JP3226119U - Hybrid generator - Google Patents

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JP3226119U JP2020000552U JP2020000552U JP3226119U JP 3226119 U JP3226119 U JP 3226119U JP 2020000552 U JP2020000552 U JP 2020000552U JP 2020000552 U JP2020000552 U JP 2020000552U JP 3226119 U JP3226119 U JP 3226119U
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関 和市
和市 関
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Abstract

【課題】 年間を通して安定的に発電できる(kWh)ハイブリッド発電装置を提供する。【解決手段】 水路W上に、その水流中にブレード1a部分を没して発電する垂直軸型水流発電装置1が設けられ、その上に、太陽光パネル2aで発電を行う太陽光発電装置2が備えられている。【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hybrid power generation device capable of stable power generation (kWh) throughout the year. SOLUTION: A vertical axis type water current power generation device 1 for generating power by immersing a blade 1a portion in the water flow is provided on a water channel W, and a solar power generation device 2 for generating power by a solar panel 2a is provided thereon. Is provided. [Selection diagram]

Description

本考案は、クリーンで再生可能エネルギである太陽光及び水流を用いて発電を行うハイブリッド発電装置に関する。   The present invention relates to a hybrid power generation device that generates power using sunlight and a water stream that are clean and renewable energy.

風車(風力発電装置)と太陽光(太陽光発電装置)を利用して発電を行うハイブリッド発電装置は、後述する特許文献が示すように、数多くある。
そのうち風車を使用する装置の大半は、ブレード部分がプロペラ型になっており、大電力を得るために、高い塔の上に設けられ、且つ風向きによって、そのプロペラの向きを風向に正対させるためのヨー装置などが必要であって、大電力を生成したいという要求と共に、どうしてもその装置としては、大型(大規模)になりやすい。この構成と太陽光発電を組み合わせる場合、その高い塔の壁面に太陽光パネルを設けて、少しでも発電量を増やそうとする構成が上記特許文献の大半を占める。
There are many hybrid power generation devices that generate power using a wind turbine (wind power generation device) and sunlight (solar power generation device), as shown in the patent document described later.
Most of the devices that use wind turbines have blades of a propeller type, and are installed on a high tower to obtain a large amount of electric power. The yaw device and the like are required, and with the demand to generate a large amount of electric power, the device is inevitably large (large scale). When this configuration is combined with solar power generation, most of the above patent documents include a configuration in which a solar panel is provided on the wall surface of the tall tower to increase the amount of power generation.

特開2019−129547号公報JP, 2019-129547, A 実用新案登録第3215618号公報Utility model registration No. 3215618 特許第6108510号公報Japanese Patent No. 6108510 特開2014−095318号公報JP, 2014-095318, A 特開2008−151053号公報JP, 2008-151053, A

これまでの自然エネルギ発電装置は、一般的に、一基当たり何kW発電するかを問題にしている。換言すれば、後述するような先行技術文献に多数示された小規模の発電装置は、全てkW単位でしか装置の性能を表示していない。   Conventional renewable energy power generators generally have a problem of how many kW is generated per unit. In other words, all of the small-scale power generators described in the prior art documents, which will be described later, all display the performance of the device only in kW unit.

しかしながら、風車は、常に風が吹く場所であれば、ある程度安定はするが、ほとんどの場合、常に安定的に、同じ風量が吹くところは少なく、また年間を通して安定的に風が吹く場所もほとんどない(風は大小の渦の移動であるから秒分時日週月季節年によって顕著に変動している)。特に後者の季節による風の変動がそのまま電力の変動の激しさにつながって安定しない問題がある。ましてや、風が全く吹かないところでは、風車を利用すること自体、期待できない。   However, the windmill is stable to some extent if it is always blown, but in most cases it is always stable, there are few places with the same amount of wind, and there are few places where wind blows stably throughout the year. (The wind is a movement of large and small vortices, so it changes remarkably depending on the seconds, minutes, hours, days, weeks, months, and seasons). In particular, there is a problem in that the fluctuation of the wind due to the latter season leads directly to the intensity of the fluctuation of electric power and is not stable. Moreover, we cannot expect to use a windmill in a place where there is no wind.

他方、太陽光発電装置は、日中の太陽の日射量は日射時間で発電できる時間が決まるし、また天候によっても、発電できる量が変わる。さらに、四季のあるところでは、日射量の差によって発電についても差が出てくる。   On the other hand, in the solar power generation device, the amount of solar radiation during the day is determined by the amount of solar radiation time, and the amount of power that can be generated also changes depending on the weather. Furthermore, in some seasons, there is a difference in power generation due to the difference in the amount of solar radiation.

以上のような変動の激しい電力源では、一瞬にして得られる何kWの発電量を問題にしても意味がなく、年間を通して、安定的に何kWhが得られるかが問題となり、それに対応できる安定化した発電装置が望まれていた。   With a power source that fluctuates greatly as described above, it makes no sense to consider how much power generation can be obtained in an instant, and how much kWh can be stably obtained throughout the year becomes a problem, and it is possible to cope with it. There has been a demand for an improved power generator.

