JP2021092212A

JP2021092212A - 水中設置型水流発電システム

Info

Publication number: JP2021092212A
Application number: JP2019224628A
Authority: JP
Inventors: 活行熊野; Katsuyuki Kumano
Original assignee: Japan System Planning Co Ltd
Current assignee: Japan System Planning Co Ltd
Priority date: 2019-12-12
Filing date: 2019-12-12
Publication date: 2021-06-17
Also published as: US20210180558A1; GB202018540D0; GB2591008A

Abstract

【課題】本発明は、複数の水中設置型水流発電ユニットを深水域へ設置する場合であっても、各水中設置型水流発電ユニット間の衝突を防止して、浅い海中への設置と同じような状態で、簡易、迅速、かつ、安全に複数の各水中設置型水流発電ユニットを海中に設置でき、自然エネルギーである海流又は水流を利用して効率よく、安定して大電力の発電出力を得ることができるように構成した水中設置型水流発電システムを提供する。【解決手段】本発明の水中設置型水流発電システム１は、深水域の水底に固定設置する錘体２と、前記錐体２の上方の水流域に配置され下部引っ張り具４１を介して前記錘体２に連結する長尺の水中連結体３２と、前記水中連結体３２の上方の水流、海流の有る水域において、前記水中連結体３２に複数の上部引っ張り具４２を介して間隔を隔てつつ連結され水流、海流による発電出力を得る複数の水中設置型水流発電ユニット３１とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、水中設置型水流発電システムに関し、詳しくは、簡略で安価な設置構成の複数の水中設置型水流発電ユニットを深水域へ設置する場合であっても、その設置後の深海中における複数の各水中設置型水流発電ユニットの隣り合う上部引っ張り具、下部引っ張り具の夫々相互の絡みを防止し、各水中設置型水流発電ユニット間の相互の横ズレを最小限に（すなわち隣接する各発電装置の位置変動を少なく）できるとともに、複数の各水中設置型水流発電ユニット間の衝突を防止して、複数の各水中設置型水流発電ユニットのかなり深い海中への設置であっても、浅い海中への設置と同じような状態で、簡易、迅速、かつ、安全に複数の各水中設置型水流発電ユニットを海中に設置でき、自然エネルギーである海流又は水流を利用して効率よく、安定して大電力の発電出力を得ることができるように構成した水中設置型水流発電システムに関するものである。

水中設置型水流発電システムに関しては、特許文献１に、本願出願人が先に特許を取得した水中設置型水流発電システムであって、海又は河川の水流がある水域の水底に固定設置する錘体と、前記水域における前記錘体の上方の水流域に配置され、繋留具を介して前記錘体により繋留される発電装置本体と、この発電装置本体の前方部に設けた水流流入用の斜め板間口部と、発電装置本体の後方部に設けた可変翼型回転羽根車と、前記可変翼型回転羽根車の回転力を利用して発電出力を得る発電機とを備える発電装置と、前記可変翼型回転羽根車に内蔵され、前記発電装置本体の全体重量のうち中間部より後部の重量と同等の浮力を生む中空状タンクと、前記発電装置本体の上方水流域に浮上配置され、前記発電装置本体の斜め板開口部が常に水流の方向に対面する一定方向に向くように引っ張り具を介して張力を前記発電装置本体に付与する浮力体であって、浮力の力が発電装置本体の斜め板開口部の先端部から発電装置本体の略中間部より前方部の範囲にのみかかるように結合させる浮力体と、を有し、前記錐体と、発電装置と、浮力体と、繋留具及び引っ張り具とにより構成される水中設置型水流発電システムを、海又は河川の水流がある水域に複数個所にわたって分散配置した構成の水中設置型水流発電システムが開示されている。

前記複数の水中設置型水流発電システムの海中への設置は、一層良好な発電出力を得るうえで、海流の関係上、深海域の５００〜２０００ｍ等への範疇エリアが望ましいとされている。

しかし、深海域（例えば海面下５００〜２０００ｍ等）に、特許文献１の図１、図３に示すような海流を利用した水中設置型水流発電システムを、海流、流速が早い例えば海面下５０〜１００ｍの位置に複数個設置するような場合、海底の錐体と、水中設置型水流発電システムの発電装置とを直接ワイヤー（ワイヤーロープ）で連結するような構成を採用すると、ワイヤーの長さは５００〜２０００ｍ程度となる。

この結果、従来においては、深海域（例えば海面下５００〜２０００ｍ等）に、特許文献１のような海流を利用した水中設置型水流発電システムを、海流、流速が早い例えば海面下５０〜１００ｍの位置に複数個設置するような場合、すこしの海流の流れの変化でも、発電装置は大きく位置を変えてしまうことから、隣接する各発電装置が相互に衝突したり接触したり、また、各発電装置における隣り合う前記各ワイヤーが絡まったり、更に、各発電装置間の相互の横ズレが生じてしまう等々のことから、前記複数の各水中設置型水流発電ユニットのかなり深い海中への設置は非常に困難なことであり、全体として安定した発電出力を得るうえで支障が生じているという問題を包含している。

特許第５９０５９８４号公報

本発明は、上記特許文献１の技術を踏まえ、簡略で安価な設置構成の複数の水中設置型水流発電ユニットを深水域へ設置する場合であっても、その設置後の深海中における複数の各水中設置型水流発電ユニットの隣り合う上部引っ張り具、下部引っ張り具の夫々相互の絡みを防止し、各水中設置型水流発電ユニット間の相互の横ズレを最小限にできる（すなわち隣接する各発電装置の位置変動を少なくできる）とともに、複数の各水中設置型水流発電ユニット間の衝突を防止して、複数の各水中設置型水流発電ユニットのかなり深い海中への設置であっても、浅い海中への設置と同じような状態で、簡易、迅速、かつ、安全に複数の各水中設置型水流発電ユニットを海中に設置でき、自然エネルギーである海流又は水流を利用して効率よく、安定して大電力の発電出力を得ることができるように構成した水中設置型水流発電システムを提供するものである。

本発明の水中設置型水流発電システムは、深水域の水底に固定設置する錘体と、前記錐体の上方の水流域に配置され下部引っ張り具を介して前記錘体に連結する（横長）長尺の水中連結体と、前記水中連結体の上方の水流、海流の有る水域において、前記水中連結体に複数の上部引っ張り具を介して間隔を隔てつつ連結されて水流による発電出力を得る複数の水中設置型水流発電ユニットと、を備えることを最も主要な特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、深水域の海底に固定設置する錘体により、水中連結体を介して海流域の位置に配置する各水中設置型水流発電ユニットを繋留して、各発電装置により大きな発電出力を得る構成とし、深水域へ水中設置型水流発電システムを設置する場合であっても、その設置後の深海中における複数の各水中設置型水流発電ユニットの隣り合う上部引っ張り具、下部引っ張り具の夫々相互の絡みを防止し、各水中設置型水流発電ユニット間の相互の横ズレを最小限にできる（すなわち隣接する各発電装置の位置変動を少なくできる）とともに、複数の各水中設置型水流発電ユニット間の衝突を防止して、複数の各水中設置型水流発電ユニットのかなり深い海中への設置であっても、浅い海中への設置と同じような状態で、簡易、迅速、かつ、安全に複数の各水中設置型水流発電ユニットを海中に設置でき、自然エネルギーである海流を利用して全体として効率よく、安定した状態で大きな発電出力を得ることが可能な水中設置型水流発電システムを実現し提供することができる。

請求項２記載の発明によれば、基本的に前記請求項１記載の発明と同様な構成とし、かつ、水中設置型水流発電ユニットを、前記水中連結体の上方の水流、海流の有る水域において、前記水中連結体に複数の上部引っ張り具を介して間隔を隔てつつ連結される複数の水中設置型水流発電ユニットであって、この水中設置型水流発電ユニットは、発電装置本体と、この発電装置本体の前方部に設けた水流流入用の斜め板間口部と、発電装置本体の後方部に設けた可変翼型回転羽根車と、前記可変翼型回転羽根車の回転力を利用して発電出力を得る発電機とを備える発電装置と、前記可変翼型回転羽根車に内蔵され、前記発電装置本体の全体重量のうち中間部より後部の重量と同等の浮力を生む中空状タンクと、前記発電装置本体の上方水流域に浮上配置され、前記発電装置本体の斜め板開口部が常に水流の方向に対面する一定方向に向くように引っ張り具を介して張力を前記発電装置本体に付与する浮力体であって、浮力の力が発電装置本体の斜め板開口部の先端部から発電装置本体の略中間部より前方部の範囲にのみかかるように結合させる浮力体と、を有し、前記中空状タンクによる前記中間部より後部側の浮力バランスと、前記浮力体による引っ張り具を介しての発電装置本体の前方部への張力付与との相互作用によって、前記斜め板開口部が常に水流の方向に対面する一定方向に向くように位置制御するように構成しているので、前記請求項１記載の発明と同様な効果を奏し、かつ、斜め板開口部から流入する海水の流れと同一方向に可変翼型回転羽根車を効率よく回転させることで、海流エネルギーロスを低減することもできる水中設置型水流発電システムを実現し提供することができる。

