30に出力する。これにより、制御装置30は、画像データを取得する(ステップS12)。
When the
続いて、制御装置30は、カメラ25によって撮像された画像データに基づいて、水域Rにおける船舶7の有無を判定する(ステップS13)。具体的には、制御装置30は、画像データに船底の像が含まれている場合に、水域Rに船舶7が存在すると判定する。制御装置30は、画像データに船底の像が含まれていない場合に、水域Rに船舶7が存在しないと判定する。なお、制御装置30は、機械学習によって画像データに船底の像が含まれているか否かを判定してもよい。この場合、例えば、船底の像を含む複数の画像データと、船底の像を含まない水面のみの複数の画像データと、が事前に準備され、これらの画像データが機械学習の学習用データとして用いられる。制御装置30は、他の手法によって、画像データに船底の像が含まれているか否かを判定してもよい。
Subsequently, the
ステップS13において、水域Rに船舶7が存在すると判定された場合(ステップS13;YES)、発電装置2が浮上する際に発電装置2が船舶7と衝突するおそれがあるので、制御装置30は、浮力調整機構27に浮上停止指令を出力し、発電装置2の浮上を一定時間だけ停止(待機)させる(ステップS14)。一定時間は、例えば、1分〜10分程度である。そして、一定時間が経過すると、制御装置30は、ステップS12及びステップS13の処理を再び実行する。
If it is determined in step S13 that the ship 7 exists in the water area R (step S13; YES), the
一方、ステップS13において、水域Rに船舶7が存在しないと判定された場合(ステップS13;NO)、発電装置2は安全に浮上することができるので、制御装置30は、浮力調整機構27に浮上指令を出力し、海面WSの浮上位置に向けて発電装置2を浮上させる(ステップS15)。そして、制御装置30は、所定時間経過後に、発電装置2の浮上が完了したか否かを判定する(ステップS16)。ステップS13では水域Rに船舶7が存在しないと判定されていても、ステップS12で画像データを取得してから時間が経過すると、船舶7が水域Rに進入している可能性がある。このため、制御装置30は、発電装置2の浮上が未だ完了していないと判定した場合(ステップS16;NO)、ステップS12及びステップS13の処理を再び実行する。
On the other hand, in step S13, when it is determined that the ship 7 does not exist in the water area R (step S13; NO), the
一方、ステップS16において、制御装置30は、発電装置2の浮上が完了したと判定した場合(ステップS16;YES)、復旧処理を行う(ステップS17)。復旧処理は、検知された異常の程度に応じた処理であってもよい。例えば、軽度又は中度の異常の場合には、制御装置30は、自動復旧動作を行うことによって、異常状態を解消してもよい。自動復旧動作は、例えば、制御装置30の電源を遮断させた後に、再度投入する動作である。重度の異常の場合には、制御装置30は、自動復旧できないので、発電装置2を海面WSに待機させてもよい。以上により、浮上制御の一連の処理が終了する。
On the other hand, in step S16, when the
なお、ステップS14では、発電装置2の浮上が一定時間停止されるが、発電装置2と船舶7との衝突を回避するように、発電装置2の浮上動作が調整されてもよい。例えば、制御装置30は、浮力調整機構27に発電装置2の浮上時間を調整させる。具体的には、発電装置2をゆっくり浮上させることにより、船舶7と発電装置2との衝突を回避する。また、制御装置30は、回転調整機構28に発電装置2の浮上位置を変更させてもよい。具体的には、回転調整機構28が左右のタービン23の回転状態を調整することで、発電装置2を船舶7から離れた位置に浮上させてもよい。さらに、発電装置2の浮上時間の調整と発電装置2の浮上位置の変更との両方が行われてもよい。
In step S14, the ascent of the
ステップS11において、制御装置30の電源が遮断された後に、再度投入されることによって、異常が解消された場合には、制御装置30は発電装置2を浮上させる必要が無いと判定し、異常が解消されなかった場合には、制御装置30は発電装置2を浮上させる必要があると判定してもよい。
In step S11, when the abnormality is resolved by turning on the power of the
以上説明したように、発電装置2は、海面WSの水域Rを撮像するためのカメラ25を備えている。一般に、水の透明度が低い場所では、水中から水面を撮像することは困難である。このため、通常の水中移動体では、水面に船舶7が存在するか否かを確認するためにカメラ等の撮像装置は用いられない。しかし、発電装置2は、水の流れ(海流FW)を利用して発電するので、水の流れが比較的速い場所に設置される。このため、発電装置2が設置される場所では、プランクトン等の不純物質が流されるので、水の透明度が高い傾向にある。したがって、水面が鮮明に撮像され得るので、海面WSの水域Rを撮像することで得られた画像データから船舶7を検出することが可能となる。このように、画像データを解析することで、人手を介することなく、船舶7を自律的に検出することが可能となる。また、ブイ等を設置して水域Rを占有する必要が無い。このため、船舶7の航行を妨げることなく、発電装置2を海面WSに浮上させることが可能となる。
As described above, the
水域Rに船舶7が存在する場合には、画像データに船底の像が含まれる。水域Rに船舶7が存在しない場合には、画像データには船底の像が含まれない。このように、海面WSの水域Rを撮像することで得られた画像データから、水域Rにおける船舶7の有無を判定することができる。 When the ship 7 exists in the water area R, the image data includes an image of the bottom of the ship. When the ship 7 does not exist in the water area R, the image data does not include the image of the bottom of the ship. In this way, the presence or absence of the ship 7 in the water area R can be determined from the image data obtained by imaging the water area R of the sea surface WS.
