明細 ^ 技術分野 Description ^ Technical field
本発明は、 風力発電装置に関する。 背景技術 The present invention relates to a wind power generator. Background art
従来の風力発電装置の風車は、 所定の起動風速 (カットイン風速) 以上の風を 受けた時に回転し始める。 回転され始めた風車は、 風速がカットイン風速より低 下しても、継続して回転される。風力発電装置の発電効率を向上させるためには、 比較的低速の風で起動する風車が必要である。 The wind turbine of a conventional wind turbine starts rotating when it receives winds at a predetermined start wind speed (cut-in wind speed) or higher. The wind turbine that has started to rotate continues to rotate even if the wind speed falls below the cut-in wind speed. In order to improve the power generation efficiency of a wind turbine, a wind turbine that starts with relatively low speed wind is required.
従来から、 比較的低速の風を利用して発電を行うために、 風車のブレードの取 付角 (ピッチ角) を制御する風力発電装置が知られている。 ところが、 ピッチ制 御を行う風力発電装置は複雑なピッチ制御機構を必要とする。 また、 風車が大型 の場合、 ピッチ制御に手間がかかるという問題がある。 発明の開示 2. Description of the Related Art Conventionally, a wind power generation device that controls a mounting angle (pitch angle) of a blade of a wind turbine to generate power using relatively low-speed wind has been known. However, a wind power generator that performs pitch control requires a complicated pitch control mechanism. In addition, when the wind turbine is large, there is a problem that it takes time to control the pitch. Disclosure of the invention
本発明の目的は、 比較的簡単な構造を有し、 発電効率の向上された風力発電装 置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a wind power generator having a relatively simple structure and improved power generation efficiency.
上記の目的を達成するために、 本発明の一態様では、 発電機を駆動するメイン 風車と、 メイン風車と同軸に配置され、 メイン風車と独立に回転される補助風車 とを備える風力発電装置が提供される。 補助風車の起動風速はメィン風車の起動 風速より低い。 補助風車が回転された時、 メイン風車がメイン風車の起動風速よ り低速で起動されるように、 補助風車はメイン風車に接近して配置されている。 本発明の別の態様では、 発電機を駆動するメイン風車と、 メイン風車と同軸に 配置され、 メイン風車と同じ方向に回転される補助風車とを備える風力発電装置 が提供される。 補助風車の起動風速はメイン風車の起動風速より低い。 風力発電 装置は、 メイン風車に補助風車の回転を伝達してメイン風車を起動させ、 かつ、 メイン風車が回転され始めた後で、 補助風車からメイン風車への回転の伝達を解
除する伝達切替装置を備える。 In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, there is provided a wind power generator including a main wind turbine driving a generator, and an auxiliary wind turbine arranged coaxially with the main wind turbine and rotated independently of the main wind turbine. Provided. The starting wind speed of the auxiliary wind turbine is lower than the starting wind speed of the main wind turbine. The auxiliary wind turbine is located close to the main wind turbine so that when the auxiliary wind turbine is rotated, the main wind turbine is started at a lower speed than the main wind turbine. According to another aspect of the present invention, there is provided a wind power generator including a main wind turbine driving a generator, and an auxiliary wind turbine arranged coaxially with the main wind turbine and rotated in the same direction as the main wind turbine. The starting wind speed of the auxiliary wind turbine is lower than the starting wind speed of the main wind turbine. The wind turbine transmits the rotation of the auxiliary wind turbine to the main wind turbine, starts the main wind turbine, and releases the transmission of the rotation from the auxiliary wind turbine to the main wind turbine after the main wind turbine starts rotating. And a transmission switching device for removing.
風を受けた時、 補助風車とメィン風車は反対方向に回転することが好ましい。 風力発電装置はさらに、 メイン風車を回転可能に支持するフレームと、 フレーム に装着され、 補助風車を回転可能に支持するベアリングとを備えることが好まし レ、。 フレームは、 メイン風車に連結される発電機のロータ軸を覆うスリーブを含 み、 ベアリングはスリープの外面に固定されていることが好ましい。 補助風車は メイン風車の風下に配置されることが好ましい。 風力発電装置はさらに、 補助風 車により駆動されて発電する補助発電機と、 メイン風車の回転速度が所定値以上 である時に、 補助風車を補助発電機に連結する連結切替装置とを備えることが好 ましい。 メイン風車は複数のメインブレードを有し、 補助風車は少なくとも 1つ の補助ブレードを有し、 補助ブレードの数は、 メインブレードの数より少ないこ とが好ましい。 メイン風車の回転速度が所定値以上に達した時に、 補助風車は停 止又は減速されることが好ましい。 風力発電装置はさらに、 メイン風車の回転速 度を検知するセンサを備えることが好ましい。 連結切替装置は、 センサからの信 号に基づいて補助風車と補助発電機との連結を切替える電磁クラツチを含むこと が好ましい。 図面の簡単な説明 When receiving wind, the auxiliary wind turbine and the main wind turbine preferably rotate in opposite directions. Preferably, the wind power generator further comprises a frame rotatably supporting the main wind turbine, and a bearing mounted on the frame and rotatably supporting the auxiliary wind turbine. The frame preferably includes a sleeve covering the rotor shaft of the generator connected to the main wind turbine, and the bearing is preferably fixed to the outer surface of the sleep. It is preferable that the auxiliary wind turbine is located downstream of the main wind turbine. The wind power generator may further include an auxiliary generator driven by the auxiliary wind turbine to generate power, and a connection switching device for connecting the auxiliary wind turbine to the auxiliary generator when the rotation speed of the main wind turbine is equal to or higher than a predetermined value. It is good. The main wind turbine has a plurality of main blades, the auxiliary wind turbine has at least one auxiliary blade, and the number of the auxiliary blades is preferably smaller than the number of the main blades. The auxiliary wind turbine is preferably stopped or decelerated when the rotation speed of the main wind turbine reaches a predetermined value or more. It is preferable that the wind power generator further includes a sensor that detects the rotation speed of the main wind turbine. The connection switching device preferably includes an electromagnetic clutch that switches the connection between the auxiliary wind turbine and the auxiliary generator based on a signal from the sensor. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
図 1は本発明の一実施形態に従う発電装置の断面図。 FIG. 1 is a sectional view of a power generator according to one embodiment of the present invention.
図 2は図 1の風力発電装置の斜視図。 FIG. 2 is a perspective view of the wind turbine generator of FIG.