請求項３記載の発明によれば、前記請求項１又は２記載の発明において、前記水中連結体を、その材質が、合成樹脂材、外部を防錆処理した鉄材、アルミニウム材、銅合金材、ステンレス材の内から選定されることを特徴とし、その形状が、合成樹脂材を用いた格子状の長尺体、丸棒状の長尺体、飛行機の翼形状の長尺体、ハニカム形状の長尺体、中空とした丸棒状体又は帯状体、或いは楕円の帯状体、円筒状体の内から選定されることを特徴とする構成としているので、前記請求項１又は２記載の発明の効果を奏し、かつ、水中連結体の水抵抗を低減する効果も発揮する水中設置型水流発電システムを実現し提供することができる。

請求項４記載の発明によれば、前記請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発明において、前記水中設置型水流発電ユニットは水面下１０〜５０ｍの位置に設置され、前記水中連結体はその下方１０〜１５０ｍの位置に設置されるとともに、前記錐体は水面下１２０〜２２００ｍの海底に設置される構成として、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発明の効果を奏する水中設置型水流発電システムを実現し提供することができる。

図１は本発明の実施例に係る水中設置型水流発電システムの全体構成を示す概略構成図である。図２は本実施例に係る水中設置型水流発電システムにおける水中連結体の一例を示す概略斜視図である。図３は本実施例に係る水中設置型水流発電システムにおける水中連結体の別の例を示す概略斜視図である。図４は本実施例に係る水中設置型水流発電システムにおける水中設置型水流発電ユニットの単体構成を示す概略斜視図である。図５は本実施例に係る水中設置型水流発電システムにおける水中設置型水流発電ユニットの概略拡大斜視図である。図６は本実施例に係る水中設置型水流発電システムを構築するための各要素の運搬用船による運搬状態を示す概略説明図である。

本発明は、簡略で安価な設置構成の複数の水中設置型水流発電ユニットを深水域へ設置する場合であっても、その設置後の深海中における複数の各水中設置型水流発電ユニットの隣り合う上部引っ張り具、下部引っ張り具の夫々相互の絡みを防止し、各水中設置型水流発電ユニット間の相互の横ズレを最小限に（すなわち隣接する各発電装置の位置変動を少なく）できるとともに、複数の各水中設置型水流発電ユニット間の衝突を防止して、複数の各水中設置型水流発電ユニットのかなり深い海中への設置であっても、浅い海中への設置と同じような状態で、簡易、迅速、かつ、安全に複数の各水中設置型水流発電ユニットを海中に設置でき、自然エネルギーである海流又は水流を利用して効率よく、安定して大電力の発電出力を得ることができるように構成した水中設置型水流発電システムを実現し提供するという目的を、深水域の水底に固定設置する錘体と、前記錐体の上方の水流域、海流域に配置され下部引っ張り具を介して前記錘体に連結する（横長）長尺の水中連結体と、前記水中連結体の上方の水流、海流の有る水域において、前記水中連結体に複数の上部引っ張り具を介して間隔を隔てつつ連結される複数の水中設置型水流発電ユニットであって、発電装置本体と、この発電装置本体の前方部に設けた水流流入用の斜め板間口部と、発電装置本体の後方部に設けた可変翼型回転羽根車と、前記可変翼型回転羽根車の回転力を利用して発電出力を得る発電機とを備える発電装置と、前記可変翼型回転羽根車に内蔵され、前記発電装置本体の全体重量のうち中間部より後部の重量と同等の浮力を生む中空状タンクと、前記発電装置本体の上方水流域に浮上配置されて前記発電装置本体の斜め板開口部が常に水流の方向に対面する一定方向に向くように引っ張り具を介して張力を前記発電装置本体に付与する浮力体であって、浮力の力が発電装置本体の斜め板開口部の先端部から発電装置本体の略中間部より前方部の範囲にのみかかるように結合させる浮力体と、を有し、前記中空状タンクによる前記中間部より後部側の浮力バランスと、前記浮力体による引っ張り具を介しての発電装置本体の前方部への張力付与との相互作用によって、前記斜め板開口部が常に水流の方向に対面する一定方向に向くように位置制御するように構成した複数の水中設置型水流発電ユニットと、を備える構成により実現した。

