JP2006125961A - Fluid flow measuring system and wind power generating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、流体中における流体の流れを乱す物体、例えば風力発電装置がある場合に、その物体の周囲における流体の動きを計測する技術、およびそれに関連する技術に関する。 The present invention relates to a technique for measuring the movement of a fluid around the object when there is an object that disturbs the flow of the fluid in the fluid, for example, a wind power generator, and a technique related thereto.
建造物を設置する前には、地図などを用いたいわゆるバーチャルな検証が行われるが、当該建造物が風の影響を大きく受けるものである場合には、実際の現場に当該建造物を設置する前に、その現場において発生すると考えられる風況を正確に把握する（以下、「事前風況検証」という）必要がある。また、当該建造物が建造された後に、当該現場における風況がどのようになるかについて、事後検証する（以下、「事後風況検証」という）必要がある場合も少なくない。 Before installing a building, so-called virtual verification using a map or the like is performed. If the building is greatly affected by the wind, the building is installed at the actual site. Before, it is necessary to accurately grasp the wind conditions that are expected to occur at the site (hereinafter referred to as “preliminary wind condition verification”). In addition, after the building is built, it is often necessary to perform post-examination (hereinafter referred to as “ex-post wind state verification”) as to how the wind condition at the site will be.
前述のような事前風況検証または事後風況検証に用いられる技術には、以下のようなものがある。
第一の方法は、現場における任意の地点に観測用のタワーを設置し、そのタワーの先端や中央付近に風向計や風速計を固定して風況を検証する方法である。
第二の方法は、現場における任意の地点に、例えばドップラーソーダまたはレーザードップラーを設置して風況を検証する方法である。
第三の方法は、現場地形を模擬した模型を作成し、風洞実験設備において風を流入させ、計測する方法である。
第四の方法は、コンピュータ内で現場地形を模擬した地形データを作成し、シミュレーションソフトを用いた数値解析を行う方法である。
第二の方法が採用されるとして、更に詳しく説明する。
The techniques used for the preliminary wind condition verification or the subsequent wind condition verification as described above include the following.
The first method is to install an observation tower at an arbitrary point on the site and fix an anemometer or anemometer near the tip or center of the tower to verify the wind conditions.
The second method is a method of verifying the wind condition by installing, for example, a Doppler soda or a laser Doppler at an arbitrary point on the site.
The third method is to create a model that simulates the on-site terrain, and to measure the wind flow in the wind tunnel test facility.
The fourth method is a method of creating terrain data simulating on-site terrain in a computer and performing numerical analysis using simulation software.
A more detailed description will be given assuming that the second method is adopted.
ドップラーソーダ（ドップラー音波レーダー）は、現場における任意地点から上空に向けて、数千Ｈｚの一定周波数の音波を、数秒間隔で発振する。音波は、大気中の風に含まれる水蒸気や塵などの粒子に衝突し、反射する。その反射波を大型の筒状体にてキャッチし、ドップラー効果で変調した反射波に基づいて風速を算出する。
音波の受発信用の筒状体を三本程度とし、それぞれの傾き角度や方向を異ならせることによって風向きを算出することも可能である。
A Doppler soda (Doppler sonic radar) oscillates a sound wave having a constant frequency of several thousand Hz at an interval of several seconds from an arbitrary point in the field toward the sky. Sound waves collide with and reflect particles such as water vapor and dust contained in the wind in the atmosphere. The reflected wave is caught by a large cylindrical body, and the wind speed is calculated based on the reflected wave modulated by the Doppler effect.
It is also possible to calculate the direction of the wind by setting the number of cylindrical bodies for receiving and transmitting sound waves to about three and varying the inclination angle and direction of each.
レーザードップラー（光波レーダー）は、レーザー光を放射し、大気中に浮遊する塵からの散乱光を受信する。受信した光は、風の影響によるドップラー効果を受けているので、その光の周波数変移量を分析し、風速や風向きを求める技術である。
例えば、風力発電用風車建設予定地について風向風速を計測する技術として、特許文献１に開示される技術がある。
Laser Doppler (light wave radar) emits laser light and receives scattered light from dust floating in the atmosphere. Since the received light is subjected to the Doppler effect due to the influence of the wind, it is a technique for analyzing the frequency shift amount of the light and obtaining the wind speed and direction.