本考案は、以上のような問題に鑑み創案されたものであって、年間を通して安定的に発電できるハイブリッド発電装置を提供せんとするものである。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a hybrid power generation device capable of generating electric power stably throughout the year.

まず、本考案に創出に至る技術的背景について説明する。クリーンで再生可能エネルギ(自然エネルギ、サステナブルエネルギ)は風況、水況、日射量(太陽光)に関しては、秒分時日週月年を通して顕著に変動する。これらのクリーンで再生可能エネルギ(自然エネルギ、サステナブルエネルギ)を独立電源として安定化する方法は容易ではない。従って、今後の持続的社会の構築には、水力、風力、太陽光をいかに安定的に電気エネルギ(独立電源)に変換して利用や応用が必要不可欠である。そして、さらに本考案の創出の前提として、風がほとんど吹かない場所で如何に安定的にそのような独立電源を確保できるかと言う点に注意し、以上のような技術的背景に基づき、本考案は案出された。   First, the technical background leading to the present invention will be described. The clean and renewable energy (natural energy, sustainable energy) changes significantly in terms of wind conditions, water conditions, and the amount of solar radiation (sunlight) throughout the seconds, minutes, days, days, months, and years. It is not easy to stabilize such clean and renewable energy (natural energy, sustainable energy) as an independent power source. Therefore, in order to build a sustainable society in the future, it is essential to stably convert hydropower, wind power, and sunlight into electric energy (independent power source) for use and application. Furthermore, as a premise of the creation of the present invention, paying attention to how stably such an independent power source can be secured in a place where almost no wind blows, and the present invention is based on the above technical background. Was devised.

そのため本考案に係るハイブリッド発電装置は、
水の流れのある所の上に、その水流中にブレード部分を没して発電する垂直軸型水流発電装置が設けられ、
その上に、太陽光パネルで発電を行う太陽光発電装置が備えられることを基本的特徴としている。
Therefore, the hybrid power generator according to the present invention is
On the place where there is a flow of water, a vertical axis type water flow power generation device is installed to generate power by submerging the blade part in the water flow,
In addition to that, a basic feature is that a solar power generation device that generates power with a solar panel is provided.

上記構成によれば、水の流れのあるところに、上記垂直軸型水流発電装置の構成のうち、本体部分(垂直回転軸及びブレード)を構成するブレードを水流中に沈めて、該ブレードが周囲に取り付けられた垂直回転軸を中心に回して該垂直軸型水流発電装置による発電を行う。   According to the above configuration, of the configuration of the vertical axis type hydroelectric generator, where the water flow is present, the blade constituting the main body portion (vertical rotation axis and blade) is submerged in the water stream, and the blade is surrounded by the surrounding area. Power is generated by the vertical axis type water flow power generation device by rotating around a vertical rotation axis attached to the.

河川などの水流は、四季を通じての変動はあるものの、一般的にその変動幅は大きくない。変動があったとしても、昼夜の変動幅のある太陽光発電装置とは異なり、昼夜の水流の変動幅に大きな差はないし、雨・曇り・晴れなどによる天候の変動幅も水流発電装置は、太陽光発電装置に比べて小さい。他方雨量の多くなる季節と雨量が少なく太陽光が照ることが多い季節の変動がある所であれば、垂直軸型水流発電装置と太陽光発電装置とがその発電量の変動を補い合って、季節変化があっても年間を通じての発電量(kWh)の安定化につながることになる。   The flow of water such as rivers fluctuates throughout the four seasons, but the fluctuation range is generally not large. Even if there is a fluctuation, unlike a solar power generator that has a fluctuation range between day and night, there is no big difference in the fluctuation range of the water flow at day and night, and the fluctuation range of the weather due to rain, cloudy, sunny, etc. Smaller than solar power generators. On the other hand, if there are fluctuations in the season when there is a large amount of rainfall and the season when there is little rainfall and the sunlight is often shining, the vertical axis type water flow power generator and the solar power generator compensate for the fluctuation in the amount of power generation and Even if there is a change, it will lead to stabilization of the amount of power generation (kWh) throughout the year.

ましてや用水路などの水路(水流)では、安定的に水の流れがあり、安定化電源としての役割が大きくなる。即ち、kWh単位での、年間を通した電力が、安定的に得られることになる。そこに、年間を通しての発電の変動幅の大きな太陽光発電装置を備えることで、これらの発電装置の発電が相乗的に補い合い、年間を通して安定化した発電量(kWh)を得られることになる。   In addition, there is a stable flow of water in a waterway (waterflow) such as an irrigation canal, which plays an important role as a stabilized power source. That is, year-round electric power can be stably obtained in kWh. By providing a photovoltaic power generation device having a large fluctuation range of power generation throughout the year, the power generation of these power generation devices complement each other synergistically, and a stable power generation amount (kWh) can be obtained throughout the year.