図 3はプレードとハブとの取付部の拡大図。 Figure 3 is an enlarged view of the mounting part between the blade and the hub.
図 4は実験装置の模式図。 Figure 4 is a schematic diagram of the experimental device.
図 5は実験結果を示すグラフ。 Figure 5 is a graph showing the experimental results.
図 6は本発明の別の実施形態に従う発電装置の部分断面図。 発明を実施するための最良の形態 FIG. 6 is a partial cross-sectional view of a power generator according to another embodiment of the present invention. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
以下、 本発明の一実施形態に従う風力発電装置 1 1を説明する。 Hereinafter, a wind power generator 11 according to an embodiment of the present invention will be described.
図 2に示すように、 風力発電装置 1 1は、 地面に固定された固定部 1 2と、 固
定部 1 2からほぼ垂直に延びる中空の金属支柱 1 3とを含む。 支柱 1 3の周りで 回動可能な支持ケース 1 4が支柱 1 3の上端に配置されている。 支持ケース 1 4 には、 テールフィン 1 4 aが固定されている。 テールフィン 1 4 aが風を受けた 時、 テールフィン 1 4 aが風下を向くように支持ケース 1 4は回転される。 支持 ケース 1 4の上部には、 発電装置 1 5が取り付けられている。 As shown in FIG. 2, the wind turbine generator 11 has a fixed portion 12 fixed to the ground and a fixed portion 12 fixed to the ground. A hollow metal strut 13 extending substantially perpendicularly from the fixed portion 12. A support case 14 rotatable around the column 13 is arranged at the upper end of the column 13. A tail fin 14 a is fixed to the support case 14. When the tail fin 14 a receives wind, the support case 14 is rotated so that the tail fin 14 a faces leeward. At the upper part of the support case 14, a power generator 15 is attached.
図 1を参照して発電装置 1 5について説明する。 The power generator 15 will be described with reference to FIG.
発電装置 1 5は、 メイン発電機 1 6と、 補助発電機 1 7と、 発電機 1 6 , 1 7 を収容するケーシング 1 5 aとを含む。 メイン発電機 1 6はほぼ水平に配置され たロータ軸 1 8に接続されている。 ロータ軸 1 8は、 ケーシング 1 5 aに固定さ れたスリーブ 1 9を貫通して、 ケーシング 1 5 aの外側に突出している。 ロータ 軸 1 8の先端には、 円板状のメインハブ 2 0が固定されている。 ロータ軸 1 8は メインハプ 2 0とともに一体回転される。 一実施形態では、 ケーシング 1 5 aと スリーブ 1 9によりフレームが形成される。 The generator 15 includes a main generator 16, an auxiliary generator 17, and a casing 15 a that houses the generators 16 and 17. The main generator 16 is connected to a rotor shaft 18 arranged substantially horizontally. The rotor shaft 18 penetrates a sleeve 19 fixed to the casing 15a, and protrudes outside the casing 15a. A disc-shaped main hub 20 is fixed to the tip of the rotor shaft 18. The rotor shaft 18 rotates together with the main hap 20. In one embodiment, the frame is formed by the casing 15 a and the sleeve 19.
放射状に延びる 3枚のメインプレード 2 1がメインハブ 2 0に等角度間隔 (1 2 0 ° ) で装着されている。 メィンハブ 2 0及びメィンブレード 2 1によりメイ ン風車 2 2が形成される。 Three main blades 21 extending radially are attached to the main hub 20 at equal angular intervals (120 °). The main wind turbine 22 is formed by the main hub 20 and the main blade 21.
スリーブ 1 9の周面の所定位置には、 ラジアルベアリング 2 6が取り付けられ ている。 ラジア ベアリング 2 6の外輪部 2 6 aには、 メインハブ 2 0の直径と 同じ直径を有する環状の補助ハブ 2 7が固定されている。 補助ハプ 2 7には、 メ インブレード 2 1と同じ寸法を有し、 かつ、 放射状にのびる 2枚の捕助ブレード 2 8が等角度間隔 (1 8 0 ° ) で装着されている。 補助ハブ 2 7、 補助プレード 2 8により捕助風車 2 9が形成される。 At a predetermined position on the peripheral surface of the sleeve 19, a radial bearing 26 is attached. An annular auxiliary hub 27 having the same diameter as the main hub 20 is fixed to the outer ring portion 26 a of the radial bearing 26. Two auxiliary blades 28 having the same dimensions as the main blade 21 and extending radially are attached to the auxiliary haptic 27 at equal angular intervals (180 °). An auxiliary hub 27 and an auxiliary blade 28 form a catch wind turbine 29.
メイン風車 2 2と補助風車 2 9は同軸で、 かつ、 独立して回転される。 メイン 風車 2 2と補助風車 2 9とは比較的接近して配置されており、 両風車 2 2, 2 9 の間隔は、 回転中に互いに接触しない程度の値に設定されている。 The main windmill 22 and the auxiliary windmill 29 are coaxial and are independently rotated. The main wind turbine 22 and the auxiliary wind turbine 29 are arranged relatively close to each other, and the interval between the two wind turbines 22 and 29 is set to a value that does not contact each other during rotation.
ラジアルベアリング 2 6の外輪部 2 6 aの後面には、 かさ歯車 3 1が取り付け られている。 かさ歯車 3 1は、 ケーシング 1 5 aに取り付けられた歯車機構 3 2 と嚙み合わされる。 歯車機構 3 2は、 電磁クラッチ 3 3を介して補助発電機 1 7
の駆動軸 1 7 aに連結されている。 電磁クラッチ 3 3は駆動軸 1 7 aと歯車機構 3 2とを選択的に連結して、 補助風車 2 9の回転エネルギーを補助発電機 1 7へ 選択的に伝達させる。 電磁クラッチ 3 3は、 ロータ軸 1 8の回転速度を検知する センサ 3 3 aからの信号に従って活性化される。詳しくは、電磁クラッチ 3 3は、 ロータ軸 1 8の回転速度が所定値を超えているとき、 歯車機構 3 2と駆動軸 1 7 aとを連結する。 他方、 ロータ軸 1 8の回転速度が所定値以下のとき (例えば停 止中) に、 歯車機構 3 2と駆動軸 1 7 aとを切り離す。 電磁クラッチ 3 3及びセ ンサ 3 3 aにより、 連結切替装置が形成される。 A bevel gear 31 is attached to the rear surface of the outer ring 26 a of the radial bearing 26. The bevel gear 31 is engaged with a gear mechanism 32 attached to the casing 15a. The gear mechanism 3 2 is connected to the auxiliary generator 1 7 via the electromagnetic clutch 3 3. Drive shaft 17a. The electromagnetic clutch 33 selectively connects the drive shaft 17 a and the gear mechanism 32 to selectively transmit the rotational energy of the auxiliary wind turbine 29 to the auxiliary generator 17. The electromagnetic clutch 33 is activated according to a signal from a sensor 33a that detects the rotation speed of the rotor shaft 18. Specifically, the electromagnetic clutch 33 connects the gear mechanism 32 to the drive shaft 17a when the rotation speed of the rotor shaft 18 exceeds a predetermined value. On the other hand, when the rotation speed of the rotor shaft 18 is equal to or lower than a predetermined value (for example, during stoppage), the gear mechanism 32 and the drive shaft 17a are disconnected. The electromagnetic clutch 33 and the sensor 33a form a connection switching device.