For example, there is a technique disclosed in
流体速度の計測法には、空間内の一点もしくは数点における速度を時間分解能の高い熱線流速計やレーザドップラー流速計などを採用する計測法の他に、流体内に混入した微少な粒子（トレーサ）にレーザ光などを照射してそれらの散乱光を画像として連続して取得し、粒子群の移動距離を求めて二次元平面内の流体速度を計測する粒子画像流速測定法（以下、Particle Image Velocimetry；「ＰＩＶ」と略記する）がある。前者は時間分解能に優れている。一方のＰＩＶは空間分解能に優れており、複雑な流動場における流体の流動を計測するのに適している。
なお、トレーサの追跡および個々の粒子像をコンピュータにてデジタル処理する方法を粒子追跡法（Particle Tracking Velocimetry ；「ＰＴＶ」と略記する）があるが、本書類では、ＰＴＶはＰＩＶの一種として含めることとする。
In addition to the measurement method using a hot-wire anemometer or laser Doppler velocimeter with high time resolution, the fluid velocity is measured at one or several points in the space. Particle image velocimetry (hereinafter referred to as “Particle Image”) is used to measure the fluid velocity in a two-dimensional plane by irradiating laser light, etc. Velocimetry (abbreviated as “PIV”). The former is superior in time resolution. One PIV has excellent spatial resolution and is suitable for measuring fluid flow in a complex flow field.
In addition, although there is a particle tracking method (Particle Tracking Velocimetry; abbreviated as “PTV”), a method of digitally processing tracer tracking and individual particle images with a computer, PTV is included as a kind of PIV in this document. And
ＰＩＶにおける先行する技術として、特許文献２に開示される技術がある。この技術は、実験室レベルの計測技術であったＰＩＶを、実用化させることについて貢献している。 As a prior art in PIV, there is a technique disclosed in Patent Document 2. This technology contributes to the practical application of PIV, which was a laboratory level measurement technology.
前述した従来技術では以下のような問題点がある。
第一に、観測用タワーを用いる場合には、その設置に手間とコストがかかる上に、その観測タワー自体が新たな障害物となって周囲の風況に影響を与えるおそれがあるという問題がある。すなわち、本来的には当該観測タワーが存在しない状態での風況を把握することが目的であるため、観測タワーの存在が測定誤差を生じることとなってしまう可能性がある。
第二に、ドップラーソーダやレーザードップラーによる風況観測は、そのセッティングが比較的容易であるので、観測タワー設置に関わる問題点は回避できるものの、観測ポイントが限られてしまう。すなわち、ドップラー効果を生じる反射体に向かって照射される音波やレーザーの照射エリアが限られてしまっているのである。そのため、特許文献１に記載された技術を用いても、広範囲の風況を一度に把握することは困難である。
The prior art described above has the following problems.
First, when using an observation tower, it takes time and effort to install the observation tower, and the observation tower itself may become a new obstacle and affect the surrounding wind conditions. is there. In other words, the purpose is to grasp the wind condition in the state where the observation tower is not present, so that the presence of the observation tower may cause a measurement error.
Second, wind condition observation with Doppler soda or laser Doppler is relatively easy to set up, so problems associated with the installation of the observation tower can be avoided, but the observation points are limited. That is, the irradiation area of the sound wave or laser irradiated toward the reflector that produces the Doppler effect is limited. Therefore, even if the technique described in
前述の第三の方法では、模型作成に莫大な費用と手間がかかる上に、詳細なモデルへの再現が困難であることから、現実の値を正確に再現することは困難である。
前述の第四の方法につき、近年のコンピュータの高速化やシミュレーションソフトの向上に伴い、数値解析の精度は向上している。しかし、数十から数百メッシュの格子による地形の再現では、実地形の風況との乖離は小さいものとは言えない。
In the third method described above, it takes a tremendous amount of money and labor to create a model, and it is difficult to reproduce a detailed model. Therefore, it is difficult to accurately reproduce an actual value.
