JP5768201B1

JP5768201B1 - 再生可能エネルギー発電

Info

Publication number: JP5768201B1
Application number: JP2015045431A
Authority: JP
Inventors: 蔭山次郎
Original assignee: 蔭山次郎
Priority date: 2015-03-09
Filing date: 2015-03-09
Publication date: 2015-08-26
Anticipated expiration: 2035-03-09
Also published as: JP2016166531A

Abstract

【課題】再生可能エネルギーを利用して発電を行う場合、潮力発電においては潮位・潮力の季節的・時間的変動が発電量に影響を及ぼし、太陽光発電においては曇天や雨天および夜間に発電量が低下する問題、風力発電においては弱風または無風状態での発電量低下と強風下での風車羽根破損の懸念による発電一時停止などの問題があり、安定した電力を継続的に供給することが難しい。【解決手段】フライホイールに貯蔵したエネルギーにて発電機を駆動し、そのエネルギーを間欠的に補充するための動力として太陽電池と風力発電機の相互補完による安定した電力にて駆動する電動機と、雨水と海水の位置エネルギーを利用して回転させる水車を併用することで効率の高い発電装置を構成し、潮位・潮力の季節的・時間的変動の影響や太陽光と風力の時間的・気候的変動が発電量に影響する問題を解決して、継続的に安定した電力を供給する。【選択図】図１

Description

再生可能エネルギーを利用した発電に関する技術

再生可能エネルギーを利用した発電には様々な方法が考案されているが、最も大きな課題は、天候など自然現象の変動が発電量に与える影響が大きいことである。すなわち潮位・潮力の季節的・時間的変動の影響を受ける潮力発電や風力の変動の影響を受ける風力発電、雨天や曇天では起電力が半減し、夜間では発電不能な太陽光発電などにおいてその改善が待たれている。

特開２０１２−２６３３６

特願２０１５−００５５０８

本発明は、発明者本人が平成２７年１月１５日に特許申請提出済みの「特願２０１５−００５５０８」から新たな構想を得たものであり、前記「背景技術」記載の諸課題を解決すると共に、特に熱帯雨林地域での発電所建設を念頭に発電効率を改善したことと、機械的構造を簡素化して建設コスト低減に配慮したことが特徴である。

特許文献１では、発電のエネルギー源としての水源を海底や湖底から得ることで、潮位・潮力の季節的・時間的変動など不安定要素の影響を受けずに安定して発電が継続できる点が優れている。しかしながら、発電機駆動に利用された海水または湖水は排水ポンプにて海または湖に戻される構成なので、それに必要とするエネルギーは発電機駆動に利用されたエネルギーとほぼ同量であることから、発電電力の多くが排水ポンプ駆動に消費されてしまうので、十分な電力を外部に供給することが難しい。

特許文献１では、海底または湖底での建設工事と地中深くの建設工事が必要であり、工期が長くなって建設コストが高くなる。またそれらの場所での保守点検整備作業が容易でないという問題がある。

雨水、海水、風力、太陽光の４種類の再生可能エネルギーの特徴を効果的に利用して、発電効率の高い発電装置を構成する。すなわち、雨水と海水を発電機駆動エネルギーとして間欠的に利用するだけで発電が継続できる構成とし、風力と太陽光は互いの欠点を相互補完する小規模発電設備として付帯設備への電力供給専用とすることによって発電機出力の全てを外部への電力供給に充てることができる。これにより、潮位・潮力および風力と太陽光の季節的、時間的、気候的変動の影響を受けない高効率の発電装置を実現すると共に全体を簡素な構造とすることでプラント建設の工期を短縮し、建設コスト低減にも配慮している。

発電機駆動には雨水と海水エネルギーを、付帯設備への電力供給には風力と太陽光を利用するため、それらのエネルギー源のコストはゼロであり、従来の発電方式よりも電気料金を低く抑えることが可能である。また燃焼ガスや放射性物質などの有害物質を大気中に放出しないので、周辺環境を破壊しないクリーンな発電設備が実現でき、新規プラント建設の際に地域住民の賛同を得やすい。

発電設備全体の構造が簡素でありプラント建設も安価で容易であるため、遠距離にある発電所から離島や沿岸小集落へ送電していた従来の方法を廃止して独立した発電設備を現地に建設することにより、難工事である送電設備建設が不要になって、膨大な資財を節約することができる。

