JP7198632B2 - wind power system - Google Patents

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Description

本発明は、風力発電システムに係り、特に風車の回転力を用いて空気を圧縮し、この圧縮空気を空気貯槽に貯留する風力発電システムに関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wind power generation system, and more particularly to a wind power generation system that compresses air using the rotational force of a windmill and stores the compressed air in an air storage tank.

一般に、風力発電システムは、再生可能な自然エネルギーを利用するものである。しかし、自然風の風量が常時変動することから、発電の不安定性が課題として残っている。この課題は、圧縮空気エネルギーを貯蔵するシステムを用いて安定化させることができる。このようなシステムを用いた風力発電装置には、例えば特許文献１に記載された装置がある。 In general, wind power generation systems utilize renewable natural energy. However, since the air volume of natural wind constantly fluctuates, the problem of instability in power generation remains. This problem can be stabilized with a system that stores compressed air energy. As a wind turbine generator using such a system, there is a device described in Patent Document 1, for example.

ところで、軟弱地盤地域では、風力発電システムを設置する場合、その設置場所に例えば杭等を打ち込んで、軟弱地盤を補強している。 By the way, in soft ground areas, when installing a wind power generation system, for example, piles or the like are driven into the installation site to reinforce the soft ground.

特開２００５－１８０２３７号公報JP 2005-180237 A

上述したように、従来では、軟弱地盤地域に風力発電システムを設置する場合、その設置場所に杭等を打ち込んで、地盤を補強しているため、施工工数及び施工コストが多くかかるという問題がある。 As described above, conventionally, when a wind power generation system is installed in a soft ground area, piles or the like are driven into the installation site to reinforce the ground. .

本発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、軟弱地盤等のあらゆる地盤に設置することができ、施工工数及び施工コストを大幅に削減可能な風力発電システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and aims to provide a wind power generation system that can be installed on any ground such as soft ground, and that can significantly reduce construction man-hours and construction costs. do.

上記課題を解決するため、本発明の請求項１に記載の発明は、風車と、前記風車の回転力を用いて圧縮した圧縮空気を貯留する空気貯槽と、前記空気貯槽に貯留された前記圧縮空気で駆動する空気タービンと、前記空気タービンの回転駆動によって発電する発電機と、を備え、前記空気貯槽の上部に風車塔体が立設され、この風車塔体に前記風車が設置され、前記空気貯槽が前記風車の基礎として構成され、前記空気貯槽は、地下又は水中に設置されると共に、開閉弁が設けられた導入管を通して水源と接続され、前記開閉弁を開けて前記水源から水を導入可能とし、前記風車の回転力を動力として空気を圧縮する空気圧縮機と、前記風車の回転力で発電した電力を用いて空気を圧縮する空気圧縮機のいずれか一方を備えた風力発電システムであって、前記風車が回転する状態において、前記空気圧縮機にて圧縮された空気が前記空気貯槽へ供給され、この供給された空気が前記空気貯槽内の空気圧を高め、この空気圧を用いて前記空気タービンを回転させることで発電することを可能とし、前記風車が回転しない状態において、前記導入管に設けられた前記開閉弁を開けることで、前記水源に接続された前記導入管を通して前記空気貯槽へ水が導入され、この導入された水により前記空気貯槽に貯留された空気を圧縮することで、前記空気貯槽内の空気圧を高め、この空気圧を用いて前記空気タービンを回転させることで発電させるように構成されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 of the present invention provides a wind turbine, an air storage tank for storing compressed air compressed using the rotational force of the wind turbine, and the compressed air stored in the air storage tank. An air turbine driven by air and a generator generating power by rotationally driving the air turbine are provided. An air storage tank is configured as a foundation of the wind turbine, and the air storage tank is installed underground or underwater, is connected to a water source through an introduction pipe provided with an on-off valve, and opens the on-off valve to draw water from the water source. A wind power generation system comprising either an air compressor that can be introduced and that compresses air using the rotational force of the windmill as power, or an air compressor that compresses air using electric power generated by the rotational force of the windmill. wherein, while the windmill is rotating, air compressed by the air compressor is supplied to the air storage tank, the supplied air increases the air pressure in the air storage tank, and the air pressure is used to It is possible to generate electricity by rotating the air turbine, and in a state where the windmill is not rotating, by opening the on-off valve provided in the introduction pipe, the air is passed through the introduction pipe connected to the water source. Water is introduced into the storage tank, and the introduced water compresses the air stored in the air storage tank to increase the air pressure in the air storage tank, and the air pressure is used to rotate the air turbine to generate power. It is characterized in that it is configured to allow