With regard to the fourth method described above, the accuracy of numerical analysis has been improved with the recent increase in speed of computers and improvement in simulation software. However, in the reproduction of terrain with a grid of tens to hundreds of meshes, the deviation from the wind condition of the actual terrain is not small.
また、特許文献２には、実地形についての広範囲の風況を把握することに応用する技術については、何ら開示されていない。 Patent Document 2 does not disclose any technique applied to grasping a wide range of wind conditions on actual terrain.
本発明が解決しようとする課題は、実地形についての広範囲な風況の把握に用いるための技術を提供することである。
ここで、請求項１から請求項５に記載の発明の目的は、ＰＩＶ測定システムを用いて実地形についての広範囲な風況の把握可能な流体流動計測システムを提供することにある。
また、請求項６から請求項１０に記載の発明の目的は、ＰＩＶ測定システムを用いて実地形についての広範囲な風況を把握し、把握した風況を風力発電装置の運転に役立てる技術を提供することにある。
The problem to be solved by the present invention is to provide a technique for use in grasping a wide range of wind conditions on actual terrain.
An object of the invention described in
In addition, the object of the invention described in claims 6 to 10 is to provide a technique for using a PIV measurement system to grasp a wide range of wind conditions on actual terrain and to use the grasped wind conditions for the operation of the wind turbine generator. There is to do.
（請求項１）
請求項１記載の発明は、風力発電装置の周囲の風況を計測する流体流動計測システムに係る。
すなわち、レーザ光を流動場へ照射させるレーザ発振装置と、 流動場に照射されたレーザ光が捉える粒子を連続撮影して撮影画像データを取得する画像撮影手段と、 その画像撮影手段による撮影のタイミングをレーザ光の照射に同期させる制御手段と、 撮影画像データを風況解析用に処理する画像処理手段とを備える。 前記レーザ光学系は、当該流動場内における風力発電装置を挟んで異なる複数の計測領域を照らすレーザ光を照射し、 前記画像撮影手段は、その複数のレーザ光に対する撮影画像データを取得する。そして、前記画像処理手段は、取得した複数の撮影画像データを用いて流動場の風況解析に供する画像処理を行うこととした流体流動計測システムである。
(Claim 1)
The invention according to
That is, a laser oscillation device that irradiates the flow field with laser light, an image capturing unit that continuously captures particles captured by the laser light irradiated to the flow field, and acquires captured image data, and timing of capturing by the image capturing unit Is controlled by laser light irradiation, and image processing means for processing photographed image data for wind condition analysis. The laser optical system irradiates laser light that illuminates a plurality of different measurement regions across the wind power generator in the flow field, and the image capturing unit acquires captured image data for the plurality of laser beams. The image processing means is a fluid flow measurement system that performs image processing for use in wind state analysis of a flow field using a plurality of acquired captured image data.
（用語説明）
「レーザ発振装置」は、例えば、照射されるレーザ光がシート状のレーザ光であれば、レーザ光をシート状に整形するためのシステムを含む。
(Glossary)
The “laser oscillation device” includes, for example, a system for shaping a laser beam into a sheet shape when the irradiated laser beam is a sheet-shaped laser beam.
（作用）
まず、レーザ発振装置がレーザ光を流動場へ照射する。その流動場には複数の計測領域があり、当該流動場内における風力発電装置を挟んで異なる複数の計測領域を、レーザ発振装置から照査されたレーザ光が照らす。
続いて、流動場に照射されたレーザ光が捉えるトレーサを、画像撮影手段が撮影画像データとして取得する。このとき、その複数のレーザ光に対する撮影画像データを取得する。画像撮影手段による撮影のタイミングは、制御手段がレーザ光に同期させる。
そして、撮影画像データを画像処理手段が風況解析用に処理する。すなわち、取得した複数の撮影画像データを用いて流動場の風況解析に供する画像処理を行う。
風力発電装置を挟んで異なる複数の計測領域について、連続して複数の撮影画像データを取得できる。また、それらを解析することができ、風力発電装置の周囲の風況を把握できることとなる。
(Function)
First, the laser oscillation device irradiates the flow field with laser light. The flow field has a plurality of measurement regions, and a plurality of different measurement regions across the wind power generator in the flow field illuminate with the laser light that is examined from the laser oscillation device.
