JP5711500B2 - 風力発電装置 - Google Patents
風力発電装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5711500B2 JP5711500B2 JP2010243064A JP2010243064A JP5711500B2 JP 5711500 B2 JP5711500 B2 JP 5711500B2 JP 2010243064 A JP2010243064 A JP 2010243064A JP 2010243064 A JP2010243064 A JP 2010243064A JP 5711500 B2 JP5711500 B2 JP 5711500B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- blade
- rotor
- nacelle
- tower
- hub
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 3
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
- F03D1/06—Rotors
- F03D1/065—Rotors characterised by their construction elements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
- F03D1/06—Rotors
- F03D1/0608—Rotors characterised by their aerodynamic shape
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2240/00—Components
- F05B2240/20—Rotors
- F05B2240/21—Rotors for wind turbines
- F05B2240/221—Rotors for wind turbines with horizontal axis
- F05B2240/2213—Rotors for wind turbines with horizontal axis and with the rotor downwind from the yaw pivot axis
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2250/00—Geometry
- F05B2250/70—Shape
- F05B2250/71—Shape curved
-
- 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
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- 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
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Wind Motors (AREA)
Description
このような風力発電装置には、ロータが通常使用時におけるナセルの風上側に配置されたアップウィンド型、風下側に配置されたダウンウィンド型がある。
ダウンウィンド型の風力発電装置は、吹き上げ風による発電性能に優れ、また、暴風待機時の安全性に優れていることが知られている。
例えば特許文献1には、このようなダウンウィンド型の風力発電装置が記載されている。
風力発電装置においては、このような場合であってもブレードがタワー等の他部材と干渉しないように設計する必要がある。
風力発電装置用のブレードとして、風力を受けて撓んだ場合であってもタワーとのクリアランスを適切に維持するように、翼端部が風上側に反ったプリベント翼を用いることが提案されている。
例えば特許文献2には、アップウィンド型の風力発電装置において、ブレードのプリベンディングを考慮することが記載されている。しかし、通常風力に起因する撓みによるブレードとタワーとの接近が問題とはならないダウンウィンド型の風力発電装置へのプリベント翼の適用については記載も示唆もされていない。
しかし、従来ハブの位置をタワーから風下側に遠ざけるためには、タワーからロータ回転中心までの水平距離であるロータオーバハングを延長する必要があったことから、ナセルの全長が長くなりナセルが大型化して重量も増大してしまう。
本発明の課題は、ロータのオーバハングを短縮し、ナセルの軽量化が可能なダウンウィンド型の風力発電装置を提供することである。
請求項1の発明は、発電機を収容するナセルと、上端部が前記ナセルに接続され下端部が基部に固定されたタワーと、前記ナセルに対して通常使用時における風下側に配置され、風力を受けて回転することにより前記発電機を駆動するロータとを備える風力発電装置であって、前記ロータは、回転可能に支持されたハブ及び前記ハブから放射状に延びて配置された複数のブレードを有し、前記ブレードは、無負荷時において、ハブに取り付けられる翼根部とロータ外径側の翼端部とを結んだ直線に対して、中間部が前記風下側に張り出すように湾曲して形成されたプリベント翼であり、前記ブレードの前記翼根部近傍の領域は、前記ロータの内径側に対して外径側が前記風下側となるように前記ロータの回転中心軸と直交する平面に対して傾斜して配置され、前記ハブは前記タワー側に接近させて配置されることを特徴とする風力発電装置である。
これによって、ナセルの軽量化を図ることができ、ナセル及びこれを支持するタワー等も構造の簡素化を図ることができる。
図1は、本発明を適用した風力発電装置の実施例の模式的側面図であって、通常使用時における風向と直交する水平方向から見た状態を示すものである(後述する図2において同じ)。
風力発電装置1は、ナセル10、タワー20、ロータ30等を備えて構成されている。
ナセル10は、図示しない発電機、変圧器、制御盤、潤滑装置、冷却装置などが収容される部分である。また、ナセル10には、ロータ30の回転を増速して発電機に伝達する増速機構が必要に応じて設けられる。
ナセル10は、上述した各装置類を図示しないナセル架台に搭載し、その周囲をカバーで覆って構成されている。
タワー20の下端部は、地上、海底及び洋上設置される浮体に設けられた図示しない基部に固定されている。
タワー20の上端部は、ナセル10の下部に接続されている。
ナセル10は、タワー20に対して、ヨー方向に回動可能に取り付けられている。
ロータ30は、ハブ31、ブレード32等を備えて構成されている。
ハブ31は、ナセル10に回転可能に支持され、発電機の主軸に接続されている。
ブレード32は、ハブ31から放射状に延びて複数設けられた翼部である。
ブレード32は、気流が流入することによって、ロータ30を回転させる方向への揚力を発生する翼型を有し、ピッチ角が変更可能なようにハブ31に取り付けられている。