また、本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記空気貯槽は、ケーソン工法により築造されていることを特徴とする。 Moreover, the invention according to claim 2 of the present invention is characterized in that, in addition to the configuration according to claim 1, the air storage tank is constructed by a caisson construction method.

また、本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加え、前記空気圧縮機と前記空気貯槽を接続する貯槽配管と、前記空気貯槽と前記空気タービンを接続するタービン配管と、前記貯槽配管及び前記タービン配管のそれぞれが経由し、前記空気圧縮機によって空気が圧縮されるときの熱を、前記空気タービンに送られる膨張する空気に伝達して熱交換する熱交換器と、をさらに備えることを特徴とする。 Further, the invention according to claim 3 of the present invention, in addition to the configuration according to claim 1 or 2 , further includes a storage tank pipe connecting the air compressor and the air storage tank, and a storage tank pipe connecting the air storage tank and the air turbine. Through the turbine piping, the storage tank piping, and the turbine piping, respectively, the heat when the air is compressed by the air compressor is transferred to the expanding air sent to the air turbine to exchange heat. and an exchanger.

本発明の請求項１に記載の発明によれば、空気貯槽の上部に風車塔体が立設され、この風車塔体に風車が設置され、空気貯槽が風車の基礎として構成されているため、軟弱地盤等のあらゆる地盤に設置することができ、汎用性を高めるとともに、施工工数及び施工コストを大幅に削減することが可能となる。 According to the invention of claim 1 of the present invention, the wind turbine tower body is erected on the upper part of the air storage tank, the wind turbine is installed on the wind turbine tower body, and the air storage tank is configured as the foundation of the wind turbine, It can be installed on any type of ground, including soft ground, making it possible to increase versatility and significantly reduce construction man-hours and construction costs.

また、本発明の請求項１に記載の発明によれば、空気貯槽は、地下又は水中に設置されているので、設置するための用地を効率的に活用することができる。 Moreover, according to the first aspect of the present invention, since the air storage tank is installed underground or underwater, the site for installation can be efficiently utilized.

また、本発明の請求項１に記載の発明によれば、空気貯槽は、開閉弁が設けられた導入配管を通して水源と接続され、開閉弁を開けて前記水源から水を導入可能としたことにより、圧縮空気を空気貯槽に貯め始める前に、開閉弁を開けて空気貯槽に水源からの水を貯め、空気貯槽の空気圧が水源の水頭圧の差に達したときに開閉弁を閉じることで、空気貯槽からさらに高い圧縮空気を空気タービンに送ることができる。 Further, according to the first aspect of the present invention, the air storage tank is connected to a water source through an introduction pipe provided with an on-off valve, and by opening the on-off valve, water can be introduced from the water source. , Before starting to store compressed air in the air storage tank, open the on-off valve to store water from the water source in the air storage tank, and close the on-off valve when the air pressure in the air storage tank reaches the head pressure difference of the water source. Higher compressed air can be delivered to the air turbine from the air reservoir.

