JP6440388B2 - Floating solar power generation system - Google Patents

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    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Description

本発明は、水面に浮かぶ太陽電池パネル（以下、「ＰＶパネル（photovoltaic panel）」という）を備えた浮体式太陽光発電システムに関する。   The present invention relates to a floating solar power generation system including a solar cell panel (hereinafter referred to as a “PV panel (photovoltaic panel)”) floating on the water surface.

注目されている再生可能エネルギーの中で、とりわけ、太陽光発電の利用が急伸している。しかしながら、設備容量（単位時間当たりの最大発電電力）の大きな太陽光発電システムを構築するために、ＰＶパネルを設置するための広大な土地を確保することが課題となっていた。そこで、近年では、湖沼、池、川などの水面をＰＶパネルの設置スペースとして利用した、浮体式太陽光発電システムが提案されている。浮体式太陽光発電システムは、ＰＶパネルの温度が低く保たれる点、ＰＶパネルが砂塵等で汚れ難い点、ＰＶパネルに影が差しにくい点などのメリットがある。   Among the renewable energies that are attracting attention, the use of photovoltaic power generation is growing rapidly. However, in order to construct a solar power generation system with a large equipment capacity (maximum generated power per unit time), it has been a problem to secure a vast land for installing PV panels. In recent years, therefore, a floating solar power generation system has been proposed that uses the water surface of lakes, ponds, rivers, and the like as installation space for PV panels. The floating solar power generation system has merits such as that the temperature of the PV panel is kept low, that the PV panel is difficult to get dirty with dust and the like, and that the PV panel is difficult to shadow.

上記のような浮体式太陽光発電システムの一例が特許文献１に示されている。特許文献１に記載の水上太陽光発電装置は、水上浮体構造物に搭載された複数のＰＶパネルを備えた太陽光発電ユニットと、太陽光発電ユニットを太陽位置に追従するように回転させる回転機構とを備えている。上記水上浮体構造物は、長さ調節機構を有する軸状の係留支持体により水底に着底させたベース体に係留されており、水面上の定位置に浮いている。   An example of the floating solar power generation system as described above is disclosed in Patent Document 1. A floating solar power generation device described in Patent Document 1 includes a solar power generation unit including a plurality of PV panels mounted on a floating structure, and a rotation mechanism that rotates the solar power generation unit to follow the solar position. And. The floating body structure is anchored to a base body that is attached to the bottom of the water by a shaft-like anchoring support having a length adjusting mechanism, and floats at a fixed position on the water surface.

特開２０１４−２４３７２号公報JP 2014-24372 A

特許文献１に記載の水上太陽光発電装置は、水上浮体構造物とベース体とが係留支持体によって接続されているため、比較的水深の浅い湖沼、池、川、ダムなどに水上浮体構造物を設置することはできるが、比較的水深の深い海洋に設置することはコスト面や技術面で実現が困難である。   In the floating solar power generation apparatus described in Patent Document 1, since the floating structure and the base body are connected by the mooring support, the floating structure is placed on a relatively shallow lake, pond, river, dam, or the like. However, it is difficult to realize installation in the ocean with relatively deep water in terms of cost and technology.

また、特許文献１に記載の水上太陽光発電装置では、内層浮体の外周と外層浮体の内周とに形成された凹凸の螺旋条が螺合し、内層浮体の上昇運動が外層浮体の回転運動に変換されるように構成されている。このように外層浮体の中心部に回転力を作用させるため、外層浮体を回転させるために比較的大きな荷重が必要となり、外装浮体を大型化することが難しい。したがって、特許文献１に記載の技術では大規模な（即ち、設備容量の大きい）浮体式太陽光発電システムを実現することが困難である。   Moreover, in the floating solar power generation device described in Patent Document 1, the concave and convex spirals formed on the outer periphery of the inner layer floating body and the inner periphery of the outer layer floating body are screwed together, and the rising motion of the inner layer floating body is the rotational motion of the outer layer floating body. It is configured to be converted to. In this way, a rotational force is applied to the central portion of the outer layer floating body, so that a relatively large load is required to rotate the outer layer floating body, and it is difficult to increase the size of the exterior floating body. Therefore, it is difficult to realize a large-scale (that is, a large installation capacity) floating solar power generation system with the technique described in Patent Document 1.

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、湖沼、池、川、ダムなどに加えて、これらと比較して水深の深い海洋にも設置することが可能であって、発電効率の向上と大規模化とを実現可能な浮体式太陽光発電システムを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is that it can be installed not only in lakes, ponds, rivers, dams, etc., but also in oceans deeper than these. An object of the present invention is to provide a floating solar power generation system that can improve power generation efficiency and scale.

本発明に係る浮体式太陽光発電システムは、
係留索によって水底に係留された係留ブイと、
前記係留ブイに対し回転可能となるように当該係留ブイに係留されて水面に浮かぶ浮島と、
前記浮島の周囲の水面に並べられて互いに結合された複数の浮体式ＰＶパネルと、
前記浮島と前記複数の浮体式ＰＶパネルとを連結する連結索と、を備えることを特徴としている。 The floating solar power generation system according to the present invention is
Mooring buoys moored to the bottom of the water by mooring lines;
A floating island moored by the mooring buoy and floating on the water surface so as to be rotatable with respect to the mooring buoy;
A plurality of floating PV panels arranged on the water surface around the floating island and coupled to each other;
A connecting line for connecting the floating island and the plurality of floating PV panels.

上記浮体式太陽光発電システムは、係留ブイが係留索により水底に係留されているため、湖沼、池、川、ダムなどに加えて、これらと比較して水深の深い海洋にも設置することが可能である。また、上記浮体式太陽光発電システムでは、浮島及び複数の浮体式ＰＶパネルから成る浮体構造物は、係留ブイを回転中心として回転可能に当該係留ブイに係留されている。よって、浮体式ＰＶパネルの対面方角が太陽方角に追従するように浮体式ＰＶパネルを回転させることが可能である。さらに、上記浮体式太陽光発電システムでは、浮体式ＰＶパネルの数を容易に増減させることができるので、浮体式太陽光発電システムの設備容量をフレキシブルに変化させることができる。そして、浮体式ＰＶパネルの数を増大することにより、大規模な（即ち、設備容量の大きい）システムを容易に実現することができる。   The floating solar power generation system can be installed in deeper oceans in addition to lakes, ponds, rivers, dams, etc., because mooring buoys are moored to the bottom of the water by mooring lines. Is possible. In the floating solar power generation system, a floating structure including a floating island and a plurality of floating PV panels is moored to the mooring buoy so as to be rotatable about the mooring buoy. Therefore, it is possible to rotate the floating PV panel so that the facing direction of the floating PV panel follows the solar direction. Furthermore, in the floating solar power generation system, the number of floating PV panels can be easily increased or decreased, so that the equipment capacity of the floating solar power generation system can be changed flexibly. And by increasing the number of floating PV panels, a large-scale (that is, large installation capacity) system can be easily realized.

上記浮体式太陽光発電システムが、前記浮島を回転させるための推進力を発生させる推進装置を更に備えることがよい。この構成によれば、浮体式ＰＶパネルの対面方角が太陽方角に追従するように、浮体構造物を回転させることができる。   The floating solar power generation system may further include a propulsion device that generates a propulsive force for rotating the floating island. According to this configuration, the floating structure can be rotated so that the facing direction of the floating PV panel follows the solar direction.

上記浮体式太陽光発電システムにおいて、前記推進装置は、前記浮島と連結され当該浮島から離れる方向へ延びる支持アームと、前記支持アームの先端に設けられたスクリュープロペラとを有していることが望ましい。この構成によれば、スクリュープロペラと浮体構造物の回転中心とが離間され、より小さな推進力で浮体構造物を回転させることができる。よって、浮体式ＰＶパネルの数が増えることにより浮島及び複数の浮体式ＰＶパネルから成る浮体構造物が大型化しても、比較的小さな回転力で浮体構造物を回転させることができ、また、回転力が不足する場合にはスクリュープロペラの数を増加させて対処することができる。   In the floating solar power generation system, the propulsion device preferably includes a support arm connected to the floating island and extending in a direction away from the floating island, and a screw propeller provided at a tip of the support arm. . According to this configuration, the screw propeller and the rotation center of the floating structure are separated from each other, and the floating structure can be rotated with a smaller driving force. Therefore, even if the number of floating PV panels increases and the floating structure composed of floating islands and a plurality of floating PV panels increases in size, the floating structure can be rotated with a relatively small rotational force. If the force is insufficient, the number of screw propellers can be increased.

上記浮体式太陽光発電システムにおいて、前記支持アームが、前記スクリュープロペラを水面下の動作位置と水面上の退避位置との間で昇降させるように構成されていることが望ましい。この構成によれば、スクリュープロペラを水面上の退避位置へ移動させることによって、推進装置を動作させないときの水の抵抗力を軽減することができる。   In the floating solar power generation system, it is preferable that the support arm is configured to raise and lower the screw propeller between an operating position below the water surface and a retracted position on the water surface. According to this configuration, the resistance force of water when the propulsion device is not operated can be reduced by moving the screw propeller to the retracted position on the water surface.

上記浮体式太陽光発電システムにおいて、前記スクリュープロペラの周りの囲いを更に備えることが望ましい。この構成によれば、昇降するスクリュープロペラと浮体構造物との干渉を避けることができる。   The floating solar power generation system preferably further includes an enclosure around the screw propeller. According to this configuration, interference between the screw propeller that moves up and down and the floating structure can be avoided.

上記浮体式太陽光発電システムにおいて、前記囲いは、ヒンジによって連結された３本の直線状枠部材からなる枠体であり、前記枠体は、前記スクリュープロペラを囲うように当該枠体の両端が前記浮島に接続された状態から、囲っていた前記スクリュープロペラを露出させるように当該枠体の一端が前記浮島に接続された状態に展開可能であって、前記複数の浮体式ＰＶパネルは前記浮島及び前記枠体と連結されており、一部分の前記複数の浮体式ＰＶパネルが前記枠体の展開に伴って余の部分から分離可能となるように、前記複数の浮体式ＰＶパネルが相互に結合されていてよい。この構成によれば、浮体構造物の曳航時に、囲いである枠体を展開させて、浮島が浮体構造物の外周に現れるように浮体構造物を変形させることができる。これにより、曳船と浮島とを曳航索で直接的に連結することが容易となり、曳船で浮島を直接的に牽引することができる。 In the floating solar power generation system, the enclosure is a frame body including three linear frame members connected by hinges, and the frame body has both ends of the frame body so as to surround the screw propeller. From the state of being connected to the floating island, one end of the frame body can be expanded so as to expose the enclosed screw propeller, and the floating PV panels are connected to the floating island. And the plurality of floating PV panels are coupled to each other so that a part of the plurality of floating PV panels can be separated from the remaining part as the frame is expanded. May have been. According to this configuration, the floating structure can be deformed so that the floating island appears on the outer periphery of the floating structure by unfolding the frame that is the enclosure when the floating structure is towed. Thereby, it becomes easy to connect the dredger and the floating island directly by the towing line, and the floating island can be directly pulled by the dredger.

上記浮体式太陽光発電システムにおいて、前記推進装置は、一部の前記複数の浮体式ＰＶパネルに設けられたスクリュープロペラを有するものであってよい。この構成によれば、スクリュープロペラを浮体構造物の外層領域に配置することができ、より小さな推進力で浮体構造物を回転させることができる。   In the above floating solar power generation system, the propulsion device may include a screw propeller provided on some of the plurality of floating PV panels. According to this structure, a screw propeller can be arrange | positioned to the outer-layer area | region of a floating structure, and a floating structure can be rotated with a smaller driving force.

上記浮体式太陽光発電システムにおいて、前記推進装置の動力源が前記複数の浮体式ＰＶパネルで発電した電力であることが望ましい。この構成によれば、外部から電力供給を受けずに推進装置を動作させることができる。   In the floating solar power generation system, the power source of the propulsion device is preferably electric power generated by the plurality of floating PV panels. According to this configuration, the propulsion device can be operated without receiving power supply from the outside.

上記浮体式太陽光発電システムにおいて、前記推進装置が、補助的推進力を生じさせる風力推進機構を更に有していてよい。さらに、上記浮体式太陽光発電システムにおいて、前記推進装置が、補助的推進力を生じさせる波浪推進機構を更に有していてよい。この構成によれば、風力推進機構や波浪推進機構から電力等を要しない推進力を得ることができ、推進装置の消費電力を削減することができる。   In the floating solar power generation system, the propulsion device may further include a wind power propulsion mechanism that generates an auxiliary propulsion force. Furthermore, in the floating solar power generation system, the propulsion device may further include a wave propulsion mechanism that generates an auxiliary propulsion force. According to this configuration, a propulsive force that does not require electric power or the like can be obtained from the wind propulsion mechanism or the wave propulsion mechanism, and the power consumption of the propulsion device can be reduced.

上記浮体式太陽光発電システムにおいて、前記複数の浮体式ＰＶパネルの対面方角を太陽方角に追従させるように前記浮島を回転させるための推進出力と、当該推進出力を得るための前記推進装置の消費電力量と、前記複数の浮体式太陽電池パネルの対面方角を太陽方角に追従させることにより予測される発電量の増加分とを算出し、前記発電量の増加分が前記消費電力量を上回るときに前記推進出力を発生させ、前記発電量の増加分が前記消費電力量以下のときに前記推進出力を発生させないように前記推進装置を制御する制御装置を備えていることが望ましい。ここで、前記発電量の増加分が、現在から所定時間前の発電量の実績値に基づいて算出された太陽追従時の予測発電量及び太陽非追従時の予測発電量との差であってよい。この構成によれば、浮体式太陽光発電システムの出力を維持しつつ、システムを安定的且つ省電力で運用することができる。   In the floating solar power generation system, the propulsion output for rotating the floating island so that the facing direction of the plurality of floating PV panels follows the solar direction, and the consumption of the propulsion device for obtaining the propulsion output When calculating the amount of electric power and the increase in the amount of power generation predicted by causing the facing direction of the plurality of floating solar panels to follow the solar direction, and the increase in the amount of power generation exceeds the amount of power consumption Preferably, a control device is provided that controls the propulsion device so that the propulsion output is generated and the propulsion output is not generated when the increase in the amount of power generation is equal to or less than the power consumption. Here, the increase in the power generation amount is a difference between the predicted power generation amount at the time of following the sun and the predicted power generation amount at the time of non-following the sun calculated based on the actual value of the power generation amount a predetermined time before the present. Good. According to this configuration, the system can be operated stably and with low power consumption while maintaining the output of the floating solar power generation system.