本発明の特徴のひとつである雨水の利用は発電効率改善に大きく寄与するので、特に熱帯雨林地域での稼働に効果を発揮する。従って、それらの地域へのプラント輸出や政府開発援助プロジェクトの一助になり得ると考えられる。

第一の実施形態フライホイール詳細制御装置タイミングチャート第二の実施形態第三の実施形態

図１の第一の実施形態において、貯水槽１は開口部１８から取り込んだ雨水と、揚水管２５を通じて揚水ポンプ１７にて汲み上げた海水を一時的に貯槽して発電棟２０へと供給するためのもので、地上数メートルから十数メートルの位置に設置される。手動弁７とドレンパイプ２８は大規模な暴風雨などの自然災害が予想されて発電を一時停止する際に貯水槽１内の雨水と海水を放出し、貯水塔２４の重心を低くして倒壊を予防する安全装置である。

水位センサー１６は、雨水と海水の貯蔵量を監視するセンサーであり、雨水のみで貯水槽１が満たされる場合には揚水ポンプ１７にて海水を汲み上げる必要はないが、天候により雨水が不足する場合や発電棟２０への供給により水位が下限水位に達した際には、後述する揚水制御装置１０３の指令により揚水ポンプ１７を稼働させて上限水位に達するまで海水を汲み上げる。溢水バイパス１９は、長期的な降雨などで上限水位を超えた雨水を海洋などに放出し、貯水槽１から溢れるのを防ぐためのものである。

電動弁３は導水管４を通じて水車棟２に供給される水量を調節するためのもので、全開または全閉、または段階的な開閉が可能である。発電機１４の回転軸には比較的大きな直径のギヤＢ１０が設けられ、それと噛み合うさらに大きな直径のギヤＣ１１を備えたフライホイール１２があり、さらにギヤＢ１０と噛み合う小さなギヤＡを持つ電動機７は装置の始動と、運転中にはフライホイール１２の回転支援を行い、装置停止の際にはブレーキとしても動作する。

電動機７には摩擦版式電磁クラッチ８が装備されており、発電装置の始動時と運転時においては電動機７の動力をギヤＡ９を介してギヤＢ１０に伝え、装置の停止の際にはギヤＢ１０からの動力をブレーキモードに入った電動機７に伝える。これらの動作中に電動機７側とギヤＡ９側の回転数が整合しない期間を生じるが、電磁クラッチ８の摩擦版が適宜にスリップすることで動力伝達を円滑に行うことができる。

発電機１４の回転軸先端には水車ランナー６が取り付けられ、水車筐体５とで落差数メートルから十数メートルにて高い回転効率が得られる水車を構成し、電動弁３が開放されて貯水槽１内の雨水と海水が流入するとその位置エネルギーを得て回転して、発電機１４を駆動すると共にフライホイール１２の回転支援を行う。すなわち貯水槽１からの水流がある場合には発電機１４の駆動とフライホイール１２の回転支援の動力となり、水流がない場合には発電機１４を継続回転させるためのフライホイールとしても作用する。同様に比較的大きな慣性モーメントを有するギヤＢ１０とギヤＣ１１もフライホイールとして作用する。

大型のフライホイール１２は、鉄などの金属製で大きな慣性モーメントを有し、その重量を支えるために下部スラスト軸受１３が設けられているが、このままではフライホイール１２の垂直荷重が下部スラスト軸受１３にかかって摩耗を早め、さらにこの部分での機械損がフライホイール効果を低下させる。このためフライホイール１２は断面を図２Ａのように円周部分の肉厚を厚くして慣性モーメントを維持すると共に浮力を得やすい形状にして粘性の低い機械油２９を満たした機械油プール３０の中に置かれている。これによりフライホイール１２は適度の浮力によって下部スラスト軸受１３から離脱してこの部分での機械損を解消する。すなわち下部スラスト軸受は、保守点検整備などの際に機械油を放出したときのフライホイール１２の垂直荷重支持が主な目的である。

フライホイール１２が機械油２９によって浮力を得ている状態において、フライホイール回転軸５６は図２Ｂに示すように上下のラジアル軸受５４のみにて支えられている。ラジアル軸受５４にはフライホイール１２の垂直荷重がかからないので、この部分での機械損は僅かであり、フライホイール効果を低減させることはない。機械油２９と接触するフライホイール１２の底面と側面は鏡面加工またはクロムメッキが施され、油面との摩擦を極力小さくしてフライホイール１２の回転を円滑にすると共に油面を波立たせないように考慮されている。