また、本発明の請求項１に記載の発明によれば、風車の回転力を用いて空気を圧縮するか、あるいは風車の回転力で発電した電力を用いて空気を圧縮する空気圧縮機をさらに備え、風車の回転力を用いて空気を圧縮する場合には、エネルギー変換効率を向上させることができる。 Further, according to the first aspect of the present invention, the air compressor further comprises an air compressor that compresses air using the rotational force of the windmill, or compresses the air using electric power generated by the rotational force of the windmill. In addition, when the rotational force of the windmill is used to compress the air, the energy conversion efficiency can be improved.

また、本発明の請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の効果に加え、空気貯槽は、ケーソン工法により築造されているため、空気貯槽が風車及び風車塔体を支持することにより、軟弱な地盤でも確実に設置することができる。 According to the second aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect, the air storage tank is constructed by the caisson construction method, so that the air storage tank supports the wind turbine and the wind turbine tower body. As a result, it can be installed reliably even on soft ground.

また、本発明の請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明の効果に加え、貯槽配管及びタービン配管のそれぞれが熱交換器を経由し、空気圧縮機によって空気が圧縮されるときの熱を、空気タービンに送られる膨張する空気に伝達して熱交換することにより、エネルギー貯蔵効率を向上させることができる。 Further, according to the third aspect of the present invention, in addition to the effect of the first or second aspect of the invention, each of the storage tank piping and the turbine piping passes through a heat exchanger, and the air is compressed by the air compressor. Energy storage efficiency can be improved by transferring and exchanging heat as the is compressed to the expanding air that is sent to the air turbine.

本発明の第１実施の形態に係る風力発電システムの構成を示す系統図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a system diagram which shows the structure of the wind power generation system which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２実施の形態に係る風力発電システムの構成を示す系統図である。FIG. 2 is a system diagram showing the configuration of a wind power generation system according to a second embodiment of the present invention; FIG.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

［第１実施の形態］
図１は、本発明の第１実施の形態に係る風力発電システムの構成を示す系統図である。 [First embodiment]
FIG. 1 is a system diagram showing the configuration of a wind power generation system according to a first embodiment of the present invention.

まず、図１を用いて風力発電システムの構成を簡単に説明する。 First, the configuration of the wind power generation system will be briefly described with reference to FIG.

本実施の形態の風力発電システムは、構成を簡単に説明すると、風車１の回転力を直接動力とする空気圧縮機４によって空気を圧縮し、この圧縮空気を空気貯槽６に貯留し、この空気貯槽６と海、河川又は湖沼等の水源１０と接続することで、エネルギー貯蔵容量を大きくしている。 Briefly describing the configuration of the wind power generation system of the present embodiment, air is compressed by an air compressor 4 that is directly powered by the rotational force of the wind turbine 1, the compressed air is stored in an air storage tank 6, and the air is The energy storage capacity is increased by connecting the storage tank 6 to a water source 10 such as the sea, river or lake.

図１に示すように、風車１は、風車塔体２の上端に回転可能に設置されている。この風車塔体２内には、動力伝達部３が設けられている。この動力伝達部３は、空気圧縮機４ａに接続されている。したがって、風車１が風力により回転すると、この回転力が動力伝達部３を経て空気圧縮機４ａに伝達されて、空気圧縮機４が駆動する。すなわち、空気圧縮機４ａは、風車１の回転力を動力として空気を圧縮することで高圧の圧縮空気としている。 As shown in FIG. 1, the wind turbine 1 is rotatably installed on the upper end of the wind turbine tower body 2 . A power transmission section 3 is provided inside the wind turbine tower body 2 . This power transmission unit 3 is connected to an air compressor 4a. Therefore, when the wind turbine 1 rotates due to wind power, this rotational force is transmitted to the air compressor 4a through the power transmission section 3, and the air compressor 4 is driven. That is, the air compressor 4a uses the rotational force of the wind turbine 1 as power to compress the air to produce high-pressure compressed air.