Subsequently, the image capturing unit acquires the tracer captured by the laser light applied to the flow field as captured image data. At this time, captured image data for the plurality of laser beams is acquired. The timing of photographing by the image photographing means is synchronized with the laser light by the control means.
Then, the image processing means processes the captured image data for wind condition analysis. That is, the image processing for the wind condition analysis of the flow field is performed using a plurality of acquired image data.
A plurality of photographed image data can be acquired continuously for a plurality of different measurement regions across the wind turbine generator. Moreover, they can be analyzed and the wind conditions around the wind turbine generator can be grasped.
（請求項２）
請求項２記載の発明は、請求項１記載の流体流動計測システムを限定したものである。
すなわち、前記レーザ発振装置は、シート状のレーザ光を、計測領域ごとにスキャン照射することとし、 前記画像撮影手段は、レーザ光が照射された複数の計測領域それぞれを別角度で捉えられる複数のビデオスキャンカメラとしたことを特徴とする。
(Claim 2)
The invention according to claim 2 limits the fluid flow measurement system according to
That is, the laser oscillation device scans and irradiates a sheet-like laser beam for each measurement region, and the image photographing unit can capture a plurality of measurement regions irradiated with the laser beam at different angles. It is a video scan camera.
（用語説明）
「ビデオスキャンカメラ」とは、ＣＣＤカメラのほか、Ｃ−ＭＯＳセンサーをも含む。
(Glossary)
The “video scan camera” includes not only a CCD camera but also a C-MOS sensor.
（作用）
レーザ発振装置は、シート状のレーザ光を、計測領域ごとにスキャン照射する。また、複数のビデオスキャンカメラである画像撮影手段は、レーザ光が照射された複数の計測領域それぞれを別角度で捉えることができる。したがって、広域な計測領域の風況を効率的に撮影画像データとして取得することができる。
(Function)
The laser oscillation device scans and irradiates a sheet-like laser beam for each measurement region. Further, the image capturing means, which is a plurality of video scan cameras, can capture each of the plurality of measurement regions irradiated with the laser light from different angles. Therefore, the wind conditions in a wide measurement area can be efficiently acquired as captured image data.
（請求項３）
請求項３記載の発明は、請求項１に記載の流体流動計測システムを限定したものである。
すなわち、レーザ発振装置は、立体的なレーザ光を照射することとし、 前記画像撮影手段は、レーザ光が照射された複数の計測領域それぞれを別角度で捉えられる複数のビデオスキャンカメラとしたことを特徴とする。
(Claim 3)
The invention described in claim 3 limits the fluid flow measurement system described in
That is, the laser oscillation device irradiates a three-dimensional laser beam, and the image photographing unit is a plurality of video scan cameras that can capture a plurality of measurement regions irradiated with the laser beam at different angles. Features.
（用語説明）
「立体的なレーザ光」とは、例えば、円錐の頂点部分から放射状に広がるレーザ光である。
(Glossary)
“Stereoscopic laser light” is, for example, laser light that spreads radially from the apex of a cone.
（作用）
レーザ発振装置は、計測領域に対して立体的なレーザ光を照射する。複数のビデオスキャンカメラからなる画像撮影手段は、レーザ光が照射された複数の計測領域それぞれを別角度で捉えられる。したがって、広域な計測領域の風況を効率的に撮影画像データとして取得することができる。
(Function)
The laser oscillation device irradiates a measurement area with a three-dimensional laser beam. The image capturing means including a plurality of video scan cameras can capture each of a plurality of measurement areas irradiated with laser light at different angles. Therefore, the wind conditions in a wide measurement area can be efficiently acquired as captured image data.
