JP7139903B2 - Subsea floating type ocean current power generation device and subsea floating type ocean current power generation system - Google Patents
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Description
本発明は、海中浮遊式海流発電装置及び海中浮遊式海流発電システムに関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a subsea floating type ocean current power generation device and a subsea floating type ocean current power generation system.
タービンを備えた発電機が海中に浮遊させられ、海中の海流により当該発電機が発電する海中浮遊式海流発電に関する技術が知られている。例えば、特許文献1には、外部からの指令に基づいて発電状態および発電休止状態のいずれかとされる海中浮遊式海流発電装置が開示されている。特許文献1の海中浮遊式海流発電装置は、内部にバラストタンクを有する本体部と、海流を受けて回転するタービンを有する発電機と、本体部に対して発電機を昇降させる昇降機構とを備える。発電休止状態から発電状態への移行時には、昇降機構により本体部の下方にある発電位置に発電機が移動させられるとともに、本体部が予め定められた深度となるまでバラストタンクが注水される。発電状態から発電休止状態への移行時には、昇降機構により本体部の上方にある発電休止位置に発電機が移動させられるとともに、バラストタンクが排水されて本体部が浮上させられる。
A technique related to underwater floating type ocean current power generation is known, in which a turbine-equipped generator is made to float in the sea, and the generator generates electricity by means of an ocean current in the sea. For example,
ところで、海流のある領域内でも、海流には場所により、又は季節などにより流速に変動が生じ、深さ方向にも流速分布が生じ、上記技術では、流速の変動に発電の電力が影響される。そのため、より安定した電力を得ることが望まれている。 By the way, even within an area where there is an ocean current, the current velocity varies depending on the location or season, and the current velocity distribution also occurs in the depth direction. . Therefore, it is desired to obtain more stable electric power.
そこで本発明は、より安定した電力を得ることができる海中浮遊式海流発電装置及び海中浮遊式海流発電システムを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a subsea floating type ocean current power generation device and a subsea floating type ocean current power generation system that can obtain more stable electric power.
本発明の一側面は、海中に浮遊させられ、海中の海流により発電する発電部と、海中のそれぞれの位置での海流の流速を計測する超音波流速計と、超音波流速計により計測された流速に基づいて、発電部の海中の位置を制御する位置制御部とを備えた海中浮遊式海流発電装置である。 One aspect of the present invention is a power generation unit that is suspended in the sea and generates power using the ocean current in the sea, an ultrasonic current meter that measures the current velocity at each position in the sea, and an ultrasonic current meter that measures the current velocity. and a position control section for controlling the position of the power generation section in the sea based on the current velocity.
この構成によれば、海中に浮遊させられて海中の海流により発電する発電部を備えた海中浮遊式海流発電装置において、超音波流速計により海中のそれぞれの位置での海流の流速が計測され、位置制御部により超音波流速計によって計測された流速に基づいて発電部の海中の位置が制御されるため、海中の所望の流速の位置に発電部を位置させ易くなる。このため、流速の変動に発電の電力が影響され難くなり、より安定した電力を得ることができる。 According to this configuration, in the subsea floating type ocean current power generation device provided with the power generation unit that is suspended in the sea and generates power using the ocean current in the sea, the velocity of the ocean current at each position in the sea is measured by the ultrasonic current meter, Since the position control section controls the position of the power generation section in the sea based on the current velocity measured by the ultrasonic current meter, the power generation section can be easily positioned in the sea at a desired current velocity. Therefore, the generated power is less likely to be affected by fluctuations in flow velocity, and more stable power can be obtained.
この場合、位置制御部は、超音波流速計により計測された流速に基づいて、発電部による発電の電力が増大する海中の位置に発電部を移動させることができる。 In this case, the position control unit can move the power generation unit to a position in the sea where the electric power generated by the power generation unit increases based on the flow velocity measured by the ultrasonic current meter.
この構成によれば、位置制御部により、超音波流速計により計測された流速に基づいて発電部による発電の電力が増大する海中の位置に発電部が移動させられるため、より大きな電力を得ることができる。 According to this configuration, the position control unit moves the power generation unit to a position in the sea where the power generated by the power generation unit increases based on the flow velocity measured by the ultrasonic current meter, so that greater power can be obtained. can be done.