上記浮体式太陽光発電システムにおいて、前記係留ブイが陸上の受電設備へ送電する送電ケーブルを保持しており、前記送電ケーブルと前記複数の浮体式ＰＶパネルからの電力線とを接続するスイベルジョイントを更に備えることが望ましい。この構成によれば、浮体式ＰＶパネルからの浮体構造物上の電力線と陸上の受電設備に送電するための送電ケーブルとが回転可能に接続されるため、浮体構造物が送電ケーブルや係留索に阻害されることなく送電ケーブルに対して自在に回転することができる。   In the above floating solar power generation system, the mooring buoy holds a power transmission cable for transmitting power to land power receiving equipment, and further includes a swivel joint that connects the power transmission cable and power lines from the plurality of floating PV panels. It is desirable to provide. According to this configuration, since the power line on the floating structure from the floating PV panel and the power transmission cable for transmitting power to the power receiving facility on land are rotatably connected, the floating structure is connected to the power transmission cable and the mooring line. It can rotate freely with respect to the power transmission cable without being obstructed.

上記浮体式太陽光発電システムにおいて、前記浮島に、前記複数の浮体式ＰＶパネルから出力された電力を集約してパワーコンディショナへ送る接続ユニット、及び、送られてきた直流電力を交流電力に変換する前記パワーコンディショナが設けられていることが望ましい。この構成によれば、浮体式ＰＶパネルとタレットとの間に、浮体式ＰＶパネルで発電された電力を送電及び変換するための電力変換機器が集中配置されているため、これらの機器のメンテナンスがしやすく、更に、複数の浮体式ＰＶパネルからの浮体構造物上の電力線の配線長を短くすることができる。   In the floating solar power generation system, a connection unit that aggregates the power output from the plurality of floating PV panels and sends the power to a power conditioner on the floating island, and converts the transmitted DC power into AC power The power conditioner is preferably provided. According to this configuration, the power conversion devices for transmitting and converting the power generated by the floating PV panel are centrally arranged between the floating PV panel and the turret. Furthermore, the wiring length of the power line on the floating structure from the plurality of floating PV panels can be shortened.

上記浮体式太陽光システムにおいて、前記複数の浮体式太陽電池パネルの隣接するパネル同士が、結合及び結合解除が可能な結合索により結合されていることが望ましい。この構成によれば、複数の浮体式太陽電池パネルの中からメンテナンスが必要な浮体式太陽電池パネルのみを分離することができる。また、浮体式太陽電池パネルの数を増減することが容易となる。   In the floating solar system, it is desirable that adjacent panels of the plurality of floating solar panels are coupled by a coupling cord that can be coupled and decoupled. According to this configuration, only the floating solar cell panel requiring maintenance can be separated from the plurality of floating solar cell panels. Moreover, it becomes easy to increase / decrease the number of floating type solar cell panels.

本発明に係る浮体式太陽光発電システムは、浮体式ＰＶパネルを含む浮体構造物を係留するための係留ブイが係留索により水底に係留されているため、湖沼、池、川、ダムなどに加えて、これらと比較して水深の深い海洋にも設置することが可能である。また、浮体式ＰＶパネルを含む浮体構造物が回転可能であるため、浮体式ＰＶパネルの対面方角が太陽方角に追従するように浮体構造物が回転させることが可能であり、発電効率の向上を図ることができる。   In the floating solar power generation system according to the present invention, a mooring buoy for mooring a floating structure including a floating PV panel is moored to the bottom of the water by a mooring line. Therefore, in addition to lakes, ponds, rivers, dams, etc. Compared to these, it can be installed in the deep ocean. Moreover, since the floating structure including the floating PV panel can be rotated, the floating structure can be rotated so that the facing direction of the floating PV panel follows the solar direction, which improves power generation efficiency. Can be planned.

本発明の第１実施形態に係る浮体式太陽光発電システムの概略構成を示す平面図である。It is a top view showing a schematic structure of a floating type solar power generation system concerning a 1st embodiment of the present invention. 第１実施形態に係る浮体式太陽光発電システムの概略構成を示す側面図である。1 is a side view showing a schematic configuration of a floating solar power generation system according to a first embodiment. 浮体式太陽光発電システムの配線図である。It is a wiring diagram of a floating type solar power generation system. 浮体構造物を曳航する過程を示す図である。It is a figure which shows the process to tow a floating body structure. 浮体構造物を並進移動させる過程を説明する図である。It is a figure explaining the process of moving a floating structure in translation. 制御装置による推進装置の制御ループを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control loop of the propulsion apparatus by a control apparatus. 推進力特性を示すグラフである。It is a graph which shows a driving force characteristic. 不感帯幅と回転速度の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a dead zone width and a rotational speed. 太陽光発電装置の出力と時刻の関係を示す図表である。It is a graph which shows the relationship between the output of a solar power generation device, and time. 本発明の第２実施形態に係る浮体式太陽光発電システムの概略構成を示す平面図である。It is a top view which shows schematic structure of the floating type solar power generation system which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 第２実施形態に係る浮体式太陽光発電システムの概略構成を示す側面図である。It is a side view which shows schematic structure of the floating type solar power generation system which concerns on 2nd Embodiment. 曳航時の浮体構造物を示す平面図である。It is a top view which shows the floating body structure at the time of towing. 第３実施形態に係る浮体式太陽光発電システムの概略構成を示す平面図である。It is a top view which shows schematic structure of the floating type solar power generation system which concerns on 3rd Embodiment. 第３実施形態に係る浮体式太陽光発電システムの変形例を示す平面図である。It is a top view which shows the modification of the floating body type solar power generation system which concerns on 3rd Embodiment. 風力推進機構を備えた浮体式太陽光発電システムの浮島の平面図である。It is a top view of the floating island of a floating type solar power generation system provided with a wind power propulsion mechanism. 風力推進機構を備えた浮体式太陽光発電システムの側面図である。It is a side view of a floating type photovoltaic power generation system provided with a wind power propulsion mechanism. 波浪推進機構を備えた浮体式太陽光発電システムの平面図である。It is a top view of a floating body type photovoltaic power generation system provided with a wave propulsion mechanism. 図１７に示す浮体式太陽光発電システムの側面図である。It is a side view of the floating type solar power generation system shown in FIG. 波浪推進機構の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of a wave propulsion mechanism.

［第１実施形態］
図１は本発明の第１実施形態に係る浮体式太陽光発電システム１の概略構成を示す平面図、図２は図１に示す浮体式太陽光発電システム１の側面断面図、図３は浮体式太陽光発電システム１の配線図である。図１及び図２に示す浮体式太陽光発電システム１は、水面に浮かぶ浮体構造物５と、浮体構造物５に搭載された太陽光発電装置１０と、浮体構造物５を水面の所定位置に係留させる係留装置２０と、浮体構造物５を太陽の動き（方位）に追従して回転させる推進装置３０と、浮体式太陽光発電システム１の動作を司る制御装置４０とを概ね備えている。なお、本実施形態に係る浮体式太陽光発電システム１は海洋に設置されているが、浮体式太陽光発電システム１は湖沼、池、川、ダムなどに設置されてもよい。 [First Embodiment]
FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of a floating solar power generation system 1 according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side sectional view of the floating solar photovoltaic power generation system 1 shown in FIG. 1, and FIG. 1 is a wiring diagram of a solar photovoltaic power generation system 1. FIG. A floating solar power generation system 1 shown in FIGS. 1 and 2 includes a floating structure 5 floating on a water surface, a solar power generation device 10 mounted on the floating structure 5, and the floating structure 5 at a predetermined position on the water surface. A mooring device 20 for mooring, a propulsion device 30 for rotating the floating structure 5 following the movement (azimuth) of the sun, and a control device 40 for controlling the operation of the floating solar power generation system 1 are generally provided. Although the floating solar power generation system 1 according to the present embodiment is installed in the ocean, the floating solar power generation system 1 may be installed in a lake, a pond, a river, a dam, or the like.

図１〜３に示すように、浮体式太陽光発電システム１は、陸上に設置された受電設備２と送電ケーブル３によって接続されている。送電ケーブル３は、水底に敷設または埋設された電力用及び／又は通信用の伝送路を形成する少なくとも１以上のケーブルから成る。浮体式太陽光発電システム１で発電された電力は、送電ケーブル３を通じて受電設備２へ送電され、受電設備２から送電系統へ送電される。以下、浮体式太陽光発電システム１の構成要素について詳細に説明する。   As shown in FIGS. 1 to 3, the floating solar power generation system 1 is connected to a power receiving facility 2 and a power transmission cable 3 installed on land. The power transmission cable 3 is composed of at least one or more cables that form a transmission path for electric power and / or communication that is laid or buried in the water bottom. The electric power generated by the floating solar power generation system 1 is transmitted to the power receiving facility 2 through the power transmission cable 3, and is transmitted from the power receiving facility 2 to the power transmission system. Hereinafter, the components of the floating solar power generation system 1 will be described in detail.

まず、太陽光発電装置１０について説明する。図１〜３に示すように、太陽光発電装置１０は、太陽光エネルギーを直流の電気エネルギーに変換する複数のＰＶパネル１１と、ＰＶパネル１１で発電された電力を集電し送電系統に対応した状態にして送電ケーブル３へ送り出すための電力変換機器から成る。この電力変換機器には、複数のＰＶパネル１１からの複数の出力配線を一本にまとめてパワーコンディショナ１４に送る接続ユニット１３と、送られてきた直流電流を交流電流に変換するパワーコンディショナ（インバータ）１４と、パワーコンディショナ１４で交流に変換された電気を送電系統に適合する電圧へ昇圧するトランス１５とが含まれている。ここで、接続ユニット１３には、複数のＰＶパネル１１からの配線をまとめる複数の接続箱１３ａと、複数の接続箱１３ａからの電気を集約してパワーコンディショナ１４へ送電する集電盤１３ｂとが含まれている。   First, the solar power generation device 10 will be described. As shown in FIGS. 1-3, the solar power generation device 10 collects the several PV panel 11 which converts sunlight energy into direct-current electrical energy, and the electric power generated with the PV panel 11, and respond | corresponds to a power transmission system. It consists of the power converter device for sending out to the power transmission cable 3 in the state which was made. This power conversion device includes a connection unit 13 that sends a plurality of output wires from a plurality of PV panels 11 together to a power conditioner 14, and a power conditioner that converts the sent direct current into an alternating current. An (inverter) 14 and a transformer 15 that boosts the electricity converted into alternating current by the power conditioner 14 to a voltage suitable for the power transmission system are included. Here, the connection unit 13 includes a plurality of connection boxes 13 a that collect wiring from the plurality of PV panels 11, and a current collector panel 13 b that collects electricity from the plurality of connection boxes 13 a and transmits the electricity to the power conditioner 14. It is included.

次に、浮体構造物５について説明する。浮体構造物５は、浮力により水面に浮かぶ浮島５１と、浮島５１に連結索５３によって連結されたＰＶパネル群５２などから成る。ＰＶパネル群５２は、浮島５１の周囲の水面に並べられて互いに結合された複数の浮体式ＰＶパネル１１から成る。   Next, the floating structure 5 will be described. The floating structure 5 includes a floating island 51 that floats on the water surface due to buoyancy, and a PV panel group 52 that is connected to the floating island 51 by a connecting line 53. The PV panel group 52 includes a plurality of floating PV panels 11 arranged on the water surface around the floating island 51 and coupled to each other.

浮島５１は円盤状であって、内周部に円筒状のタレット部２１が一体的に形成されている。但し、円筒状のタレット部２１と円盤状の浮島５１の本体部とが接合されることにより、浮島５１が形成されていてもよい。浮島５１の上部に接続ユニット１３、パワーコンディショナ１４、及びトランス１５が配置されている。本実施形態では、送電ロスを低減するために、浮体構造物５に接続ユニット１３と複数のパワーコンディショナ１４とトランス１５とを設置し、太陽光発電装置１０で発電された電力をトランス１５で昇圧したうえで陸側の受電設備２へ送電する。但し、パワーコンディショナ１４及びトランス１５を浮体構造物５ではなく受電設備２に設置して、接続ユニット１３から送電ケーブル３を通じて受電設備２へ送電し、この受電設備２に設けたパワーコンディショナ１４で交流に変換しトランス１５で昇圧して送電系統へ送電するようにしてもよい。或いは、トランス１５を浮体構造物５ではなく受電設備２に設置して、パワーコンディショナ１４から送電ケーブル３を通じて受電設備２へ送電し、この受電設備２に設けたトランス１５で昇圧して送電系統へ送電するようにしてもよい。   The floating island 51 has a disc shape, and a cylindrical turret portion 21 is integrally formed on the inner peripheral portion. However, the floating island 51 may be formed by joining the cylindrical turret portion 21 and the main body of the disc-shaped floating island 51. The connection unit 13, the power conditioner 14, and the transformer 15 are disposed on the floating island 51. In the present embodiment, in order to reduce power transmission loss, the connection unit 13, the plurality of power conditioners 14, and the transformer 15 are installed in the floating structure 5, and the electric power generated by the solar power generation device 10 is converted by the transformer 15. After boosting the pressure, the power is transmitted to the power receiving facility 2 on the land side. However, the power conditioner 14 and the transformer 15 are installed in the power receiving facility 2, not in the floating structure 5, and the power is transmitted from the connection unit 13 to the power receiving facility 2 through the power transmission cable 3, and the power conditioner 14 provided in the power receiving facility 2. May be converted into alternating current and boosted by the transformer 15 and transmitted to the power transmission system. Alternatively, the transformer 15 is installed not in the floating structure 5 but in the power receiving facility 2, and is transmitted from the power conditioner 14 to the power receiving facility 2 through the power transmission cable 3, and is boosted by the transformer 15 provided in the power receiving facility 2. You may make it transmit power to.

