JP5059666B2 - Flying object detection device, flying object detection method, and computer program - Google Patents

Flying object detection device, flying object detection method, and computer program Download PDF

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Description

本発明は、風力発電装置に対して近づいてくる飛来物(主に鳥類)がある場合に、その飛来物がブレードに衝突する事態を回避する技術、およびそれに関連する技術に関する。   The present invention relates to a technique for avoiding a situation in which a flying object collides with a blade when there is a flying object (mainly birds) approaching the wind power generator, and a technique related thereto.

近年、単機あたりの出力を向上させるため、風力発電装置は大型化している。一般的な大型の風力発電装置は、高さ30〜80メートル程度のタワーに設置され、そのような風力発電装置のブレードは20〜50メートルであるので、最高位は地上から130メートルにも達する。
このような高さは、当該風力発電装置が設置された場所の近隣に生息する鳥類(猛禽類など)の飛行高さ、渡り鳥の巡航飛行の高さに達する場合もある。そして、飛行する鳥類は高速で回転するブレードを視認しにくいためか、ブレードに衝突して絶命する事故(バードストライク)が発生することがある。
In recent years, wind power generators have become larger in order to improve the output per unit. A typical large wind power generator is installed in a tower about 30 to 80 meters in height, and the blade of such a wind power generator is 20 to 50 meters, so the highest level reaches 130 meters from the ground. .
Such a height may reach the flying height of birds (such as raptors) that inhabit the vicinity of the place where the wind power generator is installed, or the height of cruise flight of migratory birds. And, it is difficult for the flying birds to see the blade that rotates at high speed, or an accident (bird strike) may occur that hits the blade and ends its life.

バードストライクや飛来物の衝突事故を防止するための技術として、特許文献1に開示される技術がある。   As a technique for preventing a bird strike or a collision accident of a flying object, there is a technique disclosed in Patent Document 1.

特開2006−125266号公報JP 2006-125266 A

この特許文献1に開示される風力発電装置は、風上前方の飛来物を検知可能な障害物探査装置と、回転停止ポジションを含めたブレードの角度変更を制御するブレード角度制御手段とを備える。飛来物が接近してきたと判断した場合に、前記ブレード角度制御手段がブレードを回転停止ポジションに変更するのである。   The wind power generator disclosed in Patent Document 1 includes an obstacle search device that can detect a flying object in front of the windward and a blade angle control unit that controls a change in the angle of the blade including the rotation stop position. When it is determined that the flying object is approaching, the blade angle control means changes the blade to the rotation stop position.

特許文献1に開示される風力発電装置の障害物探査装置において撮像および画像解析に基づいて飛来物の存在を確認する装置を採用する場合、自然光による画像取り込みに頼っている。鳥類は飛行速度が速い(約20メートル/秒)ので、夕暮れ時や曇天時などには、障害物を探査しきれないことがありうる。レーザ光を照射するといった照射装置を採用すると、設備コストおよび運用コストが膨大に膨らんでしまう。   When adopting a device that confirms the presence of flying objects based on imaging and image analysis in the obstacle search device of the wind turbine generator disclosed in Patent Document 1, it relies on image capture by natural light. Birds have a high flight speed (about 20 meters / second), so it may not be possible to search for obstacles at dusk or cloudy weather. If an irradiation apparatus that irradiates laser light is employed, the equipment cost and the operation cost will increase enormously.

また、前記の障害物探査装置は、風上前方における飛来物を捉えることとしているが、前方のみでは十分ではない場合がありうる。飛来物を捉える領域として広域をカバーするには多数のカメラモジュール(C−MOSセンサなど)が必要となってしまう。その場合には、制御に係るシステムの大型化、メンテナンスの複雑化などが伴うこととなってしまう。
更に、ウィンドファームのように、風力発電装置が多数設置されていると、探査しなければならない領域が広がり、ますます多くのカメラモジュールが必要となってしまう。
Moreover, although the said obstacle search apparatus is supposed to catch the flying object in the windward front, there may be a case where only forward is not enough. A large number of camera modules (C-MOS sensors, etc.) are required to cover a wide area as a region for catching flying objects. In this case, the control-related system becomes large and maintenance becomes complicated.
Further, when a large number of wind power generators are installed like a wind farm, an area to be explored is widened, and more and more camera modules are required.