また、位置制御部は、発電部を移動させることにより増大する発電部による発電の電力量から、発電部を移動させることにより消費される電力量を差し引いた電力量に基づいて、発電部の海中の位置を制御することができる。 Further, the position control unit determines the amount of power generated by the power generation unit, which increases by moving the power generation unit, by subtracting the amount of power consumed by moving the power generation unit. position can be controlled.
この構成によれば、位置制御部により、発電部を移動させることにより増大する発電部による発電の電力量から発電部を移動させることにより消費される電力量を差し引いた電力量に基づいて発電部の海中の位置が制御されるため、より大きく、より安定した電力量を得ることができる。 According to this configuration, the position control unit determines the amount of power generated by the power generation unit by subtracting the amount of power consumed by moving the power generation unit from the amount of power generated by the power generation unit, which increases when the power generation unit is moved. Because the position in the sea is controlled, a larger and more stable amount of power can be obtained.
また、超音波流速計は、発電部の上方及び下方の海中の位置での流速を計測することができる。 In addition, the ultrasonic anemometer can measure current velocities at positions in the sea above and below the power generation unit.
この構成によれば、超音波流速計により、発電部の上方及び下方の海中の位置での流速が計測されるため、発電に重要な海中の深度方向での流速の分布を取得することができ、発電量の安定性をより向上させることができる。 According to this configuration, the ultrasonic current meter measures the current velocity at positions in the sea above and below the power generation unit, so it is possible to obtain the distribution of the current velocity in the depth direction in the sea, which is important for power generation. , the stability of power generation can be further improved.
また、発電部に設けられた2つの超音波流速計を備え、一方の超音波流速計は、発電部の一方の側方における斜め上方の海中の位置での流速を計測し、他方の超音波流速計は、発電部の他方の側方における斜め下方の海中の位置での流速を計測することができる。 In addition, two ultrasonic current meters are provided in the power generation unit, one ultrasonic current meter measures the flow velocity at a position in the sea diagonally above one side of the power generation unit, and the other ultrasonic current meter The current meter can measure the current velocity at a position in the sea diagonally below the other side of the power generation section.
この構成によれば、発電部に設けられた2つの超音波流速計を備え、一方の超音波流速計により、発電部の一方の側方における斜め上方の海中の位置での流速が計測され、他方の超音波流速計により、発電部の他方の側方における斜め下方の海中の位置での流速が計測される。一方の側方における斜め上方の海中の位置での流速から、一方の側方における上方、一方の側方における下方の一部及び他方の側方における上方の一部の流速も推測することができる。他方の側方における斜め下方の海中の位置での流速から、他方の側方における下方、他方の側方における上方の一部及び一方の側方における下方の一部の流速も推測することができる。このため、発電部に設けられた最小限の数量の超音波流速計により、発電部の上方、下方及び左右の側方の全方位における流速の分布を取得することができる。 According to this configuration, two ultrasonic current meters provided in the power generation unit are provided, and one of the ultrasonic current meters measures the flow velocity at a position in the sea diagonally above one side of the power generation unit, The other ultrasonic current meter measures the current velocity at the position in the sea diagonally below the other side of the power generation section. From the velocity at the position in the sea diagonally above on one side, it is also possible to infer the velocity of the upper part on one side, the lower part on one side and the upper part on the other side. . From the velocity at the position in the sea obliquely downward on the other side, it is also possible to infer the velocity of the bottom on the other side, part of the top on the other side and part of the bottom on one side. . Therefore, with a minimum number of ultrasonic anemometers provided in the power generation section, it is possible to acquire the flow velocity distribution in all directions above, below, and to the left and right sides of the power generation section.
また、海底に配置され、発電部を係留する係留部をさらに備え、超音波流速計は、係留部に設けられることができる。 In addition, a mooring part that is arranged on the seabed and mooring the power generation part may be further provided, and the ultrasonic anemometer may be provided in the mooring part.
この構成によれば、超音波流速計は、海底に配置され発電部を係留する係留部に設けられているため、発電部に到達する海流の流速を予め計測することができ、流速の予測を立て易く、位置制御部による発電部の位置の制御がより容易となる。 According to this configuration, since the ultrasonic current meter is provided in the mooring section that is arranged on the seabed and mooring the power generation section, the current velocity of the ocean current reaching the power generation section can be measured in advance, and the current velocity can be predicted. It is easy to stand up, and it becomes easier to control the position of the power generation unit by the position control unit.
また、超音波流速計により計測された流速に基づいて、海流によって回転させられることにより発電部に発電させるためのタービンのピッチを制御するピッチ制御部をさらに備えることができる。 Moreover, it is possible to further include a pitch control section for controlling the pitch of the turbine for causing the power generation section to generate power by being rotated by the ocean current, based on the flow velocity measured by the ultrasonic current meter.
この構成によれば、ピッチ制御部により、超音波流速計により計測された流速に基づいて、海流によって回転させられることにより発電部に発電させるためのタービンのピッチが制御されるため、より効率良く電力を得ることができる。 According to this configuration, the pitch control unit controls the pitch of the turbine for causing the power generation unit to generate power by being rotated by the ocean current based on the flow velocity measured by the ultrasonic anemometer. power can be obtained.
一方、本発明の他の側面は、上記本発明の海中浮遊式海流発電装置を複数備えた海中浮遊式海流発電システムである。 On the other hand, another aspect of the present invention is a subsea floating type ocean current power generation system including a plurality of the above subsea floating type ocean current power generation devices of the present invention.
この構成によれば、海中浮遊式海流発電システムは、上記本発明の海中浮遊式海流発電装置を複数備えるため、安定したより大きな電力を得ることができる。また、海中浮遊式海流発電装置のそれぞれが互いに海中の海流の流速に関する情報を共有することにより、より安定した電力を得ることも可能である。 According to this configuration, since the subsea floating type ocean current power generation system includes a plurality of the subsea floating type ocean current power generation devices of the present invention, it is possible to stably obtain larger electric power. In addition, it is possible to obtain more stable electric power by having each of the underwater floating type ocean current generators share information on the velocity of the ocean current with each other.
本発明の一側面の海中浮遊式海流発電装置及び本発明の他側面の海中浮遊式海流発電システムによれば、より安定した電力を得ることができる。 According to the subsea floating type ocean current power generation device of one aspect of the present invention and the subsea floating type ocean current power generation system of the other aspect of the present invention, more stable electric power can be obtained.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。以下の説明において、「上流」又は「下流」との語は、海流の流れを基準として用いられる。「前」との語は、海流の流れの上流側を意味し、「後」との語は、海流の流れの下流側を意味する。「側」との語は、海流の流れに対して垂直で、かつ水平な方向を意味する。「右」又は「左」との語は、海流の流れに対して垂直で、かつ水平な方向を意味し、後方すなわち下流側からみた場合を基準として用いられる。「上」又は「下」との語は、後述の浮体が海中で安定した状態における鉛直方向線を基準として用いられる。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the terms "upstream" or "downstream" are used with reference to ocean current flow. The term "before" means upstream of the current flow and the term "after" means downstream of the current flow. The term "side" means a direction perpendicular to and horizontal to the current flow. The terms "right" or "left" refer to directions perpendicular to and horizontal to the current flow and are used with reference to the rear or downstream side. The terms "upper" and "lower" are used with reference to the vertical direction when the floating body is in a stable state in the sea, which will be described later.
図1に示されるように、本発明の第1実施形態に係る海中浮遊式海流発電装置1Aは、浮体100Aと係留部200Aとを備える。浮体100Aは、海中Wに浮遊させられ、海中Wの海流により発電する。係留部200Aは、海底Bに配置され、係留索201により浮体100Aを係留する。発電することで得られた電力は、例えば、係留索201及び海底Bに沿った不図示のケーブルによって外部の電力系統に送られる。
As shown in FIG. 1, an underwater floating type ocean
図1及び図2に示されるように、浮体100Aは、中央ポッド101、左ポッド102、右ポッド103、タービン104、超音波流速計105、連結部106、発電部111、位置制御部112、浮力調整装置113、姿勢制御装置114、ピッチ制御部115、深度計116及び通信制御部117を備える。浮体100Aの全長及び全幅は、例えば、10m~100mである。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
中央ポッド101、左ポッド102及び右ポッド103は、内部空間を有する円筒状の容器である。中央ポッド101は、左右方向において左ポッド102と右ポッド103との間に配置されており、左ポッド102及び右ポッド103よりも上方に配置されている。左ポッド102及び右ポッド103は、例えば互いに同一の構造を有している。中央ポッド101、左ポッド102及び右ポッド103の長手方向の中心軸線が互いに略平行となるように、中央ポッド101、左ポッド102及び右ポッド103は配置されている。中央ポッド101、左ポッド102及び右ポッド103は、連結部106により互いに連結されている。
The
左ポッド102及び右ポッド103は発電部111を備える。発電部111は、浮体100Aと共に海中Wに浮遊させられ、海中Wの海流により発電する。発電部111のそれぞれは、左ポッド102及び右ポッド103のそれぞれに配置されたタービン104の回転により電力を生成する。つまり、本実施形態の海中浮遊式海流発電装置1Aは、双発式の海流発電装置である。発電部111は、タービン104の回転数に対して発電機の回転数を増速する不図示の増速器を有する。発電部111のそれぞれの発電の電力は、例えば、1000kWである。また、例えば、2つのタービン104は左ポッド102及び右ポッド103の後部に配置されている。つまり、浮体100Aではダウンウインド型タービンが採用されている。また、互いの回転によるトルクを相殺するために、左ポッド102及び右ポッド103のそれぞれのタービン104はピッチが互いに逆向きであり、海流を受けて互いに逆向きに回転する。
The
左ポッド102及び右ポッド103は超音波流速計105を備える。超音波流速計105は、海中Wのそれぞれの位置での海流の流速を計測する。超音波流速計105は、超音波のドップラー効果を利用した流速計である。超音波流速計105は、超音波流速計105から発信された音波が海中Wの浮遊懸濁物で反射し、戻ってくる音に周波数の変化(ドップラーシフト)が生じ、それが流速に比例していることを利用して、海流の流速を測定するものである。
本実施形態では、図3(A)及び図3(B)に示されるように、左ポッド102及び右ポッド103のそれぞれは、4つの超音波流速計105を備える。4つの超音波流速計105のそれぞれは、左ポッド102及び右ポッド103の上方U、下方D、左方L及び右方Rの海中Wの位置での海流の流速を計測する。これにより、浮体100Aの発電部111の上方U、下方D及び左右の側方の全方位における流速の分布を取得することができる。
In this embodiment, each of the
図2に示されるように、中央ポッド101は位置制御部112を備える。位置制御部112は、超音波流速計105により計測された流速に基づいて、発電部111の海中Wの位置を制御する。中央ポッド101は浮力調整装置113を備える。浮力調整装置113は、中央ポッド101に内蔵されたバラストタンクに海水を注排水することで浮体100Aに加わる浮力を調整する。左ポッド102及び右ポッド103のそれぞれは姿勢制御装置114を備える。姿勢制御装置114は、左ポッド102及び右ポッド103に配置されたバラストタンク及びスラスターにより浮体100Aの海中Wでの姿勢を制御する。位置制御部112は、浮力調整装置113及び姿勢制御装置114の動作を制御することにより、発電部111の海中Wの位置を制御する。
As shown in FIG. 2,
後述するように、位置制御部112は、超音波流速計105により計測された流速に基づいて、浮体100Aの発電部111による発電の電力が増大する海中Wの位置に浮体100Aと共に発電部111を移動させる。さらに詳細には、位置制御部112は、浮体100Aと共に発電部111を移動させることにより増大する発電部111による発電の電力量から、浮体100Aと共に発電部111を移動させることにより消費される電力量を差し引いた電力量に基づいて、発電部111の海中Wの位置を制御する。
As will be described later, the
中央ポッド101はピッチ制御部115を備える。ピッチ制御部115は、超音波流速計105により計測された流速に基づいて、海流によって回転させられることにより発電部111に発電させるためのタービン104のピッチを制御する。また、中央ポッド101は通信制御部116を備える。深度計116は、浮体100Aの発電部111の深度を計測する。通信制御部117は、係留索201及び海底Bに沿った不図示のケーブルを介して、超音波流速計105により計測された海中Wのそれぞれの位置での海流の流速に関する情報、発電部111による発電の電力に関する情報及び浮体100Aの状態に関する情報等を外部に送信する。また、通信制御部117は、浮体100Aの動作を制御する指令信号を外部から受信する。
The
以下、本実施形態に係る海中浮遊式海流発電装置1Aの動作について説明する。図1に示されるように、係留部200Aが海底Bに配置される。係留部200Aにより係留された浮体100Aは海中Wに浮遊させられる。図4に示すように、海中浮遊式海流発電装置1Aの超音波流速計105は、海中Wのそれぞれの位置での海流の流速の計測を開始する(S1)。海中浮遊式海流発電装置1Aの位置制御部112は、超音波流速計105により計測された流速に基づいて、海中Wのそれぞれの位置での海流の流速を分析する(S2)。海中Wのそれぞれの位置での海流の流速は、深度計116により計測された浮体100Aの発電部111の深度等の浮体100Aの位置と関連付けたデータとして記録される。通信制御部117は当該データを外部に送信する。
The operation of the subsea floating type ocean current
図5(A)、図5(B)、図5(C)、図5(D)及び図5(E)に示されるように、海中Wの深度と海流の流速とのパターンは様々である。例えば、図6(A)に示すように、海中Wの海流Fの状態の変動により、海面Sと海底Bとの間の海中Wに浮遊させられた浮体100Aの周囲の海流Fの流速が低く、浮体100Aの位置よりも深い位置の海流Fの流速が高い場合が考えられる。位置制御部112は、海中のそれぞれの位置での海流の流速のデータを評価する(S3)。
As shown in FIGS. 5(A), 5(B), 5(C), 5(D) and 5(E), there are various patterns of the depth of the sea W and the velocity of the ocean current. . For example, as shown in FIG. 6A, due to changes in the state of the ocean current F in the sea W, the velocity of the ocean current F around the floating
位置制御部112は、発電部111を移動させることにより増大する発電部111による発電の電力量から、発電部111を移動させることにより消費される電力量を差し引いた電力量が所定の閾値より大きい否かを判定する(S4)。例えば、発電部111を移動させることにより増大する発電部111による発電の電力量から、発電部111を移動させることにより消費される電力量を差し引いた電力量が所定の正の閾値以下である場合には、位置制御部112は、浮体100Aの発電部111の海中Wの位置を維持する。
The
一方、発電部111を移動させることにより増大する発電部111による発電の電力量から、発電部111を移動させることにより消費される電力量を差し引いた電力量が所定の正の閾値を超えている場合には、図2、図6(B)及び図6(C)に示されるように、位置制御部112は、浮体100Aの発電部111の海中Wの位置を目標位置Tへと移動させる(S5)。位置制御部112は、浮力調整装置113に指令信号を送信し、浮体100Aの浮力を制御する。また、位置制御部112は、姿勢制御装置114に指令信号を送信し、浮体100Aの姿勢を制御する。また、位置制御部112は、ピッチ制御部115に指令信号を送信し、浮体100Aの移動に適したピッチにタービン104のピッチを変更する。
On the other hand, the amount of power obtained by subtracting the amount of power consumed by moving the
位置制御部112は、浮体100Aの現在位置から目標位置Tまでの経路の海流Fの流速に基づいて、浮力調整装置113、姿勢制御装置114及びピッチ制御部115の動作を制御する。例えば、浮体100Aの現在位置よりも深度が深い目標位置Tまでの経路に海流Fの流速が低く、浮体100Aを潜航させ難い領域がある場合には、位置制御部112は、浮力調整装置113にバラストタンクの注水量を通常よりも増大させるように指令信号を送信する。一方、浮体100Aの現在位置よりも深度が深い目標位置Tまでの経路に海流Fの流速が急増し、浮体100Aが潜航し過ぎる領域がある場合には、位置制御部112は、浮力調整装置113にバラストタンクの注水量を通常よりも減少させるように指令信号を送信する。
The
図2及び図6(C)に示されるように、浮体100Aの発電部111の位置が目標位置Tに到達した後に、位置制御部112は、ピッチ制御部115に指令信号を送信し、発電部111の発電の電力が最大となるピッチにタービン104のピッチを変更する(S6)。位置制御部112は、超音波流速計105により計測された海中Wのそれぞれの位置での海流Fの流速に基づいて、目標位置Tにおいて、発電部111を移動させることにより増大する発電部111による発電の電力量から、発電部111を移動させることにより消費される電力量を差し引いた電力量が所定の閾値より大きい否かを判定する(S7)。
As shown in FIGS. 2 and 6C, after the position of the
