JPWO2017009943A1 - ダウンウィンド型風力発電装置およびダウンウィンド型風力発電装置の制御方法 - Google Patents
ダウンウィンド型風力発電装置およびダウンウィンド型風力発電装置の制御方法 Download PDFInfo
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Abstract
Description
本技術分野の背景技術として、例えば、特許文献1のような技術がある。特許文献1には、「発電機頭部に、発電機を駆動する回転子軸に固定のハブに支えられそれぞれ所定の初期コーニング角を間に持ちこのコーニング角が風速により変化するように実質的な柔軟性を持つ細長い羽根を備えた回転子を設け、又前記発電機頭部の首振り割合を過度の首振り割合を防ぐように制御する制御手段を備える発電機装置」が開示されている。
T:ブレード1の回転方向の風の力によるトルク
f:ブレードに加わる風の力
L:ブレード中心からブレードにかかる風の力の作用点の中心までの距離
θy:風向とブレード面の法線との偏差角
θc:ブレードのコーニング角
である。
Claims (15)
- 風を受けて回転するロータと、
前記ロータを回転可能に支承するナセルと、
前記ナセルをヨー回転可能に支持するタワーと、
前記ナセルのヨー回転動作を緩和する緩衝装置と、を備え、
前記ロータは発電運転時に前記ナセルよりも風下側に位置することを特徴とするダウンウィンド型風力発電装置。 - 請求項1に記載のダウンウィンド型風力発電装置において、
前記ロータは、複数のブレードが風下側に傾斜するよう、コーニング角を有してハブに取り付けられることを特徴とするダウンウィンド型風力発電装置。 - 請求項1または2に記載のダウンウィンド型風力発電装置において、
前記緩衝装置は、前記ナセルと前記タワーの連結部近傍に設けられることを特徴とするダウンウィンド型風力発電装置。 - 請求項1または2に記載のダウンウィンド型風力発電装置において、
前記緩衝装置は、前記ナセルと前記タワーの連結部に設けられた軸受けと、
前記軸受けに封入された粘性流体と、からなり、
前記粘性流体の粘性抵抗により前記ナセルのヨー回転動作を緩和することを特徴とするダウンウィンド型風力発電装置。 - 請求項1または2に記載のダウンウィンド型風力発電装置において、
前記緩衝装置は、構成部品に油圧シリンダを含むことを特徴とするダウンウィンド型風力発電装置。 - 請求項1または2に記載のダウンウィンド型風力発電装置において、
前記緩衝装置は、前記ナセルと前記タワーの連結部に設けられた軸受けと、
前記ナセルのヨー回転動作に伴い駆動する流体ポンプと、
前記流体ポンプの駆動により前記軸受けに粘性流体を供給する配管ループと、を備え、
前記ナセルのヨー回転動作時に前記軸受けに粘性流体を供給することで、前記ナセルのヨー回転動作を緩和することを特徴とするダウンウィンド型風力発電装置。 - 請求項1または2に記載のダウンウィンド型風力発電装置において、
前記緩衝装置は、前記ナセルのヨー回転動作の加速度を検出する加速度センサと、
前記加速度センサの信号に基づき前記ナセルのヨー制御を行う制御装置と、を備え、
前記加速度センサにより検出した加速度に応じて、前記ナセルのヨー回転動作を緩和することを特徴とするダウンウィンド型風力発電装置。 - 請求項1または2に記載のダウンウィンド型風力発電装置において、
前記ナセルと前記タワーの連結部に設けられたヨー駆動用歯車と、
前記ヨー駆動用歯車と噛合するギアポンプと、
前記ギアポンプに連結され、粘性流体を内包する配管ループと、を備え、
前記配管ループの一部に設けられたオリフィスにより生じる前記粘性流体の粘性抵抗により前記ナセルのヨー回転動作を緩和することを特徴とするダウンウィンド型風力発電装置。 - 請求項8に記載のダウンウィンド型風力発電装置において、
前記配管ループは、前記オリフィスをバイパスするバイパス系統を有し、
前記バイパス系統に設けられたバイパス弁の開閉により前記粘性流体の粘性抵抗を調節することを特徴とするダウンウィンド型風力発電装置。 - 請求項1または2に記載のダウンウィンド型風力発電装置において、
前記ナセルと前記タワーの連結部に設けられたヨー駆動用歯車と、
前記ヨー駆動用歯車と噛合する発電機と、
前記発電機に電気的に接続された抵抗器と、を備え、
前記ナセルのヨー回転動作に伴い前記発電機により発生する電気エネルギーを前記抵抗器により消費することで、前記ナセルのヨー回転動作を緩和することを特徴とするダウンウィンド型風力発電装置。 - 請求項10に記載のダウンウィンド型風力発電装置において、
前記抵抗器は、抵抗値を変更可能な可変抵抗器であり、
前記抵抗器の抵抗値を変えることにより、前記発電機による前記ナセルのヨー回転動作の制動力を調節することを特徴とするダウンウィンド型風力発電装置。 - 請求項10に記載のダウンウィンド型風力発電装置において、
前記発電機は、前記ナセルが前記タワー上において受動的に回転する際には発電機として機能し、
前記ナセルが前記タワー上において能動的に回転する際には前記ナセルを前記タワー上で回転駆動する電動機として機能することを特徴とするダウンウィンド型風力発電装置。 - 請求項1または2に記載のダウンウィンド型風力発電装置において、
前記タワーは、係留ワイヤにより洋上または河川に係留された浮体上に設置され、
前記係留ワイヤおよび前記浮体のうち、少なくともいずれか一方に、当該浮体の搖動を緩和する緩衝装置を備えることを特徴とするダウンウィンド型風力発電装置。 - 請求項2に記載のダウンウィンド型風力発電装置において、
前記タワーは、弾性変形する素材からなり、
前記ブレードが風を受けて回転する際、前記タワーが風下側へ弾性的に変形することにより風向と前記ブレードの回転軸のなす角度の偏差を減少させ、前記ブレードの受風面積を増大させることを特徴とするダウンウィンド型風力発電装置。 - 発電運転時にナセルよりも風下に位置するロータを備えるダウンウィンド型風力発電装置の制御方法であって、
タワーに対する前記ナセルのヨー角度を検出し、
前記検出したヨー角度、および予め算出した当該ダウンウィンド型風力発電装置の振動の減衰率に基づき、前記タワーに対する前記ナセルのヨー制御量を調整するダウンウィンド型風力発電装置の制御方法。
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