浮島５１には、更に、浮体式太陽光発電システム１の制御を司る制御装置４０と、ＰＶパネル１１が対面する方角（以下、「ＰＶパネル対面方角」という）を計測する電子コンパス４１などの計測機器と、推進装置３０などの補機へ電力を供給するための補機用トランス４３とが設置されている。   The floating island 51 further includes a control device 40 that controls the floating solar power generation system 1 and a measurement such as an electronic compass 41 that measures a direction in which the PV panel 11 faces (hereinafter referred to as a “PV panel facing direction”). A device and an auxiliary transformer 43 for supplying electric power to an auxiliary machine such as the propulsion device 30 are installed.

ＰＶパネル群５２は、水面に浮かぶ複数のＰＶパネル１１（即ち、浮体式ＰＶパネル）が浮島５１の周囲に並べられた状態に結合されたものである。このようなＰＶパネル群５２の一態様として、本実施形態に係るＰＶパネル群５２は、浮島５１の周囲に並べられた複数の太陽電池アレイ１１０が結合索５４で筏状に結合されて成る。結合索５４は結合及び結合解除とが可能であって、例えば、ワイヤやロープ、チェーンなどのうち１つ以上が用いられる。太陽電池アレイ１１０の各々は、直列に配列及び配線された複数のＰＶパネル１１から構成されている。なお、本実施形態に係るＰＶパネル１１の各々は、ＰＶパネル本体とその架台となるフロート（図示略）とから成る浮体式ＰＶパネルとして構成されている。但し、複数のＰＶパネル１１に跨って１つのフロートが設けられていてもよい。   The PV panel group 52 is a combination of a plurality of PV panels 11 floating on the water surface (that is, floating PV panels) arranged around the floating island 51. As one aspect of such a PV panel group 52, the PV panel group 52 according to the present embodiment is formed by joining a plurality of solar cell arrays 110 arranged around the floating island 51 in a hook shape with a connecting line 54. The coupling line 54 can be coupled and decoupled. For example, one or more of a wire, a rope, a chain, and the like are used. Each of the solar cell arrays 110 is composed of a plurality of PV panels 11 arranged and wired in series. Each of the PV panels 11 according to the present embodiment is configured as a floating PV panel including a PV panel main body and a float (not shown) serving as a mount. However, one float may be provided across the plurality of PV panels 11.

ＰＶパネル群５２に含まれるＰＶパネル１１の数は、浮体式太陽光発電システム１の設備容量及び設置面積に対応して増減することができる。複数のＰＶパネル１１は結合索５４で結合されているので、ＰＶパネル１１の数の増減を比較的容易に行うことができる。また、複数のＰＶパネル１１の中からメンテナンスが必要なパネルのみを分離することができる。また、浮体式太陽光発電システム１の設置場所の形状に応じてＰＶパネル１１の配置を適宜調整することが可能である。原則として、浮体構造物５が平面視円形状となるようにＰＶパネル群５２が組まれていることが望ましいが、設置場所の形状に応じて浮体構造物５が平面視楕円形、多角形などとなるようにＰＶパネル群５２が組まれていてもよい。   The number of PV panels 11 included in the PV panel group 52 can be increased or decreased according to the equipment capacity and installation area of the floating solar power generation system 1. Since the plurality of PV panels 11 are connected by the connecting cord 54, the number of PV panels 11 can be increased or decreased relatively easily. In addition, only the panel requiring maintenance can be separated from the plurality of PV panels 11. Further, the arrangement of the PV panel 11 can be appropriately adjusted according to the shape of the installation place of the floating solar power generation system 1. In principle, it is desirable that the PV panel group 52 is assembled so that the floating structure 5 has a circular shape in plan view. However, the floating structure 5 has an elliptical shape, a polygonal shape, or the like according to the shape of the installation location. The PV panel group 52 may be assembled so that

ＰＶパネル群５２に含まれるＰＶパネル１１の各々は、本実施形態では水平から５〜７°傾いている。換言すれば、ＰＶパネル１１の仰角は５〜７°である。但し、ＰＶパネル１１の仰角は浮体式太陽光発電システム１が設置される緯度に応じて適宜選択されることが望ましい。また、ＰＶパネル１１の仰角を可変とする機構を当該ＰＶパネル１１に備えて、緯度や太陽高度に応じてＰＶパネル１１の仰角が調整されてもよい。   Each of the PV panels 11 included in the PV panel group 52 is inclined 5 to 7 ° from the horizontal in this embodiment. In other words, the elevation angle of the PV panel 11 is 5 to 7 °. However, it is desirable that the elevation angle of the PV panel 11 is appropriately selected according to the latitude at which the floating solar power generation system 1 is installed. Moreover, the mechanism which makes the elevation angle of PV panel 11 variable is provided in the said PV panel 11, and the elevation angle of PV panel 11 may be adjusted according to the latitude and the solar height.

連結索５３は、浮島５１とＰＶパネル群５２とを連結する連結手段である。本実施形態に係る浮体構造物５では、概ね環状に組まれたＰＶパネル群５２の内周と浮島５１の外周とが連結索５３によって連結されている。連結索５３と浮島５１又はＰＶパネル群５２との接続を解除することによって、浮島５１とＰＶパネル群５２との連結の一部又は全部を解除することが可能である。   The connecting rope 53 is a connecting means for connecting the floating island 51 and the PV panel group 52. In the floating structure 5 according to the present embodiment, the inner periphery of the PV panel group 52 and the outer periphery of the floating island 51 that are assembled in a generally annular shape are connected by a connecting line 53. It is possible to release part or all of the connection between the floating island 51 and the PV panel group 52 by releasing the connection between the connecting rope 53 and the floating island 51 or the PV panel group 52.

上記構成の浮体構造物５は、中心に最小限の設備を搭載した浮島５１が配置され、その周囲にＰＶパネル群５２（複数の浮体式ＰＶパネル１１）が連結された構成であるため、ＰＶパネル１１の受光面積（即ち、設備容量）を維持しつつ浮体構造物５をより小型化することが可能である。浮体構造物５が小型化できれば、浮体構造物５を回転させるための推進力が小さくなり、浮体式太陽光発電システム１の消費電力を削減することができる。そして、ＰＶパネル１１とタレット部２１との間の浮島５１に、ＰＶパネル１１で発電された電力を送電及び変換するための電力変換機器（接続ユニット１３、パワーコンディショナ１４、及びトランス１５）が集中配置されるため、これらの機器のメンテナンスがしやすく、更に、浮体構造物５上のＰＶパネル１１からの電力線の配線長を短くすることができる。   Since the floating structure 5 having the above-described configuration has a structure in which a floating island 51 having a minimum amount of equipment is disposed at the center, and a PV panel group 52 (a plurality of floating PV panels 11) is connected to the periphery of the floating island 51. It is possible to further reduce the size of the floating structure 5 while maintaining the light receiving area (that is, the equipment capacity) of the panel 11. If the floating structure 5 can be reduced in size, the driving force for rotating the floating structure 5 is reduced, and the power consumption of the floating solar power generation system 1 can be reduced. And the power conversion apparatus (the connection unit 13, the power conditioner 14, and the transformer 15) for power transmission and conversion to the floating island 51 between the PV panel 11 and the turret part 21 is transmitted. Since these devices are centrally arranged, it is easy to maintain these devices, and the wiring length of the power lines from the PV panel 11 on the floating structure 5 can be shortened.

続いて、係留装置２０について説明する。係留装置２０は、水底に係留索２５により係留された係留ブイ２２と、浮島５１に設けられたタレット部２１と、係留ブイ２２に対しタレット部２１を回動自在とするベアリング２３と、送電ケーブル３とＰＶパネル１１からの電力線とを接続するスイベルジョイント２４と、タレットブレーキ２６とを備えている。   Next, the mooring device 20 will be described. The mooring device 20 includes a mooring buoy 22 moored by a mooring line 25 at the bottom of the water, a turret part 21 provided on the floating island 51, a bearing 23 that allows the turret part 21 to rotate with respect to the mooring buoy 22, and a power transmission cable. 3 and a swivel joint 24 that connects the power line from the PV panel 11 and a turret brake 26.

係留ブイ２２は略円筒形であり、この円筒の内部に送電ケーブル３が導入されている。送電ケーブル３は係留ブイ２２に保持されている。また、係留ブイ２２の底部には複数の係留索２５が接続されている。係留索２５はチェーン又はワイヤなどであり、係留索２５の一端は水底に着底したアンカーに固定されている。これらの係留索２５により、係留ブイ２２は水面付近の所定位置に拘束されている。係留索２５の長さを変化させることによって、水深20m程度の浅い水域から水深2,000m近い深い水域まで幅広い水深の水域に係留ブイ２２を係留することができる。   The mooring buoy 22 has a substantially cylindrical shape, and the power transmission cable 3 is introduced into this cylinder. The power transmission cable 3 is held by a mooring buoy 22. A plurality of mooring lines 25 are connected to the bottom of the mooring buoy 22. The mooring line 25 is a chain or a wire, and one end of the mooring line 25 is fixed to an anchor that is attached to the bottom of the water. By these mooring lines 25, the mooring buoy 22 is restrained at a predetermined position near the water surface. By changing the length of the mooring line 25, the mooring buoy 22 can be moored in a wide water area from a shallow water area with a water depth of about 20 m to a deep water area with a water depth of nearly 2,000 m.

浮島５１に設けられたタレット部２１は円筒形状であって、この円筒内が係留ブイ２２を収容するキャビティ２１ａとなっている。タレット部２１のキャビティ２１ａに係留ブイ２２が収容されることにより、浮島５１は係留ブイ２２に対し回転可能となるように当該係留ブイ２２に係留されている。タレット部２１と係留ブイ２２との間には、少なくとも１つのベアリング２３が設けられており、係留ブイ２２に対しタレット部２１を含む浮島５１は自在に回転することができる。   The turret portion 21 provided on the floating island 51 has a cylindrical shape, and the inside of the cylinder is a cavity 21 a for accommodating the mooring buoy 22. When the mooring buoy 22 is accommodated in the cavity 21 a of the turret portion 21, the floating island 51 is moored to the mooring buoy 22 so as to be rotatable with respect to the mooring buoy 22. At least one bearing 23 is provided between the turret portion 21 and the mooring buoy 22, and the floating island 51 including the turret portion 21 can freely rotate with respect to the mooring buoy 22.

タレット部２１と係留ブイ２２とに跨って、スイベルジョイント２４が設けられている。スイベルジョイント２４は、ＰＶパネル１１で発電された電力を送る浮体構造物５上の電力線と送電ケーブル３とを互いに自由に回転できるように接続する、電気スイベル機構である。本実施形態に係るスイベルジョイント２４は、係留ブイ２２の上部に設けられたスリップリング２４ａと、タレット部２１の内周側上部に設けられたブラシ２４ｂとで構成されている。ブラシ２４ｂはタレット部２１の回転に伴ってスリップリング２４ａの周りを自由に回転することができる。スリップリング２４ａは送電ケーブル３と接続されており、ブラシ２４ｂは浮体構造物５上の電力線（具体的には、トランス１５からの電力線）と接続されている。上記構成のスイベルジョイント２４において、スリップリング２４ａとブラシ２４ｂとが接触することにより、浮体構造物５上の電力線と送電ケーブル３とが電気的に接続され、ＰＶパネル１１で発電された電気が送電ケーブル３へ送給される。但し、スイベルジョイント２４は上記構成に限定されない。   A swivel joint 24 is provided across the turret portion 21 and the mooring buoy 22. The swivel joint 24 is an electric swivel mechanism that connects the power line on the floating structure 5 that sends the power generated by the PV panel 11 and the power transmission cable 3 so that they can freely rotate with each other. The swivel joint 24 according to the present embodiment includes a slip ring 24 a provided at the upper part of the mooring buoy 22 and a brush 24 b provided at the inner peripheral side upper part of the turret part 21. The brush 24b can freely rotate around the slip ring 24a as the turret portion 21 rotates. The slip ring 24 a is connected to the power transmission cable 3, and the brush 24 b is connected to a power line on the floating structure 5 (specifically, a power line from the transformer 15). In the swivel joint 24 configured as described above, the slip ring 24a and the brush 24b are in contact with each other, whereby the power line on the floating structure 5 and the power transmission cable 3 are electrically connected, and the electricity generated by the PV panel 11 is transmitted. It is fed to the cable 3. However, the swivel joint 24 is not limited to the above configuration.

上記のようなタレット部２１と係留ブイ２２、並びにスイベルジョイント２４を備える係留装置２０は、いわゆる、タレット式係留装置と呼ばれる。この係留装置２０によって、浮体構造物５は係留索２５や送電ケーブル３に対し回転自在となっている。なお、係留ブイ２２に対する浮体構造物５の回転範囲が制限可能な場合（例えば、３６０°以内）には、可撓性の送電ケーブル３を用いることによってスイベルジョイント２４を省略することもできる。   The mooring device 20 including the turret portion 21, the mooring buoy 22, and the swivel joint 24 as described above is called a so-called turret mooring device. With this mooring device 20, the floating structure 5 is rotatable with respect to the mooring line 25 and the power transmission cable 3. In addition, when the rotation range of the floating structure 5 with respect to the mooring buoy 22 can be restricted (for example, within 360 °), the swivel joint 24 can be omitted by using the flexible power transmission cable 3.