例えば、発電部111を移動させることにより増大する発電部111による発電の電力量から、発電部111を移動させることにより消費される電力量を差し引いた電力量が所定の正の閾値以下である場合には、位置制御部112は、浮体100Aの発電部111の海中Wの位置を維持する(S8)。一方、潮汐等による海中Wの海流Fの状態の変動により、発電部111を移動させることにより増大する発電部111による発電の電力量から、発電部111を移動させることにより消費される電力量を差し引いた電力量が所定の正の閾値を超えている場合には、位置制御部112は、上記のS3~S7の動作を行う。
For example, when the amount of power obtained by subtracting the amount of power consumed by moving the
本実施形態によれば、海中Wに浮遊させられて海中Wの海流Fにより発電する発電部111を備えた海中浮遊式海流発電装置1Aにおいて、超音波流速計105により海中Wのそれぞれの位置での海流Fの流速が計測され、位置制御部112により超音波流速計105によって計測された流速に基づいて発電部111の海中Wの位置が制御されるため、海中の所望の流速の位置に発電部111を位置させ易くなる。このため、流速の変動に発電の電力が影響され難くなり、より安定した電力を得ることができる。
According to this embodiment, in the subsea floating type ocean current
また、本実施形態によれば、位置制御部112により、超音波流速計105により計測された流速に基づいて発電部111による発電の電力が増大する海中Wの位置に発電部111が移動させられるため、より大きな電力を得ることができる。
Further, according to the present embodiment, the
また、本実施形態によれば、位置制御部112により、発電部111を移動させることにより増大する発電部111による発電の電力量から発電部111を移動させることにより消費される電力量を差し引いた電力量に基づいて発電部111の海中Wの位置が制御されるため、より大きく、より安定した電力量を得ることができる。
Further, according to the present embodiment, the
また、本実施形態によれば、超音波流速計105により、発電部111の上方及び下方の海中Wの位置での流速が計測されるため、発電に重要な海中の深度方向での流速の分布を取得することができ、発電量の安定性をより向上させることができる。つまり、発電部111の下方向のみではなく、上方向の流速も測定することができ、海中の深度方向での正確な流速の分布が得られ、発電量の安定性をより向上させることができる。
Further, according to the present embodiment, the ultrasonic
また、本実施形態によれば、ピッチ制御部115により、超音波流速計105により計測された流速に基づいて、海流によって回転させられることにより発電部111に発電させるためのタービン104のピッチが制御されるため、より効率良く電力を得ることができる。
Further, according to the present embodiment, the pitch control unit 115 controls the pitch of the
図7に示すように、海中浮遊式海流発電装置1Aでは、海流Fのエネルギーに対して、タービンによる損失、増速器による損失及び発電機による損失が生じる。なお、図7中において、T’は増速器のトルクであり、n’は増速器の回転数であり、Kgは増速器の増速比であり、Iは発電機の発電の電流であり、Vは発電機の発電の電圧である。これらの損失は0にすることは不可能であるため、海流Fのエネルギーを増やさなければ、発電の電力を増加させることは不可能である。本実施形態では、位置制御部112により超音波流速計105によって計測された流速に基づいて、発電の電力量が最大となる位置に発電部111の海中Wの位置が制御されるため、発電の電力量を常に最大にできる。したがって、発電部111を最適な位置に設置することができ、効率的に発電をすることができる。また、タービン104のピッチが最適に制御されるため、タービンによる損失を減少させることができる。
As shown in FIG. 7, in the subsea floating type ocean current
従来の海中浮遊式海流発電装置では、極端に流速が遅くなると浮体100Aが浮上してしまう可能性がある。また、従来の海中浮遊式海流発電装置では、極端に流速が遅い領域から、より潜航することができない可能性がある。一方、本実施形態では、位置制御部112により超音波流速計105によって計測された流速に基づいて浮体100Aの位置が制御されるため、極端に流速が遅い位置を予め避けることにより、浮体100Aの浮上を防止することができる。
In the conventional subsea floating type ocean current generator, there is a possibility that the floating
また、浮体100Aの移動経路上の流速の情報を得られるため、浮体100Aの深度制御が容易となる。浮体100Aの潜航経路上に流速が0に近い領域がある場合には、浮体100Aが潜航できない可能性がある。しかし、本実施形態によれば、予め、浮力調整装置113にバラストタンクの注水量を通常よりも増大させる等の対策がとれる。一方、浮体100Aの潜航経路上に流速が急増する領域がある場合には、浮体100Aが潜航し過ぎる可能性がある。本実施形態によれば、浮体100Aの潜航経路上に流速が急増する領域がある場合にも、浮力調整装置113にバラストタンクの注水量を通常よりも減少させる等の対策がとれる。さらに、本実施形態によれば、超音波流速計105によりタービン104のブレードの周囲の流速を測定することができ、発電部111による発電の電力の変動を制御することができる。また、本実施形態によれば、深度計116による浮体100Aの発電部111の深度に関する情報を加味することで、海面Sからの絶対深度と流速とを関連付けて記録することができる。