以下、図面を参照して、本発明の実施例に係る水中設置型水流発電システムについて詳細に説明する。

本実施例に係る水中設置型水流発電システム１は、図１に示すように、例えば海面からの深さ１０〜５０ｍ（水域）の位置（例えば流速１ｍ／ｓ〜３ｍ／ｓの海流がある位置）に所定の間隔をもって配置する複数（例えば６台）の水中設置型水流発電ユニット３１と、例えば海面からの深さ１５０〜２２００ｍのような深水域の海底に固定設置する例えば５ｔの重量を有する例えば２個の錘体２と、前記錐体２の上方であって、前記水中設置型水流発電ユニット３１の下方１０〜１５０ｍの位置に配置する例えば合成樹脂製で格子構造からなる（横長）長尺の水中連結体３２と、前記水中連結体３２と２個の錘体２とを連結する２本のワイヤーロープ等のロープからなる下部引っ張り具４１と、前記各水中設置型水流発電ユニット３１と、水中連結体３２とを各々連結する６本のワイヤーロープ等のロープからなる上部引っ張り具４２とを有している。

前記下部引っ張り具４１、上部引っ張り具４２は、例えば１００ｔ程度の引っ張り強度に耐え得る仕様のワイヤーロープを採用している。

前記水中連結体３２としては、図１に示す場合の他、図２に示すような合成樹脂製で丸棒状の長尺体、図３に示すような例えば合成樹脂製で飛行機の翼形状（海流に対してその抵抗を可能な限り少なくする形状）の長尺体、更には、図示しないが合成樹脂製でハニカム形状の横長の長尺体等を採用することができ、これらの形態は、水抵抗を可能な限り少なくする観点から定めるものである。

なお、前記水中連結体３２の材質としては、例えば、合成樹脂材、（外部を）防錆処理した鉄材、アルミニウム材、銅合金材、（中空とした帯状物の）ステンレス材等を挙げることができる。

また、水中連結体３２の形状としては、中空とした丸棒状体又は帯状体、或いは楕円の帯状体、円筒状体を挙げることができる。
また、前記水中連結体３２の横幅は、複数の発電装置の設置個数により決定されるものであるが、例えば、概略１０ｍ〜２００ｍで、複数の各発電装置との相互の間隔は、概略５ｍ〜５０ｍであることが望ましく、水中連結体３２の上方に連結されている上部引っ張り具４２の長さは、１０ｍ〜１５０ｍが望ましく、水中連結体３２の下方に連結されている下部引っ張り具の長さは、１００ｍ〜２０００ｍが望ましい。

次に、図４、図５を参照して本実施例における前記水中設置型水流発電ユニット３１について詳述する。

前記水中設置型水流発電ユニット３１は、例えば５ｔの重量を有する略直方体状を呈する発電装置３と、この発電装置３の上方海流域に浮上配置され、ワイヤーロープ等のロープ又は鎖等の引っ張り具６により前記発電装置３に連結される海中浮上型の浮力体５とを有している。

また、前記発電装置３は、例えば４本のワイヤーロープ等のロープ又は鎖等の繋留具４により前記上部引っ張り具４２に連結される。

前記繋留具４、引っ張り具６も、各々例えば１００ｔ程度の引っ張り強度に耐え得る仕様のものを使用する。

前記発電装置３は、図４及び図５に示すように、略直方体筒形状の発電装置本体１１を具備している。

この発電装置本体１１に対して、前方部（海流に対面する側）に設けた海流流入用の斜め板間口部１２と、この斜め板間口部１２の後流側に設けた海流により回転する回転ドラム式の可変翼型回転羽根車１３、発電装置本体１１の後部側に取り付けられ前記可変翼型回転羽根車１３の回転力を利用して発電出力を得る発電機１４と、を海流の流入方向と直交する方向に２列の並列構造で配置し、可変翼型回転羽根車１３の後部側から後方に海流を排流するように構成している。