係留ブイ２２に対するタレット部２１の回転運動を制動するために、タレットブレーキ２６が設けられている。タレットブレーキ２６は、電源遮断時も制動力を発揮できるように、機械的制動機構として構成されている。タレットブレーキ２６は、例えば、係留ブイ２２に圧接するようにタレット部２１に設けられたブレーキシュー、タレット部２１に圧接するように係留ブイ２２に設けられたブレーキシュー、又はこれらの組み合わせである。但し、タレットブレーキ２６の具体的構造は上記に限定されない。また、タレットブレーキ２６を回生ブレーキとして構成することもでき、この場合、タレットブレーキ２６を動作させて浮体構造物５が惰走している間に回生ブレーキで発電することができる。   A turret brake 26 is provided to brake the rotational movement of the turret portion 21 relative to the mooring buoy 22. The turret brake 26 is configured as a mechanical braking mechanism so that the braking force can be exerted even when the power is shut off. The turret brake 26 is, for example, a brake shoe provided on the turret portion 21 so as to be in pressure contact with the mooring buoy 22, a brake shoe provided on the mooring buoy 22 so as to be in pressure contact with the turret portion 21, or a combination thereof. However, the specific structure of the turret brake 26 is not limited to the above. The turret brake 26 can also be configured as a regenerative brake. In this case, the turret brake 26 can be operated to generate power with the regenerative brake while the floating structure 5 is coasting.

さらに、本実施形態に係る係留装置２０は、浮体構造物５を係留装置２０から切り離すことのできる、切り離し型係留装置である。係留ブイ２２と、浮体構造物５とが切り離し可能であることによって、浮体式太陽光発電システム１の設置時や移設時に、係留ブイ２２が設置された水上に浮体構造物５を搬送して組み付けることができ、浮体式太陽光発電システム１の設置が容易となる。さらに、台風や嵐が接近した際など水面の荒れが予測される場合、冬場の水面凍結時、及び、メンテナンス時などには、係留ブイ２２から浮体構造物５を切り離して、浮体構造物５を曳船５５で曳航して別の場所へ迅速に移動させることができる。   Furthermore, the mooring device 20 according to the present embodiment is a detachable mooring device that can detach the floating structure 5 from the mooring device 20. Since the mooring buoy 22 and the floating structure 5 can be separated, the floating structure 5 is transported and assembled on the water where the mooring buoy 22 is installed when the floating solar power generation system 1 is installed or moved. Therefore, the installation of the floating solar power generation system 1 is facilitated. Furthermore, when the water surface is predicted to be rough, such as when a typhoon or storm is approaching, the floating structure 5 is separated from the mooring buoy 22 when the water surface is frozen in winter or during maintenance. It can be towed by the tugboat 55 and quickly moved to another location.

なお、浮体構造物５を曳航する際には、まず、図４（ａ）に示すように、曳船５５と浮島５１とを曳航索５６で連結する。次に、図４（ｂ）に示すように、係留ブイ２２を水中に沈めて、タレット部２１と係留ブイ２２とを切り離す。続いて、図４（ｃ）に示すように、係留ブイ２２とタレット部２１とを連結している連結索２７をタレット部２１から切り離し、連結索２７にブイ２８を取り付ける。このようにして、タレット部２１を含む浮体構造物５と係留ブイ２２とが切り離され、浮体構造物５を曳船５５で牽引して目的の位置まで曳航することができる。なお、浮体構造物５を曳航する際には、相互に接続されたＰＶパネル１１を移動したり分断したりすることにより幾つかのグループに分割して、グループ単位で曳航することもできる。   When towing the floating structure 5, first, the tugboat 55 and the floating island 51 are connected by a towline 56 as shown in FIG. Next, as shown in FIG. 4B, the mooring buoy 22 is submerged in the water, and the turret portion 21 and the mooring buoy 22 are separated. Subsequently, as shown in FIG. 4C, the connecting cord 27 connecting the mooring buoy 22 and the turret portion 21 is disconnected from the turret portion 21, and the buoy 28 is attached to the connecting cord 27. In this manner, the floating structure 5 including the turret portion 21 and the mooring buoy 22 are separated, and the floating structure 5 can be towed to the target position by being pulled by the tugboat 55. In addition, when towing the floating structure 5, the PV panels 11 connected to each other can be divided or divided into several groups by moving or dividing the PV panels 11 and towed in groups.

また、図５（ａ）に示すように、係留ブイ２２と係留索２５との接続部にウインチ２９を設け、ウインチ２９で係留索２５を巻き取ることにより当該係留索２５の長さを調整できるようにすることが望ましい。例えば、浮体式太陽光発電システム１を湖沼などに設置する場合には、周囲の樹木や建造物によりＰＶパネル群５２に影が差すことが想定される。このような場合には、図５（ｂ）に示すように、係留索２５の長さを調整することにより浮体構造物５を水面で並進移動させて、ＰＶパネル群５２を影から退避させることができる。その他、湖沼の清掃やダム湖の浚渫の際などに、送電ケーブル３に支障が無い範囲で浮体構造物５を作業船から離すためにも、浮体構造物５を水面で並進移動させることができる。   Further, as shown in FIG. 5A, the length of the mooring line 25 can be adjusted by providing a winch 29 at the connection part between the mooring buoy 22 and the mooring line 25 and winding the mooring line 25 with the winch 29. It is desirable to do so. For example, when the floating solar power generation system 1 is installed in a lake or the like, it is assumed that a shadow is added to the PV panel group 52 due to surrounding trees and buildings. In such a case, as shown in FIG. 5B, by adjusting the length of the mooring line 25, the floating structure 5 is translated on the water surface, and the PV panel group 52 is retracted from the shadow. Can do. In addition, the floating structure 5 can be translated on the surface of the water in order to move the floating structure 5 away from the work boat as long as there is no hindrance to the power transmission cable 3 when cleaning the lake or dredging in the dam lake. .

続いて、推進装置３０について説明する。推進装置３０は、少なくとも２つのスクリュープロペラ３１を備えている。２つのスクリュープロペラ３１は、平面視において、浮島５１の回転中心を対称の中心として点対称に配置されている。３以上のスクリュープロペラ３１が設けられる場合には、浮島５１の回転中心を中心として、１周が等分割されるように３以上のスクリュープロペラ３１が円周方向に並べて配置されることが望ましい。   Next, the propulsion device 30 will be described. The propulsion device 30 includes at least two screw propellers 31. The two screw propellers 31 are arranged point-symmetrically with the rotation center of the floating island 51 as the center of symmetry in plan view. When three or more screw propellers 31 are provided, it is desirable that the three or more screw propellers 31 are arranged side by side in the circumferential direction so that one rotation is equally divided around the rotation center of the floating island 51.

スクリュープロペラ３１は、浮島５１と連結され且つ浮島５１から離れる方向へ延びる支持アーム３２の先端に設けられている。このように、スクリュープロペラ３１を浮島５１の回転中心から離間させることで、より小さな推進力で浮体構造物５を回転させることができる。   The screw propeller 31 is provided at the tip of a support arm 32 that is connected to the floating island 51 and extends away from the floating island 51. Thus, by separating the screw propeller 31 from the rotation center of the floating island 51, the floating structure 5 can be rotated with a smaller propulsive force.

スクリュープロペラ３１の駆動部（図示略）は浮島５１に設置された補機用トランス４３と配線で接続されており、各スクリュープロペラ３１を駆動するために太陽光発電装置１０で発電した電力が用いられる。但し、太陽光発電装置１０の発電量が少ないとき（夜間や悪天候時）には、系統電力がスクリュープロペラ３１を駆動するために用いられる。なお、送電系統に接続しない状態で推進装置３０を駆動する場合には、パワーコンディショナ１４として自律運転可能なものが用いられる。回転するスクリュープロペラ３１は、当該スクリュープロペラ３１の回転軸方向に浮体構造物５を推進する力を生じさせる。この推進力により、浮体構造物５はタレット部２１（係留ブイ２２）を回転中心として水平面内で回転する。浮体構造物５の回転は、ＰＶパネル対面方角を太陽方角に追従させるとき、ＰＶパネル対面方角を復帰させるとき、インストール時に浮島５１の位置を微調整するときなどに行われる。   The drive unit (not shown) of the screw propeller 31 is connected to an auxiliary transformer 43 installed on the floating island 51 by wiring, and the electric power generated by the solar power generation device 10 is used to drive each screw propeller 31. It is done. However, when the amount of power generated by the solar power generation apparatus 10 is small (at night or in bad weather), the system power is used to drive the screw propeller 31. Note that when the propulsion device 30 is driven without being connected to the power transmission system, a power conditioner 14 capable of autonomous operation is used. The rotating screw propeller 31 generates a force for propelling the floating structure 5 in the direction of the rotation axis of the screw propeller 31. Due to this propulsive force, the floating structure 5 rotates in the horizontal plane with the turret portion 21 (the mooring buoy 22) as the center of rotation. The floating structure 5 is rotated when the PV panel facing direction is made to follow the solar direction, when the PV panel facing direction is restored, or when the position of the floating island 51 is finely adjusted during installation.

上記の通り、推進装置３０の構成要素は浮島５１に集約されており、更に、浮島５１とＰＶパネル群５２とが一体的に回転する。従って、ＰＶパネル１１を個々に動作させる場合と比較して、推進装置３０の構成要素の数を低減することができ、故障数の低減及び推進装置３０のメンテナンス性の向上を図ることができる。   As described above, the components of the propulsion device 30 are concentrated on the floating island 51, and the floating island 51 and the PV panel group 52 rotate integrally. Therefore, compared with the case where the PV panel 11 is operated individually, the number of components of the propulsion device 30 can be reduced, and the number of failures can be reduced and the maintainability of the propulsion device 30 can be improved.

推進装置３０の動作は、制御装置４０により制御されている。制御装置４０は、いわゆるコンピュータであって、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｆ、Ｉ／Ｏなどを備えている。ＲＯＭやコンピュータと接続された外部記憶装置には、制御装置４０で行われる演算に使用される情報が格納されている。また、ＣＰＵが実行するプログラムはコンピュータ読取可能な記憶媒体に保存されており、この記憶媒体からＲＯＭにインストールされる。制御装置４０では、ＲＯＭに記憶されたプログラム等のソフトウェアとＣＰＵ等のハードウェアとが協働することにより、後述するような推進装置３０の制御に係る処理を含む浮体式太陽光発電システム１の制御に係る処理を行うように構成されている。なお、制御装置４０は単一のＣＰＵにより各処理を実行してもよいし、複数のＣＰＵ或いはＣＰＵと特定の回路の組み合わせにより処理を実行してもよい。   The operation of the propulsion device 30 is controlled by the control device 40. The control device 40 is a so-called computer and includes a CPU, a ROM, a RAM, an I / F, an I / O, and the like. The external storage device connected to the ROM and the computer stores information used for computations performed by the control device 40. A program executed by the CPU is stored in a computer-readable storage medium, and is installed in the ROM from the storage medium. In the control device 40, software such as a program stored in the ROM and hardware such as a CPU cooperate with each other in the floating solar photovoltaic system 1 including processing related to control of the propulsion device 30 as described later. It is comprised so that the process concerning control may be performed. The control device 40 may execute each process by a single CPU, or may execute processes by a combination of a plurality of CPUs or CPUs and specific circuits.

一般に、ＰＶパネル対面方角を太陽方角に常時追従させれば、太陽光発電装置１０の発電効率を高めることができる。しかしながら、浮体式太陽光発電システム１では、波浪により浮体式ＰＶパネル１１が揺動し、システムの最大出力が随時変動する。そのため、ＰＶパネル対面方角を太陽方角に追従させるように推進装置３０を連続的又はほぼ連続的に稼働させることは、推進装置３０の消費電力量の増大に繋がり、システム全体での発電効率からみれば最適な運用とは言えない。そこで、制御装置４０は、浮体式太陽光発電システム１を安定的且つ省電力量で運用するために、システム全体としての出力が低下しないように推進装置３０の動作を制御する。   In general, the power generation efficiency of the solar power generation apparatus 10 can be increased by constantly following the PV panel facing direction to the solar direction. However, in the floating solar power generation system 1, the floating PV panel 11 swings due to waves, and the maximum output of the system fluctuates as needed. Therefore, operating the propulsion device 30 continuously or almost continuously so that the PV panel facing direction follows the solar direction leads to an increase in power consumption of the propulsion device 30 and is seen from the power generation efficiency of the entire system. This is not an optimal operation. Therefore, the control device 40 controls the operation of the propulsion device 30 so that the output of the entire system does not decrease in order to operate the floating solar power generation system 1 stably and with a reduced power consumption.