ここで上記水流発電装置を、垂直軸型の構成にするのは、その本体部分(垂直回転軸及びブレード)を構成するブレードを水中に配置すれば発電ができ、ダムなどを造って発電を行う大型の水力発電所などとは異なり、適地(河川や水路)に簡単に設置して、直ぐに安定化電源を得られるようにするためである。   Here, the above-mentioned water current power generator is configured to have a vertical axis type because power can be generated by arranging the blades constituting the main body portion (vertical rotation axis and blades) in water, and generating power by building a dam or the like. This is because, unlike a large hydroelectric power plant, it can be easily installed in suitable places (rivers and waterways) so that a stable power source can be obtained immediately.

本考案における上記太陽光発電装置が、上記水流発電装置の上に設けられるのは、設置場所が、例えば日本の小笠原諸島や沖縄の与那国島などの様に、その緯度が低い場所において、太陽光を上方で受光した方が、太陽光発電装置としては最も発電効率が良い上に、一日の発電量が多くなるためである。付言すれば、その設置の仕方は、垂直に設置される場合よりも、設置場所の緯度に応じて日中太陽光を多く受光できる(日射を受けた受光量が多くなる)角度でその太陽光パネルが設けられることが望ましい。   The solar power generation device according to the present invention is provided on the water current power generation device in a place where the installation is low, such as the Ogasawara Islands in Japan or Yonaguni Island in Okinawa, where the solar power is low. This is because when the light is received above, the solar power generation device has the highest power generation efficiency and the amount of power generated per day increases. In addition, the installation method is such that the sunlight can be received at an angle that can receive more sunlight during the day depending on the latitude of the installation location (the amount of received sunlight is greater) than when installed vertically. It is desirable that a panel be provided.

尚、本考案における水流発電装置には、水流発電に必要な、水流水車、発電機、蓄電器、制御構成、インバータ、出力用コンセント等を一体化した装置が内蔵されていたり、或いはそれらの構成の一部(例えば充電器など)を本構成の外部に設置しても良い。また、太陽光発電装置も、例えば太陽光パネルを設置したその下面や下方に(蓄電器、制御構成、インバータ、出力用コンセント等を一体化した装置)内蔵されていたり、或いはそれらの構成の一部(例えば同じく充電器など)を本構成の外部に設置しておいても良い。   The water current power generator of the present invention has a built-in device that integrates a water current turbine, a generator, a power storage device, a control configuration, an inverter, an outlet for output, etc., which are necessary for water current power generation, or of those configurations. A part (for example, a charger) may be installed outside this configuration. In addition, a solar power generation device is also built in, for example, on the lower surface or underneath of a solar panel (a device that integrates a power storage device, a control structure, an inverter, an outlet for output, etc.), or a part of these structures. (For example, a charger, etc.) may be installed outside this configuration.

さらに、上記垂直軸型水流発電装置の本体部分(垂直回転軸及びブレード)を構成するブレードは上下動可能で、必要に応じて水中に配置して発電を行い、また水中から引き上げて安全に待避させることができるようにすることが望ましい。該装置は、水没させることを前提に最初から上下動可能な構成にせずに組んでも良いが、水の勢いが激し過ぎて、発電を行う回転軸部分が焼き切れたり、水の勢いで流れてきた物体がブレードに当たって壊れることを防ぐことや、川の氾濫や水路から水が溢れ出して、本装置が発電装置として機能しなくなることを防ぐ意味からも、上記のような構成とすることが望ましい。   Furthermore, the blades that make up the main body (vertical rotation shaft and blades) of the vertical axis type hydroelectric generator can move up and down. If necessary, they can be placed in water to generate electricity, and can also be pulled out of the water and safely saved. It is desirable to be able to. The device may be assembled without being configured to be able to move up and down from the beginning on the assumption that it will be submerged in water, but the momentum of the water is too intense, the rotating shaft part that generates power is burned out, or the flow of water flows with the momentum of the water. In order to prevent the object from hitting the blade and breaking it, and to prevent the device from functioning as a power generator due to flooding of the river or overflow of water from the waterway, the above configuration can be used. desirable.

加えて本考案に係るハイブリッド発電装置は、水の流れのある所(例えば水路)に沿って一定の間隔を開けて、複数設けられると良い。これは、各ハイブリッド発電装置によって発電されたものが、例えばある一帯の狭い場所でも、その数が多くなればなるほど、一日の発電量は大きくなるからである。ただし、水の流れの中におかれてブレードを回した場合、その下流では一定間隔を置かないと、その流れに乱れが起き、下流の発電装置の発電効率を下げることになる。そのため、一定の間隔(後述する実施例で詳細に説明する)を開けて、これらの本考案に係るハイブリッド発電装置は設置される必要がある。   In addition, a plurality of hybrid power generation devices according to the present invention may be provided at regular intervals along a place where water flows (for example, a water channel). This is because the amount of power generated by each hybrid power generation device increases, for example, even in a narrow area in a certain area, as the number of power generations increases. However, when the blade is rotated in the flow of water and a certain interval is not provided downstream thereof, the flow is disturbed and the power generation efficiency of the power generation device downstream is reduced. Therefore, it is necessary to install these hybrid power generation devices according to the present invention at regular intervals (which will be described in detail in later-described embodiments).