本発明が解決しようとする課題は、飛来物によるブレードの破損やバードストライクを減らすことが可能な風力発電装置に対して、探査性能を向上しつつ、広域を効率的にカバーできる技術を提供することである。
ここで、請求項1から請求項2に記載の発明の目的は、飛来物によるブレードの破損やバードストライクを減らすことが可能な飛来物検知装置を提供することにある。
また、請求項3または請求項4に記載の発明の目的は、飛来物によるブレードの破損やバードストライクを減らすことが可能な飛来物検知方法またはそのためのコンピュータプログラムを提供することにある。
The problem to be solved by the present invention is to provide a technology capable of efficiently covering a wide area while improving exploration performance for a wind turbine generator capable of reducing blade damage and bird strike caused by flying objects. That is.
An object of the present invention described in claims 1 to 2 is to provide a flying object detection device capable of reducing blade breakage and bird strike caused by flying objects.
Another object of the present invention is to provide a flying object detection method or a computer program therefor capable of reducing blade damage and bird strike caused by flying objects.

以下、図面および対応する符号とともに説明する。
(請求項1)
請求項1記載の発明は、 風力発電装置(10)から離れた場所において自然光を受光する受光体(40,50)と、 その受光体(40,50)にて受光した状態を感知して飛来物の存在を検知する検知手段(60)と、 その検知手段(60)の検知結果を前記の風力発電装置(10)に出力する出力手段と、を備える。
前記の受光体(40,50)は、複数列をなした受光素子を備え、 前記の検知手段(60)は、前記の受光体(40,50)における複数列の受光素子の受ける受光が、前記の風力発電装置から遠い側(40)から近い側(50)に連続して遮られたことを検知することによって飛来物の接近を検知することとした飛来物検知装置である。
Hereinafter, it will be described together with the drawings and the corresponding symbols.
(Claim 1)
According to the first aspect of the present invention, a light receiver (40, 50) that receives natural light at a place away from the wind turbine generator (10), and a state received by the light receiver (40, 50) are detected and fly. Detection means (60) for detecting the presence of an object, and output means for outputting the detection result of the detection means (60) to the wind power generator (10).
The light receiver (40, 50) includes a plurality of rows of light receiving elements, and the detection means (60) receives light received by the plurality of rows of light receiving elements in the light receiver (40, 50). This is a flying object detection device that detects the approach of a flying object by detecting that it is continuously blocked from the far side (40) to the near side (50) from the wind power generator.

(用語説明)
上記発明における受光体は、いわゆるラインセンサが一般的である。そのラインセンサを少なくとも二本用い、その二本ともを横切った飛来物を検知する。
「飛来物」とは、鳥類などの生き物の他、風に飛ばされてくる物体を含む。
「出力手段」とは、風力発電装置に対する制御信号を発信する場合のほか、光や音による警告を発するための装置も含む。
(Glossary)
A so-called line sensor is generally used as the photoreceptor in the above invention. At least two line sensors are used to detect flying objects that cross both of them.
The “flying object” includes an object flying in the wind in addition to a creature such as a bird.
The “output means” includes not only a case where a control signal is transmitted to the wind turbine generator but also a device for issuing a warning by light or sound.

(作用)
受光体(40,50)は、自然光を受光する。受光が遮られた場合には、受光体(40,50)の前を飛来物が存在していると想定することができる。
本請求項に係る発明においては、風力発電装置(10)から遠い側の受光体(40)から近い側の受光体(50)に連続して受光が遮られた場合、飛来物が風力発電装置(10)に向かって飛来していると想定し、飛来物が接近したと検知する。その検知結果を出力手段が風力発電装置(10)に出力することで、飛来物によるブレードの破損や、バードストライクを未然に防ぐ確率を高める。
カメラなどを用いて映像を取得する手法と異なり、映像データの処理などに必要となる機器類が不要となり、設備を簡素化できる。
(Function)
The photoreceptor (40, 50) receives natural light. When light reception is blocked, it can be assumed that flying objects are present in front of the light receivers (40, 50).
In the invention according to this claim, when the received light is continuously blocked by the light receiving body (50) on the side farther from the light receiving body (40) on the side farther from the wind power generation apparatus (10), the flying object becomes a wind power generation apparatus. Assuming that it is flying towards (10), it detects that a flying object has approached. By outputting the detection result to the wind power generator (10) by the output means, the probability of preventing blade breakage and bird strike due to flying objects is increased.
Unlike the technique of acquiring video using a camera or the like, the equipment necessary for processing video data is not necessary, and the equipment can be simplified.