ここで、制御装置４０による推進装置３０の制御について説明する。図６は、制御装置４０による推進装置３０の制御ループを示すブロック図である。制御装置４０は、日中（日出から日没まで）に、所定時間（例えば、３０分）が経過したことをトリガとして、この制御ループを実行する。図６に示すように、制御ループは、太陽方角を推定する第１演算部（Ｓ１）と、ＰＶパネル対面方角と太陽方角との方角誤差を算出する第２演算部（Ｓ２）と、ＰＶパネル対面方角が太陽方角に追従するように浮体構造物５を回転させるための推進出力（出力目標値）を算出する第３演算部（Ｓ３）と、所定条件に応じて推進装置３０の駆動が抑制されるような出力補正値を算出する第４演算部（Ｓ４）と、出力補正値を指令信号として推進装置３０へ出力する制御部（Ｓ５）とを含んでいる。以下、この制御ループの処理について詳細に説明する。   Here, control of the propulsion device 30 by the control device 40 will be described. FIG. 6 is a block diagram showing a control loop of the propulsion device 30 by the control device 40. The control device 40 executes this control loop by using a predetermined time (for example, 30 minutes) as a trigger during the daytime (from sunrise to sunset). As shown in FIG. 6, the control loop includes a first calculation unit (S1) for estimating the solar direction, a second calculation unit (S2) for calculating a direction error between the PV panel facing direction and the solar direction, and the PV panel. A third calculation unit (S3) that calculates a propulsion output (output target value) for rotating the floating structure 5 so that the facing direction follows the solar direction, and driving of the propulsion device 30 is suppressed according to a predetermined condition. The 4th operation part (S4) which computes such an output correction value and the control part (S5) which outputs an output correction value to propulsion device 30 as a command signal are included. Hereinafter, the processing of this control loop will be described in detail.

先ず、制御装置４０の第１演算部（Ｓ１）は、日時と予め設定された経緯度とを取得し、これらの情報を用いて太陽方角を推定する。ここで浮体構造物５は係留装置２０で係留されていることから、浮体構造物５の経緯度は不変と考え、経緯度はプリセット値を用いる。また、日時はインターネット時刻サーバなどの時刻とカレンダーとから取得する。制御装置４０は、次式［数１］を用いて、太陽方角を算出し、算出された値に基づいて太陽方角を推定する。   First, the 1st calculating part (S1) of the control apparatus 40 acquires date and time and the preset longitude and latitude, and estimates a solar direction using such information. Here, since the floating structure 5 is moored by the mooring device 20, the longitude and latitude of the floating structure 5 are assumed to be unchanged, and a preset value is used for the longitude and latitude. The date and time is acquired from the time and calendar of an Internet time server or the like. The control device 40 calculates the solar direction using the following equation [Equation 1], and estimates the solar direction based on the calculated value.

Figure 0006440388
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上記[数１]において、Azは北からの太陽方角、zは太陽天頂角（太陽天頂角z＝９０−太陽高度）、Latは観測地点の緯度、Dは観測地点の太陽視赤緯、SHAは観測時の時角をそれぞれ表している。太陽視赤緯Dと時角SHAは経緯度と日時から一意に定まる値である。経緯度と日時から太陽視赤緯Dと時角SHAとを定める情報（演算式、テーブル、グラフなど）は、予め制御装置４０に記憶されている。制御装置４０で上記演算を行うことにより、高価なＧＰＳシステムを用いることなく、太陽方角を推定することができる。推定された太陽方角は、指令方角ではなく「目標方角」とされる。   In [Equation 1] above, Az is the solar direction from the north, z is the solar zenith angle (solar zenith angle z = 90-solar altitude), Lat is the latitude of the observation point, D is the solar declination of the observation point, SHA Represents the hour angle at the time of observation. Solar vision declination D and hour angle SHA are values that are uniquely determined from longitude and latitude. Information (calculation formulas, tables, graphs, etc.) for determining the solar declination D and the hour angle SHA from the longitude and latitude is stored in the control device 40 in advance. By performing the above calculation by the control device 40, the solar direction can be estimated without using an expensive GPS system. The estimated solar direction is not a command direction but a “target direction”.

次に、制御装置４０の第２演算部（Ｓ２）は、目標方角と電子コンパス４１で測定された方角測定値との方角誤差（角度差）を算出する。電子コンパス４１で測定された方角測定値は、即ち、浮体式ＰＶパネル対面方角である。なお、地磁気は北極ではなく北磁極に向かうため、方角誤差算出時には補正を加える必要がある。例えば、出願時の東京では、地磁気の示す北は北極点の方角より西に７度ほどズレているため、このズレが補正された方角誤差を算出する。   Next, the second calculation unit (S2) of the control device 40 calculates a direction error (angle difference) between the target direction and the direction measurement value measured by the electronic compass 41. The direction measured value measured by the electronic compass 41 is the floating PV panel facing direction. Since the geomagnetism is directed to the north pole instead of the north pole, it is necessary to add correction when calculating the direction error. For example, in Tokyo at the time of filing, since the north indicated by geomagnetism is displaced by 7 degrees west from the direction of the north pole, a direction error in which this deviation is corrected is calculated.

続いて、制御装置４０の第３演算部（Ｓ３）は、算出した方角誤差を用いて推進出力の出力目標値を算出する。制御装置４０は、図７に例示されるような推進力の特性を示すグラフを用いて、方角誤差に基づいて推進力を求め、求めた推進力とスクリュープロペラ３１の性能とに基づいて出力目標値を算出する。   Subsequently, the third calculation unit (S3) of the control device 40 calculates an output target value of the propulsion output using the calculated direction error. The control device 40 obtains the propulsive force based on the direction error using the graph showing the propulsive force characteristic as illustrated in FIG. 7, and outputs the target based on the obtained propulsive force and the performance of the screw propeller 31. Calculate the value.

図７は、推進力の特性を示すグラフであって、縦軸が推進力を横軸が方角誤差をそれぞれ示している。このグラフにおいて方角誤差が負の場合は、目標方角よりもＰＶパネル対面方角が平面視において反時計方向にズレている状態を表している。また、このグラフにおいて推進力が負の場合は、平面視において浮体構造物５を時計回りに回転するように推進装置３０を駆動することを表している。   FIG. 7 is a graph showing propulsive force characteristics, where the vertical axis represents the propulsive force and the horizontal axis represents the direction error. In this graph, when the direction error is negative, the PV panel facing direction is shifted from the target direction in the counterclockwise direction in plan view. Further, in this graph, when the propulsive force is negative, the propulsion device 30 is driven so as to rotate the floating structure 5 clockwise in a plan view.

推進力の特性を示すグラフには不感帯が設けられている。上記不感帯は、推進装置３０を停止したあとも浮体構造物５が惰走すること、推進装置３０を頻繁に稼働することによる電力消費量増大を回避すること、を考慮して設定されている。   A dead band is provided in the graph indicating the propulsive force characteristics. The dead zone is set in consideration of the fact that the floating structure 5 coasts even after the propulsion device 30 is stopped and avoids an increase in power consumption due to frequent operation of the propulsion device 30.

上記不感帯において、方角誤差が負のときの不感帯を前不感帯、方角誤差が正のときの不感帯を後不感帯としたときに、後不感帯の幅が前不感帯の幅よりも広く設定されている。これは、推進装置３０を、浮体構造物５を太陽の移動方向に対して逆転させるように動作させることによる電力消費を回避するためである。   In the dead zone, when the dead zone when the direction error is negative is the front dead zone and the dead zone when the direction error is positive is the rear dead zone, the width of the rear dead zone is set wider than the width of the front dead zone. This is to avoid power consumption caused by operating the propulsion device 30 so as to reverse the floating structure 5 with respect to the moving direction of the sun.

更に、上記不感帯の幅は、浮体構造物５の回転が水流から受ける影響を考慮して、浮体構造物５の回転速度に基づいて決定されている。次式［数２］は、浮体構造物５の惰走角度を推定する惰走角度推定式である。［数２］に示す惰走角度推定式において、θは惰走角度［rad］、ω0は初期回転速度［rad/s］、Ｔは流体による抵抗［Nm］、Ｍは回転質量［kgm2］、Ｃは定数［Nms］である。 Further, the width of the dead zone is determined based on the rotation speed of the floating structure 5 in consideration of the influence of the rotation of the floating structure 5 on the water flow. The following equation [Equation 2] is a coasting angle estimation formula for estimating the coasting angle of the floating structure 5. In the coasting angle estimation formula shown in [Equation 2], θ is the coasting angle [rad], ω 0 is the initial rotational speed [rad / s], T is the resistance [Nm] by the fluid, and M is the rotational mass [kgm 2]. ] And C are constants [Nms].

Figure 0006440388
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［数２］に示すように、水流により浮体構造物５に作用する抵抗はおよそ流速に比例するため、浮体構造物５の回転速度（ω0）と惰走角度（θ）は正比例になると考えられる。よって、不感帯幅も浮体構造物５の回転速度に対して正比例することが望ましい。そこで、図８に示すように、浮体構造物５の回転速度の増大に伴って前不感帯の幅が広くなるように、前不感帯が定められている。なお、図８は不感帯幅と回転速度の関係を示すグラフであり、縦軸が前不感帯の不感帯幅、横軸が浮体構造物５の回転速度を示している。このグラフによれば、方角誤差が十分に小さい場合には、推進力（即ち、出力目標値）はゼロとなる。ここで、十分に小さい方角誤差とは、例えば、ＰＶパネル対面方角と太陽方角とが一致している場合と比較して最大出力の低下を１％以下とするときの方角誤差（およそ±８°）と定めることができる。 As shown in [Equation 2], since the resistance acting on the floating structure 5 due to the water flow is approximately proportional to the flow velocity, the rotational speed (ω 0 ) and the coasting angle (θ) of the floating structure 5 are considered to be directly proportional. It is done. Therefore, it is desirable that the dead zone width is directly proportional to the rotational speed of the floating structure 5. Therefore, as shown in FIG. 8, the front dead zone is determined so that the width of the front dead zone becomes wider as the rotational speed of the floating structure 5 increases. FIG. 8 is a graph showing the relationship between the dead zone width and the rotational speed, where the vertical axis shows the dead zone width of the front dead zone and the horizontal axis shows the rotational speed of the floating structure 5. According to this graph, when the direction error is sufficiently small, the propulsive force (that is, the output target value) becomes zero. Here, the sufficiently small direction error is, for example, a direction error (approximately ± 8 ° when the decrease in the maximum output is 1% or less compared to the case where the PV panel facing direction and the solar direction coincide with each other. ).

続いて、制御装置４０の第４演算部（Ｓ４）は、出力目標値に基づいて、後述する所定条件に応じて推進装置３０の駆動が抑制されるような出力補正値を算出する。そして、制御装置４０の制御部（Ｓ５）は、出力補正値を推進装置３０へ指令信号として出力する。出力補正値を受けた推進装置３０は、出力補正値と対応する動作を次のトリガまで継続して行う。   Subsequently, the fourth calculation unit (S4) of the control device 40 calculates an output correction value that suppresses driving of the propulsion device 30 according to a predetermined condition described later, based on the output target value. Then, the control unit (S5) of the control device 40 outputs the output correction value to the propulsion device 30 as a command signal. The propulsion device 30 that has received the output correction value continuously performs the operation corresponding to the output correction value until the next trigger.

ここで、出力補正値の算出方法について詳細に説明する。出力補正値は、正の推進量（即ち、太陽方角に追従して西向きに回転する）、及び、ゼロ（即ち、現在の位置で停止する）のうち、所定条件に応じて選択された一つである。つまり、出力補正値を算出することは、推進装置３０の運転方法を決定することに相当する。   Here, a method for calculating the output correction value will be described in detail. The output correction value is one selected according to a predetermined condition among a positive propulsion amount (that is, westward rotation following the sun direction) and zero (that is, stop at the current position). It is. That is, calculating the output correction value corresponds to determining the operation method of the propulsion device 30.

現在から所定時間が経過するまでの間（即ち、今回の制御ループのトリガｎから次のトリガｎ＋１までの間）の太陽光発電装置１０の発電量が推進装置３０で出力目標値に相当する推進出力を得るための電力消費量よりも小さい場合は、推進装置３０を稼働するとシステム全体の出力が却って低下する。例えば、悪天候時などは、太陽光発電装置１０の発電量は推進装置３０の電力消費量よりも小さいことがある。また、例えば、太陽高度が低いときは、ＰＶパネル対面方角を太陽方角に追従させても太陽光発電装置１０の発電量が殆ど変化しないため、現在のＰＶパネル対面方角を維持するほうがシステム全体の消費電力を抑えることができる。そこで、出力補正値は、今回の制御ループのトリガｎから次のトリガｎ＋１までの間にＰＶパネル対面方角を太陽方角に追従させることによる効果と推進装置３０の消費電力量との関係から、システム全体としての出力の低下が見込まれる場合には推進装置３０の駆動を抑制するような値となっている。   Propulsion in which the power generation amount of the photovoltaic power generation apparatus 10 from the present control loop until the predetermined time elapses (that is, from the trigger n of the current control loop to the next trigger n + 1) corresponds to the output target value in the propulsion apparatus 30 When the power consumption for obtaining the output is smaller, the output of the entire system is lowered when the propulsion device 30 is operated. For example, the power generation amount of the solar power generation device 10 may be smaller than the power consumption amount of the propulsion device 30 during bad weather. For example, when the solar altitude is low, the amount of power generated by the photovoltaic power generation apparatus 10 hardly changes even if the PV panel facing direction is made to follow the solar direction. Therefore, it is better to maintain the current PV panel facing direction. Power consumption can be reduced. Therefore, the output correction value is calculated based on the relationship between the effect of causing the PV panel facing direction to follow the solar direction and the power consumption of the propulsion device 30 between the trigger n of the current control loop and the next trigger n + 1. When a decrease in the output as a whole is expected, the value is such that the driving of the propulsion device 30 is suppressed.

