JPS5918555B2 - 風車のピッチ制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、風車において常に最大の風のエネルギを増出
すためのピッチ制御を行う方法１こ関するものである。

従来から一般１こ知られている風車は、その出力を主と
して発電機により電気的エネルギとビて取出すシステム
を構成し、そのため風車の回転数が常時一定になるよう
にそのピッチ制御を行っている。

しかしながら、蓄エネルギ形態が異なる場合、例えば空
気圧縮装置や揚水ポンプ等を駆動するために風車を利用
する場合１こは、風車の回転数を常時一定に保つ必要が
なく、むしろ常時最大出力を得ることが望ましいＬ 本発明は、このような観点から、簡単な制御系によって
常時最大の風のエネルギをホ出すよう１こした風車のピ
ッチ制御方法を提供しようとするものであり、風車の前
方と後方１こ風速センサを設けて両位置の風速を検出し
、その風速比に基づいてそれが常に略一定値を保つよう
に風車の可変ピッチ機構を制御することを特徴とするも
のである。

次１こ、図面を参照して本発明をさら１こ具体的１こ説
明する。

第１図１こ示すように、風車１の前方と後方１こアネモ
マスター等の風速に比例した電気的出力が得られる風速
センサ２，３を配設し、両位置の風速を検出した場合、
ベンツ（Ｂｅｔｚ）の理論）こよれば、ｖ１／ｖｏ＝α
（但し、ｖｏ、ｖｌは風車の前方及び後方無限遠におけ
る風速）と置いて、風車全面で風が一様な減速を受ける
としたとき、風車出力Ｐが、 Ｐ＝２πＲ２ρＶ８（１−α）２ ・α で与えられる。

但し、Ｒは風車の回転半径、ρは空気の密度である。

この式をαで微分すると、Ｐ 北＝２πＲ２ρｖ３（ｔ−ａ）（ｔ−３ａ）が得られ、
これ１こより風車出力が最大となるときのαの値として
、α−１及びα＝士が求められる。

ａ ＝ ｌは風車出力が０の状態に対応するので、物理
的に意味がない。

従ってα−Ｖ１／Ｖｏ＝ｌ／３、即ち■。

＝３■１の場合に風車出力が最大になることが理論的に
導かれる。

しかし、この値は無限遠の風速を仮定して求められたも
のであり、実際上は風速センサを風車回転面からあまり
離すことができないので、実験的に風車出力が最大とな
るときの風速比ｋを求め、これによって以下の制御を行
うのが有効である。

このような考え方を基礎として常時最大の風のエネルギ
を増出すための風車の制御系は、第１図に示すように構
成することができ、即ち、前記風速センサ２，３のうち
、風車１の後方に位置する風車センサ３の出力を増幅器
４１こおいてに倍１こ増幅した後、それを風車１の前方
に配置した風速センサ２の出力と共に比較器５に加えて
両者を比較し、そのいずれが大きいかによってピッチ増
減信号を発生させ、この信号１こより風車ブレードの可
変ピツチ機構６を動作させて、上記比較器５から出力が
発生しないように、つまり風速比Ｖ１／■。

が常に一定値ｋを保つように風車ブレードのピッチを変
化させる。

なお、図中７は風車軸に設けたエネルギ蓄積装置を示す
。

上記制御系における比較器５は、それに代えて加算器を
用いることもでき、この場合には増幅器４１こおいて風
速センサ３の出力を−に倍するような増幅を行えばよい
。

可変ピッチ機構６としては、一般的に知られている各種
方式、例えば油圧式、空気圧式、電気式、機械式などを
利用することができる。

また、風車の出力を増出すエネルギ蓄積装置７としては
、回転数を一定に保つ必要がある発電機等を除き、例え
ば温水装置、空気圧縮装置、揚水ポンプ等、回転数の変
動と無関係に作動する各種装置を使用することができる
。

このように本発明の方法によれば、風車の前後に風速セ
ンサを設けて可変ピッチ機構を制御するようにした極め
て簡単な構成により、風のエネルギを常１こ最大限に増
出すことができ、従って風のエネルギを効率よく利用す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した風車システムの構成図である
。 １・・・・・・風車、２，３・・・・・・風速センサ、
６・・・・・・可変ピッチ機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 風車の前方と後方に風速センサを設けて両位置の風
   速を検出し、その風速比１こ基づいてそれが常に略一定
   値を保つように風車の可変ピッチ機構を制御することを
   特徴とする風車のピッチ制御方法。