(請求項2)
請求項2記載の発明は、請求項1に記載の飛来物検知装置を限定したものである。
すなわち、検知手段(60)が検知した飛来物の予想到達時間を算出する到達時間算出手段を備え、 その予想到達時間に達する前に風力発電装置を回転停止ポジションに変更するように、前記の出力手段が制御信号を出力することを特徴とする。
(Claim 2)
The invention according to claim 2 limits the flying object detection device according to claim 1.
That is, it comprises an arrival time calculation means for calculating the expected arrival time of the flying object detected by the detection means (60), and the output is set so that the wind turbine generator is changed to the rotation stop position before the expected arrival time is reached. The means outputs a control signal.

(用語説明)
「到達時間算出手段」とは、障害物検知装置が飛来物を連続的に探査し、飛来物の速度と距離とから飛来物が到達する時間を予測するものである。
換言すれば、飛来物の接近を検知して風力発電装置の回転停止が必要であると判断した場合に、回転を停止するために必要な時間(たとえば3秒前後)を確保できるだけの遠方の飛来物を探査する必要がある。
「回転停止ポジション」とは、風力発電装置がたとえばブレード式であれば、回転しないような角度に変更されたポジション、回転に対してブレーキが掛かるポジションである。
(Glossary)
The “arrival time calculation means” is an object in which the obstacle detection device continuously searches for a flying object and predicts the time for the flying object to reach from the speed and distance of the flying object.
In other words, when the approach of a flying object is detected and it is determined that it is necessary to stop the rotation of the wind turbine generator, the flying is far enough to ensure the time required to stop the rotation (for example, around 3 seconds). There is a need to explore things.
The “rotation stop position” is a position that is changed to an angle that does not rotate if the wind turbine generator is, for example, a blade type, or a position where braking is applied to the rotation.

(作用)
本請求項に係る飛来物検知装置は、連続的に飛来物を探査している。
飛来物を探知した場合には、飛来物の予想到達時間を到達時間算出手段が算出するとともに、その予想到達時間に達する前に回転停止ポジションに変更するように風力発電装置を制御するための制御信号を、出力手段が出力する。ブレード式の風力発電装置であれば、そのブレードが停止または十分な減速をしていれば、飛来する鳥が視認しやすいため、自ら回避する可能性が高まる。なお、ブレードはハブから放射状に3枚程度固定された細身の形状をなすものが多いので、飛来物が鳥以外の単なる物体である場合でも、ブレードに衝突する確率を低めることができる。
(Function)
The flying object detection device according to the present invention continuously searches for flying objects.
When the flying object is detected, the arrival time calculation means calculates the expected arrival time of the flying object, and the control for controlling the wind turbine generator to change to the rotation stop position before reaching the expected arrival time. The output means outputs the signal. In the case of a blade-type wind power generator, if the blade is stopped or sufficiently decelerated, the flying bird is easy to visually recognize, so that the possibility of avoiding it increases. Since many blades have a slender shape that is fixed about three radially from the hub, even if the flying object is a simple object other than a bird, the probability of colliding with the blade can be reduced.

(請求項3)
請求項3に記載の発明は、 風力発電装置(10)から離れた場所において自然光を受光する受光体(40,50)と、 その受光体(40,50)にて受光した状態を感知して飛来物の存在を検知する検知手段(60)と、 その検知手段(60)の検知結果を前記の風力発電装置(10)に出力する出力手段と、を備えた飛来物検知装置を用いて飛来物を検知する方法に係る。
前記の検知手段(60)は、前記の受光体(40,50)における複数列の受光素子の受ける受光が、前記の風力発電装置(10)から遠い側(21)から近い側(22)に連続して遮られたことを検知することによって飛来物の接近を検知する飛来物検知手順と、 その飛来物検知手順にて飛来物を検知した場合には、前記の出力手段によって検知結果を前記の風力発電装置に出力する出力手順と、を備えたことを特徴とする。
(Claim 3)
The invention according to claim 3 senses the light receiver (40, 50) that receives natural light at a place away from the wind turbine generator (10) and the state received by the light receiver (40, 50). A flying means using a flying object detection device comprising detection means (60) for detecting the presence of a flying object and output means for outputting the detection result of the detection means (60) to the wind power generator (10). The present invention relates to a method for detecting an object.
The detection means (60) receives light received by a plurality of rows of light receiving elements in the light receiving body (40, 50) from a side (21) far from the wind power generation device (10) to a side (22) near. When a flying object detection procedure for detecting the approach of a flying object by detecting that it has been blocked continuously, and when a flying object is detected by the flying object detection procedure, the detection result is output by the output means. And an output procedure for outputting to the wind power generator.