空気圧縮機４ａは、貯槽配管５を介して空気貯槽６に接続されている。この貯槽配管５には、開閉可能な開閉弁１４が設けられている。開閉弁１４を開けた場合には、空気圧縮機４ａによって圧縮された高圧の圧縮空気は、貯槽配管５を通して空気貯槽６に貯留される。空気圧縮機４ａは、空気貯槽６の上面に設置されている。 The air compressor 4 a is connected to an air storage tank 6 via a storage tank pipe 5 . The storage tank pipe 5 is provided with an on-off valve 14 that can be opened and closed. When the on-off valve 14 is opened, the high-pressure compressed air compressed by the air compressor 4 a is stored in the air storage tank 6 through the storage tank pipe 5 . The air compressor 4 a is installed on the upper surface of the air storage tank 6 .

本実施の形態の空気貯槽６は、ニューマチックケーソン工法、オープンケーソン工法、アーバンリング工法、又は設置ケーソン工法を含むケーソン工法により築造されている。空気貯槽６は、その上面が地面と略同一高さになるように地下Ｇに埋設されている。空気貯槽６の上面には、風車塔体２が立設されている。空気貯槽６は、風車１及び風車塔体２を含む上部構造を支持する基礎として構成されている。空気貯槽６は、導入配管１１を介して海、河川又は湖沼等の水源１０に接続されている。 The air storage tank 6 of this embodiment is constructed by a caisson construction method including a pneumatic caisson construction method, an open caisson construction method, an urban ring construction method, or an installation caisson construction method. The air storage tank 6 is buried in the underground G so that its upper surface is approximately the same height as the ground. A wind turbine tower body 2 is erected on the upper surface of the air storage tank 6 . The air storage tank 6 is configured as a foundation for supporting the superstructure including the wind turbine 1 and the wind turbine tower body 2 . The air storage tank 6 is connected through an introduction pipe 11 to a water source 10 such as the sea, a river, or a lake.

この導入配管１１には、開閉可能な開閉弁１２が設けられている。この開閉弁１２を開けた場合には、水源１０からの水が空気貯槽６に導入される。開閉弁１２は、風車１から比較的離れた場所に設置される場合には、例えば遠隔操作可能な制御弁が用いられる。 This introduction pipe 11 is provided with an on-off valve 12 that can be opened and closed. When the on-off valve 12 is opened, water from the water source 10 is introduced into the air storage tank 6 . When the on-off valve 12 is installed at a place relatively distant from the wind turbine 1, for example, a remotely operable control valve is used.

導入配管１１の空気貯槽６側の端部は、空気貯槽６の底面近傍まで延びている。一方、導入配管１１の水源１０側の端部は、水源１０において水深の浅い位置に配置されている。そのため、水源１０の水面の高さと、空気貯槽６の底面との間には、水頭差ｈが発生する。 The end of the introduction pipe 11 on the side of the air storage tank 6 extends to the vicinity of the bottom surface of the air storage tank 6 . On the other hand, the end of the introduction pipe 11 on the side of the water source 10 is arranged at a position where the water depth is shallow in the water source 10 . Therefore, a water head difference h is generated between the height of the water surface of the water source 10 and the bottom surface of the air storage tank 6 .

空気貯槽６は、タービン配管７を介して空気タービン８と接続されている。このタービン配管７にも開閉可能な開閉弁１３が設けられている。空気タービン８は、空気貯槽６に貯留された圧縮空気がタービン配管７を通して供給されることで回転駆動する。すなわち、空気タービン８のロータは、発電機９と連結され、空気タービン８のロータが回転駆動することによって発電機９が発電を行うように構成されている。 Air storage tank 6 is connected to air turbine 8 via turbine pipe 7 . The turbine pipe 7 is also provided with an on-off valve 13 that can be opened and closed. The air turbine 8 is rotationally driven by the compressed air stored in the air storage tank 6 being supplied through the turbine pipe 7 . That is, the rotor of the air turbine 8 is connected to the generator 9, and the rotor of the air turbine 8 is rotationally driven so that the generator 9 generates electricity.