図 1及ぴ図 3を参照してブレード 2 1, 2 8とハブ 2 0, 2 7との接続にっレヽ て説明する。 The connection between the blades 21 and 28 and the hubs 20 and 27 will be described with reference to FIGS.
メインブレード 2 1及び補助ブレード 2 8は、 2つの L字状金属板製のコネク タ 3 5 a, 3 5 bによりメインハブ 2 0及びf助ハブ 2 7にそれぞれ取り付けら れている。 詳しくは、 ブレードコネクタ 3 5 aは各ブレード 2 1, 2 8にねじ止 めされており、 ハブコネクタ 3 5 bはメインハブ 2 0又は補助ハブ 2 7にねじ止 めされている。 ブレードコネクタ 3 5 aと、 関連するハブコネクタ 3 5 bとは、 ボルト 3 6 aとナット 3 6 bとにより互いに連結されている。 ボルト 3 6 aを緩 めることにより、 各プレード 2 1, 2 8の取付角 (ピッチ角) αは調整可能であ る。 The main blade 21 and the auxiliary blade 28 are attached to the main hub 20 and the f-auxiliary hub 27 by two L-shaped metal plate connectors 35a and 35b, respectively. Specifically, the blade connector 35 a is screwed to each blade 21, 28, and the hub connector 35 b is screwed to the main hub 20 or the auxiliary hub 27. The blade connector 35a and the associated hub connector 35b are connected to each other by bolts 36a and nuts 36b. By loosening the bolt 36a, the mounting angle (pitch angle) α of each blade 21 and 28 can be adjusted.
図 3に示すように、 ブレードコネクタ 3 5 aは、 メインブレード 2 1の基端に おいて、 一縁 2 1 a側にずれて固定されている。 メインプレード 2 1の他縁 2 1 bとメインハブ 2 0との距離が一縁 2 1 aとメインハブ 2 0との距離よりも大き くなるように、 ピッチ角 αが設定されている。 また、 ブレードコネクタ 3 5 aは、 捕助ブレード 2 8の基端において、 一縁 2 8 a側にずれて固定されている。 補助 ブレード 2 8の他縁 2 8 bと捕助ハブ 2 7との距離が、 一縁 2 8 aと補助ハブ 2 7との距離よりも大きくなるように、 ピッチ角ひが設定されている。 また、 メイ ンブレード 2 1の傾斜の向きは補助プレード 2 8の傾斜の向きとは反対である。 このため、補助風車 2 9は、 メイン風車 2 2と反対方向に回転する。 具体的には、 図 2において、 メイン風車 2 2は反時計方向に回転し、 補助風車 2 9は時計方向
に回転する。 なお、 図 3で一点鎖線で示すように、 補助ブレード 2 8の傾斜の向 きがメインブレード 2 1の傾斜の向きと同じになるようにピッチ角ひを設定する と、 補助風車 2 9はメイン風車 2 2と同じ方向 (反時計方向) に回転する。 次に、 一実施形態の風力発電装置 1 1の作用について説明する。 As shown in FIG. 3, the blade connector 35 a is fixed at the base end of the main blade 21 so as to be shifted to the one edge 21 a side. The pitch angle α is set such that the distance between the other edge 21b of the main blade 21 and the main hub 20 is larger than the distance between one edge 21a and the main hub 20. Further, the blade connector 35 a is fixed at the base end of the catching blade 28 so as to be shifted to the one edge 28 a side. The pitch angle is set so that the distance between the other edge 28 b of the auxiliary blade 28 and the catching hub 27 is larger than the distance between one edge 28 a and the auxiliary hub 27. The direction of inclination of the main blade 21 is opposite to the direction of inclination of the auxiliary blade 28. Therefore, the auxiliary wind turbine 29 rotates in the opposite direction to the main wind turbine 22. Specifically, in FIG. 2, the main wind turbine 22 rotates counterclockwise, and the auxiliary wind turbine 29 rotates clockwise. To rotate. When the pitch angle is set so that the direction of the inclination of the auxiliary blade 28 is the same as the direction of the inclination of the main blade 21 as shown by the dashed line in FIG. 3, the auxiliary wind turbine 29 becomes the main wind turbine. Windmill 2 Turns in the same direction as 2 (counterclockwise). Next, the operation of the wind turbine generator 11 according to one embodiment will be described.
風が吹くと、 テールフィン 1 4 aが風を受けて、 支持ケース 1 4が回動する。 そして、 テールフィン 1 4 aが受ける風の抵抗が最も小さくなる位置で支持ケー ス 1 4が停止する。言い換えると、テールフィン 1 4 aの先端は風下方向を向き、 メイン風車 2 2が風上方向を向く。 このようにしてテールフィン 1 4 aによりメ イン風車 2 2は常に風上方向に向く。 When the wind blows, the tail fins 14 a receive the wind and the support case 14 rotates. Then, the support case 14 stops at the position where the wind resistance received by the tail fins 14a becomes the smallest. In other words, the tip of the tail fin 14 a faces leeward, and the main windmill 22 faces leeward. In this way, the main windmill 22 is always directed to the windward direction by the tail fins 14a.