本考案のハイブリッド発電装置によれば、上記垂直軸型水流発電装置が年間を通しての発電の変動幅を小さなものに資するため、2つの発電装置の組み合わせの相乗効果によって、年間を通しての発電の変動幅を小さなものとし、kWhで平準化することが出来るという優れた効果を奏し得る。特に、垂直軸型水流発電装置の年間を通じての発電変動幅の低減化には特筆するものがあり、本ハイブリッド発電装置におけるベースロード電源として機能するため、上記効果は、辺境の地などにおいて顕著に発揮される。   According to the hybrid power generation device of the present invention, the vertical axis type water current power generation device contributes to a small fluctuation range of power generation throughout the year. Therefore, the synergistic effect of the combination of the two power generation devices causes the fluctuation range of power generation throughout the year. Can be made small, and an excellent effect that it can be leveled at kWh can be obtained. In particular, there is a special note on reducing the fluctuation range of power generation of vertical axis type hydroelectric generators throughout the year.Since it functions as a base load power source in this hybrid generator, the above effect is remarkable in remote areas. To be demonstrated.

本考案の一実施例を示す斜視説明図である。It is a perspective explanatory view showing one example of the present invention. 上記実施例構成が設けられた水路を含む断面構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the cross-sectional structure containing the water channel in which the said Example structure was provided. 上記図2をその横方向から見た構成が示される水路を含む構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure containing the water channel by which the structure which looked at the said FIG. 2 from the lateral direction is shown. 本実施例構成を1の水路に沿って複数設けた状態を示す上記実施例構成が設けられた水路を含む断面構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which provided multiple this Example structure along one water channel, and shows the cross-section structure containing the water channel in which the said Example structure was provided. 上記図4の構成を図2に準ずる方向から見た状態を示す水路を含む断面構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the cross-sectional structure containing the water channel which shows the state which looked at the structure of the said FIG. 4 from the direction according to FIG. 本考案の第2の実施例を示す斜視説明図である。It is a perspective view showing a second embodiment of the present invention. 上記第2の実施例構成が設けられた水路を含む断面構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the cross-sectional structure containing the water channel in which the said 2nd Example structure was provided. 上記図7をその横方向から見た構成が示される水路を含む構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure containing the water channel by which the structure which looked at the said FIG. 7 from the lateral direction is shown. 本実施例構成を1の水路に沿って複数設けた状態を示す上記実施例構成が設けられた水路を含む断面構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which provided multiple this Example structure along one water channel, and shows the cross-section structure containing the water channel in which the said Example structure was provided. 上記図9の構成を図7に準ずる方向から見た状態を示す水路を含む断面構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the cross-sectional structure containing the water channel which shows the state which looked at the structure of said FIG. 9 from the direction according to FIG.

以下、本考案の実施の形態を図示例と共に説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the illustrated examples.

本考案の一実施例に係るハイブリッド発電装置は、図1〜図3に示すように、一の水路Wの上に、その水流中にブレード1a部分を没して発電する直線翼垂直軸型固定ピッチ水流発電装置1が設けられ、また、その上に、太陽光パネル2aが上側を向いて水平に設置された太陽光発電装置2が備えられている。   As shown in FIGS. 1 to 3, a hybrid power generator according to an embodiment of the present invention is a straight-blade vertical axis type fixed type that generates power by immersing the blade 1a portion in the water flow on one water channel W. A pitch water current power generation device 1 is provided, and a solar power generation device 2 in which a solar panel 2a is horizontally installed facing upward is provided thereon.

上記実施例構成では、水路Wで、直線翼垂直軸型固定ピッチ水流発電装置1の本体部分(垂直回転軸及びブレード)を構成する一体型のブレード1aを水流中に沈めて、該ブレード1aが周囲に取り付けられた垂直回転軸を中心に回して該直線翼垂直軸型固定ピッチ水流発電装置1による発電を行う。   In the configuration of the above-described embodiment, in the water passage W, the integrated blade 1a that constitutes the main body portion (vertical rotation shaft and blade) of the straight-blade vertical axis type fixed pitch hydroelectric generator 1 is submerged in the water stream, and the blade 1a is Power is generated by the straight-blade vertical axis type fixed pitch water current power generation apparatus 1 by rotating around a vertical rotation axis attached to the periphery.

上記水流発電装置1につき、一体化した直線翼垂直軸型ブレードを用いるのは、その本体を構成する直線翼垂直軸型ブレードを水中に配置すれば発電ができ、ダムなどを造って発電を行う大型の水力発電所などとは異なり、適地(河川や水路)に簡単に設置して、直ぐに安定化電源を得られるようにするためである。   The integrated straight-blade vertical axis type blade is used for the water current power generation device 1 described above. Power can be generated by arranging the straight-blade vertical axis type blade constituting the main body in water, and a dam or the like is constructed to generate power. This is because, unlike a large hydroelectric power plant, it can be easily installed in suitable places (rivers and waterways) so that a stable power source can be obtained immediately.