(請求項4)
請求項4記載の発明は 風力発電装置から離れた場所において自然光を受光する受光体(40,50)と、 その受光体(40,50)にて受光した状態を感知して飛来物の存在を検知する検知手段(60)と、 その検知手段(60)の検知結果を前記の風力発電装置(10)に出力する出力手段と、を備えた飛来物検知装置を用いて飛来物を検知するコンピュータプログラムに係る。
すなわち、前記の検知手段は、前記の受光体における複数列の受光素子の受ける受光が、前記の風力発電装置から遠い側から近い側に連続して遮られたことを検知することによって飛来物の接近を検知する飛来物検知手順と、 その飛来物検知手順にて飛来物を検知した場合には、前記の出力手段によって検知結果を前記の風力発電装置に出力する出力手順と、を飛来物検知装置の制御用コンピュータに実行させることとしたことを特徴とするコンピュータプログラムである。
(Claim 4)
The invention described in claim 4 is a photo detector (40, 50) that receives natural light at a location away from the wind turbine generator, and detects the presence of flying objects by detecting the light received by the photo detector (40, 50). A computer for detecting a flying object using a flying object detection device comprising: a detection means (60) for detecting; and an output means for outputting a detection result of the detection means (60) to the wind power generator (10). Related to the program.
That is, the detection means detects the incoming light received by the plurality of rows of light receiving elements in the light receiving body continuously from the side farther from the wind power generator to the side closer to the wind power generation device. The flying object detection procedure for detecting approach and the output procedure for outputting the detection result to the wind power generator by the output means when the flying object is detected by the flying object detection procedure. A computer program that is executed by a computer for controlling the apparatus.

請求項4に係るコンピュータプログラムを、チップ化して飛来物検知装置の制御装置とすることもできる。
また、記録媒体へ記憶させて提供することもできる。ここで、「記録媒体」とは、それ自身では空間を占有し得ないプログラムを担持することができる媒体であり、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、CD−R、MO(光磁気ディスク)、DVD−Rなどである。
The computer program according to claim 4 can be made into a chip and used as a control device for the flying object detection device.
It can also be stored in a recording medium and provided. Here, the “recording medium” is a medium that can carry a program that cannot occupy space by itself, such as a flexible disk, a hard disk, a CD-R, an MO (magneto-optical disk), a DVD- R and the like.

請求項1および請求項2に記載の発明によれば、飛来物によるブレードの破損やバードストライクを減らすことが可能な飛来物検知装置を提供することができた。
また、請求項3または請求項4に記載の発明によれば、飛来物によるブレードの破損やバードストライクを減らすことが可能な飛来物検知方法またはそのためのコンピュータプログラムを提供することができた。
According to the first and second aspects of the invention, it is possible to provide a flying object detection device capable of reducing blade damage and bird strike caused by flying objects.
Further, according to the invention described in claim 3 or claim 4, it is possible to provide a flying object detection method or a computer program therefor that can reduce blade damage and bird strike caused by flying objects.

本願発明の実施の形態について、図面を参照させながら説明する。
ここで使用する図面は、図1から図6である。図1および図2は 第一の実施形態を示す概念図である。図3は、第二の実施形態を示す二面図であり、図4は、第三の実施形態を示す平面図である。図5は、制御プロセスを示すフローチャートであり、図6は、風速と発電量とを示すグラフである。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The drawings used here are FIGS. 1 to 6. 1 and 2 are conceptual diagrams showing a first embodiment. FIG. 3 is a two-view drawing showing the second embodiment, and FIG. 4 is a plan view showing the third embodiment. FIG. 5 is a flowchart showing a control process, and FIG. 6 is a graph showing wind speed and power generation amount.