風速が比較的低く、 メイン風車 2 2と補助風車 2 9とが両方とも停止している 状態では、 電磁クラッチ 3 3は補助風車 2 9と補助発電機 1 7とを切り離してい る。 When the wind speed is relatively low and both the main windmill 22 and the auxiliary windmill 29 are stopped, the electromagnetic clutch 33 disconnects the auxiliary windmill 29 from the auxiliary generator 17.
風速が上昇していくと、 まず、 補助風車 2 9が回転し始める。 これは次の理由 による。 補助風車 2 9のブレード数は 2枚であり、 メイン風車 2 2のプレード数 ( 3枚) より少ない。 また、 メイン風車 2 2にはメイン発電機 1 6との連結に基 づく負荷が作用している。 これに対して、 補助風車 2 9は電磁クラッチ 3 3によ つて補助発電機 1 7と切り離されている。 そのため、 補助風車 2 9はメイン風車 2 2より低速の風で起動される。 As the wind speed increases, first, the auxiliary wind turbine 29 starts to rotate. This is for the following reasons. The number of blades of the auxiliary wind turbine 29 is two, which is less than the number of blades (three) of the main wind turbine 22. Further, a load based on the connection with the main generator 16 acts on the main wind turbine 22. On the other hand, the auxiliary wind turbine 29 is separated from the auxiliary generator 17 by the electromagnetic clutch 33. Therefore, the auxiliary wind turbine 29 is started by a lower speed wind than the main wind turbine 22.
補助風車 2 9の回転の影響を受けて、 メイン風車 2 2が起動される。 即ち、 メ イン風車 2 2は、 メイン風車 2 2単体の起動風速より低速の風によって起動され る。 The main windmill 22 is activated under the influence of the rotation of the auxiliary windmill 29. That is, the main wind turbine 22 is started by a wind lower in speed than the starting wind speed of the main wind turbine 22 alone.
メイン風車 2 2及びロータ軸 1 8の回転速度が所定速度より高くなつた時、 電 磁クラッチ 3 3が補助風車 2 9と補助発電機 1 7とを接続し、 歯車機構 3 2が駆 動軸 1 7 aに連結される。 これにより、 補助風車 2 9の回転エネルギーが補助発 電機 1 7に伝達され、 補助発電機 1 7が発電する。 When the rotation speed of the main wind turbine 22 and the rotor shaft 18 becomes higher than the predetermined speed, the electromagnetic clutch 33 connects the auxiliary wind turbine 29 and the auxiliary generator 17 and the gear mechanism 32 drives the driving shaft. Linked to 17 a. As a result, the rotational energy of the auxiliary wind turbine 29 is transmitted to the auxiliary generator 17, and the auxiliary generator 17 generates electricity.
風速が低下し、 メイン風車 2 2及ぴロータ軸 1 8の回転速度が所定速度より低 くなつた時、 電磁クラッチ 3 3は補助風車 2 9と補助発電機 1 7とを切り離す。
これにより、 補助風車 2 9に作用する負荷が軽減され、 補助風車 2 9の回転速度 が上昇する。 補助風車 2 9の回転速度の上昇の影響により、 メイン風車 2 2の回 転速度が上昇する。 従って、 メイン発電機 1 6の発電量が確保される。 When the wind speed decreases and the rotation speeds of the main windmill 22 and the rotor shaft 18 become lower than a predetermined speed, the electromagnetic clutch 33 disconnects the auxiliary windmill 29 from the auxiliary generator 17. Thereby, the load acting on the auxiliary wind turbine 29 is reduced, and the rotation speed of the auxiliary wind turbine 29 is increased. Due to the effect of the increase in the rotation speed of the auxiliary wind turbine 29, the rotation speed of the main wind turbine 22 increases. Therefore, the amount of power generated by the main generator 16 is secured.
次に、 一実施形態の風力発電装置 1 1の特性について説明する。 特性は図 4の 実験装置を用いて実験した。 Next, characteristics of the wind turbine generator 11 according to the embodiment will be described. The characteristics were tested using the experimental device shown in Fig. 4.
図 4に示すように、 風力発電装置 1 1の前方に風洞装置 5 1を設置する。 風洞 装置 5 1は、 送風機 5 3と整流板 5 5とを有する円筒形の風洞 5 2を備える。 送 風機 5 3の 1秒当たりの回転数 (回転速度) は駆動電流の周波数に同期して変更 できる。インバータを備えた電源装置 5 4により駆動電流の周波数を変化させて、 送風機 5 3の回転速度を変化させた。 風力発電装置 1 1には電圧計 5 6が接続さ れ、 メイン発電機 1 6の発電電圧を観測可能になっている。 なお、 電磁クラッチ 3 3は非接続状態に維持されている。 As shown in FIG. 4, a wind tunnel device 51 is installed in front of the wind power generation device 11. The wind tunnel device 51 includes a cylindrical wind tunnel 52 having a blower 53 and a current plate 55. The number of rotations per second (rotational speed) of the blower 53 can be changed in synchronization with the frequency of the drive current. The rotation speed of the blower 53 was changed by changing the frequency of the drive current by the power supply 54 provided with an inverter. A voltmeter 56 is connected to the wind power generator 11 so that the generated voltage of the main generator 16 can be observed. Note that the electromagnetic clutch 33 is maintained in a disconnected state.
風洞 5 2の送風口からメイン風車 2 2までの距離は 1 5 0 c mであり、 メイン 風車 2 2のピッチ角 αは 1 5。 である。 メイン風車 2 2と捕助風車 2 9との間隔 は 2 . 5 c mである。 ブレード 2 1 , 2 8としては、 長さ 2 0 c m、 幅 4 c mの 長方形の板を、 先端部の幅が 1 . 7 c mになるように基端から 2 c mのところか ら斜めに切り欠いた五角形状の板を用いた。 The distance from the air outlet of the wind tunnel 52 to the main wind turbine 22 is 150 cm, and the pitch angle α of the main wind turbine 22 is 15. It is. The distance between the main wind turbine 22 and the auxiliary wind turbine 29 is 2.5 cm. For the blades 21 and 28, cut a rectangular plate with a length of 20 cm and a width of 4 cm, and cut it diagonally from 2 cm from the base end so that the width of the tip becomes 1.7 cm. A pentagonal plate was used.
