JP2848983B2 - 高層建築物用風力発電装置 - Google Patents
高層建築物用風力発電装置Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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- Y02B10/30—Wind power
-
- 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
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction
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- Wind Motors (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高層建築物に生ずる風力
エネルギーを利用した高層建築物用風力発電装置に関す
る。
エネルギーを利用した高層建築物用風力発電装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、風力発電装置は、プロペラや風車
等の風受けにより風力発電を行なっており、特にプロペ
ラ式のものでは多数プロペラを配置することにより行な
われている。また、従来では、プロペラや風車等は風力
エネルギーが存在する適切な場所、例えば大地や建物の
屋上等に設置されるのが一般的であった。しかしなが
ら、近年において都市では多数の高層建築物が建設され
てきている。このような高層建築物１では、図７に示す
ように特にコーナー部２では大きな風力エネルギーが存
在することが知られており、この風力エネルギーを利用
した風力発電が考えられるが、現在、この風力エネルギ
ーを利用した風力発電は存在しなかった。
等の風受けにより風力発電を行なっており、特にプロペ
ラ式のものでは多数プロペラを配置することにより行な
われている。また、従来では、プロペラや風車等は風力
エネルギーが存在する適切な場所、例えば大地や建物の
屋上等に設置されるのが一般的であった。しかしなが
ら、近年において都市では多数の高層建築物が建設され
てきている。このような高層建築物１では、図７に示す
ように特にコーナー部２では大きな風力エネルギーが存
在することが知られており、この風力エネルギーを利用
した風力発電が考えられるが、現在、この風力エネルギ
ーを利用した風力発電は存在しなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような高層建築物
での風力エネルギーを利用した風力発電を行なう際に、
建物外壁のコーナー部分に生ずる風力エネルギーを効率
よく回転運動に変換するには、イ）外壁面のコーナー部
分に生ずる風速域が、壁面に沿って流れる噴流と同様の
速度分布を持つので、風速の大きな領域では極めて限定
されてしまい、また、ロ）外部風の風向や風速が非常に
変化してしまうという問題点がある。このため、従来の
発電装置を従来の回転部形状のままで建物外壁面に取付
けたのでは、建物のコーナー部に沿って生ずる限定され
た風力エネルギーを利用することが難しく、高効率な風
力エネルギーの利用が困難となる。
での風力エネルギーを利用した風力発電を行なう際に、
建物外壁のコーナー部分に生ずる風力エネルギーを効率
よく回転運動に変換するには、イ）外壁面のコーナー部
分に生ずる風速域が、壁面に沿って流れる噴流と同様の
速度分布を持つので、風速の大きな領域では極めて限定
されてしまい、また、ロ）外部風の風向や風速が非常に
変化してしまうという問題点がある。このため、従来の
発電装置を従来の回転部形状のままで建物外壁面に取付
けたのでは、建物のコーナー部に沿って生ずる限定され
た風力エネルギーを利用することが難しく、高効率な風
力エネルギーの利用が困難となる。
【０００４】そこで、本発明は、高層建築物に生ずる風
力エネルギーに着目して提案されたものであり、この高
層建築物の外壁コーナー部に生ずる風力エネルギーの状
態を把握して効率よく発電を行なうことができる高層建
物用風力発電装置を提供することを目的としている。
力エネルギーに着目して提案されたものであり、この高
層建築物の外壁コーナー部に生ずる風力エネルギーの状
態を把握して効率よく発電を行なうことができる高層建
物用風力発電装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の高層建築物用風
力発電装置は、建物の外壁からほぼ水平方向に突出さ
れ、かつ建物外壁への取付基部が建物外壁にほぼ水平面
内において揺動可能に支持され互いに上下に間隔をおい
て平行に配置された一対の支持体と、前記両支持体の前
記取付基部とは反対側の揺動先端部間で回転可能に支持
され前記建物の外部風により回転する風受け回転部と、
前記外壁に装着され前記風受け回転部の回転力により回
転伝達手段を介して駆動される発電機とを備え、前記風
受け回転部は、上下に配置されて互いに平行に延在する
一対の回転支持体と、前記一対の回転支持体の延在方向