さらに、水流発電装置1に、直線翼垂直軸型固定ピッチのものを用いるのは、直線翼の迎角、直線翼・支持翼・シャフトとの各取り付け角、直線翼の空気力学的中心を最適化すれば、全て固定ピッチで良いのであり、これらは理論と実験で究明しており、特に「固定ピッチ」に限定するのはブレードの「一体型」の製造製作による構造強度強化、空気力学的性能増大、ユニット化、コスト低減化等に寄与することになるからである。   Further, the straight-flow blade vertical axis type fixed pitch is used for the water current power generation device 1 because the angle of attack of the straight-blade, each mounting angle of the straight-blade, the supporting blade and the shaft, and the aerodynamic center of the straight-blade are optimal. If fixed, all can be fixed pitch. These have been clarified by theory and experiment. Especially, limited to "fixed pitch" is to strengthen structural strength by manufacturing and manufacturing "integral type" of blade, aerodynamics. This is because it contributes to performance increase, unitization, cost reduction, and the like.

河川などの水流は、四季を通じての変動はあるものの、一般的にその変動幅は大きくない。変動があったとしても、昼夜の変動幅のある太陽光発電装置とは異なり、昼夜の水流の変動幅に大きな差はない。他方雨量の多くなる季節と雨量が少なく太陽光が照ることが多い季節の変動がある所であれば、垂直軸型水流発電装置1と太陽光発電装置2とがその発電量の変動を補い合って、季節変化があっても年間を通じての発電量(kWh)の安定化につながることになる。   The flow of water such as rivers fluctuates throughout the four seasons, but the fluctuation range is generally not large. Even if there is a fluctuation, unlike a solar power generation device that has a fluctuation range between day and night, there is no great difference in the fluctuation range of the water flow between day and night. On the other hand, if there is a change in the season when the amount of rainfall is large and the season when the amount of rainfall is small and the sunlight is often shining, the vertical axis type water flow power generation device 1 and the solar power generation device 2 compensate for the change in the amount of power generation. Even if there is a seasonal change, it will lead to the stabilization of the power generation amount (kWh) throughout the year.

ましてや用水路などの水路(水流)では、安定的に水の流れがあり、安定化電源としての役割が大きくなる。即ち、kWh単位での、年間を通した電力が、安定的に得られることになる。そこに、一日及び季節を通しての発電の変動幅の大きな太陽光発電装置2を備えることで、これらの発電装置の発電が相乗的に補い合い、年間を通して安定化した発電量(kWh)を得られることになる。   In addition, there is a stable flow of water in a waterway (waterflow) such as an irrigation canal, which plays an important role as a stabilized power source. That is, year-round electric power can be stably obtained in kWh. By providing the solar power generation device 2 with a large fluctuation range of power generation throughout the day and season, the power generation of these power generation devices complement each other synergistically, and a stable power generation amount (kWh) can be obtained throughout the year. It will be.

さらに、上記直線翼垂直軸型固定ピッチ水流発電装置1の本体部分(垂直回転軸及びブレード)を構成するブレード1aは、図示するように、上下動可能で、必要に応じて水中に配置して発電を行い、また水中から引き上げて安全に待避させることができるようにしている。該装置は、水没させることを前提に最初から上下動可能な構成にせずに組んでも良いが、水の勢いが激し過ぎて、発電を行う回転軸部分が焼き切れたり、水の勢いで流れてきた物体がブレードに当たって壊れることを防ぐことや、川の氾濫や水路から水が溢れ出して、本装置が発電装置として機能しなくなることを防ぐ意味からも、上記のような構成とした。   Further, as shown in the drawing, the blade 1a constituting the main body portion (vertical rotation shaft and blade) of the straight blade vertical axis type fixed pitch hydroelectric generator 1 is vertically movable and, if necessary, is placed in water. It generates electricity and can also be pulled out of the water for safe evacuation. The device may be assembled without being configured to be able to move up and down from the beginning on the assumption that it will be submerged in water, but the momentum of the water is too intense, the rotating shaft part that generates power is burned out, or the flow of water flows with the momentum of the water. The above configuration is also used in order to prevent an object from hitting the blade and breaking it, and to prevent the device from functioning as a power generator due to flooding of a river or overflow of water from a waterway.

上記太陽光発電装置2が、その上に設けられるのは、設置場所が、例えば日本の小笠原諸島や沖縄の与那国島などの様に、その緯度が低い場所において、太陽光を上方で受光した方が、太陽光発電装置2としては最も発電効率が良い上に、一日の発電量が多くなるためである。よって、その設置の仕方は、図1〜3に示すように、太陽光パネル2aが上側を向いて水平に設置されている。   The above solar power generation device 2 is provided on the one where the installation location is a place where the latitude is low, such as the Ogasawara Islands in Japan or Yonaguni Island in Okinawa, where the sunlight is received above. However, this is because the solar power generation device 2 has the highest power generation efficiency and the amount of power generation per day increases. Therefore, as for the way of installation, as shown in FIGS. 1 to 3, the solar panel 2a is installed horizontally facing upward.