図２Ｃにラジアル軸受５４の断面を示す。フライホイール１２の回転軸５６は複数のボールベアリング６０にて支えられており、摩擦を軽減すると共に図２Ａ、図２Ｂにおける垂直方向への移動を容易にしている。図２Ｃは本装置に使用されるラジアル軸受の一例を示すものであって、意図する目的が達成されるならば本図の通りの構造に限ることはない。図２Ａに示す上部スラスト軸受５２は、何らかの要因でフライホイール１２の垂直位置が上限を超えた際にこれを抑えて制止するためのものである。

反射鏡５３は図２Ｄのような形状で、レーザー発光素子５５ｄの反射光の状況を３個の受光素子５５ａ、５５ｂ、５５ｃにて検知してフライホイール１２の垂直位置を知ることができる。すなわち、フライホイール１２が下部スラスト軸受１３を離れて理想的な垂直位置にあるかどうかを監視するためのもので、正常な状態では中心受光素子５５ｂの出力が最大になる。図２Ｄはフライホイール１２の浮力が十分でない状態を示していて、レーザー発光素子５５ｄの反射光は上部受光素子５５ａに多く集まり、３個の受光素子の出力は、５５ａ＞５５ｂ＞５５ｃとなって、図３Ｂのようにその状況を入力ポートＩＰ−４にてモニターした主制御装置１０１はフライホイール１２の位置エラーを検知する。主制御装置１０１はエラー検知後ただちに受光素子からの出力が５５ａ＜５５ｂ＞５５ｃとなるように機械油ポンプ５９を作動させ、機械油プール３０内の機械油２９を増減してフライホイール１２の垂直位置を修正する。このときギヤＣ１１が垂直移動する際にギヤＢ１０から外れないように、ギヤＢ１０は十分な肉厚を備えている。

水車６の回転に使用された雨水と海水は、図１に示すように排水管１５にて海洋へと自然排出される。このため排水ポンプを特に必要としない。

太陽電池２２と風力発電機２３は、お互いの欠点を補完する形で小規模発電設備を構成する。すなわち図３Ａに示すように、両者の発電電力はハイブリッドコントローラーにて合成され、蓄電・安定化され、インバーターによって適宜の交流電力に変換されて、電動機７、揚水ポンプ１７、機械油ポンプ５９、および制御室２１に必要十分な電力が供給される。この構成により、雨天や曇天、夜間や無風状態での発電電力の変動を相互補完して常時安定した電力をこれらの付帯設備に供給できるので、発電機１４の出力の全てを外部への送電に充てることが可能となる。太陽電池と風力発電機のハイブリッド発電については公知の技術であるため、詳細説明は省略する。

制御室２１は、図３Ａおよび図３Ｂに示す発電機１４を電子制御する主制御装置１０１、小規模発電設備を制御する副制御装置１０２、揚水ポンプ１７を制御する揚水制御装置１０３およびそれらに必要とされる配電盤や表示板などの付帯設備を統括し、発電装置全体を管理・監視・遠隔操作する設備である。

変電設備３２は、本発電装置から遠隔地への送電を必要とする場合に発電機出力電圧を数千Ｖ〜1万Ｖに昇圧して送電するための設備である。従って、近隣地区のみの需要に対応する場合は昇圧の必要はなく、変電設備３２も不要となる。

図１〜図４にて本発電装置の始動から発電状態までと、発電状態から停止の方法を説明する。より具体的な説明とするため各構成要素に数値を与えているが、これらの数値は実施可能な一例であって、この限りに特定するものではない。

装置を始動する前に、先ず各構成要素のディフォルト状態を確認する。本発電装置におけるディフォルト状態とは、貯水槽１内の水位が上限水位にあり、電動弁３が「閉」であり、フライホイール１２が浮力を得て下部スラスト軸受１３から離れ、理想的な垂直位置にある状態であって、小規模発電設備が十分な電力を供給可能な状態であることを指し、これらの状態は制御室２１内の表示板で確認できる。

各部のディフォルト状態の確認が終われば、次に図３Ｂに示す主制御装置１０１の始動スイッチ１０６をＯＮする。主制御装置１０１はインバーターＢ１０８を制御して出力５０ＫＷの電動機７を始動する。このときインバーターＢ１０８は予めプログラムされた電力にて電動機７を低速で回転させ、装置の始動を円滑に行う。すなわち図４Ａに示すようにｔ１で始動スイッチ１０６がＯＮされると電動機７の回転数はｔ２にて始動初期段階の設定値の６０ｒｐｍに達する。電動機７への電力は前述のように小規模発電設備から供給される。