両端においてそれぞれ対向する端部間にわたってそれぞ
れ延在し上下端が一対の回転支持体に回転可能に支持さ
れ前記外部風を捕える一対の風受けと、前記両回転支持
体の延在方向中央部間に延在して上下端が前記一対の支
持体に回転可能に支持された回転主軸とで構成され、前
記風受けの向きを外部風の風向き及び風速の変化に対応
して変える風受け用モータを前記回転支持体に設け、更
に、前記支持体を前記取付基部を中心として揺動させ前
記支持体の水平方向の位置を外部風の風向き及び風速の
変化に対応して変える支持体用モータを設けたものであ
る。このような風力発電装置では、風受けの向き及び支
持体の水平方向の位置を外部風の風向きおよび風速の変
化に対応して変化させることにより、高層建物の外壁面
に衝突して外壁部分で加速された外部風を風受け回転部
の風受けで有効に捕えることができる。したがって、風
受け回転部を外壁部分で加速された外部風の最も強い場
所に設定できるとともに、高層建物の外部風の持つ運動
エネルギーを有効に利用して発電することができる。
力発電装置は、建物の外壁からほぼ水平方向に突出さ
れ、かつ建物外壁への取付基部が建物外壁にほぼ水平面
内において揺動可能に支持され互いに上下に間隔をおい
て平行に配置された一対の支持体と、前記両支持体の前
記取付基部とは反対側の揺動先端部間で回転可能に支持
され前記建物の外部風により回転する風受け回転部と、
前記外壁に装着され前記風受け回転部の回転力により回
転伝達手段を介して駆動される発電機とを備え、前記風
受け回転部は、上下に配置されて互いに平行に延在する
一対の回転支持体と、前記一対の回転支持体の延在方向
両端においてそれぞれ対向する端部間にわたってそれぞ
れ延在し上下端が一対の回転支持体に回転可能に支持さ
れ前記外部風を捕える一対の風受けと、前記両回転支持
体の延在方向中央部間に延在して上下端が前記一対の支
持体に回転可能に支持された回転主軸とで構成され、前
記風受けの向きを外部風の風向き及び風速の変化に対応
して変える風受け用モータを前記回転支持体に設け、更
に、前記支持体を前記取付基部を中心として揺動させ前
記支持体の水平方向の位置を外部風の風向き及び風速の
変化に対応して変える支持体用モータを設けたものであ
る。このような風力発電装置では、風受けの向き及び支
持体の水平方向の位置を外部風の風向きおよび風速の変
化に対応して変化させることにより、高層建物の外壁面
に衝突して外壁部分で加速された外部風を風受け回転部
の風受けで有効に捕えることができる。したがって、風
受け回転部を外壁部分で加速された外部風の最も強い場
所に設定できるとともに、高層建物の外部風の持つ運動
エネルギーを有効に利用して発電することができる。
【０００６】また本発明は、建物に吹く風向きおよび風
力等の風情報を検知する風情報センサを設け、前記風情
報センサの風情報及び前記発電機の発電出力の少なくと
も風情報に基づき前記風受け用モータ及び支持体用モー
タを制御して前記風受けの向き及び前記支持体の水平方
向の位置を外部風の風向きおよび風速の変化に対応して
任意に設定するコントロール部を備えたものである。こ
のような風力発電装置では、建物の外壁面から外に向う
方向の風速分布が外部風の状態により異ることが予想さ
れるが、風向きや風速が変化する非定常な外部風に対し
ては、風向きや風速を検出する風情報センサからの風情
報に基づいて、風受け回転部の位置や風受け回転部の風
受けの向きが最適な向きや位置となるようにコントロー
ル部により風受け用モータ及び支持体用モータを制御し
て風受けの向き及び支持体の水平方向の位置を自動的に
変える。したがって、風受けや風受け回転部が最大に外
部風を受けるように最適な向きおよび位置に設定される
ので、効率よく発電することが可能となる。
力等の風情報を検知する風情報センサを設け、前記風情
報センサの風情報及び前記発電機の発電出力の少なくと
も風情報に基づき前記風受け用モータ及び支持体用モー
タを制御して前記風受けの向き及び前記支持体の水平方
向の位置を外部風の風向きおよび風速の変化に対応して
任意に設定するコントロール部を備えたものである。こ
のような風力発電装置では、建物の外壁面から外に向う
方向の風速分布が外部風の状態により異ることが予想さ
れるが、風向きや風速が変化する非定常な外部風に対し
ては、風向きや風速を検出する風情報センサからの風情
報に基づいて、風受け回転部の位置や風受け回転部の風
受けの向きが最適な向きや位置となるようにコントロー
ル部により風受け用モータ及び支持体用モータを制御し
て風受けの向き及び支持体の水平方向の位置を自動的に
変える。したがって、風受けや風受け回転部が最大に外
部風を受けるように最適な向きおよび位置に設定される
ので、効率よく発電することが可能となる。
【０００７】
【実施例】以下に本発明の一実施例を図面に基づき説明
する。本実施例の風力発電装置１０は、図１〜図６に示
すように、高層建物１１の平面から見た外壁コーナー部
１２に設けられており、発電機１３、支持体１４、風受
け回転部１５、風情報センサ１６、およびコントロール