また、本実施例に係るハイブリッド発電装置は、図4及び図5に示されるように、水路Wに沿って一定の間隔を開けて、複数設けられている。これは、各ハイブリッド発電装置によって発電されたものが、例えばある一帯の狭い場所でも、その数が多くなればなるほど、一日の発電量は大きくなるからである。ただし、水の流れの中におかれてブレードを回した場合、その下流では一定間隔を置かないと、その流れに乱れが起き、下流の発電装置の発電効率を下げることになる。より具体的には、このブレード1aが回転することで構成される水車の直径の10倍以上離すことで、その下流にあるブレード1aには上流のブレード1aで生じた渦流等の影響が無くなり、通常の水の流れに戻るため、その間隔としてはブレード1aが回転することで構成される水車の直径の10倍程度離すこととした。   Further, as shown in FIGS. 4 and 5, the hybrid power generator according to the present embodiment is provided in plural along the water passage W at regular intervals. This is because the amount of power generated by each hybrid power generation device increases, for example, even in a narrow area in a certain area, as the number of power generations increases. However, when the blade is rotated in the flow of water and a certain interval is not provided downstream thereof, the flow is disturbed and the power generation efficiency of the power generation device downstream is reduced. More specifically, by separating the blade 1a by 10 times or more the diameter of the water turbine configured by rotating, the blade 1a located downstream of the blade 1a is not affected by the eddy current generated in the upstream blade 1a, In order to return to the normal flow of water, the distance is set to be about 10 times the diameter of the water turbine constituted by the rotation of the blade 1a.

本実施例における各発電装置には、水流発電に必要な、各ブレード構成、発電機、蓄電器、制御構成、インバータ、出力用コンセント等を一体化した装置を内蔵させる事も出来るが、本実施例構成では、それらの構成の一部(例えば充電器など)を本構成の外部に設置している。また、太陽光発電装置2も、例えば太陽光パネル2aを設置したその下面に(蓄電器、制御構成、インバータ、出力用コンセント等を一体化した装置)内蔵されるようにしたり、或いはそれらの構成の一部(例えば同じく充電器など)を本構成の外部に設置しておいても良い。   Each power generation device in this embodiment may have a built-in device, which is necessary for water current power generation, in which each blade configuration, generator, condenser, control configuration, inverter, output outlet, etc. are integrated. In the configuration, a part of these configurations (for example, a charger) is installed outside this configuration. In addition, the solar power generation device 2 may be built in (a device that integrates a power storage device, a control configuration, an inverter, an outlet for output, etc.) on the lower surface thereof on which the solar panel 2a is installed, or may have a configuration of those components. A part (for example, a charger) may be installed outside this configuration.

本実施例に係るハイブリッド発電装置によれば、2つの発電装置の組み合わせの相乗効果によって、年間を通しての発電の変動幅を小さなものとし、kWhで平準化することが出来ることになる。特に、垂直軸型水流発電装置1の年間を通じての発電変動幅の低減化には特筆するものがあり、本ハイブリッド発電装置におけるベースロード電源として機能するため、上記効果は、辺境の地などにおいて顕著に発揮される。   According to the hybrid power generator of the present embodiment, the fluctuation range of power generation throughout the year can be made small by the synergistic effect of the combination of the two power generators, and the leveling can be performed by kWh. In particular, there is a special note on reducing the fluctuation range of power generation of the vertical axis type hydroelectric generator 1 throughout the year, and since it functions as a base load power source in this hybrid generator, the above-mentioned effect is remarkable in remote areas. To be demonstrated.

次に本考案の別の実施例につき説明する。   Next, another embodiment of the present invention will be described.

図6〜図8は、本考案の第2の実施例に係るハイブリッド発電装置を示している。即ち、本実施例構成では、上記実施例1と同じく、一の水路Wの上に、その水流中にブレード1a部分を没して発電する直線翼垂直軸型固定ピッチ水流発電装置1が設けられ、また、その上方に、四方と上面(上側を向いて水平に設置されている)に太陽光パネル1aが備えられた太陽光発電装置2が備えられている。   6 to 8 show a hybrid power generator according to a second embodiment of the present invention. That is, in the configuration of this embodiment, as in the case of the first embodiment, the straight-blade vertical axis type fixed-pitch water flow power generation device 1 for generating electricity by submerging the blade 1a portion in the water flow is provided on the one water passage W. Further, a solar power generation device 2 provided with solar panels 1a on the four sides and on the upper surface (which are installed horizontally facing the upper side) is provided above it.

上記実施例構成では、直線翼垂直軸型固定ピッチ水流発電装置1の構成は、実施例1と同じであるので、その詳細な説明は省略する。但し、本構成においても、水路Wで、直線翼垂直軸型固定ピッチ水流発電装置1の本体部分(垂直回転軸及びブレード)を構成する一体型のブレード1aを水流中に沈めて、該ブレード1aが周囲に取り付けられた垂直回転軸を中心に回して該直線翼垂直軸型固定ピッチ水流発電装置1による発電を行うことは重要である。   In the configuration of the above-described embodiment, the configuration of the straight-blade vertical axis type fixed pitch hydroelectric generator 1 is the same as that of the first embodiment, and thus detailed description thereof will be omitted. However, also in this configuration, in the water passage W, the integrated blade 1a that constitutes the main body portion (vertical rotation shaft and blade) of the straight blade vertical axis type fixed pitch hydroelectric generator 1 is submerged in the water stream, and the blade 1a It is important for the straight blade vertical axis type fixed pitch water flow power generation apparatus 1 to generate electricity by rotating around a vertical rotation axis attached to the circumference.

