JP6202247B2 - 海流発電装置 - Google Patents
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Description
一般的に海流発電装置は、海水の流れを受けて回転するタービンを水中に配置し、当該回転により発電機を駆動して発電を行う。当該タービンとしては、回転軸が海水の流れに対して平行(水平)となる水平軸型タービンや、回転軸が海水の流れに対して垂直となる垂直型タービン等がある。
そこで、上記特許文献1記載の海流発電装置では、ポッド先端に姿勢制御翼を設け、当該姿勢制御翼によりピッチング方向の姿勢を制御している。
また、特許文献1記載の海流発電装置では、ポッドのローリング方向における姿勢制御について考慮されておらず、ローリング方向における姿勢変化に対応することができない。
請求項4の海流発電装置では、請求項1又は2において、前記浮力変化手段は、前記ポッドの表面からロッドを突出又は収納することで浮力を変化させる体積増減部であることを特徴としている。
このように、部分的にポッドの浮力を変えて当該ポッドの姿勢を制御することで、簡易な構成であり且つ容易な制御により速やかに姿勢を制御することができる。
図1を参照すると、本発明の第1実施形態に係る海流発電装置の全体構成図が示されている。
図1に示すように、海流発電装置1は、左右一対のポッド2、2が連結ビーム3(連結部)により連結されており、各ポッド2、2の尾部にタービン4、4が設けられたいわゆる双発の海流発電装置である。
各ポッド2の下面中央部分にはそれぞれ係留索7の一端が接続されており、当該各係留索7は途中で合流して全体としてY字状をなし、当該係留索7の他端はシンカー8に接続されている。シンカー8は海底に固定され、係留索7を介してポッド2、2を係留している。なお、図示しないが当該係留索7と並行して各ポッド2、2からは送電ケーブルも延びており、当該送電ケーブルは海底に設けられた変圧器に接続されている。
また、図示しないが、ポッド2、2内にはタービン4、4の回転により発電を行う発電機(発電部)等、各種装置が収容されている。
図2に示すように、各ポッド2、2には、前側及び後側にバラストタンク(浮力変化手段)10〜13が配設されている。ここでは、それぞれの配設位置に対応して右前バラストタンク10、右後バラストタンク11、左前バラストタンク12、左後バラストタンク13ともいう。
各バラストタンク10〜15にはそれぞれ海水を注排水するポンプ等(図示せず)が設けられており、それぞれ個別に海水を注排水することが可能である。各バラストタンク10〜15は当該海水の注排水により配設部分の浮力を変化させるものである。具体的には、各バラストタンク10〜15は注水することで配設部分の浮力を低下させ、排水することで配設部分の浮力を増加させる。
制御部20は、各バラストタンク10〜15の注排水により浮力を変化させて、ポッド2、2及び連結ビーム3を含めたポッド全体の姿勢を制御するものである。
制御部20は、例えば右前バラストタンク10及び左前バラストタンク12の注水とともに、右後バラストタンク11及び左後バラストタンク13の排水を行うことで、ポッド全体として前側の浮力を低下させ且つ後側の浮力を増加させて、ポッド全体を前傾させることが可能である。
また、制御部20は、例えば中央右バラストタンク14の注水とともに、中央左バラストタンク15の排水を行うことで、ポッド全体として右側の浮力を低下させ且つ左側の浮力を増加させて、ポッド全体を右側に傾けることが可能である。
制御部20は、ポッド全体の姿勢変化に応じて、適切なバラストタンク10〜15の注排水を行うことで、ポッド全体の姿勢を水平に保ったり、傾けたりすることができる。なお、制御部20は、全てのバラストタンク10〜15、又は、ポッド2、2内のバラストタンク10〜13のみ若しくは連結ビーム3内のバラストタンク14、15のみ、について同時に注水することでポッド全体を浮上させることができ、同時に排水することでポッド全体を沈降させることもできる。
以上で本発明に係る海流発電装置の第1実施形態についての説明を終えるが、第1実施形態は上記構成に限られるものではない。
図3を参照すると、第2実施形態に係る海流発電装置のポッドの姿勢制御についての説明図(a)(b)が示されている。なお、当該第2実施形態における海流発電装置において、上記第1実施形態の構成と同様の構成については同様の符号を付し、詳しい説明を省略する。
図3(a)(b)に示すように、第2実施形態における海流発電装置30は、ポッド2の前側及び後側に体積増減部31、32(浮力変化手段)が設けられている。ここでは、それぞれの配設位置に対応して前側体積増減部31、後側体積増減部32ともいう。
制御部33は、各体積増減部31、32のロッド31a、32aを突出又は収納させることにより浮力を変化させて、ポッド2、2及び連結ビーム3を含めたポッド全体の姿勢を制御するものである。