貯槽配管５及びタービン配管７は、それぞれ熱交換器１５を経由するように配置されている。これにより、熱交換器１５は、空気圧縮機４ａによって空気が圧縮されるときの熱を、空気タービン８に送られる膨張する空気に伝達して熱交換するようにしている。熱交換器１５は、空気貯槽６の上面に設置されている。 The storage tank pipe 5 and the turbine pipe 7 are arranged so as to pass through the heat exchanger 15 respectively. Thereby, the heat exchanger 15 transfers the heat generated when the air is compressed by the air compressor 4a to the expanding air sent to the air turbine 8 for heat exchange. The heat exchanger 15 is installed on the upper surface of the air storage tank 6 .

次に、本実施の形態の作用を説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.

風車１が風力により回転すると、この回転力が動力伝達部３を経て空気圧縮機４ａに伝達されて、空気圧縮機４ａを駆動させる。この空気圧縮機４ａが駆動することにより発生する高圧の圧縮空気は、貯槽配管５を通して空気貯槽６に貯留される。 When the windmill 1 rotates due to wind power, this rotational force is transmitted to the air compressor 4a via the power transmission unit 3 to drive the air compressor 4a. High-pressure compressed air generated by driving the air compressor 4 a is stored in the air storage tank 6 through the storage tank pipe 5 .

空気貯槽６に貯留された高圧の圧縮空気は、タービン配管７を通して空気タービン８を回転駆動させる。そして、空気タービン８が回転駆動することによって発電機９が発電を行う。 The high-pressure compressed air stored in the air storage tank 6 rotates the air turbine 8 through the turbine pipe 7 . As the air turbine 8 rotates, the power generator 9 generates power.

ここで、空気貯槽６は、ケーソン工法により築造され、風車１及び風車塔体２を含む上部構造を支持する基礎としての機能を有する。このため、風車１及び風車塔体２を含む上部構造は、地盤が軟弱であっても確実に設置することが可能になる。 Here, the air storage tank 6 is constructed by the caisson construction method and functions as a foundation for supporting the upper structure including the wind turbine 1 and the wind turbine tower body 2 . Therefore, the upper structure including the wind turbine 1 and the wind turbine tower body 2 can be reliably installed even if the ground is soft.

空気貯槽６は、導入配管１１を介して水源１０に接続されている。したがって、開閉弁１２を開けることにより、水源１０の水を空気貯槽６に導入することができる。ここで、本実施の形態では、空気貯槽６に圧縮空気を貯留し始める前に、開閉弁１２を開けることで、水源１０の水を空気貯槽６に導入して空気貯槽６に貯留する。そして、空気貯槽６の空気圧が水頭差ｈに達したときに開閉弁１２を閉じる。 The air storage tank 6 is connected to a water source 10 via an introduction pipe 11 . Therefore, by opening the on-off valve 12 , water from the water source 10 can be introduced into the air storage tank 6 . Here, in the present embodiment, the water from the water source 10 is introduced into the air storage tank 6 and stored in the air storage tank 6 by opening the on-off valve 12 before starting to store compressed air in the air storage tank 6 . Then, when the air pressure in the air storage tank 6 reaches the water head difference h, the on-off valve 12 is closed.

また、風車１が回転せず、空気貯槽６内の空気圧が大気圧になったときに開閉弁１２を開けることで、空気貯槽６内の空気が圧縮されることで、この圧縮空気をさらに空気タービン８に供給することができる。 When the windmill 1 does not rotate and the air pressure in the air storage tank 6 reaches the atmospheric pressure, the on-off valve 12 is opened to compress the air in the air storage tank 6, so that the compressed air is further compressed. Turbine 8 can be supplied.

したがって、本実施の形態では、開閉弁１２を開閉することで、空気貯槽６内に圧縮空気エネルギーが貯められている限り、空気タービン８を回転駆動させて発電機９で発電させることができる。 Therefore, in the present embodiment, by opening and closing the on-off valve 12, as long as the compressed air energy is stored in the air storage tank 6, the air turbine 8 can be rotationally driven and the power generator 9 can generate electricity.