図９は、太陽光発電装置１０の出力（発電電力）と時刻の関係を示す図表である。この図表において、縦軸は太陽光発電装置１０の出力を表し、横軸は時刻を表している。また、この図表において、実線はＰＶパネル対面方角を常に太陽方角に追従して回転移動させた場合（以下、「太陽追従時」という）の太陽光発電装置１０の理論出力を表し、鎖線はＰＶパネル対面方角をトリガｎ（現在）の時点のＰＶパネル対面方角で固定した場合（以下、「太陽非追従時」という）の太陽光発電装置１０の理論出力を表している。太陽追従時にはＰＶパネル対面方角と太陽方角とがほぼ一致するので、太陽非追従時と比較して太陽光発電装置１０の理論出力が大きい。   FIG. 9 is a chart showing the relationship between the output (generated power) of the solar power generation device 10 and time. In this chart, the vertical axis represents the output of the photovoltaic power generation apparatus 10, and the horizontal axis represents time. Further, in this chart, the solid line represents the theoretical output of the photovoltaic power generation apparatus 10 when the PV panel facing direction is always rotated and moved following the solar direction (hereinafter referred to as “at the time of solar tracking”). The theoretical output of the photovoltaic power generation apparatus 10 when the panel facing direction is fixed at the PV panel facing direction at the time of trigger n (current) (hereinafter referred to as “at the time of non-following sun”) is shown. Since the PV panel facing direction and the solar direction substantially coincide with each other at the time of following the sun, the theoretical output of the photovoltaic power generation apparatus 10 is larger than that at the time of not following the sun.

図９の図表において、トリガｎ−１からトリガｎ（現在）までの太陽追従時の理論発電量ＰIが棒で示され、その棒内にトリガｎ−１からトリガｎまでの発電量の実績値ＰRが斜線で示されている。なお、理論発電量とは、経緯度、日時、ＰＶパネル対面方角、ＰＶパネルの仕様から算出される発電量の理論値である。ここで、トリガｎ−１からトリガｎまでの太陽追従時の理論発電量ＰIに対する発電量の実績値ＰRの割合を効率αとする。具体的には、効率αは、トリガｎ−１からトリガｎまでの発電量の実績値ＰRを、トリガｎ−１からトリガｎまでの太陽追従時の理論発電量ＰIで除した値である（α＝ＰR／ＰI）。この効率αは、雨天・曇天などの悪天候や、ＰＶパネル１１の塵埃による汚損や汚濁などによる太陽光発電装置１０の出力の低下分の実績値を示している。 In the table of FIG. 9, indicated by the theoretical power generation amount P I is bar solar time tracking from the trigger n-1 to trigger n (current), power generation performance from the trigger n-1 to the rod in until a trigger n value P R are indicated by hatching. The theoretical power generation amount is a theoretical value of the power generation amount calculated from the longitude and latitude, the date and time, the PV panel facing direction, and the specifications of the PV panel. Here, the proportion of the actual value P R of the power generation amount with respect to the theoretical power generation amount P I during solar tracking from the trigger n-1 until the trigger n Efficiency alpha. Specifically, the efficiency α is the actual value P R of the power generation amount from the trigger n-1 to trigger n, a value obtained by dividing the theoretical power generation amount P I during solar tracking from the trigger n-1 to trigger n Yes (α = P R / P I ). The efficiency α indicates the actual value of the decrease in the output of the solar power generation device 10 due to bad weather such as rainy weather or cloudy weather, or the PV panel 11 being contaminated or contaminated by dust.

また、図９の図表において、トリガｎからトリガｎ＋１までの太陽追従時の理論発電量ＰImが棒で示され、その棒内に太陽追従時の予測発電量Ｐmと、太陽非追従時の理論発電量ＰIfと、太陽非追従時の予測発電量Ｐfとが示されている。なお、予測発電量とは、天候やＰＶパネルの表面汚濁などを考慮し、効率αに基づいて見積もられた発電量である。太陽追従時の予測発電量Ｐmは、トリガｎ−１からトリガｎ＋１まで効率αが維持されると仮定して、トリガｎからトリガｎ＋１までの太陽追従時の理論発電量とαとを掛けあわせて算出されたものである（Ｐm＝α×ＰIm）。同様に、太陽非追従時の予測発電量Ｐfは、トリガｎからトリガｎ＋１までの太陽非追従時の理論発電量ＰIfとαとを掛けあわせて算出されたものである（Ｐf＝α×ＰIf）。 Further, in the chart of FIG. 9, the theoretical power generation amount P I m at the time of the sun following from the trigger n to the trigger n + 1 is indicated by a bar, and the predicted power generation amount Pm at the time of following the sun and the solar power at the time of non-following in the bar. The theoretical power generation amount P I f and the predicted power generation amount Pf when the sun is not following are shown. The predicted power generation amount is a power generation amount estimated based on the efficiency α in consideration of the weather, surface contamination of the PV panel, and the like. Assuming that the efficiency α is maintained from trigger n−1 to trigger n + 1, the predicted power generation amount Pm at the time of sun tracking is multiplied by the theoretical power generation amount at the time of solar tracking from trigger n to trigger n + 1 and α. It is calculated (Pm = α × P I m). Similarly, the predicted power generation amount Pf at the time of non-following sun is calculated by multiplying α by the theoretical power generation amount P I f at the time of non-following sun from trigger n to trigger n + 1 (Pf = α × P I f).

制御装置４０には、図９に示すような太陽追従時と太陽非追従時の各々の太陽光発電装置１０の理論出力の時系列変化と、トリガｎ−１からトリガｎまでの発電量の実績とが記憶されており、制御装置４０は、これらの情報と出力目標値とに基づいて出力補正値を算出する。制御装置４０は、出力補正値を算出するにあたり、先ず、効率αを算出し、トリガｎからトリガｎ＋１までの太陽追従時の予測発電量Ｐm及び太陽非追従時の予測発電量Ｐfを算出し、これらの発電量の差ΔＰ（ΔＰ＝Ｐm−Ｐf）を算出する。差ΔＰは、ＰＶパネル対面方角を太陽方角に追従させることによる効果を表している。続いて、制御装置４０は、推進装置３０において出力目標値（推進力）を出力するときの予測消費電力量Ｗを算出する。予測消費電力量Ｗは、予め制御装置４０に記憶された予測消費電力量算出のための情報（式、テーブル、又はマップなど）を用いて求められる。   The control device 40 includes a time-series change in the theoretical output of each solar power generation device 10 at the time of sun following and sun non-following as shown in FIG. 9, and results of power generation from the trigger n−1 to the trigger n. Are stored, and the control device 40 calculates an output correction value based on the information and the output target value. In calculating the output correction value, the control device 40 first calculates the efficiency α, and calculates the predicted power generation amount Pm at the time of sun following from the trigger n to the trigger n + 1 and the predicted power generation amount Pf at the time of non-following the sun, A difference ΔP (ΔP = Pm−Pf) between these power generation amounts is calculated. The difference ΔP represents the effect obtained by causing the PV panel facing direction to follow the solar direction. Subsequently, the control device 40 calculates a predicted power consumption W when the propulsion device 30 outputs an output target value (propulsion force). The predicted power consumption W is obtained using information (formula, table, map, etc.) for calculating the predicted power consumption stored in the control device 40 in advance.

そして、制御装置４０は、算出した予測消費電力量Ｗと差ΔＰを比較することにより、出力補正値を決定する。ここで、制御装置４０は、予測消費電力量Ｗが差ΔＰ以上のときには（ΔＰ≦Ｗ）、出力補正値をゼロと算出する。また、制御装置４０は、予測消費電力量Ｗよりも差ΔＰが大きいときには（ΔＰ＞Ｗ）、出力目標値を出力補正値と算出する。なお、制御装置４０よりゼロの出力補正値信号を受けた推進装置３０は停止するが、この間、タレットブレーキ２６を動作させて水流によりＰＶパネル対面方角が変化しないようにすることが望ましい。   Then, the control device 40 determines the output correction value by comparing the calculated predicted power consumption W with the difference ΔP. Here, when the predicted power consumption W is equal to or greater than the difference ΔP (ΔP ≦ W), the control device 40 calculates the output correction value as zero. Further, when the difference ΔP is larger than the predicted power consumption W (ΔP> W), the control device 40 calculates the output target value as an output correction value. The propulsion device 30 that has received a zero output correction value signal from the control device 40 is stopped. During this time, it is desirable that the turret brake 26 is operated so that the PV panel facing direction does not change due to water flow.

以上説明した通り、制御装置４０は、ＰＶパネル対面方角を太陽方角に追従させるように浮体構造物５を回転させるために必要な推進出力（出力目標値）と、この推進出力を得るための推進装置３０の消費電力量（予測消費電力量Ｗ）と、ＰＶパネル対面方角を太陽方角に追従させるときの予測発電量の増加分（差ΔＰ）とを求め、予測発電量の増加分が推進装置３０の消費電力量を上回るときにのみ推進出力を発生させ、それ以外では推進出力を発生させないように推進装置３０を制御する。このような推進装置３０の制御により、浮体式太陽光発電システム１の出力を維持しつつ、システムを安定的且つ省電力で運用することができる。加えて、ＰＶパネル対面方角を太陽方角に追従させるときには、太陽光発電装置１０の発電効率を向上させることができる。   As described above, the control device 40 has the propulsion output (output target value) necessary for rotating the floating structure 5 so that the PV panel facing direction follows the solar direction, and the propulsion for obtaining the propulsion output. The power consumption (predicted power consumption W) of the device 30 and the increase (difference ΔP) in the predicted power generation when the PV panel facing direction follows the solar direction are obtained, and the increase in the predicted power generation is the propulsion device. The propulsion device 30 is controlled so that the propulsion output is generated only when the power consumption amount exceeds 30 and the propulsion output is not generated otherwise. By controlling the propulsion device 30 as described above, the system can be operated stably and with low power consumption while maintaining the output of the floating solar power generation system 1. In addition, when the PV panel facing direction is made to follow the solar direction, the power generation efficiency of the solar power generation device 10 can be improved.

上述の通り、制御装置４０は、日中は、浮体構造物５を西向きに回転させるように推進装置３０を動作させる。一方、制御装置４０は、夜間は、翌日の太陽の上る方角とＰＶパネル対面方角とが一致するまで浮体構造物５を東向き又は西向きに回転させるように推進装置３０を動作させる。ここで、夜間の浮体構造物５の回転方向は、季節によって西向きと東向きとで反転させる。原則として、春分から秋分までの半年間は浮体構造物５を西向きに回転させ、秋分から春分までの半年間は浮体構造物５を東向きに回転させる。但し、太陽が低い時間帯には推進装置３０が稼働しないので、夜間に浮体構造物５を東向きに回転させる期間は秋分から春分までの半年間よりも長いことが望ましい。このようにして、夜間の浮体構造物５の回転角度を極力小さくすることで、推進装置３０の消費電力を抑えることができる。   As described above, the control device 40 operates the propulsion device 30 so as to rotate the floating structure 5 westward during the daytime. On the other hand, at night, the control device 40 operates the propulsion device 30 so as to rotate the floating structure 5 eastward or westward until the sun rising direction and the PV panel facing direction match the next day. Here, the rotation direction of the floating structure 5 at night is reversed between the west direction and the east direction depending on the season. As a general rule, the floating structure 5 is rotated westward during the half-year from spring to autumn, and the floating structure 5 is rotated eastward during the half-year from autumn to spring. However, since the propulsion device 30 does not operate during a time when the sun is low, it is desirable that the period during which the floating structure 5 is rotated eastward at night is longer than the half year from autumn to spring equinox. Thus, the power consumption of the propulsion device 30 can be suppressed by reducing the rotation angle of the floating structure 5 at night as much as possible.

また、水面が凍結した状態で浮体構造物５を回転させると、ＰＶパネル１１を結合している結合索５４に過大な負荷が掛かる。そこで、ＰＶパネル群５２に少なくとも１つの振動センサを設けるとともに、浮島５１に温度センサを設けて（いずれも図示せず）、これらのセンサの出力に応じて制御装置４０が推進装置３０の動作を制御するように構成することができる。なお、振動センサでは浮体式ＰＶパネル１１が振動するか否かを検出し、温度センサでは浮島５１の周囲の気温を検出する。そして、制御装置４０は、浮体式ＰＶパネル１１の振動幅が殆ど振動していないと見做せる程度に十分に小さく、且つ、浮島５１の周囲の気温が氷点下の場合に、水面が凍結していると推定し、推進装置３０を稼働させないように推進装置３０を制御する。   Moreover, if the floating structure 5 is rotated in a state where the water surface is frozen, an excessive load is applied to the connecting line 54 that connects the PV panel 11. Therefore, the PV panel group 52 is provided with at least one vibration sensor, and the floating island 51 is provided with a temperature sensor (none of which is shown), and the control device 40 controls the operation of the propulsion device 30 according to the output of these sensors. It can be configured to control. The vibration sensor detects whether or not the floating PV panel 11 vibrates, and the temperature sensor detects the temperature around the floating island 51. And the control apparatus 40 is small enough so that it can be considered that the vibration width of the floating PV panel 11 hardly vibrates, and the water surface freezes when the temperature around the floating island 51 is below freezing point. The propulsion device 30 is controlled so that the propulsion device 30 is not operated.

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を説明する。図１０は本発明の第２実施形態に係る浮体式太陽光発電システム１Ａの概略構成を示す平面図、図１１は第２実施形態に係る浮体式太陽光発電システム１Ａの概略構成を示す側面図である。なお、図１１ではＰＶパネル群５２及び囲い３４が省略されている。第２実施形態に係る浮体式太陽光発電システム１Ａは、第１実施形態に係る浮体式太陽光発電システム１と、主に、推進装置３０の構造において相違し、他の構造は同一又は類似する。そこで、本実施形態の説明においては、主に、推進装置３０の構造について詳細に説明し、前述の第１実施形態と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付して説明を省略する。 [Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 10 is a plan view showing a schematic configuration of a floating solar power generation system 1A according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a side view showing a schematic configuration of the floating solar photovoltaic power generation system 1A according to the second embodiment. It is. In FIG. 11, the PV panel group 52 and the enclosure 34 are omitted. The floating solar power generation system 1A according to the second embodiment is different from the floating solar power generation system 1 according to the first embodiment mainly in the structure of the propulsion device 30, and the other structures are the same or similar. . Therefore, in the description of the present embodiment, the structure of the propulsion device 30 will be mainly described in detail, and the same or similar members as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals in the drawings and the description thereof is omitted. To do.