例えば、船舶7が水域Rに存在しないのであれば、発電装置2を浮上させても船舶と衝突することは無い。船舶7が水域Rに存在するのであれば、発電装置2を浮上させる際に船舶7と衝突する可能性がある。上述のように、制御装置30が、水域Rにおける船舶7の有無の判定結果に基づいて、発電装置2を浮上させるか否かを決定することで、船舶7と衝突する可能性を低減することができる。
For example, if the ship 7 does not exist in the water area R, even if the
具体的には、画像データから船舶7が存在しないと判定された場合には、発電装置2を安全に浮上させることができる。このため、制御装置30は、水域Rに船舶7が存在しないと判定した場合に、発電装置2を浮上させる。一方、制御装置30は、水域Rに船舶7が存在すると判定した場合に、発電装置2を浮上させることなく待機させる。これにより、船舶7が水域Rを通過するまで発電装置2を水中に待機させることで、船舶7との衝突を回避することができる。
Specifically, when it is determined from the image data that the ship 7 does not exist, the
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されない。 Although the embodiments of the present disclosure have been described above, the present disclosure is not limited to the above embodiments.
発電装置2は、一対の発電ポッド21間に配置された中央ポッドをさらに備えてもよい。この場合、カメラ25は、中央ポッドの頂部に設けられてもよい。発電装置2は、1つの発電ポッド21だけを備えてもよく、3つ以上の発電ポッド21を備えてもよい。
The
発電装置2は水中に浮遊した状態で設置されるので、発電装置2の姿勢は変化し得る。このため、カメラ25の撮像範囲も変化し得る。これに対し、制御装置30は、水域Rに船舶7が存在すると判定した場合に、発電装置2を浮上させた際に船舶7と衝突するか否かをさらに判定してもよい。以下、変形例に係る発電システム1Aを具体的に説明する。
Since the
図5は、図1に示される発電システムの変形例の機能ブロック図である。図5に示されるように、発電システム1Aは、発電装置2に代えて発電装置2Aを備える点において、発電システム1と主に相違している。発電装置2Aは、深度センサ31と、位置センサ32と、姿勢センサ33と、をさらに備える点において、発電装置2と主に相違している。
FIG. 5 is a functional block diagram of a modified example of the power generation system shown in FIG. As shown in FIG. 5, the
深度センサ31は、発電装置2A(発電ポッド21)の深度を検出するセンサである。深度センサ31は、発電ポッド21に搭載されている。深度センサ31の例としては、水圧を検知する圧力センサ等が挙げられる。深度センサ31は、発電装置2Aの深度を検出し、発電装置2Aの深度を示す深度情報を制御装置30に出力する。
The
位置センサ32は、発電装置2A(発電ポッド21)の位置を検出するセンサである。位置センサ32は、発電ポッド21に搭載されている。位置センサ32の例としては、GPS(Global Positioning System)センサ、音響測位センサ、及び慣性航法システム等が挙げられる。位置センサ32は、例えば、発電装置2Aの緯度及び経度を検出し、発電装置2Aの位置(緯度及び経度)を示す位置情報を制御装置30に出力する。
The
姿勢センサ33は、発電装置2A(発電ポッド21)の姿勢を検出するセンサである。姿勢センサ33は、発電ポッド21に搭載されている。姿勢センサ33の例としては、ジャイロセンサが挙げられる。姿勢センサ33は、発電装置2Aの姿勢として、ロール角、ピッチ角、及びヨー角を検出する。ロール角、ピッチ角、及びヨー角は、予め定められた発電装置2Aの基準姿勢に対する角度を表す。姿勢センサ33は、発電装置2Aの姿勢を示す姿勢情報を制御装置30に出力する。
The
次に、図6及び図7を参照して、発電装置2Aの浮上制御を詳細に説明する。図6は、図5に示される制御装置が行う浮上制御の一連の処理を示すフローチャートである。図7は、図6に示される船舶位置計算処理の詳細を示すフローチャートである。図6に示される一連の処理は、例えば、発電装置2Aの稼働中において、所定の時間間隔で開始される。
Next, the levitation control of the
図6に示されるステップS21〜ステップS23は、図4に示されるステップS11〜ステップS13と同じであるので、それらの説明を省略する。ステップS23において、水域Rに船舶7が存在すると判定された場合(ステップS23;YES)、制御装置30は、船舶位置計算処理を行う(ステップS24)。
Since steps S21 to S23 shown in FIG. 6 are the same as steps S11 to S13 shown in FIG. 4, their description will be omitted. When it is determined in step S23 that the ship 7 exists in the water area R (step S23; YES), the
ステップS24の船舶位置計算処理では、図7に示されるように、まず、制御装置30は、発電装置2Aの深度情報を深度センサ31から取得し、発電装置2Aの位置情報を位置センサ32から取得し、発電装置2Aの姿勢情報を姿勢センサ33から取得する(ステップS31)。そして、制御装置30は、ステップS22において取得された画像データを解析することによって、カメラ25に対する船舶7の相対位置情報を計算する(ステップS32)。具体的には、制御装置30は、画像データにおける画像データ(撮像画像)の中心に対する船舶7の位置から、カメラ25と船舶7との距離、カメラ25に対する船舶7の方位角、及びカメラ25に対する船舶7の仰角等を、相対位置情報として計算する。
In the ship position calculation process in step S24, first, as shown in FIG. 7, the