ｔ２にて電動機７の回転数が６０ｒｐｍに達すれば主制御装置１０１は摩擦版式電磁クラッチ８をＯＮしてギヤＡ９に動力を伝える。摩擦版式電磁クラッチ８は適度のスリップを生じながら低回転・高トルクの動力を静止しているギヤＢ１０（＝発電機１４と水車ランナー６）とギヤＣ１１（＝フライホイール１２）に伝えて徐々に回転させる。

直径２０ｃｍのギヤＡ９と直径１ｍのギヤＢ１０とのギヤ比は１：５、ギヤＢ１０と直径２ｍのギヤＣ１１とのギヤ比は１：２である。主制御装置１０１は予め設定されたプログラムにより入力ポートＩＰ−３にて発電機１４の回転数をモニターし、回転数が上昇することで負荷が徐々に軽くなることを確認しながら、電動機７の回転数を段階的に定格の１８００ｒｐｍまで上昇させ、ｔ３にて発電機１４の回転数が１８００ｒｐｍ／５＝３６０ｒｐｍで安定したことを確認する。すなわちこの時点で電動機７の回転数が定格回転数の１８００ｒｐｍに達し、発電機１４の回転数も３６０ｒｐｍで安定してこれ以上に上昇しないことを意味する。主制御装置１０１はこの状態を持続して、３６０ｒｐｍ／２＝１８０ｒｐｍで回転している直径３ｍのフライホイール１２に回転エネルギーを貯蔵し、３分後のｔ４にて電磁クラッチ８をＯＦＦして電動機７の電源を切る。回転エネルギーは主にフライホイール１２に貯蔵されるが、空転している水車ランナー６やギヤＢ１０、ギヤＣ１１にも貯えられる。

発電機１４は、３００ｒｐｍで６０Ｈｚ、２００Ｖを発生する２４極の５００ＫＷ三相交流発電機であり、ｔ３では１８００／５＝３６０ｒｐｍに達するので、このときの出力は７２Ｈｚ、２４０Ｖである。ｔ４にて電動機７の電源が切断されると、３６０／２＝１８０ｒｐｍで回転していたフライホイール１２は緩やかに回転数を低下させ、図４Ｂに示すようにｔ６では発電機１４の回転数も２４０ｒｐｍまで低下する。このときの出力は４８Ｈｚ、１６０Ｖであるが、この時点で主制御装置１０１は電動機７を定格の１８００ｒｐｍにて再起動して５秒後に電磁クラッチ８をＯＮし、電動弁３を開放して水車６を回転させ、電動機７と水車６との協調によりフライホイール１２の回転支援を行い、再びエネルギー貯蔵を開始する。

回転支援を得たフライホイール１２の回転数はｔ７にて再び１８０ｒｐｍまで回復し、発電機１４の回転数も３６０ｒｐｍとなる。これを検知した主制御装置１０１はこの状態を３分間持続したあとｔ８にて電動弁３を閉じて水車への水流を遮断し、電磁クラッチ８をＯＦＦして電動機７を停止する。フライホイール１２の回転数は再び低下し、発電機１４の回転数も共に低下して２４０ｒｐｍに達したときに主制御装置１０１が上記と同様のエネルギー貯蔵命令を発して電動機７を再起動、電磁クラッチ８をＯＮ、水車６を再起動させることによって再びフライホイールの回転支援を行う。以後同様の動作を繰り返すことで発電が継続される。

ここでフライホイール１２がエネルギーを取り込んでいる期間、すなわち図４Ｂのｔ６からｔ７までの期間をＴ１、エネルギーを蓄えている期間、すなわちｔ７からｔ８までの期間をＴ２、エネルギーを放出している期間、すなわちｔ８からｔ９までの期間をＴ３とすると、低負荷では（Ｔ１＋Ｔ２）＜Ｔ３であり、高負荷では（Ｔ１＋Ｔ２）＞Ｔ３となる。装置全体の設計を行う際には、（Ｔ１＋Ｔ２）はＴ３の３倍程度を限度とするのが望ましい。これらの諸元は負荷の規模や各構成要素の仕様・性能に左右されるので、実際のプラント建設においては需要電力に応じて設計し、現場で微調整を行うとよい。需要電力が本発電装置１基分の能力を超える場合は複数基を設置してもよい。