（請求項４）
請求項４記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の流体流動計測システムを限定したものである。
すなわち、前記レーザ発振装置は、地上に設置するとともに、レーザ光は上空へ向かって照射することとしたことを特徴とする。
「地上に設置する」とは、レーザ発振装置を直に地面へ固定するという趣旨ではなく、高さを確保するためのタワーなどを必要としない、ということを趣旨としている。
(Claim 4)
The invention according to claim 4 limits the fluid flow measurement system according to any one of
That is, the laser oscillator is installed on the ground and the laser beam is emitted toward the sky.
“Installing on the ground” does not mean that the laser oscillator is directly fixed to the ground, but does not require a tower or the like for securing the height.
レーザ発振装置の設置について、タワーなどを必要としない。そのため、風況観測のために導入される新たな設備を少なくするすることができる。 There is no need for a tower to install the laser oscillator. Therefore, it is possible to reduce the number of new equipment introduced for wind observation.
（請求項５）
請求項５記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の流体流動計測システムを限定したものである。
すなわち、撮影画像データにおけるトレーサとなる微粒子を流動場に対して発生させるトレーサ発生装置を備えたことを特徴とする。
「トレーサとなる微粒子」とは、具体的には、湯気やドライアイスなどを用いた細かい水滴、煙幕などである。
「トレーサ発生装置」は、風上に設置されなければ機能しない。風向が一定しない地域であれば数カ所に設置するか、計測時に風上に設置することとなる。
(Claim 5)
The invention according to claim 5 limits the fluid flow measurement system according to any one of
That is, a tracer generating device that generates fine particles, which are tracers in captured image data, with respect to a flow field is provided.
Specifically, the “tracer fine particles” are fine water droplets and smoke screens using steam or dry ice.
The “tracer generator” will not function unless it is installed upwind. If the wind direction is not constant, it will be installed in several places or upwind at the time of measurement.
（作用）
流動場の撮影画像データにトレーサが不足するような事態においては、トレーサ発生装置がトレーサとなる微粒子を流動場に対して発生させる。これによって、撮影画像データの取得、ひいては風況分析を確実なものとすることができる。
(Function)
In a situation where the tracer is insufficient in the captured image data of the flow field, the tracer generating device generates fine particles to be the tracer in the flow field. As a result, the acquisition of the photographed image data, and hence the wind condition analysis can be ensured.
（請求項６）
請求項６記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の流体流動計測システムを限定したものである。
すなわち、画像処理手段による画像処理に基づいて風力発電装置の風上における風向を算出する風向算出手段を備え、 その風向算出手段が算出した風向に関するデータを風力発電装置へ出力することとした流体流動計測システムに係る。
(Claim 6)
The invention according to claim 6 limits the fluid flow measurement system according to any one of
That is, the fluid flow includes a wind direction calculating unit that calculates the wind direction on the wind of the wind turbine generator based on the image processing by the image processor, and outputs data related to the wind direction calculated by the wind direction calculator to the wind turbine generator Related to measurement system.
（用語説明）
「風向算出手段」は、トレーサの動く方向を平均化するなどの手法で風向きを特定する。ここで算出される風向は、風力発電装置の風上における風向であり、風力発電装置に付属している風向計が現在の風向と、完全に一致はしない。
(Glossary)
The “wind direction calculating means” specifies the wind direction by a method such as averaging the moving direction of the tracer. The wind direction calculated here is the wind direction on the wind power generator, and the anemometer attached to the wind power generator does not completely match the current wind direction.
（作用）
風向算出手段が画像処理手段による画像処理に基づいて風向を算出する。そして、その風向算出手段が算出した風向に関するデータを風力発電装置へ出力する。出力を受けた風力発電装置は、たとえば、風向が変化している場合にナセルの向きを予め変更しておく。すると、発電効率を上昇させることに寄与する。
(Function)
The wind direction calculating means calculates the wind direction based on the image processing by the image processing means. And the data regarding the wind direction which the wind direction calculation means calculated are output to a wind power generator. The wind turbine generator that has received the output changes the nacelle direction in advance when the wind direction changes, for example. Then, it contributes to increasing the power generation efficiency.