部１７、とにより構成されている。
する。本実施例の風力発電装置１０は、図１〜図６に示
すように、高層建物１１の平面から見た外壁コーナー部
１２に設けられており、発電機１３、支持体１４、風受
け回転部１５、風情報センサ１６、およびコントロール
部１７、とにより構成されている。
【０００８】上記発電機１３は、図２に示すように、建
物１７の外壁コーナー部１２に半埋設状態に固定され、
各発電機１３には所定長さを有する一対の支持体１４の
基端部が水平方向に揺動可能に支持されている。即ち、
一対の支持体１４は、建物１７の外壁コーナー部１２か
ら水平方向に突出され、かつ発電機１３への取付基部は
発電機１３に水平面内において揺動可能に支持され互い
に上下に間隔をおいて平行に配置されている。また、一
対の支持体１４の揺動先端部間には風受け回転部１５が
設けられている。風受け回転部１５は、図２に示すよう
に、一対の板状部材からなる回転支持体２１と二つの風
受け２２とから構成されている。即ち、風受け回転部１
５は、上下に配置されて互いに平行に延在する一対の回
転支持体２１と、この一対の回転支持体２１の延在方向
両端においてそれぞれ対向する端部間にわたってそれぞ
れ延在し上下端が一対の回転支持体２１に回転可能に支
持された支軸２４に固定され外部風を捕える一対の風受
け２２と、両回転支持体２１の延在方向中間部間に延在
して上下端が一対の支持体１４に図示しない軸受により
回転可能に支持された回転主軸２３とで構成される。風
受け２２は略半柱状の凹部を有する。尚、図２中、２５
は補強用リブを示す。したがって、建物の外壁コーナー
部１２に図７に示す外部風が生ずると、この風を二つの
風受け２２が捕えて回転支持体２１自体が回転主軸２３
を中心に矢印で示すように回転する。
物１７の外壁コーナー部１２に半埋設状態に固定され、
各発電機１３には所定長さを有する一対の支持体１４の
基端部が水平方向に揺動可能に支持されている。即ち、
一対の支持体１４は、建物１７の外壁コーナー部１２か
ら水平方向に突出され、かつ発電機１３への取付基部は
発電機１３に水平面内において揺動可能に支持され互い
に上下に間隔をおいて平行に配置されている。また、一
対の支持体１４の揺動先端部間には風受け回転部１５が
設けられている。風受け回転部１５は、図２に示すよう
に、一対の板状部材からなる回転支持体２１と二つの風
受け２２とから構成されている。即ち、風受け回転部１
５は、上下に配置されて互いに平行に延在する一対の回
転支持体２１と、この一対の回転支持体２１の延在方向
両端においてそれぞれ対向する端部間にわたってそれぞ
れ延在し上下端が一対の回転支持体２１に回転可能に支
持された支軸２４に固定され外部風を捕える一対の風受
け２２と、両回転支持体２１の延在方向中間部間に延在
して上下端が一対の支持体１４に図示しない軸受により
回転可能に支持された回転主軸２３とで構成される。風
受け２２は略半柱状の凹部を有する。尚、図２中、２５
は補強用リブを示す。したがって、建物の外壁コーナー
部１２に図７に示す外部風が生ずると、この風を二つの
風受け２２が捕えて回転支持体２１自体が回転主軸２３
を中心に矢印で示すように回転する。
【０００９】また、上記支持体１４の先端部内には、図
１にその概略を示すように、回転主軸２３の各端部には
スプロケット２６が一体に設けられており、これらの各
スプロケット２６と発電機１３の回転軸に設けたスプロ
ケット２７との間には各支持体１４内に配置された回転
伝達用のベルト２８が巻き掛けられている。また、各支
軸２４には回転支持体２１内に設けられた風受け用モー
タ２９が連結され、このモータ２９により支軸２４を回
転して、各風受け２２を任意の方向に向けることがで
き、例えば風受け回転部１５の回転を逆回転にできる構
造となっている。したがって、風受け回転部１５の回転
は、回転主軸２３およびスプロケット２６を通じてベル
ト２８に伝達され、このベルト２８により発電機１３の
回転軸２７を回転させて発電が行なわれる。
１にその概略を示すように、回転主軸２３の各端部には
スプロケット２６が一体に設けられており、これらの各
スプロケット２６と発電機１３の回転軸に設けたスプロ
ケット２７との間には各支持体１４内に配置された回転
伝達用のベルト２８が巻き掛けられている。また、各支
軸２４には回転支持体２１内に設けられた風受け用モー
タ２９が連結され、このモータ２９により支軸２４を回
転して、各風受け２２を任意の方向に向けることがで
き、例えば風受け回転部１５の回転を逆回転にできる構
造となっている。したがって、風受け回転部１５の回転
は、回転主軸２３およびスプロケット２６を通じてベル
ト２８に伝達され、このベルト２８により発電機１３の
回転軸２７を回転させて発電が行なわれる。
【００１０】また、上記各支持体１４の水平揺動基部に
は、図４に示すように、支持体１４を水平方向（例えば
１８０度の範囲内）に変位して支持体１４の位置を変え
る支持体用モータ３１が設けられている。この支持体用
モータ３１は発電機１３の半埋設部分又はその近傍に設
けられる。この支持体用モータ３１により、外部風に対
する風受け回転部１５の位置を図４に示すように、外壁
コーナー部１２を中心にして１８０度の範囲内で変位で
きるようになっている。更に、図５に示すように、建物
１１の屋上には、風向や風速等の風情報を検出する風情
報センサ１６が設けられ、このセンサ１６の情報に基づ
いて、上記風受け用モータ２９や支持体用モータ３１を
コントロールするコントロール部１７が設けられてい
る。このコントロール部１７は、図６に示すように、風
情報センサ１６からのデータを処理するデータ処理部３
２、制御用コンピュータ３３、発電機１３の出力と風情
報のデータとに基づいて双方のモータ２９、３１を回転
制御する出力制御部３４とから構成され、風情報のデー
タや発電出力に基づいて、各風受け２２の向き、支持体
１４の位置を、外部風に対し最適な位置となるようにコ
ントロールできる構成となっている。
は、図４に示すように、支持体１４を水平方向（例えば
１８０度の範囲内）に変位して支持体１４の位置を変え
る支持体用モータ３１が設けられている。この支持体用
モータ３１は発電機１３の半埋設部分又はその近傍に設
けられる。この支持体用モータ３１により、外部風に対
する風受け回転部１５の位置を図４に示すように、外壁
コーナー部１２を中心にして１８０度の範囲内で変位で
きるようになっている。更に、図５に示すように、建物
１１の屋上には、風向や風速等の風情報を検出する風情
報センサ１６が設けられ、このセンサ１６の情報に基づ
いて、上記風受け用モータ２９や支持体用モータ３１を
コントロールするコントロール部１７が設けられてい
る。このコントロール部１７は、図６に示すように、風
情報センサ１６からのデータを処理するデータ処理部３
２、制御用コンピュータ３３、発電機１３の出力と風情
報のデータとに基づいて双方のモータ２９、３１を回転
制御する出力制御部３４とから構成され、風情報のデー
タや発電出力に基づいて、各風受け２２の向き、支持体
１４の位置を、外部風に対し最適な位置となるようにコ
ントロールできる構成となっている。
【００１１】したがって、このような風力発電装置１０
においては、建物の外壁コーナー部１２に設けた風受け
回転部１５の風受け２２の向き及び支持体１４の水平方
向の位置を外部風の風向きおよび風速の変化に対応して
変化させることにより、高層建物の外壁面に衝突して外
壁部分で加速された外部風を風受け回転部の風受けで有
効に捕えることができ、都市のビルに吹く強力な風を利
用して発電することが可能となる。また、風受け回転部
１５の風受け２２の向きや、風受け回転部１５自体の位
置をコントロール部１７により外部風の風向きや風速の
変化に対応して変化させることができるので、風受け２
２の向きや風受け回転部１５を最適な位置に設定でき、
常に最大限の出力を得ることが可能となる。
においては、建物の外壁コーナー部１２に設けた風受け
回転部１５の風受け２２の向き及び支持体１４の水平方
向の位置を外部風の風向きおよび風速の変化に対応して
変化させることにより、高層建物の外壁面に衝突して外
壁部分で加速された外部風を風受け回転部の風受けで有
効に捕えることができ、都市のビルに吹く強力な風を利
用して発電することが可能となる。また、風受け回転部
１５の風受け２２の向きや、風受け回転部１５自体の位
置をコントロール部１７により外部風の風向きや風速の
変化に対応して変化させることができるので、風受け２
２の向きや風受け回転部１５を最適な位置に設定でき、
常に最大限の出力を得ることが可能となる。
【００１２】尚、本実施例では、建物のコーナー部に発
電装置を設置したが、コーナー部に限らず、外部風の発
生の情況に応じて建物の任意な壁面に突設して設けるこ
とも可能である。
電装置を設置したが、コーナー部に限らず、外部風の発
生の情況に応じて建物の任意な壁面に突設して設けるこ
とも可能である。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、建
物の外壁に突設した風受け回転部の風受けの向き及び支
持体の水平方向の位置を外部風の風向きおよび風速の変
化に対応して変化させる構成にしたので、確実に建物に
吹く外部風により発電を行なうことができる。また、風
受け回転部の位置や風受けの向きを、風情報センサのデ
ータに基づいてコントロール部により、外部風の風向き
や風速の変化に対応して制御できるので、効率がよく最
大限の発電能力を得ることが可能となる。
物の外壁に突設した風受け回転部の風受けの向き及び支
持体の水平方向の位置を外部風の風向きおよび風速の変
化に対応して変化させる構成にしたので、確実に建物に
吹く外部風により発電を行なうことができる。また、風
受け回転部の位置や風受けの向きを、風情報センサのデ
ータに基づいてコントロール部により、外部風の風向き
や風速の変化に対応して制御できるので、効率がよく最
大限の発電能力を得ることが可能となる。
【図１】本発明の一実施例に係り、風力発電装置の平面
図である。
図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図３】風力発電装置の斜視図である。