以下、 特性実験 1 〜 5について説明する。 メイン風車 2 2と同じ方向に回転す るように補助風車 2 9のピッチ角を設定した場合には、 補助風車 2 9のピッチ角 aをプラスの値で表記し、 反対方向に回転するように設定した場合はピッチ角 α をマイナスの値で表記する。 Hereinafter, characteristic experiments 1 to 5 will be described. When the pitch angle of the auxiliary wind turbine 29 is set to rotate in the same direction as the main wind turbine 22, the pitch angle a of the auxiliary wind turbine 29 is indicated by a positive value, and the auxiliary wind turbine 29 is rotated in the opposite direction. If it is set, the pitch angle α is indicated by a negative value.
実験 1 〜 6は、 以下の条件で行った。 実験 1では、 補助風車を省略した。 Experiments 1 to 6 were performed under the following conditions. In Experiment 1, the auxiliary wind turbine was omitted.
実験 2では、 補助風車のピッチ角ひは一 3 0 ° である。 In Experiment 2, the pitch angle of the auxiliary wind turbine was 130 °.
実験 3では、 補助風車のピッチ角 αは一 2 0 ° である。 In Experiment 3, the pitch angle α of the auxiliary wind turbine was 120 °.
実験 4では、 補助風車のピッチ角ひは一 1 0 ° である。 In Experiment 4, the pitch angle of the auxiliary wind turbine was 110 °.
実験 5では、 補助風車のピッチ角ひは + 1 0 ° である。 In Experiment 5, the pitch angle of the auxiliary wind turbine is + 10 °.
各実験 1 〜 5において、 電源装置 5 4の周波数 (電源周波数) を、 1 5 H z力 ら 1 H zずつ上昇させて、 送風機 5 3の風速を上昇させて、 メイン風車 2 2の起
動風速 (力ットイン風速) を調べた。 メィン風車 22の起動後、 電源装置 54の 周波数を 1 H zずつ低下させて、 各風速におけるメイン発電機 1 6の発電電圧 (V) を電圧計 56で計測した。 In each of the experiments 1 to 5, the frequency of the power supply 54 (power supply frequency) was increased by 1 Hz from the 15 Hz power, and the wind speed of the blower 53 was increased. The dynamic wind speed (power-in wind speed) was examined. After the main wind turbine 22 was started, the frequency of the power supply unit 54 was decreased by 1 Hz, and the generated voltage (V) of the main generator 16 at each wind speed was measured by the voltmeter 56.
実験 2〜4については、 複数回繰返し実験を行った。 表 1は繰返し実験の結果 を示し、 図 5は 1つの結果を示した。 Experiments 2 to 4 were repeated several times. Table 1 shows the results of the repeated experiments, and Figure 5 shows one result.
表 1及び図 5に示すように、 補助風車 29がない場合 (実験 1) では、 メイン 風車 22は電源周波数が 31Hzに対応する起動風速で回転され始めた。実験 2、 3、 4、 5では、 メイン風車 22はそれぞれ 28 H z、 26Hz、 26Hz、 2 7Hzで回転され始めた。 このことから、 補助風車 29はメイン風車 22の起動 風速を低下させることがわかった。 すなわち、 補助風車 29を有する風力発電装 置 1 1では、 比較的低速の風で発電できることがわかつた。 As shown in Table 1 and FIG. 5, when there was no auxiliary wind turbine 29 (Experiment 1), the main wind turbine 22 started to rotate at the starting wind speed corresponding to the power frequency of 31 Hz. In Experiments 2, 3, 4, and 5, the main windmill 22 began to rotate at 28 Hz, 26 Hz, 26 Hz, and 27 Hz, respectively. From this, it was found that the auxiliary wind turbine 29 reduces the starting wind speed of the main wind turbine 22. That is, it was found that the wind power generator 11 having the auxiliary wind turbine 29 can generate power with a relatively low speed wind.
実験 2〜 4の結果から、 補助風車 29のピッチ角 aの絶対値が小さほど、 補助 風車 29の回転速度は高いことが観測された。 し力 し、 補助風車 29のピッチ角 αが所定値より大きい時(実験 4)、 メイン発電機 1 6の発電電圧が低下すること がわ力つた。 ·
別の実験結果 (図示せず) から、 補助風車 2 9がメイン風車 2 2と反対方向に 回転した場合に、 両風車 2 2, 2 9が同じ方向に回転する場合に比べて、 メイン 発電機 1 6の発電電圧がわずかに高いことがわかった。 From the results of Experiments 2 to 4, it was observed that the smaller the absolute value of the pitch angle a of the auxiliary wind turbine 29, the higher the rotation speed of the auxiliary wind turbine 29. When the pitch angle α of the auxiliary wind turbine 29 was larger than a predetermined value (Experiment 4), it was found that the voltage generated by the main generator 16 was reduced. · According to another experimental result (not shown), when the auxiliary wind turbine 29 rotates in the opposite direction to the main wind turbine 22, compared to when both the wind turbines 22 and 29 rotate in the same direction, the main generator It was found that the generation voltage of 16 was slightly higher.
さらに、 メイン風車 2 2と補助風車 2 9との間隔を 3 . O c m及び 3 . 5 c m に変更した場合についても、 同様の実験を行った。 その結果から、 メイン風車 2 2と補助風車 2 9との距離が近いほうが、 より低速の風速でメイン風車 2 2が起 動されることが明らかになった。 Further, the same experiment was performed when the distance between the main wind turbine 22 and the auxiliary wind turbine 29 was changed to 3.0 cm and 3.5 cm. From the result, it became clear that the shorter the distance between the main wind turbine 22 and the auxiliary wind turbine 29 is, the more the main wind turbine 22 is started at a lower wind speed.