逆に、制御部33は、図3(b)に示すように、左右それぞれのポッド2における前側体積増減部31のロッド31aを収納するとともに、後側体積増減部32のロッド32aを突出することで、ポッド全体として前側の浮力を低下させ且つ後側の浮力を増加させて、ポッド全体を前傾させることが可能である。
また、制御部31は、例えば右側のポッド2に設けられている前後の体積増減部31、32のロッド31a、32aを収納するとともに、左側のポッド2に設けられている前後の体積増減部31、32のロッド31a、32aを突出することで、ポッド全体として右側の浮力を低下させ且つ左側の浮力を増加させて、右側に傾けることが可能である。
このように制御部33は、ポッド全体の左右において相対的に浮力差を生じさせることで、ポッド全体のローリング方向の姿勢制御を行う。
以上で本発明に係る海流発電装置の第2実施形態についての説明を終えるが、第2実施形態は上記構成に限られるものではない。
図4を参照すると、第1参考形態に係る海流発電装置におけるポッドの姿勢制御についての説明図(a)及びその変形例(b)が示されている。なお、当該第1参考形態における海流発電装置において、上記第1実施形態の構成と同様の構成については同様の符号を付し、詳しい説明を省略する。
図4(a)に示すように、第1参考形態における海流発電装置40は、左右それぞれのポッド2、2の前側及び後側の上面及び下面に抵抗板(浮力変化手段、抗力発生部)41a、41b〜44a、44bが配設されている。ここでは、それぞれの配設位置に対応して右上前抵抗板41a、右下前抵抗板41b、右上後抵抗板42a、右下後抵抗板42b、左上前抵抗板43a、左下前抵抗板43b、左上後抵抗板44a、左下後抵抗板44bともいう。
制御部は、各抵抗板41a、41b〜44a、44bを展開させることで浮力を変化させてポッド全体の姿勢を制御するものである。
制御部は、例えば図4(a)に示すように、右下後抵抗板42bを展開するとともに、左上前抵抗板43aを展開させることで、ポッド全体の右後側の浮力を増加させ且つ左前側の浮力を低下させて、ポッド全体を前傾させ且つ左側に傾けさせることが可能である。
制御部は、ポッド全体の姿勢変化に応じて、適切な抵抗板41a、41b〜44a、44bを展開させることで、ポッド全体の姿勢を水平に保ったり、傾けたりすることができる。なお、制御部は、各ポッド2、2の下面側にある全ての抵抗板41b〜44bを同時に展開させることでポッド全体を浮上させることができ、ポッド2、2の上面側にある全ての抵抗板41a〜44aを同時に展開させることでポッド全体を沈降させることもできる。
第1参考形態の海流発電装置40では、各ポッド2、2の前側及び後側の上面及び下面に抵抗板41a、41b〜44a、44bが配設されているが、抵抗板を配設する位置や数はこれに限られるものではない。例えば図4(b)に示す第1参考形態の変形例における海流発電装置50のように、連結ビーム3の上面及び下面に、抵抗板51a〜54aを設けた構成としてもよい(図3(b)では連結ビーム下面の抵抗板は図示せず)。このような構成でも上記第1参考形態と同様の効果を奏することができる。
また、第1参考形態では、抵抗板41a、41b〜44a、44bは前端部がポッド2、2に回動自在に取り付けられた板材であるが、抵抗板は抗力をさせることのできる構成であればよく、これに限られるものではない。例えば、抵抗板の後端部をポッドに回動自在に取り付けた構成としてもよい。
2 ポッド
3 連結ビーム(連結部)
10〜15 バラストタンク(浮力変化手段)
20、33 制御部(姿勢制御部)
31、32 体積増減部(浮力変化手段)
31a、32a ロッド
31b、32b 収納部
41a、41b〜44a、44b 抵抗板(浮力変化手段、抗力発生部)
Claims (4)
- 海水の流れにより回転するタービンと、
前記タービンを支持し、且つ、当該タービンの回転により発電する発電部を収容したポッドを備えた水中浮遊式の海流発電装置において、
前記ポッドの一部に配設され、前記ポッドにおける前記海水の流れに対して上流側及び下流側のうち少なくとも一方に設けられており、当該配設部分の浮力を変化させる浮力変化手段と、
前記浮力変化手段により前記ポッドの一部の浮力を変化させて当該ポッドのピッチング方向の姿勢を制御する姿勢制御部と、
を備えたことを特徴とする海流発電装置。 - 左右一対の前記ポッドが連結部を介して連結されており、
前記浮力変化手段は、前記左右一対のポッドのうち少なくとも一方に設けられており、
前記姿勢制御部は、前記浮力変化手段により前記ポッドの一部の浮力を変化させて前記連結部を含めたポッド全体におけるローリング方向の姿勢を制御することを特徴とする請求項1記載の海流発電装置。 - 前記浮力変化手段は、海水を注水又は排水することで浮力を変化させるバラストタンクであることを特徴とする請求項1又は2記載の海流発電装置。
- 前記浮力変化手段は、前記ポッドの表面からロッドを突出又は収納することで浮力を変化させる体積増減部であることを特徴とする請求項1又は2記載の海流発電装置。
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