In addition, since information on the flow velocity on the movement path of the floating
以下、本発明の第2実施形態について説明する。図8(A)及び図8(B)に示すように、本実施形態の海中浮遊式海流発電装置1Bの浮体100Bでは、発電部111を収容する左ポッド102及び右ポッド103のそれぞれに設けられた2つの超音波流速計105を備え、一方の超音波流速計105は、発電部111の一方の側方における斜め上方の海中Wの位置での流速を計測し、他方の超音波流速計105は、発電部111の他方の側方における斜め下方の海中Wの位置での流速を計測する。図8(A)及び図8(B)の例では、一方の超音波流速計105は、発電部111の斜め左上方LUの海中Wの位置での流速を計測し、他方の超音波流速計105は、発電部111の斜め右下方RDにおける斜め下方の海中Wの位置での流速を計測する。
A second embodiment of the present invention will be described below. As shown in FIGS. 8A and 8B, in the floating
本実施形態によれば、発電部111に設けられた2つの超音波流速計105を備え、一方の超音波流速計105により、発電部111の一方の側方における斜め上方の海中Wの位置での流速が計測され、他方の超音波流速計105により、発電部111の他方の側方における斜め下方の海中Wの位置での流速が計測される。一方の側方における斜め上方の海中Wの位置での流速から、一方の側方における上方、一方の側方における下方の一部及び他方の側方における上方の一部の流速も推測することができる。他方の側方における斜め下方の海中Wの位置での流速から、他方の側方における下方、他方の側方における上方の一部及び一方の側方における下方の一部の流速も推測することができる。このため、発電部に設けられた最小限の数量の超音波流速計105により、発電部111の上方、下方及び左右の側方の全方位における流速の分布を取得することができる。
According to this embodiment, two ultrasonic
以下、本発明の第3実施形態について説明する。図9に示すように、本実施形態の海中浮遊式海流発電装置1Cは、海底Bに配置され、浮体100Aの発電部111を係留する係留部200Bを備える。超音波流速計105は、浮体100Aの他に、係留部200Bにも設けられている。なお、超音波流速計105は、係留部200Bにのみ設けられていてもよい。
A third embodiment of the present invention will be described below. As shown in FIG. 9, the subsea floating type ocean current
本実施形態によれば、超音波流速計105は、海底Bに配置され発電部111を係留する係留部200Bに設けられているため、発電部111に到達する海流の流速を予め計測することができ、流速の予測を立て易く、位置制御部112による発電部111の位置の制御がより容易となる。
According to this embodiment, since the ultrasonic
以下、本発明の第4実施形態について説明する。図10に示すように、本実施形態の海中浮遊式海流発電システム300は、海中浮遊式海流発電装置1Cを複数備える。海底Bの異なる位置に係留部200Bが配置され、係留部200Bのそれぞれに浮体100Aが係留されている。係留部200Bの超音波流速計105により計測された海中Wのそれぞれの位置での海流の流速は、海底Bに沿った不図示のケーブルを介して、外部及び他の浮体100Aに送信される。また、浮体100Aの超音波流速計105により計測された海中Wのそれぞれの位置での海流の流速は、通信制御部117により係留索201及び海底Bに沿った不図示のケーブルを介して、外部及び他の浮体100Aに送信される。
A fourth embodiment of the present invention will be described below. As shown in FIG. 10, the subsea floating type ocean current
浮体100Aのそれぞれの位置制御部112は、自己の超音波流速計105により計測された海中Wのそれぞれの位置での海流の流速の他に、他の浮体100C及び係留部200Bの超音波流速計105により計測された海中Wのそれぞれの位置での海流の流速に基づいて、自己の浮体100Aの位置を制御する。なお、係留部200Bに替えて係留部200Aが配置されてもよく、浮体100Aに替えて浮体100Bが配置されてもよい。
Each
本実施形態によれば、海中浮遊式海流発電システム300は、本発明の海中浮遊式海流発電装置1Cを複数備えるため、安定したより大きな電力を得ることができる。また、海中浮遊式海流発電装置1Cのそれぞれが互いに海中Wの海流の流速に関する情報を共有することにより、より安定した電力を得ることも可能である。
According to this embodiment, since the subsea floating type ocean current
以上、本発明の実施形態及び変形例について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。 Although the embodiments and modifications of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments.