前記間隔が 3 . O c m、 3 . 5 c mの場合の実験結果では、 ピッチ角 aの絶対 値を小さくして、 補助風車 2 9の回転速度をより高速にしたほうが、 より低速の 風でメイン風車 2 2が起動されることが確認された。 補助風車 2 9を、 メイン風 車 2 2と反対方向に回転させるほう力 メイン風車 2 2と同じ方向に回転させる 場合に比べて、 より低速の風でメイン風車 2 2が起動されることがわかった。 なお、 捕助風車 2 9の採用により、 メイン風車 2 2の起動風速が単独状態での 起動風速よりも低下のは、 補助風車 2 9の回転によって風が引き込まれ、 メイン 風車 2 2への風の入力角度が変化するためと考えられる。 このため、 補助風車 2 9のピッチ角の絶対値が小さい時、 補助風車 2 9の回転速度がより高速になるの で、 風の入力角度がより大きく変化し、 より低速の風によってメイン風車 2 2が 起動される。 In the experimental results when the intervals are 3.0 cm and 3.5 cm, it is better to reduce the absolute value of the pitch angle a and make the rotation speed of the auxiliary wind turbine 29 higher, so that the main It was confirmed that windmill 22 was started. It can be seen that the main windmill 22 is started with a lower speed than when the auxiliary windmill 29 is rotated in the opposite direction to the main windmill 22 in the same direction as the main windmill 22. Was. Note that the adoption of the catch wind turbine 29 causes the startup wind speed of the main wind turbine 22 to be lower than the startup wind speed in the stand-alone state because the wind is drawn by the rotation of the auxiliary wind turbine 29 and the wind to the main wind turbine 22 It is considered that the input angle changes. For this reason, when the absolute value of the pitch angle of the auxiliary wind turbine 29 is small, the rotation speed of the auxiliary wind turbine 29 becomes higher, so that the input angle of the wind changes greatly, and the main wind turbine 2 2 is activated.
補助風車 2 9の回転方向がメイン風車 2 2のそれと反対の時、 補助風車 2 9は より高速で回転される。 これは、 メイン風車 2 2の回転の影響を受けた風が、 補 助風車 2 9をより回転させやすい角度で補助風車 2 9に入射されるためと考えら れる。 When the rotation direction of the auxiliary wind turbine 29 is opposite to that of the main wind turbine 22, the auxiliary wind turbine 29 is rotated at a higher speed. This is presumably because the wind affected by the rotation of the main wind turbine 22 is incident on the auxiliary wind turbine 29 at an angle at which the auxiliary wind turbine 29 can be more easily rotated.
補助風車 2 9のブレードのピッチ角 αがー 1 0 ° である実験 4では、 メイン発 電機 1 6の発電効率が低下している。 これは、 所定速度以上で回転する補助風車 2 9力 風の流れを妨げる壁として作用するためと考えられる。 メイン発電機 1 6の出力低下は、 電磁クラッチ 3 3が補助風車 2 9と補助発電機 1 7とを連結し て、 補助風車 2 9に負荷を与えることにより、 防止される。 In Experiment 4 in which the pitch angle α of the blades of the auxiliary wind turbine 29 is −10 °, the power generation efficiency of the main generator 16 is reduced. This is thought to be because the auxiliary wind turbine rotating at a predetermined speed or more acts as a wall that hinders the flow of wind. The output reduction of the main generator 16 is prevented by the electromagnetic clutch 33 connecting the auxiliary wind turbine 29 and the auxiliary generator 17 to apply a load to the auxiliary wind turbine 29.
—実施形態によれば、 以下の効果が得られる。
( 1 ) 風力発電装置 1 1には、 メイン風車 2 2の起動風速より低速の補助風車According to the embodiment, the following effects can be obtained. (1) The wind turbine 11 has an auxiliary wind turbine that is slower than the starting wind speed of the main wind turbine 2 2.
2 9が、 メイン風車 2 2に接近して配置されている。 このような比較的簡単な構 造により、 メイン風車 2 2単独の起動風速より低速の風でメイン風車 2 2が起動 され、 メイン発電機 1 6の発電効率が向上される。 なお、 補助風車 2 9の回転方 向は、 メイン風車 2 2の回転方向と同じ方向又は反対方向のいずれに設定しても よい。 2 9 are located close to the main windmill 22. With such a relatively simple structure, the main wind turbine 22 is started by a wind having a lower speed than the starting wind speed of the main wind turbine 22 alone, and the power generation efficiency of the main generator 16 is improved. The rotation direction of the auxiliary wind turbine 29 may be set to the same direction as the rotation direction of the main wind turbine 22 or to the opposite direction.
( 2 ) 補助風車 2 9がメイン風車 2 2と反対方向に回転される場合、 メイン風 車 2 2はより低速の風で起動され、 また、 メイン発電機 1 6と補助発電機 1 7と を合わせた発電効率は向上される。 (2) When the auxiliary wind turbine 29 is rotated in the opposite direction to the main wind turbine 22, the main wind turbine 22 is started by a lower speed wind, and the main generator 16 and the auxiliary generator 17 are connected to each other. The combined power generation efficiency is improved.
( 3 ) 補助風車 2 9は、 メイン風車 2 2を支持するスリーブ 1 9に、 ラジアル ベアリング 2 6を介して支持されている。 従って、 メイン風車 2 2と補助風車 2 9は、 比較的簡単な構造で互いに独立して回転する。 補助風車 2 9はスリーブ 1 9に支持されるため、ロータ軸 1 8は補助風車 2 9の負荷を受けない。そのため、 メィン風車 2 2は比較的小さレ、抵抗で回転され、 風力発電装置 1 1の発電効率は 向上する。 (3) The auxiliary wind turbine 29 is supported by a sleeve 19 that supports the main wind turbine 22 via a radial bearing 26. Therefore, the main windmill 22 and the auxiliary windmill 29 rotate independently of each other with a relatively simple structure. Since the auxiliary wind turbine 29 is supported by the sleeve 19, the rotor shaft 18 does not receive the load of the auxiliary wind turbine 29. Therefore, the main wind turbine 22 is rotated with a relatively small resistance and resistance, and the power generation efficiency of the wind power generator 11 is improved.
( 4 ) 補助風車 2 9がメイン風車 2 2の風下に配置されている。 従って、 メイ ン風車 2 2が補助風車 2 9より先に風を受け、 風力発電装置 1 1の発電効率をよ り一層向上できる。 (4) The auxiliary windmill 29 is located downstream of the main windmill 22. Therefore, the main wind turbine 22 receives the wind before the auxiliary wind turbine 29, and the power generation efficiency of the wind power generator 11 can be further improved.
( 5 ) メイン風車 2 2の回転速度が所定速度以上になったときに電磁クラッチ (5) When the rotation speed of the main wind turbine 22 exceeds a predetermined speed, the electromagnetic clutch
3 3は補助風車 2 9を補助発電機 1 7と連結する。 従って、 補助風車 2 9の回転 エネルギーも発電に利用することができるので、 風力発電装置 1 1の発電効率は 向上する。 また、 補助風車 2 9と補助発電機 1 7との連結により、 補助風車 2 9 の回転抵抗が増す。 これにより、 補助風車 2 9の回転速度が所定の速度以上にな るのが規制され、 メイン風車 2 2の発電効率の低下が防止される。 3 3 connects the auxiliary wind turbine 29 with the auxiliary generator 17. Therefore, the rotational energy of the auxiliary wind turbine 29 can also be used for power generation, and the power generation efficiency of the wind power generator 11 is improved. In addition, the connection of the auxiliary wind turbine 29 and the auxiliary generator 17 increases the rotational resistance of the auxiliary wind turbine 29. As a result, the rotation speed of the auxiliary wind turbine 29 is restricted to be equal to or higher than the predetermined speed, and a decrease in the power generation efficiency of the main wind turbine 22 is prevented.
( 6 ) 補助ブレード 2 8の数 (2個) は、 メインブレード 2 1の数 (3個) よ り少ない。 このように、 比較的低コストでかつ容易に、 補助風車 2 9の起動風速 をメイン風車 2 2の起動風速より低速にすることができる。 補助ブレード 2 8の 数がメインプレード 2 1の数と異なるので、 全ての補助ブレード 2 8が全てのメ
インプレード 2 1と重なることが防止される。 その結果、 補助風車 2 9は充分な 風を受けることができる。 (6) The number of auxiliary blades 28 (two) is smaller than the number of main blades 21 (three). In this way, the starting wind speed of the auxiliary wind turbine 29 can be made lower than the starting wind speed of the main wind turbine 22 relatively easily at a relatively low cost. Since the number of auxiliary blades 28 is different from the number of main blades 21, all auxiliary blades 28 The overlap with the in-plane 21 is prevented. As a result, the auxiliary wind turbine 29 can receive sufficient wind.
( 7 ) 補助風車 2 9とメイン風車 2 2との距離を小さくすることにより、 メイ ン風車 2 2の起動風速は低下される。 (7) By reducing the distance between the auxiliary wind turbine 29 and the main wind turbine 22, the starting wind speed of the main wind turbine 22 is reduced.
( 8 ) 補助風車 2 9のブレードのピッチ角 αの絶対値を小さくして、 補助風車 2 9の回転速度を高めることにより、 メイン風車 2 2が補助風車 2 9から受ける 影響を強くすることができる。 これにより、 より低速の風速でメイン風車 2 2は 起動される。 (8) By reducing the absolute value of the pitch angle α of the blades of the auxiliary wind turbine 29 and increasing the rotation speed of the auxiliary wind turbine 29, the effect of the main wind turbine 22 on the auxiliary wind turbine 29 can be increased. it can. As a result, the main wind turbine 22 is started at a lower wind speed.
なお、 上記実施形態は以下のように変更してもよい。 The above embodiment may be modified as follows.
•メイン風車 2 2と補助風車 2 9とは、 互いに独立に回転可能に支持されるこ とに限られない。 例えば、 図 6に示すように、 補助ハブ 2 7の直径とほぼ等しい 直径を有する円板 7 1をロータ軸 1 8に一体形成する。 ケーシング 1 5 aには、 ブラケット 1 5 bを介して電磁石 7 2を取り付ける。 電磁石 7 2は、 補助ハブ 2 7と対向して配置され、 ロータ軸 1 8の回転速度が所定値以上であることきに励 磁される。 電磁石 7 2と補助ハブ 2 7との間には、 補助ハブ 2 7を円板 7 1に向 けて付勢する図示しない板ばねが配置される。 補助ハブ 2 7はロータ軸 1 8の軸 に沿ってわずかにスライド可能になるように、 ラジアルベアリング 2 6に支持さ れる。 補助ハブ 2 7、 円板 7 1、 電磁石 7 2により伝達切替装置が形成される。 なお、 補助風車 2 9がメイン風車 2 2と同じ方向に回転するようにピッチ角ひは gx/E れ 0。 • The main wind turbine 22 and the auxiliary wind turbine 29 are not limited to being rotatably supported independently of each other. For example, as shown in FIG. 6, a disk 71 having a diameter substantially equal to the diameter of the auxiliary hub 27 is formed integrally with the rotor shaft 18. An electromagnet 72 is attached to the casing 15a via a bracket 15b. The electromagnet 72 is disposed to face the auxiliary hub 27 and is excited when the rotation speed of the rotor shaft 18 is equal to or higher than a predetermined value. Between the electromagnet 72 and the auxiliary hub 27, a leaf spring (not shown) for urging the auxiliary hub 27 toward the disk 71 is arranged. The auxiliary hub 27 is supported by a radial bearing 26 so as to be slightly slidable along the axis of the rotor shaft 18. The transmission switching device is formed by the auxiliary hub 27, the disk 71, and the electromagnet 72. The pitch angle is set to gx / E 0 so that the auxiliary wind turbine 29 rotates in the same direction as the main wind turbine 22.
メイン風車 2 2と補助風車 2 9とが両方とも停止している状態では、 電磁クラ ツチ 3 3は補助風車 2 9と補助発電機 1 7とを切り離しており、 また、 電磁石 7 2は消磁されている。 従って、 補助ハブ 2 7は板ばねの付勢力によりに円板 7 1 に当接されており、 円板 7 1に対して相対回転可能になっている。 When both the main windmill 22 and the auxiliary windmill 29 are stopped, the electromagnetic clutch 33 disconnects the auxiliary windmill 29 from the auxiliary generator 17, and the electromagnet 72 is demagnetized. ing. Therefore, the auxiliary hub 27 is in contact with the disc 71 by the urging force of the leaf spring, and is rotatable relative to the disc 71.
風速が上昇していくと、補助風車 2 9が回転し始める。補助風車 2 9の回転は、 補助ハブ 2 7と円板 7 1との間の摩擦によってロータ軸 1 8に伝達され、 メイン 風車 2 2が回転し始める。 即ち、 メイン風車 2 2は、 メイン風車 2 2単独の起動 風速より低速の風によって起動される。
メイン風車 2 2及びロータ軸 1 8の回転速度が所定値に達したとき、 電磁石 7 2が励磁される。 これにより、 補助ハブ 2 7が電磁石 7 2に引き付けられ、 補助 ハブ 2 7と円板 7 1との接触が解除され、 メイン風車 2 2と補助風車 2 9との連 結が解除される。 これにより、 メイン風車 2 2は効率よく回転する。 補助風車 2 9は、 円板 7 1との接触の解除後、 電磁クラッチ 3 3により補助発電機 1 7に接 続される。 これにより、 補助発電機 1 7は補助風車 2 9の回転エネルギーを用い て発電する。 As the wind speed increases, the auxiliary wind turbine 29 starts to rotate. The rotation of the auxiliary wind turbine 29 is transmitted to the rotor shaft 18 by friction between the auxiliary hub 27 and the disk 71, and the main wind turbine 22 starts rotating. That is, the main windmill 22 is started by the wind having a speed lower than the wind speed of the main windmill 22 alone. When the rotation speeds of the main windmill 22 and the rotor shaft 18 reach predetermined values, the electromagnets 72 are excited. As a result, the auxiliary hub 27 is attracted to the electromagnet 72, the contact between the auxiliary hub 27 and the disk 71 is released, and the connection between the main wind turbine 22 and the auxiliary wind turbine 29 is released. Thereby, the main windmill 22 rotates efficiently. The auxiliary wind turbine 29 is connected to the auxiliary generator 17 by the electromagnetic clutch 33 after the contact with the disk 71 is released. As a result, the auxiliary generator 17 generates electric power using the rotational energy of the auxiliary wind turbine 29.
従って、 この場合でも、 メイン風車 2 2が停止状態で、 メイン風車 2 2の起動 風速より低速の風で補助風車 2 9が起動されると、 補助風車 2 9の回転によりメ イン風車 2 2を起動できる。 なお、 円板 7 1と接触して負荷がかかった状態の補 助風車 2 9を回転しゃすくするため、 補助風車 2 9のプレードのピッチ角ひを約 + 3 0 ° に設定することが好ましい。 Therefore, even in this case, when the main windmill 22 is stopped and the auxiliary windmill 29 is started by the wind having a lower speed than the starting wind speed of the main windmill 22, the main windmill 22 is rotated by the rotation of the auxiliary windmill 29. Can start. It is preferable to set the blade pitch of the auxiliary wind turbine 29 to about + 30 ° in order to rotate the auxiliary wind turbine 29 under load in contact with the disk 71. .
•メイン風車 2 2のブレード数は変更してもよい。 また、 捕助ブレード 2 8の 数は変更してもよいが、 メィンブレード 2 1の数より少ないほうが好ましい。 • The number of blades of the main wind turbine 22 may be changed. Further, the number of the assisting blades 28 may be changed, but is preferably smaller than the number of the main blades 21.
•補助ブレード 2 8の数は、 メィンブレード 2 1の数より少なく設定されなく てもよい。 補助風車 2 9の起動風速がメイン風車 2 2の起動風速より低ければ、 補助ブレード 2 8の数はメインブレード 2 1の数以上にしてもよい。 • The number of auxiliary blades 28 does not have to be set smaller than the number of main blades 21. If the starting wind speed of the auxiliary wind turbine 29 is lower than the starting wind speed of the main wind turbine 22, the number of the auxiliary blades 28 may be equal to or larger than the number of the main blades 21.
'補助ブレード 2 8の大きさは、 メインブレード 2 1と異なってもよい。 補助 ブレード 2 8は、 メインブレード 2 1より大きくてもよいが、 メインブレード 2 1と同じか又は小さいことが好ましい。 'The size of the auxiliary blade 28 may be different from that of the main blade 21. The auxiliary blade 28 may be larger than the main blade 21, but is preferably equal to or smaller than the main blade 21.
•発電装置 1 5に補助発電機 1 7、 かさ歯車 3 1、 歯車機構 3 2、 電磁クラッ チ 3 3を取り付けなくてもよい。 • The auxiliary generator 17, bevel gear 31, gear mechanism 32, and electromagnetic clutch 33 need not be attached to the generator 15.
• メイン風車 2 2の回転速度が所定値を越えないように、 ブレーキ機構を作動 させて補助風車 2 9を減速又は停止させてもよい。 この場合でも、 補助風車 2 9 によるメイン風車 2 2の発電効率の低下を防止できる。 • The brake mechanism may be operated to decelerate or stop the auxiliary wind turbine 29 so that the rotation speed of the main wind turbine 22 does not exceed a predetermined value. Even in this case, it is possible to prevent the auxiliary wind turbine 29 from reducing the power generation efficiency of the main wind turbine 22.
• スリーブ 1 9はケーシング 1 5 aに固定される代わりに、 例えば、 支持ケー ス 1 4の上面から延びる支持部材により支持されてもよい。 この場合でも、 補助 風車 2 9の負荷はメイン風車 2 2に作用しないので、 メイン風車 2 2を回転しや
すくできる。 尚、 支持部材及びスリープ 1 9がフレームとして機能する。 • Instead of being fixed to the casing 15a, the sleeve 19 may be supported by a support member extending from the upper surface of the support case 14, for example. Even in this case, since the load of the auxiliary wind turbine 29 does not act on the main wind turbine 22, it is difficult to rotate the main wind turbine 22. I can do it. Note that the support member and the sleep 19 function as a frame.
• スリーブ 1 9はケーシング 1 5 aに固定される代わりに、 メイン発電機 1 6 に取り付けてもよい。 この場合でも、 捕助風車 2 9の負荷はメイン風車 2 2に作 用しないので、 メイン風車 2 2を回転しやすくできる。 尚、 スリープ 1 9がフレ ームとして機能する。 • The sleeve 19 may be attached to the main generator 16 instead of being fixed to the casing 15a. Even in this case, since the load of the catch wind turbine 29 does not act on the main wind turbine 22, the main wind turbine 22 can be easily rotated. Sleep 19 functions as a frame.
•補助風車 2 9を支持するラジアルベアリング 2 6の代わりに、 スラス トベア リングを用いてもよい。 • A thrust bearing may be used instead of the radial bearing 26 supporting the auxiliary wind turbine 29.
•平板状のプレード 2 1, 2 8の代わりに、 ねじれた形状のブレードを使用し てもよい。 • Instead of the flat blades 21 and 28, twisted blades may be used.
.補助風車 2 9はメイン風車 2 2の風上に配置してもよい。 産業上の利用可能性 The auxiliary wind turbine 29 may be arranged on the windward side of the main wind turbine 22. Industrial applicability
本発明によれば、 比較的簡単な構造を有し、 比較的低速の風で起動する、 発電 効率の向上された風力発電装置が提供される。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the wind power generator which has a comparatively simple structure and starts with a comparatively low speed wind, and which improved power generation efficiency is provided.