翼根部32aは、ハブ31に取り付けられる基部である。
翼端部32bは、ロータ30の外径側の端部である。
中間部32cは、翼根部32aと翼端部32bとの中間に設けられた領域である。
すなわち、翼端部32b近傍の領域は、タワー20側へ反るように形成されている。
ブレード32のロータ30回転中心からの半径と、プリベント角度及びプリベント量の一例を表1に示す。
このコーニング角θは一般的なダウンウィンド型風力発電装置におけるコーニング角よりも大きく設定される。
なお、比較例において、上述した実施例と実質的に共通する箇所については同じ符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
図2は、比較例の風力発電装置の模式的側面図であって、比較のため実施例の風力発電装置も破線によって図示している。
ブレード33は、無負荷状態において、中間部33cが翼根部33aと翼端部33bとを結んだ直線にほぼ沿って配置された非プリベント翼である。
このため、比較例においては、ナセル10をタワー20よりも風下側に延長し、その端部に非プリベント翼であるブレード33を有するロータ30のハブ31を取り付ける構成となっており、ロータオーバハングが比較的大きくなってナセル10の大型化、重量増が問題となる。
その結果、ナセル10のコンパクト化、軽量化が可能となり、これによってタワー20等の構造も簡素化することができる。
例えば、実施例の場合においては、ロータ30の半径が一例として40mである場合に、ロータオーバハングを例えば830mm短縮し、タワー20の中心からハブ31の中心までの水平距離を例えば約3.4mから約2.6mに短縮することが可能である。
発明者らの概算によると、ロータオーバハングが10%短縮した場合、ナセル10全体の重量を約10%軽量化できることがわかっており、本実施例によれば、ナセル10を例えば20%以上軽量化してナセル10、タワー20等の構造を簡素化することが可能となる。
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
(1)実施例におけるブレードのプリベント量、角度などは一例であって、風力発電装置のサイズやロータ以外の部分の構成等に応じて適宜変更することが可能である。
(2)風力発電装置を構成する各部分の形状、構造、配置等は、実施例の構成に限らず適宜変更することができる。例えば、実施例ではナセル内に変圧器や制御盤などを搭載しているが、これらの一部又は全部をタワー内や地上等に配置することも可能である。また、増速機構の有無も適宜設定することが可能である。
20 タワー 30 ロータ
31 ハブ 32 ブレード
32a 翼根部 32b 翼端部
32c 中間部 L 直線
33 ブレード 33a 翼根部
33b 翼端部 33c 中間部
θ コーニング角
Claims (1)
- 発電機を収容するナセルと、
上端部が前記ナセルに接続され下端部が基部に固定されたタワーと、
前記ナセルに対して通常使用時における風下側に配置され、風力を受けて回転することにより前記発電機を駆動するロータと
を備える風力発電装置であって、
前記ロータは、回転可能に支持されたハブ及び前記ハブから放射状に延びて配置された複数のブレードを有し、
前記ブレードは、無負荷時において、ハブに取り付けられる翼根部とロータ外径側の翼端部とを結んだ直線に対して、中間部が前記風下側に張り出すように湾曲して形成されたプリベント翼であり、
前記ブレードの前記翼根部近傍の領域は、前記ロータの内径側に対して外径側が前記風下側となるように前記ロータの回転中心軸と直交する平面に対して傾斜して配置され、
前記ハブは前記タワー側に接近させて配置されること
を特徴とする風力発電装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010243064A JP5711500B2 (ja) | 2010-10-29 | 2010-10-29 | 風力発電装置 |
EP11184871.9A EP2447523B1 (en) | 2010-10-29 | 2011-10-12 | Wind power generator |
US13/278,832 US20120107126A1 (en) | 2010-10-29 | 2011-10-21 | Wind power generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010243064A JP5711500B2 (ja) | 2010-10-29 | 2010-10-29 | 風力発電装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012092816A JP2012092816A (ja) | 2012-05-17 |
JP5711500B2 true JP5711500B2 (ja) | 2015-04-30 |
Family
ID=44862536
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010243064A Active JP5711500B2 (ja) | 2010-10-29 | 2010-10-29 | 風力発電装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20120107126A1 (ja) |
EP (1) | EP2447523B1 (ja) |
JP (1) | JP5711500B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20130315746A1 (en) * | 2012-05-26 | 2013-11-28 | Sinomatech Wind Power Blade Co., Ltd. | Wind blades and producing method thereof |
DK3077661T3 (da) * | 2013-12-04 | 2022-10-17 | Vestas Wind Sys As | Forbøjet vindmøllevinge |
CN106515044B (zh) * | 2016-10-25 | 2019-07-16 | 北京金风科创风电设备有限公司 | 叶片模具的阳模及其修改方法、叶片预弯的调整方法 |
DK179472B1 (en) * | 2017-05-22 | 2018-11-27 | Envision Energy (Denmark) Aps | Blade with pre-deflection for downwind type wind turbine |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4368007A (en) * | 1980-10-10 | 1983-01-11 | Ely Walter K | Fluid driven turbine |