そして、制御装置30は、船舶7の実際の現在位置を計算する(ステップS33)。例えば、制御装置30は、姿勢情報に基づいて、カメラ25が向いている方向を計算し、当該方向と、深度情報及び位置情報と、相対位置情報と、に基づいて、船舶7の実際の位置を計算する。
Then, the
続いて、制御装置30は、船舶7の実際の位置と、発電装置2Aの浮上位置と、を比較することで、発電装置2Aを浮上させた際に発電装置2Aが船舶7と衝突するか否かを判定する(ステップS25)。例えば、制御装置30は、船舶7の実際の位置と発電装置2Aの浮上位置との距離が予め定められた閾値以上である場合に、発電装置2Aが船舶7と衝突しないと判定し、当該距離が閾値よりも小さい場合には、発電装置2Aが船舶7と衝突すると判定する。なお、制御装置30は、船舶7の速度及び進行方向にさらに基づいて、発電装置2Aが船舶7と衝突するか否かを判定してもよい。船舶7の速度及び進行方向は、連続して取得された複数の画像データから求められてもよい。
Subsequently, the
ステップS25において、発電装置2Aが船舶7と衝突すると判定された場合(ステップS25;YES)、ステップS14と同様に、制御装置30は、浮力調整機構27に浮上停止指令を出力し、発電装置2Aの浮上を一定時間だけ停止(待機)させる(ステップS26)。そして、一定時間が経過すると、制御装置30は、ステップS22及びステップS23の処理を再び実行する。
When it is determined in step S25 that the
ステップS23において、水域Rに船舶7が存在しないと判定された場合(ステップS23;NO)、又は、ステップS25において、発電装置2Aが船舶7と衝突しないと判定された場合(ステップS25;NO)、発電装置2Aは安全に浮上することができるので、制御装置30は、浮力調整機構27に浮上指令を出力し、海面WSの浮上位置に向けて発電装置2Aを浮上させる(ステップS27)。ステップS28,S29は、図4に示されるステップS16,S17と同じであるので、それらの説明を省略する。
In step S23, when it is determined that the ship 7 does not exist in the water area R (step S23; NO), or in step S25, it is determined that the
発電装置2Aにおいても、発電装置2と同様の効果が奏される。また、発電装置2Aでは、制御装置30は、水域Rに船舶7が存在すると判定した場合に、発電装置2Aを浮上させた際に発電装置2Aが船舶7と衝突するか否かをさらに判定する。そして、制御装置30は、発電装置2Aが船舶7と衝突しないと判定した場合に、発電装置2Aを浮上させている。このように、水域Rに船舶7が存在するものの、発電装置2Aが船舶7と衝突しないのであれば、発電装置2Aを安全に浮上させることができる。このような場合に、発電装置2Aを水中で待機させる必要がなくなるので、発電装置2Aの浮上処理に要する時間を短縮することが可能となる。
The
2,2A 発電装置(水中浮遊式発電装置)
7 船舶
21 発電ポッド
23 タービン
24 発電機
25 カメラ(撮像装置)
30 制御装置
2,2A power generator (underwater floating power generator)
7
30 Control device
Claims (6)
タービンと、
前記タービンによる回転駆動力を受けて発電する発電機を含む発電ポッドと、
水面のうちの前記水中浮遊式発電装置が浮上する位置を含む水域を撮像するための撮像装置と、
を備える、水中浮遊式発電装置。 It is an underwater floating power generator
With the turbine
A power generation pod containing a generator that generates power by receiving the rotational driving force of the turbine, and
An imaging device for imaging a water area including a position on the water surface where the floating floating power generator floats,
An underwater floating power generator equipped with.
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---|---|---|---|
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ID=72429284
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Country | Link |
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JP (1) | JP2020148135A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3964261A1 (en) | 2020-09-03 | 2022-03-09 | B dot Medical Inc. | Charged particle irradiation apparatus |
Citations (2)
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US9745951B1 (en) * | 2016-11-07 | 2017-08-29 | Robert E. Doyle | Self-positioning robotic subsea power generation system |
JP2017532481A (en) * | 2014-08-29 | 2017-11-02 | ミネスト・アーベー | Method for controlling the operation of a submersible power plant |
-
2019
- 2019-03-13 JP JP2019045746A patent/JP2020148135A/en active Pending
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