このように本実施の形態では、空気貯槽６の上部に風車塔体２が立設され、この風車塔体２に風車１が設置され、空気貯槽６が風車１の基礎として構成されているため、軟弱地盤等のあらゆる地盤に設置することができ、汎用性を高めるとともに、施工工数及び施工コストを大幅に削減することが可能となる。 As described above, in the present embodiment, the wind turbine tower body 2 is erected above the air storage tank 6, the wind turbine 1 is installed on the wind turbine tower body 2, and the air storage tank 6 is configured as the foundation of the wind turbine 1. , It can be installed on any ground such as soft ground, and it is possible to improve versatility and significantly reduce the number of construction man-hours and construction costs.

また、本実施の形態では、空気貯槽６は、地下Ｇに設置されているので、設置するための用地を効率的に活用することができる。 Moreover, in this embodiment, since the air storage tank 6 is installed in the underground G, the site for installation can be efficiently utilized.

また、本実施の形態では、空気貯槽６は、ケーソン工法により築造されているため、空気貯槽６が風車１及び風車塔体２を支持することにより、軟弱な地盤でも確実に設置することができ、汎用性を一段と高めることができる。 Further, in the present embodiment, since the air storage tank 6 is constructed by the caisson construction method, the air storage tank 6 supports the wind turbine 1 and the wind turbine tower body 2, so that they can be reliably installed even on soft ground. , the versatility can be further enhanced.

また、本実施の形態では、空気貯槽６は、開閉弁１２が設けられた導入配管１１を通して水源１０と接続され、開閉弁１２を開けて水源１０から水を導入可能としたことにより、圧縮空気を空気貯槽６に貯め始める前に、開閉弁１２を開けて空気貯槽６に水源１０からの水を貯め、空気貯槽６の空気圧が水源１０の水頭圧の差に達したときに開閉弁１２を閉じることで、さらに高い圧縮空気を空気タービン８に送ることができる。 In addition, in the present embodiment, the air storage tank 6 is connected to the water source 10 through the introduction pipe 11 provided with the on-off valve 12, and by opening the on-off valve 12 so that water can be introduced from the water source 10, the compressed air is stored in the air storage tank 6, the on-off valve 12 is opened to store water from the water source 10 in the air storage tank 6, and the on-off valve 12 is opened when the air pressure in the air storage tank 6 reaches the head pressure difference of the water source 10. Closing allows more highly compressed air to be delivered to the air turbine 8 .

また、本実施の形態では、空気圧縮機４ａが風車１の回転力を直接動力として空気を圧縮することにより、エネルギー変換効率を向上させることができる。 In addition, in the present embodiment, the air compressor 4a compresses the air using the rotational force of the wind turbine 1 directly as power, thereby improving the energy conversion efficiency.

また、本実施の形態では、貯槽配管５及びタービン配管７のそれぞれが熱交換器１５を経由し、空気圧縮機４ａによって空気が圧縮されるときの熱を、空気タービン８に送られる膨張する空気に伝達して熱交換することにより、エネルギー貯蔵効率を向上させることができる。 Further, in the present embodiment, each of the storage tank pipe 5 and the turbine pipe 7 passes through the heat exchanger 15, and the heat when the air is compressed by the air compressor 4a is transferred to the expanded air sent to the air turbine 8. energy storage efficiency can be improved by transmitting heat to

［第２実施の形態］
図２は、本発明の第２実施の形態に係る風力発電システムの構成を示す系統図である。なお、前記第１実施の形態と同一の部分には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。 [Second embodiment]
FIG. 2 is a system diagram showing the configuration of a wind power generation system according to a second embodiment of the present invention. The same reference numerals are given to the same parts as in the first embodiment, and overlapping explanations are omitted.