【図４】風受け回転部の位置制御を説明する概略平面図
である。
である。
【図５】風情報センサの取付け位置を示す概略図であ
る。
る。
【図６】コントロール部のブロック図である。
【図７】従来例に係り、外部風の発生状況を示す平面図
である。
である。
１０ 風力発生装置 １１ 建物 １３ 発電機 １５ 風受け回転部 １６ 風情報センサ １７ コントロール部 ２２ 風受け
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F03D 9/00 F03D 3/06 F03D 7/04
Claims (2)
- 【請求項１】 建物の外壁からほぼ水平方向に突出さ
れ、かつ建物外壁への取付基部が建物外壁にほぼ水平面
内において揺動可能に支持され互いに上下に間隔をおい
て平行に配置された一対の支持体と、 前記両支持体の前記取付基部とは反対側の揺動先端部間
で回転可能に支持され前記 建物の外部風により回転する
風受け回転部と、前記外壁に装着され前記 風受け回転部の回転力により回
転伝達手段を介して駆動される発電機とを備え、前記風受け回転部は、上下に配置されて互いに平行に延
在する一対の回転支持体と、前記一対の回転支持体の延
在方向両端においてそれぞれ対向する端部間にわたって
それぞれ延在し上下端が一対の回転支持体に回転可能に
支持され前記外部風を捕える一対の風受けと、前記両回
転支持体の延在方向中央部間に延在して上下端が前記一
対の支持体に回転可能に支持された回転主軸とで構成さ
れ、 前記風受けの向きを外部風の風向き及び風速の変化に対
応して変える風受け用モータを前記回転支持体に設け、 更に、前記支持体を前記取付基部を中心として揺動させ
前記支持体の水平方向の位置を外部風の風向き及び風速
の変化に対応して変える支持体用モータを設けた、 ことを特徴とする高層建築物用風力発電装置。 - 【請求項２】 建物に吹く風向きおよび風力等の風情報
を検知する風情報センサを設け、前記風情報センサの風
情報及び前記発電機の発電出力の少なくとも風情報に基
づき前記風受け用モータ及び支持体用モータを制御して
前記風受けの向き及び前記支持体の水平方向の位置を外
部風の風向き及び風速の変化に対応して任意に設定する
コントロール部を備えた請求項１記載の高層建築物用風
力発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3093412A JP2848983B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 高層建築物用風力発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3093412A JP2848983B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 高層建築物用風力発電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04303181A JPH04303181A (ja) | 1992-10-27 |
| JP2848983B2 true JP2848983B2 (ja) | 1999-01-20 |
Family
ID=14081588
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3093412A Expired - Fee Related JP2848983B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 高層建築物用風力発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2848983B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2745098B2 (ja) * | 1993-03-18 | 1998-04-28 | 鹿島建設株式会社 | 省エネルギー建物 |
| US5394016A (en) * | 1993-04-22 | 1995-02-28 | Hickey; John J. | Solar and wind energy generating system for a high rise building |
| JP2858090B2 (ja) * | 1995-01-20 | 1999-02-17 | 成一郎 相原 | ビル用風力発電装置 |
| NL1019275C2 (nl) * | 2001-11-01 | 2003-05-02 | Stork J E Ventilatoren Bv | Ventilatie-installatie en energie-opwekkingsinrichting daarvoor. |
| JP4840030B2 (ja) * | 2006-08-31 | 2011-12-21 | パナソニック株式会社 | 風力・太陽光発電装置 |
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