前記斜め板間口部１２は、発電装置本体１１の筺体部と、発電装置本体１１の前方部から前記可変翼型回転羽根車１３側に至るほど下降する傾斜配置とした斜め板１２ａとにより形成している。

更に、前記可変翼型回転羽根車１３内には、海中における発電装置の全体重量の内、中間部より後部の重量と同等の浮力を生む中空状タンク１５を内蔵している。

すなわち、本実施例に係る発電装置３は、斜め板間口部１２を２個、中空状タンク１５を含む可変翼型回転羽根車１３を２個、発電機１４を２個備えた例えば２連構造としている。

前記繋留具４による前記上部引っ張り具４２と発電装置本体１１との連結構造は、例えば発電装置本体１１の斜め板間口部１２の左右両端側の四隅部に４本分割状態とした繋留具４の一端側を各々連結し、４本分割状態とした繋留具４の他端部を纏めて一本化し、この一本化した繋留具４の他端部を前記上部引っ張り具４２に連結し、これにより、前記錘体２により、前記下部引っ張り具４３、水中連結体３２、上部引っ張り具４２、繋留具４を介して発電装置本体１１を流失しないように繋留するものである。

次に、前記発電装置本体１１と浮力体５との引っ張り具６による連結構造について説明する。

本実施例においては、前記浮力体５と発電装置本体１１とを、前記引っ張り具６により前記浮力体５による張力の作用が発電装置本体１１の前方部を形成する斜め板開口部１２の先端部から発電装置本体１１の略中間部（海流の流れ方向の略中間位置）より前方部の範囲にのみかかるように連結している。

具体的には、前記浮力体５の前方部（海流に対面する側）の下部両隅部と、発電装置本体１１の斜め板間口部１２の上部両隅部とを２本の引っ張り具６により連結し、前記浮力体５の後方部の下部両隅部と、発電装置本体１１の略中間部の両側部とを２本の引っ張り具６により連結している。

すなわち、詳述すると、前記浮力体５と発電装置本体１１とは、浮力体５の前方部（海流に対面する側）の下部両隅部と、発電装置本体１１の斜め板間口部１２の上部両隅部とを２本の引っ張り具６により連結し、前記浮力体５の後方部の下部両隅部と、発電装置本体１１の略中央部、或いは当該中央部より前方部（海流に対面する側）の範囲位置の両側部とを他の２本の引っ張り具６により連結する構造としている。

これにより、前記中空状タンク１５による発電装置３の中間部より後部側の浮力バランスと、前記浮力体５による引っ張り具６を介しての発電装置本体１１の前方部への張力付与との相互作用で、前記発電装置本体１１の斜め板開口部１２が常に海流の方向に対面する一定方向に向くように位置制御される構成としている。

前記可変翼型回転羽根車１３の具体的構成は省略するが、その基本的構成は、本願の出願人が所有する特許第５９０５９８４号公報、特許第５３８９０８２号により開示した水車羽根型発電装置における可変翼型回転羽根車、羽根の構成を採用するものである。

以上説明した本実施例に係る水中設置型水流発電システム１によれば、以下のような作用、効果を奏する。

本実施例に係る水中設置型水流発電システム１は、簡略で安価な設置構成の複数の水中設置型水流発電ユニット１を深水域へ設置する場合であっても、その設置後の深海中における複数の各水中設置型水流発電ユニット１の夫々の浮力体５の下部に備えた隣り合う上部引っ張り具４２の絡み防止は勿論、前記水中連結体３２を介して、その下部に連結した下部引っ張り具４１の相互の絡みを防止し、各水中設置型水流発電ユニット１間の相互の横ズレを最小限に（すなわち隣接する各発電装置の位置変動を少なく）できるとともに、複数の各水中設置型水流発電ユニット１間の衝突を防止して、複数の各水中設置型水流発電ユニット１のかなり深い海中への設置であっても、浅い海中への設置と同じような状態で、簡易、迅速、かつ、安全に複数の各水中設置型水流発電ユニット１を海中に設置でき、自然エネルギーである海流又は水流を利用して効率よく、安定して大電力の発電出力を得ることができるように構成したものである。