図２に示すように、本実施の形態の風力発電システムは、空気貯槽６が海、河川又は湖沼等の水源１０の水中に設置されている。空気貯槽６は、上部が水源１０の水面から露出している。空気貯槽６は、導入配管１１を介して水源１０と接続され、この導入配管１１には、開閉弁１２が設けられている。本実施の形態の開閉弁１２は、水中に設置されている。 As shown in FIG. 2, in the wind power generation system of the present embodiment, an air storage tank 6 is installed underwater in a water source 10 such as the sea, river, lake, or the like. The upper part of the air storage tank 6 is exposed from the water surface of the water source 10 . The air storage tank 6 is connected to a water source 10 through an introduction pipe 11, and the introduction pipe 11 is provided with an on-off valve 12. As shown in FIG. The on-off valve 12 of this embodiment is installed underwater.

本実施の形態の風力発電システムは、風車１の回転力で発電した電力を用いて空気圧縮機４ｂを駆動して空気を圧縮している。 In the wind power generation system of the present embodiment, electric power generated by the rotational force of the wind turbine 1 is used to drive the air compressor 4b to compress air.

また、本実施の形態でも、前記第１実施の形態と同様に、空気貯槽６の上面に風車塔体２が立設されている。すなわち、空気貯槽６は、風車１及び風車塔体２を含む上部構造を支持する基礎として構成されている。さらに、空気圧縮機４ｂ及び熱交換器１５も、前記第１実施の形態と同様に空気貯槽６の上面に設置されている。 Also in this embodiment, the wind turbine tower body 2 is erected on the upper surface of the air storage tank 6 as in the first embodiment. That is, the air storage tank 6 is configured as a foundation for supporting the upper structure including the wind turbine 1 and the wind turbine tower body 2 . Furthermore, the air compressor 4b and the heat exchanger 15 are also installed on the upper surface of the air storage tank 6, as in the first embodiment.

したがって、本実施の形態では、風車１の回転力で発電した電力を用いて空気圧縮機４ｂを駆動しているので、発電機が必要になるものの、前記第１実施の形態のように風車塔体２内の上下方向にわたって動力伝達部３を設けることがなくなり、風車塔体２内の構造を簡素化することができる。 Therefore, in the present embodiment, the electric power generated by the rotational force of the wind turbine 1 is used to drive the air compressor 4b. Since the power transmission section 3 is not provided in the vertical direction inside the body 2, the structure inside the wind turbine tower body 2 can be simplified.

なお、その他の構成及び作用効果は、前記第１実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。 Other configurations and effects are the same as those of the first embodiment, so description thereof will be omitted.

なお、以上説明した実施の形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。 It should be noted that the embodiments described above are described to facilitate understanding of the present invention, and are not described to limit the present invention.

例えば、各実施の形態の風力発電システムは、空気貯槽６の上部に１つの風車塔体２を立設し、この風車塔体２に風車１が設置された例について説明したが、これに限らず空気貯槽６を大型化することで、その上部に複数の風車塔体２を立設し、これらの風車塔体２に風車１を設置した場合についても適用可能である。 For example, in the wind power generation system of each embodiment, an example in which one wind turbine tower body 2 is erected on top of the air storage tank 6 and the wind turbine 1 is installed on this wind turbine tower body 2 has been described, but the present invention is not limited to this. First, by increasing the size of the air storage tank 6, a plurality of wind turbine tower bodies 2 are erected on the top thereof, and the wind turbines 1 are installed on these wind turbine tower bodies 2.