図１０及び図１１に示すように、推進装置３０は、２つのスクリュープロペラ３１を備えている。２つのスクリュープロペラ３１は、平面視において、浮島５１の回転中心を対称の中心として点対称に配置されている。   As shown in FIGS. 10 and 11, the propulsion device 30 includes two screw propellers 31. The two screw propellers 31 are arranged point-symmetrically with the rotation center of the floating island 51 as the center of symmetry in plan view.

スクリュープロペラ３１は、浮島５１と連結され且つ浮島５１から離れる方向へ延びる支持アーム３２の先端に設けられている。支持アーム３２は浮島５１に固定されたステー３９に回転可能に支持されている。支持アーム３２とステー３９との間には、支持アーム３２を回転させるアクチュエータ３３が設けられている。このアクチュエータ３３の作用によって支持アーム３２が上向き又は下向きに回転すると、支持アーム３２の先端に設けられたスクリュープロペラ３１が昇降する。なお、接岸時などの電源遮断時においてもスクリュープロペラ３１の引き揚げ状態を維持するため、支持アーム３２のヒンジ部分にブレーキが設けられている。   The screw propeller 31 is provided at the tip of a support arm 32 that is connected to the floating island 51 and extends away from the floating island 51. The support arm 32 is rotatably supported by a stay 39 fixed to the floating island 51. An actuator 33 that rotates the support arm 32 is provided between the support arm 32 and the stay 39. When the support arm 32 rotates upward or downward by the action of the actuator 33, the screw propeller 31 provided at the tip of the support arm 32 moves up and down. Note that a brake is provided at the hinge portion of the support arm 32 in order to maintain the lifted state of the screw propeller 31 even when the power supply is cut off, such as at the time of berthing.

上記支持アーム３２の構成により、スクリュープロペラ３１は、水面下の動作位置（図１１に二点鎖線で示すスクリュープロペラ３１の位置）と水面上の退避位置（図１１に実線で示すスクリュープロペラ３１の位置）との間で昇降移動することができる。スクリュープロペラ３１を水中から水上の退避位置へ引き揚げることによって、水流が強い場所に設置される浮体式太陽光発電システム１において、スクリュープロペラ３１に作用する抵抗力を軽減し、タレット部２１や係留索２５に過度の応力が作用することを回避することができる。これにより、浮体式太陽光発電システム１の構成要素の疲労を軽減して、構成要素の寿命を延長させることができる。さらに、スクリュープロペラ３１が水上へ退避することで、浮島５１の喫水が浅くなるため、インストール時やメンテナンス時に浮島５１を港に接岸させることが容易となる。   Due to the configuration of the support arm 32, the screw propeller 31 has an operating position below the water surface (the position of the screw propeller 31 indicated by a two-dot chain line in FIG. 11) and a retracted position above the water surface (the screw propeller 31 indicated by a solid line in FIG. 11). Position). By lifting the screw propeller 31 from the water to the retreat position on the water, in the floating solar power generation system 1 installed in a place where the water current is strong, the resistance acting on the screw propeller 31 is reduced, and the turret portion 21 and the mooring line It is possible to avoid an excessive stress from acting on 25. Thereby, the fatigue of the component of the floating type solar power generation system 1 can be reduced, and the lifetime of the component can be extended. Furthermore, since the draft of the floating island 51 becomes shallow by retracting the screw propeller 31 to the water, it becomes easy to bring the floating island 51 into contact with the port during installation or maintenance.

上記のように昇降移動するスクリュープロペラ３１及び支持アーム３２と、浮島５１及びＰＶパネル群５２との干渉を回避するために、スクリュープロペラ３１及び支持アーム３２の周囲に囲い３４が設けられている。本実施形態に係る囲い３４は、ヒンジによって連結された３本の直線状枠部材で構成された、平面視Ｃ字型の枠体である。この囲い３４の両端部は浮島５１に接続されており、そのうち一方の端部は浮島５１との接続を解除することができる。   In order to avoid interference between the screw propeller 31 and the support arm 32 that move up and down as described above, and the floating island 51 and the PV panel group 52, an enclosure 34 is provided around the screw propeller 31 and the support arm 32. The enclosure 34 according to the present embodiment is a C-shaped frame body in plan view, which is composed of three linear frame members connected by hinges. Both ends of the enclosure 34 are connected to the floating island 51, and one of the ends can be disconnected from the floating island 51.

本実施形態に係るＰＶパネル群５２は、囲い３４によって２つの領域に分断されており、各領域が浮島５１及び囲い３４に連結索５３によって連結されている。   The PV panel group 52 according to the present embodiment is divided into two regions by an enclosure 34, and each region is connected to the floating island 51 and the enclosure 34 by a connecting cord 53.

図１２は曳航時の浮体構造物５を示す平面図である。図１２に示すように、囲い３４の一方の端部と浮島５１との接続を解除することにより、囲い３４は囲っていたスクリュープロペラ３１及び支持アーム３２を露出するように展開することができる。ＰＶパネル群５２の２つの領域のうち一方の領域は更に２つの小領域に分割可能であって、囲い３４の展開に伴って各小領域が移動することにより一方の領域が２つの小領域が分割される。そのために、ＰＶパネル群５２を構成している一部のＰＶパネル１１が囲い３４（枠体）の展開に伴って余の部分から分離可能となるように、複数のＰＶパネル１１が結合索５４によって相互に結合されている。   FIG. 12 is a plan view showing the floating structure 5 during towing. As shown in FIG. 12, by releasing the connection between one end of the enclosure 34 and the floating island 51, the enclosure 34 can be developed so as to expose the enclosed screw propeller 31 and the support arm 32. One of the two regions of the PV panel group 52 can be further divided into two small regions, and each small region moves as the enclosure 34 expands, so that one region becomes two small regions. Divided. Therefore, the plurality of PV panels 11 are connected to the connecting cord 54 so that a part of the PV panels 11 constituting the PV panel group 52 can be separated from the remaining part with the development of the enclosure 34 (frame body). Are connected to each other.

上記のように囲い３４が展開した状態で、浮体構造物５が曳船５５に牽引される。囲い３４が展開した状態においては浮島５１が浮体構造物５の外周に現れるので、曳船５５と浮島５１とを曳航索５６で直接的に連結することが容易となり、曳船５５で浮島５１を直接的に牽引することができる。曳航索５６と浮島５１の連結点から時計回りと反時計回りに夫々９０°離れたところにスクリュープロペラ３１が位置している。曳航時にこれらのスクリュープロペラ３１を回転駆動させて、生じる推進力で曳船５５の牽引を補助するようにしてもよい。曳航時には、スクリュープロペラ３１の後方には展開された囲い３４が位置し、囲い３４の後方にＰＶパネル群５２が位置している。このようにして浮体構造物５の曳航時には、ＰＶパネル１１と比較して強度の高い浮島５１と曳航索５６とを接続するとともに、ＰＶパネル１１の前方に展開された囲い３４を配置することで、ＰＶパネル１１の保護が図られている。   The floating structure 5 is pulled by the dredger 55 in a state where the enclosure 34 is expanded as described above. Since the floating island 51 appears on the outer periphery of the floating structure 5 in the state where the enclosure 34 is deployed, it is easy to directly connect the dredger 55 and the floating island 51 with the towline 56, and the dredger 55 directly connects the floating island 51 to the floating island 51. Can be towed to. The screw propeller 31 is located at 90 ° clockwise and counterclockwise from the connection point between the towline 56 and the floating island 51. These towed screw propellers 31 may be rotationally driven during towing, and the towing of the tugboat 55 may be assisted by the generated propulsive force. During towing, the developed enclosure 34 is located behind the screw propeller 31, and the PV panel group 52 is located behind the enclosure 34. In this way, when towing the floating structure 5, the floating island 51 and the towline 56, which are higher in strength than the PV panel 11, are connected, and the enclosure 34 deployed in front of the PV panel 11 is disposed. The PV panel 11 is protected.

さらに、上述のようにＰＶパネル群５２のフォーメーションの変形や分離を行うことで、船舶を浮島５１へ接舷することや、浮島５１を港に接岸することが容易となり、メンテナンス時の浮島５１へのアクセスが容易となる。   Furthermore, by deforming or separating the formation of the PV panel group 52 as described above, it becomes easy to bring the ship to the floating island 51 and to bring the floating island 51 to the port and to the floating island 51 during maintenance. Easy access.

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態を説明する。図１３は本発明の第３実施形態に係る浮体式太陽光発電システム１Ｂの概略構成を示す平面図であり、図１４は第３実施形態に係る浮体式太陽光発電システムの変形例を示す平面図である。第３実施形態に係る浮体式太陽光発電システム１Ｂは、第１実施形態に係る浮体式太陽光発電システム１と、主に、推進装置３０の構造において相違し、他の構造は同一又は類似する。そこで、本実施形態の説明においては、主に、推進装置３０の構造について詳細に説明し、前述の第１実施形態と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付して説明を省略する。 [Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 13 is a plan view showing a schematic configuration of a floating solar power generation system 1B according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 14 is a plan view showing a modification of the floating solar photovoltaic power generation system according to the third embodiment. FIG. The floating solar power generation system 1B according to the third embodiment is different from the floating solar photovoltaic power generation system 1 according to the first embodiment mainly in the structure of the propulsion device 30, and the other structures are the same or similar. . Therefore, in the description of the present embodiment, the structure of the propulsion device 30 will be mainly described in detail, and the same or similar members as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals in the drawings and the description thereof is omitted. To do.

図１３に示すように、推進装置３０は、ＰＶパネル群５２のうち周縁部に位置する浮体式ＰＶパネル１１に設けられた少なくとも２つのスクリュープロペラ３１を備えている。２つのスクリュープロペラ３１は、平面視において、浮島５１の回転中心を対称の中心として点対称に配置されている。３以上のスクリュープロペラ３１が設けられる場合には、浮島５１の回転中心を中心として、１周が等分割されるように３以上のスクリュープロペラ３１が円周方向に並べて配置されることが望ましい。   As shown in FIG. 13, the propulsion device 30 includes at least two screw propellers 31 provided on the floating PV panel 11 located in the peripheral portion of the PV panel group 52. The two screw propellers 31 are arranged point-symmetrically with the rotation center of the floating island 51 as the center of symmetry in plan view. When three or more screw propellers 31 are provided, it is desirable that the three or more screw propellers 31 are arranged side by side in the circumferential direction so that one rotation is equally divided around the rotation center of the floating island 51.

また、図１４に示すように、浮島５１を中心として放射状に延びる支持フレーム５８を複数設け、各支持フレーム５８の先端にスクリュープロペラ３１を設けてもよい。この場合、隣接する支持フレーム５８間に架け渡されるように設けられた太陽電池アレイによって、複数の領域に分割されたＰＶパネル群５２が形成されてもよい。   Further, as shown in FIG. 14, a plurality of support frames 58 extending radially around the floating island 51 may be provided, and a screw propeller 31 may be provided at the tip of each support frame 58. In this case, the PV panel group 52 divided into a plurality of regions may be formed by a solar cell array provided so as to be bridged between adjacent support frames 58.

上記のようにスクリュープロペラ３１を浮体構造物５の最外層領域に配置することによれば、スクリュープロペラ３１を浮島５１の回転中心から離間させることで、より小さな推進力で浮体構造物５を回転させることができる。   By arranging the screw propeller 31 in the outermost layer region of the floating structure 5 as described above, the floating structure 5 can be rotated with a smaller propulsive force by separating the screw propeller 31 from the rotation center of the floating island 51. Can be made.

［変形例］
以上に本発明の好適な実施形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。例えば、上記実施形態に係る推進装置３０は、推進力を発生させる機構としてスクリュープロペラ３１のみを備えているが、スクリュープロペラ３１の他に、補助的推進力を生じさせる風力推進機構、波浪推進機構のうち少なくとも一方を備えてもよい。これにより、風力推進機構や波浪推進機構から電力等を要しない推進力を得ることができ、推進装置３０の消費電力を削減することができる。 [Modification]
Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the above configuration can be changed as follows, for example. For example, the propulsion device 30 according to the above embodiment includes only the screw propeller 31 as a mechanism for generating a propulsive force. However, in addition to the screw propeller 31, a wind propulsion mechanism and a wave propulsion mechanism that generate an auxiliary propulsive force. You may provide at least one. As a result, a propulsive force that does not require electric power or the like can be obtained from the wind propulsion mechanism or the wave propulsion mechanism, and the power consumption of the propulsion device 30 can be reduced.

図１５は風力推進機構を備えた浮体式太陽光発電システム１の浮島５１の平面図、図１６は風力推進機構を備えた浮体式太陽光発電システム１の側面図である。図１６では浮島５１の周囲に設けられたＰＶパネル群５２が省略されている。これらの図では、第１実施形態に係る浮体式太陽光発電システム１の推進装置３０に風力推進機構を備えた例を示しているが、第２及び第３実施形態に係る浮体式太陽光発電システム１Ａ，１Ｂの推進装置３０にも風力推進機構を備えることができる。   FIG. 15 is a plan view of the floating island 51 of the floating solar power generation system 1 provided with a wind power propulsion mechanism, and FIG. 16 is a side view of the floating solar power generation system 1 provided with a wind power propulsion mechanism. In FIG. 16, the PV panel group 52 provided around the floating island 51 is omitted. In these drawings, an example in which the propulsion device 30 of the floating solar power generation system 1 according to the first embodiment is provided with a wind power propulsion mechanism is illustrated. However, the floating solar power generation according to the second and third embodiments is illustrated. The propulsion device 30 of the systems 1A and 1B can also include a wind power propulsion mechanism.