(図1)
図1に示す第一の実施形態では、ブレード式の風力発電装置10から60メートル以上離れた位置に、ラインセンサの映像エリアが設定可能であるように、ラインセンサを設置する。映像エリアの間隔は、Δxとする。当該風力発電装置10から遠い側に設けられた映像エリアの断面を第一撮像エリア断面21とし、近い位置のものを第二撮像エリア断面22とする。第一撮像エリア断面21に対応する受光体は第一受光体40、第二撮像エリア断面22に対応する受光体は第二受光体50である。受光体40,50は、それぞれレンズ41,51およびラインセンサ42,52を備える。
(Figure 1)
In the first embodiment shown in FIG. 1, the line sensor is installed so that the image area of the line sensor can be set at a position 60 meters or more away from the blade type wind power generator 10. The interval between the video areas is Δx. A cross section of the video area provided on the side far from the wind turbine generator 10 is referred to as a first imaging area cross section 21, and a cross section at a close position is referred to as a second imaging area cross section 22. The photoreceptor corresponding to the first imaging area section 21 is the first photoreceptor 40, and the photoreceptor corresponding to the second imaging area section 22 is the second photoreceptor 50. The photoreceptors 40 and 50 include lenses 41 and 51 and line sensors 42 and 52, respectively.

第一撮像エリア断面21に入る光(例えば,自然光)は、レンズ41を介してラインセンサ42が受光する。第一撮像エリア断面21に入る光のどれもが遮られなければ、ラインセンサ42は、すべての撮像エリア断面からの光を受光できる。第二撮像エリア断面22に入る光は、レンズ51を介してラインセンサ52が受光する。第二撮像エリア断面22に入る光のどれもが遮られなければ、ラインセンサ52は、すべての撮像エリア断面からの光を受光できる。図1においては、各ラインセンサが感知可能な範囲をαとして図示している。   Light (for example, natural light) that enters the first imaging area section 21 is received by the line sensor 42 via the lens 41. If none of the light entering the first imaging area section 21 is blocked, the line sensor 42 can receive light from all imaging area sections. The light entering the second imaging area section 22 is received by the line sensor 52 via the lens 51. If none of the light entering the second imaging area section 22 is blocked, the line sensor 52 can receive light from all the imaging area sections. In FIG. 1, a range that can be sensed by each line sensor is indicated by α.

ある鳥が第一撮像エリア断面21および第二撮像エリア断面22の光を横切ったとする。第一受光体40のラインセンサ42も第二受光体50のラインセンサ52も、その鳥によって遮られた光は、どの部位でどの時刻に生じたのかというデータを、検知手段60に送信する。検知手段60は、ラインセンサ42,52から送られてきたデータに基づいて、飛来物の速度および方向を算出する。算出できるデータは、図1に示すように、第一撮像エリア断面21の光が遮られてから第二撮像エリア断面22の光が遮られるまでの時間であるΔt、第一撮像エリア断面21の光が遮られた高さと第二撮像エリア断面22の光が遮られた高さとで算出されるΔzである。
それら算出されたデータと予め把握できているΔxとから、飛来物の飛行速度や飛行する方向が算出できる。そして、風力発電装置10に対して衝突の可能性があるという算出結果が出た場合には、その検知結果を風力発電装置に出力する(出力手段については図示を省略している)。
It is assumed that a certain bird crosses the light of the first imaging area section 21 and the second imaging area section 22. Both the line sensor 42 of the first light receiver 40 and the line sensor 52 of the second light receiver 50 transmit to the detection means 60 data indicating which part and at which time the light blocked by the bird is generated. The detection means 60 calculates the speed and direction of the flying object based on the data sent from the line sensors 42 and 52. As shown in FIG. 1, the data that can be calculated is Δt, which is the time from when the light of the first imaging area section 21 is blocked until the light of the second imaging area section 22 is blocked, It is Δz calculated by the height at which the light is blocked and the height at which the light of the second imaging area section 22 is blocked.
From the calculated data and Δx which can be grasped in advance, the flying speed and flying direction of the flying object can be calculated. And when the calculation result that there exists a possibility of a collision with respect to the wind power generator 10 is output, the detection result is output to the wind power generator (illustration is omitted about the output means).

(図2)
図2には、前記の複数列の撮像エリア断面およびそれらの複数列の撮像エリア断面におけるそれぞれの受光体を一組の受光装置とした場合に、風力発電装置10の両側に二組の受光装置を備えた状態を示している。第一受光体40、第二受光体50ともに、支持体70によってある程度の高さに備えられている。これは、第一撮像エリア断面21,23および第二撮像エリア断面22,24に入る光を受光しやすいようにしたものである。これによれば、風力発電装置10の両側からの飛来物を検知することができる。
なお、第一撮像エリア断面21,23および第二撮像エリア断面22,24に入る光の量を逆算して受光装置を調整すれば、支持体70の高さを低くすることもできる。
(Figure 2)
FIG. 2 shows two sets of light receiving devices on both sides of the wind power generator 10 when the plurality of rows of imaging area cross sections and the respective photoreceptors in the plurality of rows of imaging area cross sections are used as one set of light receiving devices. The state with is shown. Both the first light receiver 40 and the second light receiver 50 are provided at a certain height by the support body 70. This makes it easy to receive light entering the first imaging area sections 21 and 23 and the second imaging area sections 22 and 24. According to this, the flying object from the both sides of the wind power generator 10 can be detected.
In addition, if the light receiving device is adjusted by calculating back the amount of light entering the first imaging area sections 21 and 23 and the second imaging area sections 22 and 24, the height of the support 70 can be reduced.

(図3)
図3に示す実施形態は、二列の撮像エリアでの受光が可能な受光装置を四組用意して風力発電装置10の四方を取り囲むように設置したものである。 一機の風力発電装置(10)に対して、二列の撮像エリアでの受光が可能な受光装置を少なくとも三組(本実施例の場合には四組)備え、その三組が当該風力発電装置10を囲うように位置させれば、風力発電装置10に対するいずれの方向から飛来物が飛んできても、検知可能となる。
(Figure 3)
In the embodiment shown in FIG. 3, four sets of light receiving devices capable of receiving light in two rows of imaging areas are prepared and installed so as to surround the four sides of the wind power generator 10. For one wind turbine generator (10), at least three sets (four sets in the case of this embodiment) of light receivers capable of receiving light in two rows of imaging areas are provided, and the three sets are related to the wind generator. If the device 10 is positioned so as to surround it, it becomes possible to detect whether a flying object flies from any direction with respect to the wind power generator 10.

(図4)
図4に示す実施形態は、受光装置を5組用意して風力発電装置10の四方を取り囲むように設置したものである。
このような実施形態は、風力発電装置を設置した場所に対して吹く風が、一年を通じて撮像エリア断面27,28の方向から吹いてくる確率の高いような場合に合理的である。すなわち、撮像エリア断面27,28の方向については、他の方向に比べて受光装置による飛来物の検知が行いやすくなっている。
(Fig. 4)
In the embodiment shown in FIG. 4, five sets of light receiving devices are prepared and installed so as to surround the four sides of the wind power generator 10.
Such an embodiment is reasonable when there is a high probability that the wind blown to the place where the wind turbine generator is installed will blow from the direction of the imaging area cross sections 27 and 28 throughout the year. That is, in the direction of the imaging area cross sections 27 and 28, it is easier to detect a flying object by the light receiving device than in other directions.

図示は省略するが、飛来物検知装置は、検知した飛来物の予想到達時間を算出する到達時間算出手段を備えている。そして、その予想到達時間に達する前にブレードの角度を回転停止ポジションに変更するように制御することが可能であるように、制御信号を出力できる。換言すれば、飛来物の接近を検知してブレードの回転停止までに必要な時間(たとえば3秒前後)を確保できるように、風力発電装置と受発光装置の距離が設定されている。鳥の飛行速度は、20メートル/秒程度であるため、60メートル程度が確保されることが望ましいということになる。
なお,本発明にかかる受光装置の配置方法は,図2から図4に示される実施形態に限定されるものではなく,飛来物の進入方向に対応してどのように配置されてもよい。
Although illustration is omitted, the flying object detection device includes arrival time calculation means for calculating the expected arrival time of the detected flying object. Then, a control signal can be output so that the blade angle can be controlled to change to the rotation stop position before the expected arrival time is reached. In other words, the distance between the wind power generator and the light emitting / receiving device is set so that the time required for stopping the rotation of the blade by detecting the approach of the flying object can be secured (for example, around 3 seconds). Since the flight speed of the bird is about 20 meters / second, it is desirable to secure about 60 meters.
In addition, the arrangement | positioning method of the light-receiving device concerning this invention is not limited to embodiment shown by FIGS. 2-4, You may arrange | position according to the approach direction of a flying object.

(図5)
図5に示すのは、制御の一例を示すフローチャートである。
風力発電装置が、風を受けてブレードが回転することによって発電する。ここで、飛来物検知装置が飛来物を検知しなければ、運転を継続する。
ここで、飛来物を検知したとすると、飛来物に関するデータを所定時間記憶したり、直前のデータと比較演算したりする。そして、飛来物が接近してきた場合には、飛行速度Vやその距離Xから飛来物の到達予測時間を算出し、ブレード角度制御手段がブレードを回転停止ポジション(フェザリング)に変更するように制御する。そして、飛来物の到達予測時間前にブレードの回転を停止させる。
飛来物の飛行速度Vやその距離X,飛行の方向から,飛来物の風力発電装置への衝突確率を算出し,その衝突確率が閾値を超えるか否かを判断して,ブレード角度制御手段を制御することにしてもよい。
なお、以上のような制御プログラムは、ブレードの制御装置に組み込まれる。
(Fig. 5)
FIG. 5 is a flowchart showing an example of control.
The wind power generator generates electricity by receiving wind and rotating the blades. Here, if the flying object detection device does not detect the flying object, the operation is continued.
Here, assuming that a flying object is detected, data relating to the flying object is stored for a predetermined time or compared with the immediately preceding data. When the flying object approaches, the predicted arrival time of the flying object is calculated from the flight speed V and the distance X, and the blade angle control means controls the blade to change to the rotation stop position (feathering). To do. Then, the rotation of the blade is stopped before the predicted arrival time of the flying object.
From the flying speed V of the flying object, its distance X, and the direction of flight, the collision probability of the flying object to the wind power generator is calculated, and it is determined whether or not the collision probability exceeds the threshold value. You may decide to control.
The control program as described above is incorporated in the blade control device.

停止しているブレードであれば、飛来する鳥が視認しやすいため、自ら回避する可能性が高まる。また、ブレードはハブから放射状に3枚程度固定された細身の形状をなすものが多いので、飛来物が鳥以外の単なる物体である場合でも、ブレードに衝突する確率を低めることができる。飛来物衝突回避システムは,接近したか否かを判断するので、飛来物を一旦検知したが接近しないと判断されれば、衝突の可能性が少なく、発電を無駄に停止させずに済む。   If the blade is stopped, it is easy to see the flying bird, so the possibility of avoiding it increases. Further, since many blades are formed in a thin shape fixed about three radially from the hub, even if the flying object is a simple object other than a bird, the probability of colliding with the blade can be reduced. Since the flying object collision avoidance system determines whether or not it has approached, once it has been detected that the flying object has not been approached, there is less possibility of a collision and it is not necessary to stop power generation wastefully.

(図6)
図6は、風速と発電量との関係を示したものである。定格風速にて運転できるようにブレードを調整し、所定以上の風速(カットアウト風速)になったら、フェザリングによって発電を停止する。本実施形態では、飛来物が接近してきた場合にもフェザリングへの変更を実行するのである。
(Fig. 6)
FIG. 6 shows the relationship between the wind speed and the amount of power generation. The blade is adjusted so that it can be operated at the rated wind speed. When the wind speed exceeds a predetermined level (cutout wind speed), power generation is stopped by feathering. In the present embodiment, the change to feathering is executed even when a flying object approaches.

本願発明は、風力発電装置および飛来物検知装置の製造業、風力発電装置または飛来物検知装置の保守メンテナンス業、飛来物検知システムのためのソフトウェア開発業などにおいて、利用可能性がある。   The present invention has applicability in the manufacturing industry of wind power generation devices and flying object detection devices, maintenance business of wind power generation devices or flying object detection devices, software development industry for flying object detection systems, and the like.

第一の実施形態を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows 1st embodiment. 第一の実施形態を示す三面図であり、(A)が正面図、(B)が平面図、(C)が一部を横から見た図である。It is a three-view figure which shows 1st embodiment, (A) is a front view, (B) is a top view, (C) is the figure which looked at a part from the side. 第二の実施形態を示す二面図であり、(A)が平面図、(B)が一部を横から見た図である。It is a two-view figure which shows 2nd embodiment, (A) is a top view, (B) is the figure which looked at a part from the side. 第三の実施形態を示す平面図である。It is a top view which shows 3rd embodiment. 制御プロセスを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a control process. 風速と発電量とを示すグラフである。It is a graph which shows a wind speed and electric power generation amount.