図４Ｂに示すように、発電機１４の回転数は２４０ｒｐｍから３６０ｒｐｍまで変化するため、出力電圧は１６０Ｖから２４０Ｖ、周波数は４８Ｈｚから７２Ｈｚまで変動する。これを安定した三相交流として外部に送電するために、図３Ｂに示すように先ずコンバーター１０４にて直流変換し、平滑・安定化して蓄電し、さらにインバーターＡ１０５によって目標の６０Ｈｚ／２００Ｖ／５００ＫＷの三相交流に変換して外部に出力する。発電機回転数と出力電圧およびインバーターＡ出力電圧の関係は図４Ｂのとおりである。

貯水槽１の水位は、水車６を駆動するために消費される水量に応じて低下するので、図３Ａに示すように主制御装置１０１とは独立した揚水制御装置１０３と水位センサー１６にて常に監視する。上下の水位センサー１６は揚水制御装置１０３の入力ポートＩＰ−１とＩＰ−２にてモニターされ、必要に応じて出力ポートＯＰ−１から指令を出して揚水ポンプ１７を駆動させて揚水する。水位低下分が雨水だけで補填できる降雨量の多い気象条件下では揚水ポンプ１７を作動させる必要はないが、降雨のない場合には揚水ポンプ１７が作動して海水を汲み上げ、貯水槽１の上限水位を維持する。このように揚水ポンプ１７は少量の海水を間欠的に補填するためのものなので、これを駆動する電動機も出力３０ＫＷ程度でよい。

電動機７と水車６は協調してフライホイール１２の回転支援を行うが、ここで重要なことは電動機７の回転と水車６の回転をできるだけ同期させることである。（電動機７の回転数／５）が水車６の回転数を上回ると電動機７の負荷がそれだけ重くなる。反対に水車６の回転数が（電動機７の回転数／５）よりも上回ると水車６の負荷がそれだけ重くなり、さらに電動機７に回生電流を生じるので、規定値を超えないように留意する必要がある。両者の過渡的な回転数のずれは摩擦版式電磁クラッチ８にて吸収できるが、装置の信頼性をより高めるために設計時点では入念な計算を行い、建設現場で微調整するとよい。建設現場では各ギヤの歯数を調整することは難しいので、導水管４の直径や電動弁３の開閉量、水車筐体内のガイドベーン設定などで微調整することが望ましい。

図１に示す水車はフランシス水車を模して描かれているが、この限りに特定するものではない。本装置では貯水槽１の設置位置が地上数メートルから十数メートルであるため、この落差でも回転効率の良いクロスフロー水車が適している。水車の種類と構造については公知の技術であるので詳述は省略する。

運転中の状態から装置を停止させるには、最初に主制御装置１０１の停止スイッチ１０７を押す。主制御装置１０１はプログラムに従って電動弁３を全閉にして水車６への水流を遮断する。次に電磁クラッチ８をＯＦＦし、電動機７をブレーキモードに切り替えてから電磁クラッチ８をＯＮしてギヤＢ１０からの動力で発電させ、負荷を増減することによって惰力で回転している発電機１４を適宜に制動する。電動機７のブレーキモードとは、小規模発電設備から電動機７の固定子巻線に供給されている電力を遮断し、適度の負荷を接続することによってブレーキとして動作させるモードを言う。

図５は第二の実施形態であり、発電プラント建設予定地が沿岸地区で背後に丘陵や山地が控えている場合に適している。図５に示すように貯水槽１を丘陵または山地の中腹に設置できるため、重量物である貯水槽１を支える揚水塔の建設が不要であり、貯水槽１と発電棟２０との落差を大きく取れる点が優れている。落差を大きくすれば水車を回転させる位置エネルギーを大きくすることができるが、海水を揚水する際のエネルギーもその分だけ必要とするので、最も効率の良い設置位置を算出すべきである。発電棟２０が海岸に近接しすぎると風波の塩害や波浪の被害を受けるので、防潮堤を設けるか、または海岸から一定の距離を取るとよい。

図６は第三の実施形態である。フライホイールの回転支援の動力を電動機のみに限定するため、電動機の出力は１００ＫＷまたはそれ以上が必要になって、第一と第二の実施形態よりも発電効率が低下するが、貯水槽と水車および、それに必要とされる揚水ポンプや配管工事が不要となり、コンパクトで手軽な発電設備として内陸部や都市部での設置に適している。中規模の電力を近隣地区に限定して送電するので、高圧の送電線や送電設備も不要になり、都心部に設置する際にも工期は比較的短く、稼働後の公害が皆無であり、電気料金も安価であることから地域住民の賛同を得やすい。