本実施例構成でも、上記水流発電装置1の上に太陽光発電装置2が備えられて、それによっても更に発電を行う。該太陽光発電装置2の設置の仕方が、上記実施例1と異なる。   Also in the configuration of this embodiment, the solar power generation device 2 is provided on the water flow power generation device 1 to further generate power. The method of installing the solar power generation device 2 is different from that of the first embodiment.

上記太陽光発電装置2は、上述のように、水流発電装置1の上方に、四方と上面(上側を向いて水平に設置されている)に向いて太陽光パネル2aが設けられ、固定されている。太陽光が覗かない下面以外を全て太陽光パネル2aで覆っているのである。   As described above, the solar power generation device 2 is fixed above the water current power generation device 1 by providing the solar panels 2a facing the four directions and the upper surface (which is installed horizontally facing upward). There is. The solar panel 2a covers everything except the lower surface where sunlight cannot be seen.

このような設置の仕方で、本太陽光発電装置2は、昼夜による変動及び季節変動による日照時間の変動がある場合でも太陽光の受光が得られる限り、最大の発電量が得られることになる。特に、例えば日本の小笠原諸島や沖縄の与那国島などの様に、その緯度が低い場所において、太陽光を水流発電装置1の上で受光すると共に、このように下面以外全てで太陽光が受光できる太陽光パネル2aの設置をしたため、太陽光発電装置2としては最も発電効率が良い上に、一日の発電量が多くなることになる。   With such a method of installation, the present solar power generation device 2 can obtain the maximum amount of power generation as long as sunlight can be received even when there are fluctuations in daytime and seasonal fluctuations in sunshine hours. . In particular, in places such as the Ogasawara Islands in Japan and Yonaguni Island in Okinawa, where the latitude is low, sunlight can be received on the water current power generation device 1 and thus sunlight can be received on all but the bottom surface. Since the solar panel 2a is installed, the solar power generation device 2 has the highest power generation efficiency and the amount of power generated per day increases.

本実施例構成でも、河川などから導かれる水路Wは、四季を通じての変動はあるものの、一般的にその変動幅は大きくない。変動があったとしても、昼夜の変動幅及び季節による変動幅のある太陽光発電装置2とは異なり、昼夜の水流の変動幅に大きな差はないし、雨・曇り・晴れなどによる天候の変動幅も水流発電装置1は、太陽光発電装置2に比べて小さい。特に、垂直軸型水流発電装置1の年間を通じての発電変動幅の低減化には特筆するものがあり、本ハイブリッド発電装置におけるベースロード電源として機能するため、直線翼垂直軸型固定ピッチ水流発電装置1と太陽光発電装置2とがその発電量の変動を補い合って、季節変化があっても年間を通じての発電量(kWh)の安定化につながることになる。   Even in the configuration of this embodiment, the water channel W led from a river or the like has a fluctuation range throughout the four seasons, but the fluctuation range is generally not large. Even if there is a fluctuation, unlike the solar power generation device 2 which has a fluctuation range of day and night and a fluctuation range depending on the season, there is no large difference in the fluctuation range of the water flow at day and night, and the fluctuation range of the weather due to rain, cloudy weather, sunny weather, etc. The water flow power generation device 1 is smaller than the solar power generation device 2. In particular, there is a special mention in reducing the fluctuation range of power generation of the vertical axis type hydroelectric generator 1 throughout the year. Since it functions as a base load power source in this hybrid generator, a straight-blade vertical axis fixed pitch hydroelectric generator. 1 and the solar power generation device 2 compensate for the fluctuation of the power generation amount, and even if there is a seasonal change, the power generation amount (kWh) is stabilized throughout the year.

また、本実施例に係るハイブリッド発電装置は、図9及び図10に示されるように、水路Wに沿って一定の間隔を開けて、複数設けられている。これは、各ハイブリッド発電装置によって発電されたものが、例えばある一帯の狭い場所でも、その数が多くなればなるほど、一日の発電量は大きくなるからである。ただし、水の流れの中におかれてブレード1aを回した場合、その下流では一定間隔を置かないと、その流れに乱れが起き、下流の発電装置の発電効率を下げることになる。より具体的には、このブレード1aが回転することで構成される水車の直径の10倍以上離すことで、その下流にあるブレード1aには上流のブレード1aで生じた渦流等の影響が無くなり、通常の水の流れに戻るため、その間隔としてはブレード1aが回転することで構成される水車の直径の10倍程度離すこととした。   Further, as shown in FIGS. 9 and 10, a plurality of hybrid power generators according to the present embodiment are provided along the water passage W at regular intervals. This is because the amount of power generated by each hybrid power generation device increases, for example, even in a narrow area in a certain area, as the number of power generations increases. However, when the blade 1a is rotated in the flow of water, the flow will be disturbed unless a certain interval is placed downstream thereof, and the power generation efficiency of the power generator downstream will be reduced. More specifically, by separating the blade 1a by 10 times or more the diameter of the water turbine configured by rotating, the blade 1a located downstream of the blade 1a is not affected by the eddy current generated in the upstream blade 1a, In order to return to the normal flow of water, the distance is set to be about 10 times the diameter of the water turbine constituted by the rotation of the blade 1a.