図１５及び図１６に示すように、推進装置３０に補助的推進力を生じさせる風力推進機構を備えることができる。風力推進機構としては、垂直軸型風車であるダリウス式風車４５が好適である。ここでは、浮島５１の周縁部に複数のダリウス式風車４５が円周方向に並べて設置されている。各ダリウス式風車４５は、浮島５１に垂直に立設された回転軸と、回転軸と平行なブレードとを備えており、回転軸に対しブレードが固定された状態で用いられる。このようなダリウス式風車４５によれば、風の方向によらず、浮体構造物５を回転させる推進力を得ることができる。   As shown in FIGS. 15 and 16, it is possible to provide a wind power propulsion mechanism that generates an auxiliary propulsive force in the propulsion device 30. As the wind power propulsion mechanism, the Darrieus type windmill 45 which is a vertical axis type windmill is suitable. Here, a plurality of Darius wind turbines 45 are arranged in the circumferential direction on the periphery of the floating island 51. Each Darius-type windmill 45 includes a rotating shaft that stands upright on the floating island 51 and a blade that is parallel to the rotating shaft, and is used in a state where the blade is fixed to the rotating shaft. According to such a Darrieus-type windmill 45, a propulsive force that rotates the floating structure 5 can be obtained regardless of the direction of the wind.

図１７は波浪推進機構を備えた浮体式太陽光発電システムの平面図、図１８は図１７に示す浮体式太陽光発電システムの側面図、図１９は波浪推進機構の動作を説明する図である。図１７及び図１８では、浮島５１の周囲に設けられたＰＶパネル群５２は省略されている。これらの図では、第２実施形態に係る浮体式太陽光発電システム１Ａの推進装置３０に波浪推進機構を備えた例を示しているが、波浪推進機構は第１及び第３実施形態に係る浮体式太陽光発電システム１、１Ｂの推進装置３０にも適用させることができる。   FIG. 17 is a plan view of a floating solar power generation system provided with a wave propulsion mechanism, FIG. 18 is a side view of the floating solar power generation system shown in FIG. 17, and FIG. 19 is a diagram for explaining the operation of the wave propulsion mechanism. . 17 and 18, the PV panel group 52 provided around the floating island 51 is omitted. In these drawings, an example is shown in which the propulsion device 30 of the floating solar power generation system 1A according to the second embodiment is provided with a wave propulsion mechanism. The wave propulsion mechanism is a floating body according to the first and third embodiments. This can also be applied to the propulsion device 30 of the solar photovoltaic power generation system 1, 1B.

図１７及び図１８に示すように、推進装置３０に補助的推進力を生じさせる波浪推進機構を備えることができる。波浪推進機構を備えた推進装置３０は、特に、海洋などの定常的に波浪が起きる場所に設置された浮体式太陽光発電システム１に好適である。波浪推進機構は、例えば、支持アーム３２と平行な支承軸３８を中心として回転可能に支持アーム３２に支持された水中翼３６と、同じく支持アーム３２に設けられた一対の可動ストッパ３７とから構成される。一対の可動ストッパ３７は水中翼３６の角度変動を抑制する役割を担い、一対の可動ストッパ３７を変位させるための図示されない移動装置が設けられる。   As shown in FIGS. 17 and 18, a wave propulsion mechanism for generating an auxiliary propulsion force in the propulsion device 30 can be provided. The propulsion device 30 including the wave propulsion mechanism is particularly suitable for the floating solar photovoltaic power generation system 1 installed in a place where waves constantly occur such as the ocean. The wave propulsion mechanism includes, for example, a hydrofoil 36 that is supported by the support arm 32 so as to be rotatable about a support shaft 38 that is parallel to the support arm 32, and a pair of movable stoppers 37 that are also provided on the support arm 32. Is done. The pair of movable stoppers 37 plays a role of suppressing the angle fluctuation of the hydrofoil 36, and a moving device (not shown) for displacing the pair of movable stoppers 37 is provided.

図１９に示すように、上記構成の波浪推進機構において、波浪の水流を受けた水中翼３６は、一対の可動ストッパ３７のうち一方に当接するまで支承軸３８を中心として回転する。ここで、水中翼３６には、波浪の水流による揚力が発生し、この揚力が浮体構造物５を回転させる方向の成分を有するため、浮体構造物５を回転させる推進力を得ることができる。このような波浪推進機構によれば、昼夜を問わず無電源で推進力を発生させることができるため、推進装置３０に係る消費電力を削減して浮体式太陽光発電システム１の発電効率を上昇させることができる。なお、波浪推進機構を稼動しないときは、水中翼３６を水面に対し垂直な姿勢とするか、水中翼３６を水中から引き揚げることが望ましい。   As shown in FIG. 19, in the wave propulsion mechanism configured as described above, the hydrofoil 36 that has received the wave of water rotates about the support shaft 38 until it abuts one of the pair of movable stoppers 37. Here, the hydrofoil 36 generates lift due to the water current of the waves, and since this lift has a component in the direction of rotating the floating structure 5, it is possible to obtain a propulsive force that rotates the floating structure 5. According to such a wave propulsion mechanism, it is possible to generate a propulsive force without a power source regardless of day and night, so that the power consumption of the propulsion device 30 is reduced and the power generation efficiency of the floating solar power generation system 1 is increased. Can be made. When the wave propulsion mechanism is not operated, it is desirable to make the hydrofoil 36 vertical to the water surface or to lift the hydrofoil 36 from the water.

１ 浮体式太陽光発電システム
２ 受電設備
３ 送電ケーブル
５ 浮体構造物
５１ 浮島
５２ ＰＶパネル群
５３ 連結索
５４ 結合索
１０ 太陽光発電装置
１１ ＰＶパネル（浮体式ＰＶパネル）
１３ 接続ユニット
１４ パワーコンディショナ
１５ トランス
２０ 係留装置
２１ タレット部
２２ 係留ブイ
２３ ベアリング
２４ スイベルジョイント
２５ 係留索
２６ タレットブレーキ
３０ 推進装置
３１ スクリュープロペラ
３２ 支持アーム
３３ アクチュエータ
３４ 囲い
４０ 制御装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Floating type solar power generation system 2 Receiving equipment 3 Transmission cable 5 Floating structure 51 Floating island 52 PV panel group 53 Connecting cable 54 Connecting cable 10 Solar power generation device 11 PV panel (floating PV panel)
13 connection unit 14 power conditioner 15 transformer 20 mooring device 21 turret part 22 mooring buoy 23 bearing 24 swivel joint 25 mooring cable 26 turret brake 30 propulsion device 31 screw propeller 32 support arm 33 actuator 34 enclosure 40 control device

Claims (15)

係留索によって水底に係留された係留ブイと、
前記係留ブイに対し回転可能となるように当該係留ブイに係留されて水面に浮かぶ浮島と、
前記浮島の周囲の水面に並べられて互いに結合された複数の浮体式太陽電池パネルと、
前記浮島と前記複数の浮体式太陽電池パネルとを連結する連結索と、
を備える、浮体式太陽光発電システム。 Mooring buoys moored to the bottom of the water by mooring lines;
A floating island moored by the mooring buoy and floating on the water surface so as to be rotatable with respect to the mooring buoy;
A plurality of floating solar panels arranged on the water surface around the floating island and coupled to each other;
A connecting rope connecting the floating island and the plurality of floating solar panels;
A floating solar power generation system. 前記浮島を回転させるための推進力を発生させる推進装置を更に備える、請求項１に記載の浮体式太陽光発電システム。   The floating solar power generation system according to claim 1, further comprising a propulsion device that generates a propulsion force for rotating the floating island. 前記推進装置は、前記浮島と連結され当該浮島から離れる方向へ延びる支持アームと、前記支持アームの先端に設けられたスクリュープロペラとを有している、請求項２に記載の浮体式太陽光発電システム。   The floating propulsion solar power generation according to claim 2, wherein the propulsion device includes a support arm connected to the floating island and extending in a direction away from the floating island, and a screw propeller provided at a tip of the support arm. system. 前記支持アームが、前記スクリュープロペラを水面下の動作位置と水面上の退避位置との間で昇降させるように構成されている、請求項３に記載の浮体式太陽光発電システム。   The floating solar power generation system according to claim 3, wherein the support arm is configured to raise and lower the screw propeller between an operating position below the water surface and a retracted position on the water surface. 昇降する前記スクリュープロペラと前記浮島及び前記複数の浮体式太陽電池パネルとの干渉を避けるために、前記スクリュープロペラの周りの囲いを更に備える、請求項４に記載の浮体式太陽光発電システム。   The floating solar power generation system according to claim 4, further comprising an enclosure around the screw propeller to avoid interference between the screw propeller moving up and down, the floating island, and the plurality of floating solar battery panels. 前記囲いは、ヒンジによって連結された３本の直線状枠部材からなる枠体であり、
前記枠体は、前記スクリュープロペラを囲うように当該枠体の両端が前記浮島に接続された状態から、囲っていた前記スクリュープロペラを露出させるように当該枠体の一端が前記浮島に接続された状態に展開可能であって、
前記複数の浮体式太陽電池パネルは前記浮島及び前記枠体と連結されており、一部分の前記複数の浮体式太陽電池パネルが前記枠体の展開に伴って余の部分から分離可能となるように、前記複数の浮体式太陽電池パネルが相互に結合されている、請求項５に記載の浮体式太陽光発電システム。 The enclosure is a frame body composed of three linear frame members connected by a hinge,
From the state where both ends of the frame body are connected to the floating island so as to surround the screw propeller, one end of the frame body is connected to the floating island so as to expose the screw propeller surrounded . Can be deployed to the state,
The plurality of floating solar panels are connected to the floating island and the frame, and a part of the plurality of floating solar panels can be separated from the remaining portion with the development of the frame. The floating solar photovoltaic power generation system according to claim 5, wherein the plurality of floating solar panels are coupled to each other. 前記推進装置は、一部の前記複数の浮体式太陽電池パネルに設けられたスクリュープロペラを有する、請求項２に記載の浮体式太陽光発電システム。   The said propulsion apparatus is a floating body type solar power generation system of Claim 2 which has the screw propeller provided in the some said some floating body solar cell panel. 前記推進装置の動力源が前記複数の浮体式太陽電池パネルで発電した電力である、請求項２〜７のいずれか一項に記載の浮体式太陽光発電システム。   The floating solar power generation system according to any one of claims 2 to 7, wherein a power source of the propulsion device is electric power generated by the plurality of floating solar panels. 前記推進装置が、補助的推進力を生じさせる風力推進機構を更に有する、請求項２〜８のいずれか一項に記載の浮体式太陽光発電システム。   The floating solar power generation system according to any one of claims 2 to 8, wherein the propulsion device further includes a wind power propulsion mechanism that generates an auxiliary propulsion force. 前記推進装置が、補助的推進力を生じさせる波浪推進機構を更に有する、請求項２〜９のいずれか一項に記載の浮体式太陽光発電システム。   The floating solar power generation system according to any one of claims 2 to 9, wherein the propulsion device further includes a wave propulsion mechanism that generates an auxiliary propulsion force. 前記複数の浮体式太陽電池パネルの対面方角を太陽方角に追従させるように前記浮島を回転させるための推進出力と、当該推進出力を得るための前記推進装置の消費電力量と、前記複数の浮体式太陽電池パネルの対面方角を太陽方角に追従させることにより予測される発電量の増加分とを算出し、前記発電量の増加分が前記消費電力量を上回るときに前記推進出力を発生させ、前記発電量の増加分が前記消費電力量以下のときに前記推進出力を発生させないように前記推進装置を制御する制御装置を備えている、請求項２〜１０のいずれか一項に記載の浮体式太陽光発電システム。   Propulsion output for rotating the floating island so that the facing direction of the plurality of floating solar panels follow the solar direction, power consumption of the propulsion device for obtaining the propulsion output, and the plurality of floating bodies Calculating the amount of power generation predicted by causing the facing direction of the solar cell panel to follow the solar direction, and generating the propulsive output when the amount of power generation exceeds the power consumption, The floating body according to any one of claims 2 to 10, further comprising a control device that controls the propulsion device so that the propulsion output is not generated when an increase in the power generation amount is equal to or less than the power consumption amount. Type solar power generation system. 前記発電量の増加分が、現在から所定時間前の発電量の実績値に基づいて算出された太陽追従時の予測発電量及び太陽非追従時の予測発電量との差である、請求項１１に記載の浮体式太陽光発電システム。   The increase in the power generation amount is a difference between the predicted power generation amount at the time of following the sun and the predicted power generation amount at the time of non-following the sun calculated based on the actual value of the power generation amount a predetermined time before the present time. The floating solar power generation system described in 1. 前記係留ブイが陸上の受電設備へ送電する送電ケーブルを保持しており、
前記送電ケーブルと前記複数の浮体式太陽電池パネルからの電力線とを接続するスイベルジョイントを更に備える、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の浮体式太陽光発電システム。 The mooring buoy holds a transmission cable for transmitting power to land receiving equipment,
The floating solar power generation system according to any one of claims 1 to 12, further comprising a swivel joint that connects the power transmission cable and power lines from the plurality of floating solar battery panels. 前記浮島に、前記複数の浮体式太陽電池パネルから出力された電力を集約してパワーコンディショナへ送る接続ユニット、及び、送られてきた直流電力を交流電力に変換する前記パワーコンディショナが設けられている、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の浮体式太陽光発電システム。   The floating island is provided with a connection unit that aggregates the power output from the plurality of floating solar panels and sends it to a power conditioner, and the power conditioner that converts the sent DC power into AC power. The floating solar power generation system according to any one of claims 1 to 13. 前記複数の浮体式太陽電池パネルの隣接するパネル同士が、結合及び結合解除が可能な結合索により結合されている、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の浮体式太陽光発電システム。
The floating solar photovoltaic power generation system according to any one of claims 1 to 14, wherein adjacent panels of the plurality of floating solar panels are coupled by a coupling cord capable of coupling and decoupling.
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