すなわち、図示する水中連結体３２を具備する水中設置型水流発電ユニット１の構成によれば、当該水中連結体３２を介して、その上下の位置に、前記下部引っ張り具４３、上部引っ張り具４２を夫々連結する構成をもって、隣り合う上部引っ張り具４２の絡み防止は勿論、前記水中連結体３２を介して、その下部に連結した下部引っ張り具４１の相互の絡みを防止し、各水中設置型水流発電ユニット１間の相互の横ズレを最小限に（すなわち隣接する各発電装置の位置変動を少なく）でき、複数の各水中設置型水流発電ユニット１間の衝突を防止して、複数の各水中設置型水流発電ユニット１のかなり深い海中への設置であっても、浅い海中への設置と同じような状態で、簡易、迅速、かつ、安全に複数の各水中設置型水流発電ユニット１を海中に設置できる。

図示する本実施例に係る水中設置型水流発電システム１によれば、深水域の海底に固定設置する錘体２により、前記下部引っ張り具４３、水中連結体３２、上部引っ張り具４２、繋留具４を介して水域の位置に配置する各水中設置型水流発電ユニット３１を繋留して、各発電装置３により大きな発電出力を得るものである。

前記各水中設置型水流発電ユニット３１と、水中連結体３２との間の上部引っ張り具４２の長さは５０〜１００ｍと比較的短いものであるため、隣接する発電装置３の位置変動が少なく、隣接する発電装置３同士が衝突したり、隣り合う上部引っ張り具４２が絡まったりすることが無くなり、自然エネルギーである海流を利用して全体として効率よく、安定した状態で大きな発電出力を得ることが可能となる。

また、本実施例に係る水中設置型水流発電システム１における前記水中設置型水流発電ユニット３１よれば、前記発電装置本体１１の斜め板開口部１２が常に海流の方向に対面する一定方向に向くように位置制御されるので、この斜め板開口部１２から流入する海水の流れと同一方向に可変翼型回転羽根車１３を効率よく回転させることで、海流エネルギーロスを低減できる。

更に、可変翼型回転羽根車１３においては、海流と向流するとき以外は羽根が畳まれる可変翼構造であることから、可変翼型回転羽根車１３の回転ロスが最小になる。

この結果、前記発電装置３全体として発電効率が高まり、前記６個の発電機１４から大きな発電出力を得ることが可能となる。

更には、本実施例に係る水中設置型水流発電システム１は、システム構成が単一構造体の組み合わせであり、故障のリスクが低く、保守管理も容易であるという利点も存する。

次に、図６をはじめとする各図を参照して、本実施例に係る水中設置型水流発電システム１の構築方法の一例について概説する。

この構築方法は、前記錘体２、前記水中設置型水流発電ユニット３１を構成する発電装置３、繋留具４、浮力体５、引っ張り具６、更には、錐体２、水中連結体３２、及び同図には示していないが上部引っ張り具４２、下部引っ張り具４１を曳航船２２により曳航される運搬用船２１に載せて設置水域に運搬し、前記錘体２、発電装置３、浮力体５、水中連結体３２を設置水域の海中に投下し、前記錘体２を海底に沈めて固定設置し、前記水域に配置する発電装置３を繋留具４、上部引っ張り具４２、水中連結体３２、下部引っ張り具４１を介して深水域に設置する錘体２により繋留し、前記発電装置３の上方海流域に浮上配置される浮力体５と発電装置３とを引っ張り具６により既述したように連結し、前記斜め板開口部１２が常に海流の方向に対面する一定方向に向くように前記浮力体５から引っ張り具６を介して発電装置３に張力を付与するようにするものである。

このような構築方法によれば、前記錘体２、発電装置３、浮力体５、水中連結体３２等を海中投入する方式として、大型の重機を用いる必要がないことから、極めて低コストにて水中設置型水流発電システム１を構築でき、しかも、極めて簡略に、かつ、煩雑な設置作業を要することもないことから安価に設置できるとともに、海水中に安定設置することが可能であり、発電コストの低廉な水中設置型水流発電システム１を構築することができる。