本実施例における各発電装置には、水流発電に必要な、ブレード構成、発電機、蓄電器、制御構成、インバータ、出力用コンセント等を一体化した装置を内蔵させる事も出来るが、本実施例構成では、それらの構成の一部(例えば充電器など)を本構成の外部に設置している。また、太陽光発電装置2も、例えば太陽光パネル2aを設置したその下面に(蓄電器、制御構成、インバータ、出力用コンセント等を一体化した装置)内蔵されるようにしたり、或いはそれらの構成の一部(例えば同じく充電器など)を本構成の外部に設置しておいても良い。   Each power generation device in this embodiment may have a built-in device, which is necessary for water current power generation, that integrates a blade configuration, a generator, a storage battery, a control configuration, an inverter, an output outlet, and the like. Then, a part of those components (for example, a charger) is installed outside this component. In addition, the solar power generation device 2 may be built in (a device that integrates a power storage device, a control configuration, an inverter, an outlet for output, etc.) on the lower surface thereof on which the solar panel 2a is installed, or may have a configuration of those components. A part (for example, a charger) may be installed outside this configuration.

本実施例に係るハイブリッド発電装置によれば、水流発電装置1よりも発電の変動幅の大きな太陽光発電装置2を備えているが、これら両発電装置の組み合わせの相乗効果によって、年間を通しての発電の変動幅を小さなものとし、kWhで平準化することが出来ることになる。特に、水路Wでは、安定的に水の流れがあり、上記直線翼垂直軸型固定ピッチ水流発電装置1は安定化電源(ベースロード電源)として、kWh単位での、年間を通した電力が、安定的に得られることになる。尚、太陽光発電装置2が、水流発電装置1の上に設けられており、またその設置の仕方においても、下面以外全てで太陽光が受光できる太陽光パネル2aが設置されたため、太陽光発電装置2としては最も発電量が多くなる。   The hybrid power generation device according to the present embodiment includes the solar power generation device 2 having a larger fluctuation range of power generation than the water current power generation device 1. However, due to the synergistic effect of the combination of these two power generation devices, power generation throughout the year It is possible to reduce the fluctuation range of s and to equalize with kWh. In particular, in the water channel W, there is a stable flow of water, and the straight-blade vertical axis type fixed-pitch water flow power generator 1 generates a stable power supply (base load power supply) in terms of kWh in terms of annual electric power. It will be stable. In addition, since the solar power generation device 2 is provided on the water current power generation device 1 and the solar panel 2a that can receive the sunlight is installed on all of the surfaces except the lower surface, the solar power generation device 2 is also installed. The device 2 has the largest amount of power generation.

尚、本考案のハイブリッド発電装置は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。   The hybrid power generator of the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

本考案のハイブリッド発電装置は、再生可能エネルギを生成する装置の中でも、2019年の台風15号及び19号等で被害が明らかになった現状を踏まえると、地産地消型の発電装置として、日本ばかりか、世界各国での利用、特に緯度の低い地域の利用が考えられる。   Among the devices that generate renewable energy, the hybrid power generation device of the present invention is a local production for local consumption type power generation device based on the fact that damage was revealed by typhoons No. 15 and No. 19 in 2019. Not only that, it can be used all over the world, especially in low latitude areas.

1 直線翼垂直軸型固定ピッチ水流発電装置
1a ブレード
2 太陽光発電装置
2a 太陽光パネル
W 水路
1 Straight Blade Vertical Axis Type Fixed Pitch Water Flow Power Generator 1a Blade 2 Solar Power Generator 2a Solar Panel W Water Channel

Claims (3)

水の流れのある所の上に、その水流中にブレード部分を没して発電する垂直軸型水流発電装置が設けられ、
その上に、太陽光パネルで発電を行う太陽光発電装置が備えられることを特徴とするハイブリッド発電装置。
On the place where there is a flow of water, a vertical axis type water flow power generation device is installed to generate power by submerging the blade part in the water flow,
A hybrid power generation device further comprising a solar power generation device that generates power with a solar panel.
上記水流発電装置の本体部分を構成する上記ブレードは上下動可能で、必要に応じて水中に水没させて発電を行い、また水流から引き上げて安全に待避させることを特徴とする請求項1記載のハイブリッド発電装置。   2. The blade, which constitutes the main body of the water current power generation device, is vertically movable, and is submerged in water to generate power when necessary, and is pulled up from the water flow to be safely saved. Hybrid power generator. 上記ハイブリッド発電装置は、水の流れのある所に沿って一定の間隔を開けて、複数設けられることを特徴とする請求項1又は2記載のハイブリッド発電装置。   The hybrid power generator according to claim 1 or 2, wherein a plurality of the hybrid power generators are provided at regular intervals along a place where water flows.
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