１ 風車
２ 風車塔体
３ 動力伝達部
４ａ 空気圧縮機
４ｂ 空気圧縮機
５ 貯槽配管
６ 空気貯槽
７ タービン配管
８ 空気タービン
９ 発電機
１０ 水源
１１ 導入配管
１２ 開閉弁
１３ 開閉弁
１４ 開閉弁
１５ 熱交換器
Ｇ 地下
ｈ 水頭差 1 windmill 2 windmill tower body 3 power transmission unit 4a air compressor 4b air compressor 5 storage tank pipe 6 air storage tank 7 turbine pipe 8 air turbine 9 generator 10 water source 11 introduction pipe 12 on-off valve 13 on-off valve 14 on-off valve 15 heat exchange Vessel G Underground h Water head difference

Claims (3)

風車と、
前記風車の回転力を用いて圧縮した圧縮空気を貯留する空気貯槽と、
前記空気貯槽に貯留された前記圧縮空気で駆動する空気タービンと、
前記空気タービンの回転駆動によって発電する発電機と、を備え、
前記空気貯槽の上部に風車塔体が立設され、この風車塔体に前記風車が設置され、前記空気貯槽が前記風車の基礎として構成され、
前記空気貯槽は、地下又は水中に設置されると共に、開閉弁が設けられた導入管を通して水源と接続され、前記開閉弁を開けて前記水源から水を導入可能とし、
前記風車の回転力を動力として空気を圧縮する空気圧縮機と、前記風車の回転力で発電した電力を用いて空気を圧縮する空気圧縮機のいずれか一方を備えた風力発電システムであって、
前記風車が回転する状態において、前記空気圧縮機にて圧縮された空気が前記空気貯槽へ供給され、この供給された空気が前記空気貯槽内の空気圧を高め、この空気圧を用いて前記空気タービンを回転させることで発電することを可能とし、
前記風車が回転しない状態において、前記導入管に設けられた前記開閉弁を開けることで、前記水源に接続された前記導入管を通して前記空気貯槽へ水が導入され、この導入された水により前記空気貯槽に貯留された空気を圧縮することで、前記空気貯槽内の空気圧を高め、この空気圧を用いて前記空気タービンを回転させることで発電させるように構成されたことを特徴とする発電システム。 a windmill and
an air storage tank for storing compressed air compressed using the rotational force of the windmill;
an air turbine driven by the compressed air stored in the air storage tank;
a generator that generates power by rotationally driving the air turbine;
A wind turbine tower body is erected on the upper part of the air storage tank, the wind turbine is installed on the wind turbine tower body, and the air storage tank is configured as a foundation of the wind turbine,
The air storage tank is installed underground or underwater, is connected to a water source through an introduction pipe provided with an on-off valve, and opens the on-off valve to allow water to be introduced from the water source,
A wind power generation system comprising either an air compressor that compresses air using the rotational force of the windmill as power, or an air compressor that compresses air using electric power generated by the rotational force of the windmill,
While the wind turbine rotates, the air compressed by the air compressor is supplied to the air storage tank, the supplied air increases the air pressure in the air storage tank, and the air pressure is used to drive the air turbine. It is possible to generate electricity by rotating,
By opening the on-off valve provided in the introduction pipe in a state in which the windmill does not rotate, water is introduced into the air storage tank through the introduction pipe connected to the water source. A power generation system comprising: a power generation system configured to increase air pressure in the air storage tank by compressing air stored in the air storage tank, and use the air pressure to rotate the air turbine to generate power. 前記空気貯槽は、ケーソン工法により築造されていることを特徴とする請求項１に記載の風力発電システム。 The wind power generation system according to claim 1, wherein the air storage tank is constructed by a caisson construction method . 前記空気圧縮機と前記空気貯槽を接続する貯槽配管と、
前記空気貯槽と前記空気タービンを接続するタービン配管と、
前記貯槽配管及び前記タービン配管のそれぞれが経由し、前記空気圧縮機によって空気が圧縮されるときの熱を、前記空気タービンに送られる膨張する空気に伝達して熱交換する熱交換器と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の風力発電システム。 a storage tank pipe that connects the air compressor and the air storage tank;
a turbine pipe connecting the air storage tank and the air turbine;
a heat exchanger through which each of the storage tank pipe and the turbine pipe passes through and exchanges heat by transferring heat generated when the air is compressed by the air compressor to the expanding air sent to the air turbine;
The wind power generation system according to claim 1 or 2, further comprising:
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