1A,1B,1C 海中浮遊式海流発電装置
100A,100B 浮体
101 中央ポッド
102 左ポッド
103 右ポッド
104 タービン
105 超音波流速計
106 連結部
111 発電部
112 位置制御部
113 浮力調整装置
114 姿勢制御装置
115 ピッチ制御部
116 深度計
117 通信制御部
200A,200B 係留部
201 係留索
300 海中浮遊式海流発電システム
U 上方
D 下方
L 左方
R 右方
LU 斜め左上方
RD 斜め右下方
S 海面
B 海底
W 海中
F 海流
T 目標位置
1A, 1B, 1C Subsea Floating Current
Claims (6)
前記海中のそれぞれの位置での前記海流の流速を計測する超音波流速計と、
前記超音波流速計により計測された前記流速に基づいて、前記発電部の前記海中の位置を制御する位置制御部と、を備え、
前記位置制御部は、
前記超音波流速計により計測された前記流速に基づいて、前記発電部による発電の電力が増大する前記海中の位置に前記発電部を移動させ、
前記発電部を移動させることにより増大する前記発電部による発電の電力量から、前記発電部を移動させることにより消費される電力量を差し引いた電力量に基づいて、前記発電部の前記海中の位置を制御する、海中浮遊式海流発電装置。 a power generation unit that is suspended in the sea and generates power using the current in the sea;
an ultrasonic current meter that measures the velocity of the ocean current at each position in the sea;
a position control unit that controls the position of the power generation unit in the sea based on the flow velocity measured by the ultrasonic current meter ;
The position control unit
moving the power generation unit to a position in the sea where power generated by the power generation unit increases based on the flow velocity measured by the ultrasonic current meter ;
The position of the power generation unit in the sea based on the amount of power obtained by subtracting the amount of power consumed by moving the power generation unit from the amount of power generated by the power generation unit that increases by moving the power generation unit. An underwater floating type ocean current generator that controls
前記海中のそれぞれの位置での前記海流の流速を計測する、前記発電部に設けられた2つの超音波流速計と、
前記超音波流速計により計測された前記流速に基づいて、前記発電部の前記海中の位置を制御する位置制御部と、を備え、
一方の前記超音波流速計は、前記発電部の一方の側方における斜め上方の前記海中の位置での前記流速を計測し、
他方の前記超音波流速計は、前記発電部の他方の側方における斜め下方の前記海中の位置での前記流速を計測する、海中浮遊式海流発電装置。 a power generation unit that is suspended in the sea and generates power using the current in the sea;
two ultrasonic current meters provided in the power generation unit for measuring the current velocity of the ocean current at each position in the sea;
a position control unit that controls the position of the power generation unit in the sea based on the flow velocity measured by the ultrasonic current meter ;
One of the ultrasonic anemometers measures the flow velocity at a position in the sea diagonally above one side of the power generation unit,
The other ultrasonic current meter measures the current velocity at the position in the sea obliquely below the other side of the power generation unit.
前記超音波流速計は、前記係留部に設けられている、請求項1~3のいずれか1項に記載の海中浮遊式海流発電装置。 further comprising a mooring portion arranged on the seabed for mooring the power generation portion;
The subsea floating type ocean current power generator according to any one of claims 1 to 3 , wherein the ultrasonic current meter is provided in the mooring section.
前記海中のそれぞれの位置での前記海流の流速を計測する超音波流速計と、
前記超音波流速計により計測された前記流速に基づいて、前記発電部の前記海中の位置を制御する位置制御部と、を備えた海中浮遊式海流発電装置を複数備え、
複数の前記海中浮遊式海流発電装置のそれぞれの前記位置制御部は、自己の前記超音波流速計により計測された前記海中のそれぞれの位置での前記流速と、他の前記海中浮遊式海流発電装置の前記超音波流速計により計測された前記海中のそれぞれの位置での前記流速と、に基づいて、自己の前記発電部の前記海中の位置を制御する、海中浮遊式海流発電システム。 a power generation unit that is suspended in the sea and generates power using the current in the sea;
an ultrasonic current meter that measures the velocity of the ocean current at each position in the sea;
A plurality of subsea floating type ocean current power generation devices comprising a position control unit that controls the position of the power generation unit in the sea based on the flow velocity measured by the ultrasonic current meter ,
The position control unit of each of the plurality of floating ocean current power generating devices controls the current velocity at each position in the sea measured by its own ultrasonic current meter and the other floating ocean current power generating devices. and the current velocity at each position in the sea measured by the ultrasonic current meter of and the position of the power generation unit in the sea.
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