上述したように、海流を利用して発電を行う場合に、本実施例によれば、悪天候の影響が無く、構造物の強度もそれほど強くする必要が無く、設置工事費が低廉ですみ、２４時間継続した発電出力得ることもできるという斬新な海中設置型の海流発電システム、すなわち、海中における理想的な海流発電システムの斬新で安価な構築方法を実現することができる。

本実施例の水中設置型水流発電システム１について更に付言すると、以下のような諸点を挙げることができる。

本実施例の水中設置型水流発電システム１と、自然エネルギーを利用する他方式と比較すると、海水は空気の質量の約１０００倍であることから、同じ設置面積の場合風力発電方式に比べて発電量が大きく、また、風力発電方式に比べると設置可能場所ははるかに広いというメリットもある。

また、太陽光発電方式、風力発電方式等に比べると、常に海流エネルギーが得られるので、２４時間３６５日休みなく安定した発電が可能という点で常に安定した発電出力を得ることができる発電システムを実現可能である。

本発明に係る水中設置型水流発電システムは、既述したような海域に設置する場合の他、水深が大きく常に安定した水流がある大河川の水域に設置して大きな発電電力を得るようにする等々広範に応用可能である。

１水中設置型水流発電システム
２錐体
３発電装置
４繋留具
５浮力体
６引っ張り具
１１発電装置本体
１２斜め板開口部
１２ａ斜め板
１３可変翼型回転羽根車
１４発電機
１５中空状タンク
２１運搬用船
２２曳航船
３１水中設置型水流発電ユニット
３２水中連結体
４１下部引っ張り具
４２上部引っ張り具

Claims

深水域の水底に固定設置する錘体と、
前記錐体の上方の水流域に配置され下部引っ張り具を介して前記錘体に連結する長尺の水中連結体と、
前記水中連結体の上方の水流、海流の有る水域において、前記水中連結体に複数の上部引っ張り具を介して間隔を隔てつつ連結され水流による発電出力を得る複数の水中設置型水流発電ユニットと、
を備えることを特徴とする水中設置型水流発電システム。
深水域の水底に固定設置する錘体と、
前記錐体の上方の水流域に配置され下部引っ張り具を介して前記錘体に連結する長尺の水中連結体と、
前記水中連結体の上方の水流、海流の有る水域において、前記水中連結体に複数の上部引っ張り具を介して間隔を隔てつつ連結される複数の水中設置型水流発電ユニットと、
を具備し、
発電装置本体と、この発電装置本体の前方部に設けた水流流入用の斜め板間口部と、発電装置本体の後方部に設けた可変翼型回転羽根車と、前記可変翼型回転羽根車の回転力を利用して発電出力を得る発電機とを備える発電装置と、前記可変翼型回転羽根車に内蔵され、前記発電装置本体の全体重量のうち中間部より後部の重量と同等の浮力を生む中空状タンクと、前記発電装置本体の上方水流域に浮上配置され、前記発電装置本体の斜め板開口部が常に水流の方向に対面する一定方向に向くように引っ張り具を介して張力を前記発電装置本体に付与する浮力体であって、浮力の力が発電装置本体の斜め板開口部の先端部から発電装置本体の略中間部より前方部の範囲にのみかかるように結合させる浮力体と、を有し、前記中空状タンクによる前記中間部より後部側の浮力バランスと、前記浮力体による引っ張り具を介しての発電装置本体の前方部への張力付与との相互作用によって、前記斜め板開口部が常に水流の方向に対面する一定方向に向くように位置制御するように構成した複数の水中設置型水流発電ユニットと、
を備えることを特徴とする水中設置型水流発電システム。
前記水中連結体は、その材質が、合成樹脂材、外部を防錆処理した鉄材、アルミニウム材、銅合金材、ステンレス材の内から選定されることを特徴とし、その形状が、合成樹脂材を用いた格子状の長尺体、丸棒状の長尺体、飛行機の翼形状の長尺体、ハニカム形状の長尺体、中空とした丸棒状体又は帯状体、或いは楕円の帯状体、円筒状体の内から選定されることを特徴とする請求項１又は２記載の水中設置型水流発電システム。
前記水中設置型水流発電ユニットは、水面下１０〜５０ｍの位置に設置され、前記水中連結体はその下方１０〜１５０ｍの位置に設置されるとともに、前記錐体は水面下１５０〜２２００ｍの海底に設置されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の水中設置型水流発電システム。