本発明の発電装置を日本国内に設置して稼働する場合の候補地は、年間降雨量が比較的多く、海水の取水と水車駆動後の排水に便利で、遮蔽物が少なくて太陽光発電に適し、風力発電に有利な海風が得られる地域が最も適している。これらの条件を満たすのが沿岸小集落や離島であり、従来技術のように遠距離に位置する発電所から送電線を引く難工事が不要になるなど、本発明の効果を発揮できる。国外の、例えば熱帯雨林地域に設置して稼働する場合にはさらに効果を発揮することになるので、設置場所の気候環境や立地条件、需要発電量などを勘案して設計し、建設計画を実施するとよい。

前記の実施例に記したように、本発電装置を沿岸小集落や離島に設置すれば公害の無いクリーンな発電プラントが小規模の敷地面積で実現できるので、従来方式よりも安価な電力を地域住民に提供することができる。

本発電装置の特長を最も効果的に生かせる熱帯雨林地域を対象にしたプラント輸出には他の発電方式よりも有利な条件を提示できるので、産業上・商業上の利用価値が高く、発展途上国の多い同地域に対する政府開発援助プロジェクトの一助にもなる。

第三の実施形態は内陸部や都市部での設置に適しており、同地域にて再開発の一環として大型商業施設などの建設が検討される際の電力需要増加の問題が解決できる。すなわち、その施設に隣接してこの発電装置を設置して近隣家屋にも送電するか、またはその施設専用の自家発電設備として設置することも可能である。

各図面の下段に符合説明あり。

Claims

発電機の回転軸に取り付けられたギヤＢと、それに噛み合うギヤＡと電磁クラッチを備える電動機と、ギヤＢと噛み合うギヤＣを備えた大型のフライホイールと、フライホイールに浮力を与えるための機械油を満たす機械油プールと、さらに発電機回転軸の先端に取り付けられた発電機駆動のための水車と、それを覆う筐体と、使用済み水流を海洋へと自然排出する排水管と、水車を回転させる水流を導く導水管と、導水管に設けられて水流を調節する電動弁と、雨水および揚水された海水を貯蔵する目的で地上数メートルから十数メートルに設けられた貯水槽と、付帯設備にて必要とする電力を常時供給するための小規模発電設備と、装置全体を電子制御する自動制御装置を備えた発電装置。
前記電磁クラッチには摩擦板式が使用され、電動機側から発電機側へ、または発電機側から電動機側へ動力を伝達する際の両者の回転数の不整合を吸収して円滑に動力伝達を行うことを特徴とする請求項１記載の発電装置。
前記フライホイールに浮力を与えるために機械油プールに満たされた機械油は極めて粘度の低いものであって、フライホイールの垂直位置を理想的な位置に維持するための機械油ポンプによって適宜に増減され、さらにその動作を自動制御するためフライホイール回転軸に取り付けられた反射鏡と、それにレーザー光を照射するレーザー発光素子と、その反射光を検知する受光素子を備えたことを特徴とする請求項１記載の発電装置。
前記電動弁は、水車の回転速度と駆動時間を調節するためのものであって自動制御装置にて制御され、フライホイールにエネルギーを貯蔵する際に水車と電動機との回転数の整合を行い、発電機負荷に応じた駆動時間を決定するために適宜に開閉または段階的開閉を行うことを特徴とする請求項１記載の発電装置。
前記貯水槽は、雨水を取り入れて貯蔵するための開口部を持ち、海水を汲み上げて貯蔵するための揚水ポンプを備え、さらに貯水槽内の水位を監視するために水位センサーを備えて常時水位を自動的に監視することを特徴とする請求項１記載の発電装置。
前記小規模発電装置は太陽電池と風力発電機で構成され、お互いの欠点を相互補完して電動機や揚水ポンプ、機械油ポンプ、自動制御装置などの付帯設備に常時安定した電力を供給することを特徴とする請求項１記載の発電装置。
前記自動制御装置は、発電機負荷の状況に応じてフライホイールにエネルギーを貯蔵する時間を計算し、電動機によるフライホイール回転支援と水車による回転支援の同期を行いながらその時間を適宜制御することを特徴とする請求項１記載の発電装置。
請求項１記載の発電装置の貯水槽を丘陵または山地の中腹に設置することで、揚水塔の工事を省略した発電装置。