符号の説明Explanation of symbols

α ラインセンサが感知可能な範囲
10 風力発電装置
21,23,25,27,29 第一撮像エリア断面
22,24,26,28,30 第二撮像エリア断面
40 第一受光体
41 レンズ 42 ラインセンサ
50 第二受光体
51 レンズ 52 ラインセンサ
60 検知手段 70 支持体
Range 10 that can be sensed by α line sensor Wind power generator 21, 23, 25, 27, 29 First imaging area section 22, 24, 26, 28, 30 Second imaging area section 40 First photoreceptor 41 Lens 42 Line sensor 50 Second light-receiving body 51 Lens 52 Line sensor 60 Detection means 70 Support body

Claims (4)

風力発電装置から離れた場所において自然光を受光する受光体と、
その受光体にて受光した状態を感知して飛来物の存在を検知する検知手段と、
その検知手段の検知結果を前記の風力発電装置に出力する出力手段と、を備え、
前記の受光体は、複数列をなした受光素子を備え、
前記の検知手段は、前記の受光体における複数列の受光素子の受ける受光が、前記の風力発電装置から遠い側から近い側に連続して遮られたことを検知することによって飛来物の接近を検知することとした飛来物検知装置。
A photoreceptor that receives natural light at a location away from the wind turbine generator;
Detection means for detecting the presence of flying objects by sensing the state of light received by the photoreceptor;
Output means for outputting the detection result of the detection means to the wind power generator,
The photoreceptor includes a plurality of rows of light receiving elements,
The detecting means detects the approach of the flying object by detecting that the light received by the plurality of rows of light receiving elements in the light receiving body is continuously blocked from the side far from the wind power generator. A flying object detection device to detect.
検知手段が検知した飛来物の予想到達時間を算出する到達時間算出手段を備え、
その予想到達時間に達する前に風力発電装置を回転停止ポジションに変更するように、前記の出力手段が制御信号を出力することとした請求項1に記載の飛来物検知装置。
An arrival time calculating means for calculating the expected arrival time of the flying object detected by the detecting means;
The flying object detection device according to claim 1, wherein the output means outputs a control signal so that the wind turbine generator is changed to a rotation stop position before the expected arrival time is reached.
風力発電装置から離れた場所において自然光を受光する受光体と、
その受光体にて受光した状態を感知して飛来物の存在を検知する検知手段と、
その検知手段の検知結果を前記の風力発電装置に出力する出力手段と、を備えた飛来物検知装置を用いて飛来物を検知する方法であって、
前記の検知手段は、前記の受光体における複数列の受光素子の受ける受光が、前記の風力発電装置から遠い側から近い側に連続して遮られたことを検知することによって飛来物の接近を検知する飛来物検知手順と、
その飛来物検知手順にて飛来物を検知した場合には、前記の出力手段によって検知結果を前記の風力発電装置に出力する出力手順と、を備えたことを特徴とする飛来物検知方法。
A photoreceptor that receives natural light at a location away from the wind turbine generator;
Detection means for detecting the presence of flying objects by sensing the state of light received by the photoreceptor;
An output means for outputting the detection result of the detection means to the wind power generator, and a method for detecting a flying object using a flying object detection apparatus comprising:
The detecting means detects the approach of the flying object by detecting that the light received by the plurality of rows of light receiving elements in the light receiving body is continuously blocked from the side far from the wind power generator. The flying object detection procedure to detect,
A projectile detection method comprising: an output procedure for outputting a detection result to the wind power generator by the output means when a projectile is detected by the projectile detection procedure.
風力発電装置から離れた場所において自然光を受光する受光体と、
その受光体にて受光した状態を感知して飛来物の存在を検知する検知手段と、
その検知手段の検知結果を前記の風力発電装置に出力する出力手段と、を備えた飛来物検知装置を用いて飛来物を検知するコンピュータプログラムであって、
前記の検知手段は、前記の受光体における複数列の受光素子の受ける受光が、前記の風力発電装置から遠い側から近い側に連続して遮られたことを検知することによって飛来物の接近を検知する飛来物検知手順と、
その飛来物検知手順にて飛来物を検知した場合には、前記の出力手段によって検知結果を前記の風力発電装置に出力する出力手順と、を飛来物検知装置の制御用コンピュータに実行させることとしたことを特徴とするコンピュータプログラム。
A photoreceptor that receives natural light at a location away from the wind turbine generator;
Detection means for detecting the presence of flying objects by sensing the state of light received by the photoreceptor;
An output means for outputting the detection result of the detection means to the wind power generator, and a computer program for detecting a flying object using a flying object detection apparatus comprising:
The detecting means detects the approach of the flying object by detecting that the light received by the plurality of rows of light receiving elements in the light receiving body is continuously blocked from the side far from the wind power generator. The flying object detection procedure to detect,
When a flying object is detected by the flying object detection procedure, an output procedure for outputting the detection result to the wind power generator by the output means, and causing the computer for controlling the flying object detection apparatus to execute A computer program characterized by that.
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