（請求項７）
請求項７記載の発明は、請求項６に記載の流体流動計測システムを限定したものである。
すなわち、風向算出手段は風向とともに風速に関するデータをも算出し、風力発電装置へ出力することとした流体流動計測システムに係る。
(Claim 7)
The invention according to claim 7 limits the fluid flow measurement system according to claim 6.
That is, the wind direction calculating means calculates the data related to the wind speed as well as the wind direction and outputs the data to the wind power generator.
（作用）
風向算出手段が、風向とともに風速に関するデータをも算出する。そして、風力発電装置へ出力する。算出された風速が発電に適正な風速を越えるような場合には、風力発電装置は、ブレードの角度を変更したりすることにより、適正以上の風速に対する対策を講じ、出力を減少させてブレードの破損などを未然に防止する。ブレードのピッチ角を変更することにより、出力を向上させるように制御することもできる。
(Function)
The wind direction calculation means also calculates data relating to the wind speed along with the wind direction. And it outputs to a wind power generator. When the calculated wind speed exceeds the appropriate wind speed for power generation, the wind power generator will take measures against the wind speed higher than appropriate by changing the blade angle, etc. Prevent damage and so on. By changing the pitch angle of the blade, the output can be controlled to be improved.
請求項８から請求項１０に記載の発明は、前述の請求項に係る流体流動計測システムを備えた風力発電装置に係る。 The invention according to claims 8 to 10 relates to a wind turbine generator provided with the fluid flow measurement system according to the above-mentioned claims.
（請求項８）
請求項８記載の発明は、タワーと、鉛直方向を回転軸としてタワーに対して回転可能なナセルと、そのナセルに対してハブを介して固定されたブレードと、そのブレードの角度を変更する角度変更機構とを備えた風力発電装置であって、 その風力発電装置の周囲の風況を計測する流体流動計測システムを備える。
また、その流体流動計測システムは、レーザ光を流動場へ照射させるレーザ発振装置と、 流動場に照射されたレーザ光が捉える粒子を連続撮影して撮影画像データを取得する画像撮影手段と、 撮影のタイミングをレーザ光に同期させる制御手段と、 撮影画像データを処理する画像処理手段とを備える。
更に、前記レーザ光学系は、当該流動場内における風力発電装置を挟んで異なる複数の計測領域を照らすレーザ光を照射し、 前記画像撮影手段は、その複数のレーザ光に対する撮影画像データを取得し、 前記画像処理手段は、取得した複数の撮影画像データを用いて流動場の風況解析に供する画像処理を行うこととした風力発電装置である。
(Claim 8)
The invention according to claim 8 is a tower, a nacelle rotatable with respect to the tower about the vertical direction as a rotation axis, a blade fixed to the nacelle via a hub, and an angle for changing the angle of the blade. And a fluid flow measurement system for measuring a wind condition around the wind power generation apparatus.
In addition, the fluid flow measurement system includes a laser oscillation device that irradiates a flow field with laser light, an image capturing unit that continuously captures particles captured by the laser light applied to the flow field, and acquires captured image data. Control means for synchronizing the timing with the laser beam, and image processing means for processing photographed image data.
Further, the laser optical system irradiates laser light that illuminates a plurality of different measurement regions across the wind power generation device in the flow field, and the image photographing means acquires photographed image data for the plurality of laser lights, The image processing means is a wind power generator that performs image processing for use in wind condition analysis of a flow field using a plurality of acquired captured image data.
（請求項９）
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の風力発電装置を限定したものである。
すなわち、画像処理手段による画像処理に基づいて風向を算出する風向算出手段を備えるとともに、 その風向算出手段が算出した風向に関するデータに基づいて、風向に対して正面を向くようにナセルを回転させることとした風力発電装置に係る。
(Claim 9)
The invention according to claim 9 limits the wind power generator according to claim 8.
That is, a wind direction calculating unit that calculates a wind direction based on image processing by the image processing unit is provided, and the nacelle is rotated so as to face the wind direction based on data on the wind direction calculated by the wind direction calculating unit. Related to the wind power generator.