JPS59147879A (ja) | 1983-02-14 | 1984-08-24 | Shinenerugii Sogo Kaihatsu Kiko | ダウンウインド型風力発電装置 |
EP1269018B1 (en) * | 2000-03-28 | 2007-10-24 | Per Lauritsen | Floating offshore wind power installation |
JP4723264B2 (ja) * | 2005-03-15 | 2011-07-13 | 株式会社ベルシオン | 三次元ロータブレード並びに横軸風車 |
DE102006041383B4 (de) * | 2006-08-29 | 2008-07-03 | Euros Entwicklungsgesellschaft für Windkraftanlagen mbH | Windenergieanlage mit konusförmig angeordneten Rotorblättern |
US20090167023A1 (en) | 2007-12-27 | 2009-07-02 | Jacob Johannes Nies | Forward leaning tower top section |
US8714928B2 (en) * | 2008-06-06 | 2014-05-06 | General Electric Company | Rotor assembly for a wind turbine and method of assembling the same |
US20090324416A1 (en) * | 2008-06-30 | 2009-12-31 | Ge Wind Energy Gmbh | Wind turbine blades with multiple curvatures |
-
2010
- 2010-10-29 JP JP2010243064A patent/JP5711500B2/ja active Active
-
2011
- 2011-10-12 EP EP11184871.9A patent/EP2447523B1/en active Active
- 2011-10-21 US US13/278,832 patent/US20120107126A1/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2447523B1 (en) | 2019-12-11 |
EP2447523A1 (en) | 2012-05-02 |
JP2012092816A (ja) | 2012-05-17 |
US20120107126A1 (en) | 2012-05-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9013053B2 (en) | Multi-type wind turbine | |
DK178332B1 (en) | Wind turbine rotor wing with a winglet on the suction side and a wind turbine | |
JP5002309B2 (ja) | 水平軸風車 | |
EP2706231B1 (en) | Method of operating a wind turbine | |
KR102143165B1 (ko) | 풍력 발전 설비-로터 블레이드 및 이를 포함하는 풍력 발전 설비 | |
JP4982733B2 (ja) | 空力的調速機構を備える縦軸型直線翼風車 | |
US8480363B2 (en) | Self-starting turbine with dual position vanes | |
CN103452758B (zh) | 风力涡轮机的制动系统 | |
EP2990643B1 (en) | Rotor blade of a wind turbine | |
US20150003981A1 (en) | Method for controlling loads in a wind turbine | |
JP5711500B2 (ja) | 風力発電装置 | |
JP2013534592A (ja) | 垂直軸風車 | |
TWI606179B (zh) | Horizontal axis type windmill and its standby method | |
JP5859877B2 (ja) | 風力発電装置 | |
US9086053B2 (en) | Enhanced wind turbine blade | |
JP5543385B2 (ja) | 浮体式風力発電装置 | |
KR101566501B1 (ko) | 휘어진 블레이드 팁을 갖는 다운윈드 풍력 발전 장치 | |
TWI527962B (zh) | Wind power plant | |
WO2014097429A1 (ja) | 風車及びその運転方法 | |
JP6887933B2 (ja) | 風力発電装置 | |
WO2011039777A2 (en) | System for controlling cone and pitch angle of a rotor blade assembly of a wind turbine | |
JP2008150963A (ja) | 垂直軸揚力活用型二重反転風車発電装置 | |
CN205977536U (zh) | 一种可抗强风的风力发电机 | |
RU71707U1 (ru) | Роторный ветродвигатель | |
JP6130680B2 (ja) | 垂直軸型流体発電装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20120723 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20131010 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140711 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140722 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140918 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150303 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150306 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5711500 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |