JP2003120505A - 風力発電装置 - Google Patents
風力発電装置Info
- Publication number
- JP2003120505A JP2003120505A JP2001316032A JP2001316032A JP2003120505A JP 2003120505 A JP2003120505 A JP 2003120505A JP 2001316032 A JP2001316032 A JP 2001316032A JP 2001316032 A JP2001316032 A JP 2001316032A JP 2003120505 A JP2003120505 A JP 2003120505A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- generator
- turbine
- power
- refrigerant
- armature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000010248 power generation Methods 0.000 title abstract description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 33
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 36
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000002826 coolant Substances 0.000 abstract 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 4
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 2
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005405 multipole Effects 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Landscapes
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Wind Motors (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 発電機の損失による排熱を利用してタービン
を駆動し、軸結合した小型の発電機から電力として回収
することで、装置の総合効率を高くすることができる風
力発電装置を提供する。 【解決手段】 風力エネルギを受けて回転する風車と、
該風車に軸結合した第1の発電機と、該第1の発電機の
電機子に熱回収部を配設し、冷媒によって排熱を処理す
る閉サイクル冷却装置と、該閉サイクル冷却装置に組み
込まれたタービンと、該タービンに軸結合した第2の発
電機とからなり、前記第1の発電機および前記第2の発
電機の双方から出力電力を得ることを特徴とし、前記閉
サイクル冷却装置に組み込まれたタービンは、前記第1
の発電機の電機子で加熱され、ガス化した前記冷媒によ
って駆動される。そして、第1の発電機および第2の発
電機の出力電力は、それぞれ電力系統と連系運転を行う
ことを特徴とする。
を駆動し、軸結合した小型の発電機から電力として回収
することで、装置の総合効率を高くすることができる風
力発電装置を提供する。 【解決手段】 風力エネルギを受けて回転する風車と、
該風車に軸結合した第1の発電機と、該第1の発電機の
電機子に熱回収部を配設し、冷媒によって排熱を処理す
る閉サイクル冷却装置と、該閉サイクル冷却装置に組み
込まれたタービンと、該タービンに軸結合した第2の発
電機とからなり、前記第1の発電機および前記第2の発
電機の双方から出力電力を得ることを特徴とし、前記閉
サイクル冷却装置に組み込まれたタービンは、前記第1
の発電機の電機子で加熱され、ガス化した前記冷媒によ
って駆動される。そして、第1の発電機および第2の発
電機の出力電力は、それぞれ電力系統と連系運転を行う
ことを特徴とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は風力発電装置に関
し、特に発電機の損失による排熱を再利用する高効率風
力発電装置に関する。
し、特に発電機の損失による排熱を再利用する高効率風
力発電装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の風力発電装置の構成を図3に示
す。この図において、発電機2として永久磁石式多極同
期発電機が使用される。磁極21は複数のブレード1で
構成した風車の回転軸に直結され、風車の回転によって
電機子22から交流電力を発生する。この交流電力の周
波数は、一般に電力系統の周波数よりも低いため、電力
変換部3のコンバータ31によっていったん所定電圧の
直流に変換した後、インバータ32において電力系統と
連系可能な電圧、周波数の交流電力に変換している。
す。この図において、発電機2として永久磁石式多極同
期発電機が使用される。磁極21は複数のブレード1で
構成した風車の回転軸に直結され、風車の回転によって
電機子22から交流電力を発生する。この交流電力の周
波数は、一般に電力系統の周波数よりも低いため、電力
変換部3のコンバータ31によっていったん所定電圧の
直流に変換した後、インバータ32において電力系統と
連系可能な電圧、周波数の交流電力に変換している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが上述の方法で
は、発電機の損失による発熱に対して空冷あるいは水冷
による冷却を行い、熱は利用されずに空気中に排出して
いたため、装置の効率を高くすることができないという
課題があった。
は、発電機の損失による発熱に対して空冷あるいは水冷
による冷却を行い、熱は利用されずに空気中に排出して
いたため、装置の効率を高くすることができないという
課題があった。
【0004】本発明はこのような背景の下になされたも
ので、発電機の損失による排熱を利用してタービンを駆
動し、このタービンに軸結合した小型の発電機から電力
として回収することで、装置の総合効率を高くすること
ができる風力発電装置を提供することを目的とする。
ので、発電機の損失による排熱を利用してタービンを駆
動し、このタービンに軸結合した小型の発電機から電力
として回収することで、装置の総合効率を高くすること
ができる風力発電装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、風力エネルギを受けて回転する風車と、該風車に軸
結合した第1の発電機と、該第1の発電機の電機子に熱
回収部を配設し、冷媒によって排熱を処理する閉サイク
ル冷却装置と、該閉サイクル冷却装置に組み込まれたタ
ービンと、該タービンに軸結合した第2の発電機とから
なり、前記第1の発電機および前記第2の発電機の双方
から出力電力を得ることを特徴とする風力発電装置を提
供する。
は、風力エネルギを受けて回転する風車と、該風車に軸
結合した第1の発電機と、該第1の発電機の電機子に熱
回収部を配設し、冷媒によって排熱を処理する閉サイク
ル冷却装置と、該閉サイクル冷却装置に組み込まれたタ
ービンと、該タービンに軸結合した第2の発電機とから
なり、前記第1の発電機および前記第2の発電機の双方
から出力電力を得ることを特徴とする風力発電装置を提
供する。
【0006】この発明によれば、風車に軸結合して発電
する第1の発電機の損失による排熱を利用してタービン
を回転させ、このタービンに軸結合した第2の発電機か
ら発電電力として回収することができ、第1の発電機を
空冷あるいは水冷によって冷却する場合に比較して発電
機以降の効率を向上させることができる。
する第1の発電機の損失による排熱を利用してタービン
を回転させ、このタービンに軸結合した第2の発電機か
ら発電電力として回収することができ、第1の発電機を
空冷あるいは水冷によって冷却する場合に比較して発電
機以降の効率を向上させることができる。
【0007】請求項2に記載の発明は、請求項1記載の
風力発電装置において、前記閉サイクル冷却装置に組み
込まれたタービンは、前記第1の発電機の電機子で加熱
され、ガス化した前記冷媒によって駆動されることを特
徴とする。
風力発電装置において、前記閉サイクル冷却装置に組み
込まれたタービンは、前記第1の発電機の電機子で加熱
され、ガス化した前記冷媒によって駆動されることを特
徴とする。
【0008】この発明によれば、冷媒による閉サイクル
冷却装置の熱回収部を第1の発電機の電機子の発熱部分
に配設し、加熱されガス化して高圧となった冷媒によっ
てタービンを回すことにより熱エネルギを回転エネルギ
に変換し、さらに第2の発電機によって電気エネルギに
変換することにより、装置の効率を向上させることがで
きる。
冷却装置の熱回収部を第1の発電機の電機子の発熱部分
に配設し、加熱されガス化して高圧となった冷媒によっ
てタービンを回すことにより熱エネルギを回転エネルギ
に変換し、さらに第2の発電機によって電気エネルギに
変換することにより、装置の効率を向上させることがで
きる。
【0009】請求項3に記載の発明は、請求項1または
2記載の風力発電装置において、前記冷媒は、アンモニ
アを使用することを特徴とする。
2記載の風力発電装置において、前記冷媒は、アンモニ
アを使用することを特徴とする。
【0010】この発明によれば、冷媒としてアンモニア
を使用することにより発電機の動作時の温度で容易に気
化し、常温において比較的低圧で液化でき、排熱を利用
して効率よくタービンを駆動することができる。
を使用することにより発電機の動作時の温度で容易に気
化し、常温において比較的低圧で液化でき、排熱を利用
して効率よくタービンを駆動することができる。
【0011】請求項4に記載の発明は、請求項1から3
のいずれか記載の風力発電装置において、前記第1の発
電機および前記第2の発電機の出力電力は、それぞれ電
力系統と連系運転を行うことを特徴とする。
のいずれか記載の風力発電装置において、前記第1の発
電機および前記第2の発電機の出力電力は、それぞれ電
力系統と連系運転を行うことを特徴とする。
【0012】この発明によれば、第1の発電機による出
力電力を電力系統と連系可能な電圧、周波数の交流電力
に変換した電力と、この発電機の排熱によって発生した
第2の発電機の出力電力とを足し合わせて電力系統と連
系運転を行うことができる。
力電力を電力系統と連系可能な電圧、周波数の交流電力
に変換した電力と、この発電機の排熱によって発生した
第2の発電機の出力電力とを足し合わせて電力系統と連
系運転を行うことができる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態に
ついて図を参照しながら説明する。図1はこの発明の一
実施の形態による風力発電装置の構成を示すブロック図
である。この図では風車の機構部分、制御系統部分等は
図示を省略してある。
ついて図を参照しながら説明する。図1はこの発明の一
実施の形態による風力発電装置の構成を示すブロック図
である。この図では風車の機構部分、制御系統部分等は
図示を省略してある。
【0014】図1において、符号1は風車のブレードで
あり、複数枚のブレード1が回転軸1aに固定されて風
車を構成している。回転軸1aの内周には永久磁石式多
極同期発電機である第1の発電機2aの界磁を構成する
複数の磁極21aが取り付けられており、電機子22a
を励磁して交流電力を発生させる。交流電力は一般に連
系運転を行う電力系統4の周波数より低いので、電力変
換部3によって連系可能な周波数および電圧に変換して
電力系統4と連系運転を行う。電力変換部3は、発電し
た交流電力を所定電圧の直流電力に変換するコンバータ
31と、この直流電力を交流電力に逆変換するインバー
タ32とから構成される。
あり、複数枚のブレード1が回転軸1aに固定されて風
車を構成している。回転軸1aの内周には永久磁石式多
極同期発電機である第1の発電機2aの界磁を構成する
複数の磁極21aが取り付けられており、電機子22a
を励磁して交流電力を発生させる。交流電力は一般に連
系運転を行う電力系統4の周波数より低いので、電力変
換部3によって連系可能な周波数および電圧に変換して
電力系統4と連系運転を行う。電力変換部3は、発電し
た交流電力を所定電圧の直流電力に変換するコンバータ
31と、この直流電力を交流電力に逆変換するインバー
タ32とから構成される。
【0015】主発電機である第1の発電機22aは、発
電による電機子巻線の銅損および磁気回路の鉄損によっ
て発熱するため、これを冷却する閉サイクル冷却装置5
を設ける。この閉サイクル冷却装置5は、冷媒を抽送す
るためのポンプ51、第1の発電機2aの電機子22a
の鉄心部分に配設され、冷媒によって熱を回収する熱回
収部52、熱回収部52で加熱されてガス化した冷媒に
よって駆動されるタービン53、および冷却部54から
構成され、それぞれ気密の金属チューブ50で接続され
て冷媒が拡散しないようになっている。
電による電機子巻線の銅損および磁気回路の鉄損によっ
て発熱するため、これを冷却する閉サイクル冷却装置5
を設ける。この閉サイクル冷却装置5は、冷媒を抽送す
るためのポンプ51、第1の発電機2aの電機子22a
の鉄心部分に配設され、冷媒によって熱を回収する熱回
収部52、熱回収部52で加熱されてガス化した冷媒に
よって駆動されるタービン53、および冷却部54から
構成され、それぞれ気密の金属チューブ50で接続され
て冷媒が拡散しないようになっている。
【0016】使用する冷媒としては発電機の動作時の温
度で気化することが必要であり、常温において比較的低
圧で液化できるものとしてアンモニアを選定する。その
他、冷媒の性質として臨界温度が高く、凝固点が低くて
化学的に安定であることも要求される。
度で気化することが必要であり、常温において比較的低
圧で液化できるものとしてアンモニアを選定する。その
他、冷媒の性質として臨界温度が高く、凝固点が低くて
化学的に安定であることも要求される。
【0017】第1の発電機2aの排熱によって高温度と
なり気化した冷媒で駆動されるタービン53には、第2
の発電機6が軸結合され、電力系統4と連系可能な交流
電力を発生させ、電力系統4と連系させる。
なり気化した冷媒で駆動されるタービン53には、第2
の発電機6が軸結合され、電力系統4と連系可能な交流
電力を発生させ、電力系統4と連系させる。
【0018】次に図1の構成による風力発電装置の動作
について説明する。風力エネルギを受けて複数のブレー
ド1で構成された風車が回転し、回転軸1aの内周部に
配設した極数分の磁極21aによって構成された界磁の
回転によって電機子22aが励磁され、電機子22aの
巻線に交流電力を発生させる。ブレード1aの回転軸と
主発電機である第1の発電機2aとは直結されており、
ブレードの回転数は10〜40rpmと低回転であるた
め、第1の発電機1aが発生する交流電力の周波数は一
般的に系統周波数よりも低くなる。
について説明する。風力エネルギを受けて複数のブレー
ド1で構成された風車が回転し、回転軸1aの内周部に
配設した極数分の磁極21aによって構成された界磁の
回転によって電機子22aが励磁され、電機子22aの
巻線に交流電力を発生させる。ブレード1aの回転軸と
主発電機である第1の発電機2aとは直結されており、
ブレードの回転数は10〜40rpmと低回転であるた
め、第1の発電機1aが発生する交流電力の周波数は一
般的に系統周波数よりも低くなる。
【0019】従って、第1の発電機22aの出力電力
は、電力変換部3のコンバータ31において、いったん
所定電圧の直流電力に変換した後、インバータ32にお
いて所定周波数、所定電圧の交流電力に逆変換して電力
系統4と連系運転を行う。
は、電力変換部3のコンバータ31において、いったん
所定電圧の直流電力に変換した後、インバータ32にお
いて所定周波数、所定電圧の交流電力に逆変換して電力
系統4と連系運転を行う。
【0020】主発電機である第1の発電機22aの損失
による排熱を再利用するため、閉サイクル冷却装置5が
設けられている。この閉サイクル冷却装置5は、冷媒と
して使用するアンモニアを封入した金属チューブ50を
第1の発電機2aの電機子22aの鉄心部分に配設して
熱回収部52とし、ポンプ51によって熱回収部52に
送られた冷媒が加熱されて高熱となり気化して高圧とな
ったところにタービン53を置き、このタービン53を
駆動する。タービン53を駆動してエネルギを失った冷
媒は、冷却部54において冷却されて液化し、ポンプ5
1に戻る。
による排熱を再利用するため、閉サイクル冷却装置5が
設けられている。この閉サイクル冷却装置5は、冷媒と
して使用するアンモニアを封入した金属チューブ50を
第1の発電機2aの電機子22aの鉄心部分に配設して
熱回収部52とし、ポンプ51によって熱回収部52に
送られた冷媒が加熱されて高熱となり気化して高圧とな
ったところにタービン53を置き、このタービン53を
駆動する。タービン53を駆動してエネルギを失った冷
媒は、冷却部54において冷却されて液化し、ポンプ5
1に戻る。
【0021】第1の発電機22aの排熱によって駆動さ
れたタービン53には、第2の発電機6が軸結合されて
おり、この発電機6の交流出力電力は電力系統4と接続
して連系運転を行う。
れたタービン53には、第2の発電機6が軸結合されて
おり、この発電機6の交流出力電力は電力系統4と接続
して連系運転を行う。
【0022】例として、主発電機である第1の発電機2
2aの定格出力が1MWで、この発電機22aの効率を
95%とすると、50kWが熱損失となる。第2の発電
機6とタービン53を含んだ閉サイクル冷却装置5の効
率を20%とすると、第2の発電機6からは10kWを
出力でき、風力発電装置の効率を1%向上させることが
できる。
2aの定格出力が1MWで、この発電機22aの効率を
95%とすると、50kWが熱損失となる。第2の発電
機6とタービン53を含んだ閉サイクル冷却装置5の効
率を20%とすると、第2の発電機6からは10kWを
出力でき、風力発電装置の効率を1%向上させることが
できる。
【0023】次に図2を参照してこの発明の他の実施の
形態について説明する。この実施の形態が上述の一実施
の形態と異なるのは、発電機の形状が一般的な発電機と
同様に固定子である電機子の内側に回転子である界磁が
位置している、いわゆるインナーローター型発電機とな
っている点である。なお、図2では、発電出力以降の構
成は図1と同一なので、図示を省略している。
形態について説明する。この実施の形態が上述の一実施
の形態と異なるのは、発電機の形状が一般的な発電機と
同様に固定子である電機子の内側に回転子である界磁が
位置している、いわゆるインナーローター型発電機とな
っている点である。なお、図2では、発電出力以降の構
成は図1と同一なので、図示を省略している。
【0024】図2において、符号1は風車のブレードで
あり、複数枚のブレード1が回転軸1bに固定されて風
車を構成している。回転軸1bの外周には永久磁石型同
期発電機である第1の発電機2bの界磁を構成する複数
の磁極21bが取り付けられており、電機子22bを励
磁して交流電力を発生させる。
あり、複数枚のブレード1が回転軸1bに固定されて風
車を構成している。回転軸1bの外周には永久磁石型同
期発電機である第1の発電機2bの界磁を構成する複数
の磁極21bが取り付けられており、電機子22bを励
磁して交流電力を発生させる。
【0025】主発電機である第1の発電機22bは、発
電による電機子巻線の銅損および磁気回路の鉄損によっ
て発熱するため、これを冷却する閉サイクル冷却装置5
を設ける。この閉サイクル冷却装置5は、冷媒を抽送す
るためのポンプ51、第1の発電機2bの電機子22b
の鉄心部分に配設され、冷媒によって熱を回収する熱回
収部52、熱回収部52で加熱されてガス化した冷媒に
よって駆動されるタービン53、および冷却部54から
構成され、それぞれ気密の金属チューブ50で接続され
て冷媒が拡散しないようになっている。
電による電機子巻線の銅損および磁気回路の鉄損によっ
て発熱するため、これを冷却する閉サイクル冷却装置5
を設ける。この閉サイクル冷却装置5は、冷媒を抽送す
るためのポンプ51、第1の発電機2bの電機子22b
の鉄心部分に配設され、冷媒によって熱を回収する熱回
収部52、熱回収部52で加熱されてガス化した冷媒に
よって駆動されるタービン53、および冷却部54から
構成され、それぞれ気密の金属チューブ50で接続され
て冷媒が拡散しないようになっている。
【0026】使用する冷媒としては発電機の動作時の温
度で気化することが必要であり、常温において比較的低
圧で液化できるものとしてアンモニアを選定する。その
他、冷媒の性質として臨界温度が高く、凝固点が低くて
化学的に安定であることも要求される。
度で気化することが必要であり、常温において比較的低
圧で液化できるものとしてアンモニアを選定する。その
他、冷媒の性質として臨界温度が高く、凝固点が低くて
化学的に安定であることも要求される。
【0027】第1の発電機2bの排熱によって高温度と
なり気化した冷媒で駆動されるタービン53には、第2
の発電機6が軸結合され、電力系統4と連系可能な交流
電力を発生させる。
なり気化した冷媒で駆動されるタービン53には、第2
の発電機6が軸結合され、電力系統4と連系可能な交流
電力を発生させる。
【0028】次に図2の構成による風力発電装置の動作
について説明する。風力エネルギを受けて複数のブレー
ド1で構成された風車が回転し、回転軸1bの外周部に
配設した極数分の磁極21bによって構成された界磁の
回転によって電機子22bが励磁され、電機子22bの
巻線に交流電力を発生させる。主発電機である第1の発
電機2bは、中心部に位置して回転する界磁部分の外側
に電機子22bが位置するインナーローター式の発電機
となっている。
について説明する。風力エネルギを受けて複数のブレー
ド1で構成された風車が回転し、回転軸1bの外周部に
配設した極数分の磁極21bによって構成された界磁の
回転によって電機子22bが励磁され、電機子22bの
巻線に交流電力を発生させる。主発電機である第1の発
電機2bは、中心部に位置して回転する界磁部分の外側
に電機子22bが位置するインナーローター式の発電機
となっている。
【0029】第1の発電機22bの出力電力は、電力変
換部3のコンバータ31において、いったん所定電圧の
直流電力に変換した後、インバータ32において所定周
波数、所定電圧の交流電力に逆変換して電力系統4と連
系運転を行う。
換部3のコンバータ31において、いったん所定電圧の
直流電力に変換した後、インバータ32において所定周
波数、所定電圧の交流電力に逆変換して電力系統4と連
系運転を行う。
【0030】主発電機である第1の発電機22bの損失
による排熱を再利用するため、閉サイクル冷却装置5が
設けられている。この閉サイクル冷却装置5は、冷媒と
して使用するアンモニアを封入した金属チューブ50を
第1の発電機2bの電機子22bの鉄心部分に配設して
熱回収部52とし、ポンプ51によって熱回収部52に
送られた冷媒が加熱されて高熱となり気化して高圧とな
ったところにタービン53を置き、このタービン53を
駆動する。タービン53を駆動してエネルギを失った冷
媒は、冷却部54において冷却されて液化し、ポンプ5
1に戻る。
による排熱を再利用するため、閉サイクル冷却装置5が
設けられている。この閉サイクル冷却装置5は、冷媒と
して使用するアンモニアを封入した金属チューブ50を
第1の発電機2bの電機子22bの鉄心部分に配設して
熱回収部52とし、ポンプ51によって熱回収部52に
送られた冷媒が加熱されて高熱となり気化して高圧とな
ったところにタービン53を置き、このタービン53を
駆動する。タービン53を駆動してエネルギを失った冷
媒は、冷却部54において冷却されて液化し、ポンプ5
1に戻る。
【0031】第1の発電機22bの排熱によって駆動さ
れたタービン53には、第2の発電機6が軸結合されて
おり、この発電機6の交流出力電力は電力系統4と接続
して連系運転を行う。
れたタービン53には、第2の発電機6が軸結合されて
おり、この発電機6の交流出力電力は電力系統4と接続
して連系運転を行う。
【0032】以上、本発明の一実施の形態の動作を図面
を参照して詳述してきたが、本発明はこの実施の形態に
限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
の設計変更等があっても本発明に含まれる。
を参照して詳述してきたが、本発明はこの実施の形態に
限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
の設計変更等があっても本発明に含まれる。
【0033】たとえば、閉サイクル冷却装置に使用する
冷媒はアンモニアに限られるものではなく、発電機の動
作温度で気化し、常温で液化が可能なもの(代替フロン
等)であれば、どんな冷媒であってもよい。
冷媒はアンモニアに限られるものではなく、発電機の動
作温度で気化し、常温で液化が可能なもの(代替フロン
等)であれば、どんな冷媒であってもよい。
【0034】また、電力変換部のコンバータとインバー
タの接続点に蓄電池を配設して風況の変化にかかわら
ず、安定に電力を送出するようにしたものも本発明に含
まれる。
タの接続点に蓄電池を配設して風況の変化にかかわら
ず、安定に電力を送出するようにしたものも本発明に含
まれる。
【0035】また、風車と第1の発電機とを直結せず、
増速機を介して結合して発電機を高速回転させ、直接連
系可能な周波数の交流電力を得るものであってもよい。
増速機を介して結合して発電機を高速回転させ、直接連
系可能な周波数の交流電力を得るものであってもよい。
【0036】
【発明の効果】これまでに説明したように、本発明によ
れば以下に示す効果が得られる。請求項1の発明によれ
ば、風車に軸結合して発電する第1の発電機の損失によ
る排熱を利用してタービンを回転させ、このタービンに
軸結合した第2の発電機から発電電力として回収するこ
とができ、第1の発電機を空冷あるいは水冷によって冷
却する場合に比較して発電機以降の効率を向上させるこ
とができる。
れば以下に示す効果が得られる。請求項1の発明によれ
ば、風車に軸結合して発電する第1の発電機の損失によ
る排熱を利用してタービンを回転させ、このタービンに
軸結合した第2の発電機から発電電力として回収するこ
とができ、第1の発電機を空冷あるいは水冷によって冷
却する場合に比較して発電機以降の効率を向上させるこ
とができる。
【0037】請求項2の発明によれば、冷媒による閉サ
イクル冷却装置の熱回収部を第1の発電機の電機子の発
熱部分に配設し、加熱されガス化して高圧となった冷媒
によってタービンを回すことにより熱エネルギを回転エ
ネルギに変換し、さらに第2の発電機によって電気エネ
ルギに変換することにより、装置の効率を向上させるこ
とができる。
イクル冷却装置の熱回収部を第1の発電機の電機子の発
熱部分に配設し、加熱されガス化して高圧となった冷媒
によってタービンを回すことにより熱エネルギを回転エ
ネルギに変換し、さらに第2の発電機によって電気エネ
ルギに変換することにより、装置の効率を向上させるこ
とができる。
【0038】請求項3の発明によれば、冷媒としてアン
モニアを使用することにより発電機の動作時の温度で容
易に気化し、常温において比較的低圧で液化でき、排熱
を利用して効率よくタービンを駆動することができる。
モニアを使用することにより発電機の動作時の温度で容
易に気化し、常温において比較的低圧で液化でき、排熱
を利用して効率よくタービンを駆動することができる。
【0039】請求項4の発明によれば、第1の発電機に
よる出力電力を電力系統と連系可能な電圧、周波数の交
流電力に変換した電力と、この発電機の排熱によって発
生した第2の発電機の出力電力とを足し合わせて電力系
統と連系運転を行うことができる。
よる出力電力を電力系統と連系可能な電圧、周波数の交
流電力に変換した電力と、この発電機の排熱によって発
生した第2の発電機の出力電力とを足し合わせて電力系
統と連系運転を行うことができる。
【図1】 本発明の一実施の形態による風力発電装置の
構成を示すブロック図。
構成を示すブロック図。
【図2】 本発明の他の実施の形態による風力発電装置
の構成を示すブロック図。
の構成を示すブロック図。
【図3】 従来の技術による風力発電装置の構成を示す
ブロック図。
ブロック図。
1…ブレード
1a…回転軸
1b…回転軸
2…発電機
2a…第1の発電機
2b…第2の発電機
21…磁極
21a…磁極
21b…磁極
22…電機子
22a…電機子
22b…電機子
3…電力変換部
31…コンバータ
32…インバータ
4…電力系統
5…閉サイクル冷却装置
50…金属チューブ
51…ポンプ
52…熱回収部
53…タービン
54…冷却部
6…第2の発電機
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考)
H02K 9/18 H02K 9/18 Z
Fターム(参考) 3G081 BA02 BB07 BC01 BD00
3H078 AA02 AA26 AA34 BB11 CC01
CC22
5H607 BB02 BB07 BB14 BB26 CC05
DD07 DD08 DD19 FF01 FF26
5H609 BB03 BB12 PP02 QQ23 RR37
RR44 RR62 RR69
Claims (4)
- 【請求項1】 風力エネルギを受けて回転する風車と、 該風車に軸結合した第1の発電機と、 該第1の発電機の電機子に熱回収部を配設し、冷媒によ
って排熱を処理する閉サイクル冷却装置と、 該閉サイクル冷却装置に組み込まれたタービンと、 該タービンに軸結合した第2の発電機とからなり、前記
第1の発電機および前記第2の発電機の双方から出力電
力を得ることを特徴とする風力発電装置。 - 【請求項2】 前記閉サイクル冷却装置に組み込まれた
タービンは、 前記第1の発電機の電機子で加熱され、ガス化した前記
冷媒によって駆動されることを特徴とする請求項1記載
の風力発電装置。 - 【請求項3】 前記冷媒は、アンモニアを使用すること
を特徴とする請求項1または2記載の風力発電装置。 - 【請求項4】 前記第1の発電機および前記第2の発電
機の出力電力は、それぞれ電力系統と連系運転を行うこ
とを特徴とする請求項1から3のいずれか記載の風力発
電装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001316032A JP2003120505A (ja) | 2001-10-12 | 2001-10-12 | 風力発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001316032A JP2003120505A (ja) | 2001-10-12 | 2001-10-12 | 風力発電装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003120505A true JP2003120505A (ja) | 2003-04-23 |
Family
ID=19134102
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001316032A Withdrawn JP2003120505A (ja) | 2001-10-12 | 2001-10-12 | 風力発電装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003120505A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009034609A1 (de) * | 2009-07-27 | 2011-02-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Maschine mit Energierückgewinnung, insbesondere mit einem Thermovoltaikgenerator |
KR101030588B1 (ko) | 2008-12-17 | 2011-04-21 | 주식회사 효성 | 발전장치용 냉각 시스템 |
JP2012039816A (ja) * | 2010-08-10 | 2012-02-23 | Ihi Corp | 発電装置及び発電システム |
JP2012112385A (ja) * | 2010-11-26 | 2012-06-14 | Siemens Ag | 風力タービンの電気装置を制御する方法およびシステム |
JP2012197796A (ja) * | 2009-10-15 | 2012-10-18 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 発電システム |
US9617980B2 (en) | 2013-08-27 | 2017-04-11 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Wind power generating system |
-
2001
- 2001-10-12 JP JP2001316032A patent/JP2003120505A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101030588B1 (ko) | 2008-12-17 | 2011-04-21 | 주식회사 효성 | 발전장치용 냉각 시스템 |
DE102009034609A1 (de) * | 2009-07-27 | 2011-02-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Maschine mit Energierückgewinnung, insbesondere mit einem Thermovoltaikgenerator |
JP2012197796A (ja) * | 2009-10-15 | 2012-10-18 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 発電システム |
JP2012039816A (ja) * | 2010-08-10 | 2012-02-23 | Ihi Corp | 発電装置及び発電システム |
JP2012112385A (ja) * | 2010-11-26 | 2012-06-14 | Siemens Ag | 風力タービンの電気装置を制御する方法およびシステム |
KR101809514B1 (ko) * | 2010-11-26 | 2017-12-15 | 지멘스 악티엔게젤샤프트 | 풍력 터빈의 전기 장치 제어 방법 및 시스템 |
US9617980B2 (en) | 2013-08-27 | 2017-04-11 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Wind power generating system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Muljadi et al. | Cogging torque reduction in a permanent magnet wind turbine generator | |
CN110971095B (zh) | 一种双定子风力发电机及发电*** | |
CN202488301U (zh) | 双气隙混合励磁直驱开关磁阻风力发电机及其机组*** | |
Wang et al. | Design, modeling, and control of a novel hybrid-excited flux-bidirectional-modulated generator-based wind power generation system | |
Gao et al. | HTS vernier machine for direct-drive wind power generation | |
CN102594062A (zh) | 双气隙混合励磁直驱开关磁阻风力发电机及其机组*** | |
Li et al. | Design and analysis of a stator HTS field-modulated machine for direct-drive applications | |
CN100574089C (zh) | 用于产生预定电网频率的电流的发电机组和方法 | |
Fu et al. | A unified theory of flux-modulated electric machines | |
Khan et al. | Design of a PM wind generator, optimised for energy capture over a wide operating range | |
JP2003120505A (ja) | 風力発電装置 | |
US20080224475A1 (en) | Power generation | |
Nataraj et al. | Modeling and FEA analysis of axial flux PMG for low speed wind turbine applications | |
CN110601479B (zh) | 一种双转子感应风力发电机及其工作方法 | |
Madani et al. | A permanent magnet synchronous generator for a small scale vertical axis wind turbine | |
Mirnikjoo et al. | Design of an outer rotor flux switching permanent magnet generator for wind turbine | |
Darjazini et al. | A modified approach for efficient cogging torque suppression in a flux switching permanent magnet generator used in micro‐scale wind turbines | |
Bumby et al. | Axial flux, permanent magnet, generators for engine integration | |
CN103775196B (zh) | 一种涡轮增压发电装置 | |
Chirca et al. | Design optimization and prototyping of a double-rotor axial-flux spoke-type ferrite-magnet micro-wind generator | |
CN213585463U (zh) | 一种适用于孤网运行的三机励磁汽发机 | |
Zhang et al. | Performance analysis of doubly excited brushless generator with outer rotor for wind power application | |
CN201742269U (zh) | 无刷励磁多相水冷同步风力发电机 | |
CN201113627Y (zh) | 一种大功率风力发电稀土永磁发电机 | |
Arish et al. | Comparative Analysis of PM and Non-PM Design Options for Small-Scale Wind Generators |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050104 |