（請求項１０）
請求項１０に記載の発明は、請求項８または請求項９のいずれかに記載の風力発電装置を限定したものである。
すなわち、画像処理手段による画像処理に基づいて風速を算出する風速算出手段を備えるとともに、 その風速算出手段が算出した風速に関するデータに基づいて、前記角度変更機構によってそのブレードの角度を適正な角度へ変更することとした風力発電装置に係る。
(Claim 10)
The invention according to claim 10 limits the wind turbine generator according to claim 8 or claim 9.
That is, a wind speed calculating means for calculating the wind speed based on the image processing by the image processing means is provided, and the angle of the blade is adjusted to an appropriate angle by the angle changing mechanism based on the data relating to the wind speed calculated by the wind speed calculating means. It relates to the wind power generator to be changed.
請求項１から請求項５に記載の発明によれば、ＰＩＶ測定システムを用い、実地形についての広範囲な風況を把握可能な流体流動計測システムを提供することができた。例えば、風力発電装置を含む実地形などの風況把握や性能検証に寄与することとなった。
また、請求項６から請求項１０に記載の発明によれば、ＰＩＶ測定システムを用いて実地形についての広範囲な風況を把握し、把握した風況を風力発電装置の運転に役立てる技術を提供することができた。
According to the first to fifth aspects of the present invention, it is possible to provide a fluid flow measurement system capable of grasping a wide range of wind conditions on actual terrain using the PIV measurement system. For example, it contributed to the understanding of wind conditions and performance verification of actual terrain including wind power generators.
In addition, according to the invention described in claims 6 to 10, there is provided a technique for grasping a wide range of wind conditions on the actual terrain using the PIV measurement system and using the grasped wind conditions for the operation of the wind turbine generator. We were able to.
ＰＩＶ計測システムの実施の形態について、添付図面を参照させながら説明する。
ここで使用する図面は、図１から図１１である。図１は第一の実施形態を示す側面図であり、図２は平面図である。図３は第二の実施形態を示す平面図であり、図４は側面図である。図５は、レーザ発振器の発振方法を異ならせたバリエーションを示す概念図であり、図６はその詳細を示す図である。図７は、図５及び図６に示す他のバリエーションを示す詳細図である。図８は、複数台のカメラにて単一の画像データを得るバリエーションを示すものであり、図９はレーザーシートをスキャンする場合のアルゴリズムを示したものである。図１０は、風速と発電量、および風速とスラスト係数の関係を示す図である。図１１は、風速とスラスト係数の関係、および風力発電装置における関係式を定義するための図である。
An embodiment of a PIV measurement system will be described with reference to the accompanying drawings.
The drawings used here are FIGS. 1 to 11. FIG. 1 is a side view showing the first embodiment, and FIG. 2 is a plan view. FIG. 3 is a plan view showing the second embodiment, and FIG. 4 is a side view. FIG. 5 is a conceptual diagram showing variations with different oscillation methods of the laser oscillator, and FIG. 6 is a diagram showing details thereof. FIG. 7 is a detailed view showing another variation shown in FIGS. 5 and 6. FIG. 8 shows a variation in which a single image data is obtained by a plurality of cameras, and FIG. 9 shows an algorithm for scanning a laser sheet. FIG. 10 is a diagram illustrating the relationship between the wind speed and the power generation amount, and the wind speed and the thrust coefficient. FIG. 11 is a diagram for defining the relationship between the wind speed and the thrust coefficient and the relational expression in the wind turbine generator.
（第一の実施形態）
図１および図２は、風力発電装置の前後における空気の流動を把握することにより、風力発電装置の風向に対する前後においてどのような流動が生じるのかといった風況や、発電効率を算出したりする。
ＰＩＶ測定システムに必要なレーザ発振装置は、以下のように用意されている。すなわち、風力発電装置の直上に対して水平なレーザシート(a)を発振するレーザ発振装置、風力発電装置のブレード中心付近に対して水平なレーザシート(b)を発振するレーザ発振装置、および地表近くに水平なレーザーシート(c)を発振するレーザ発振装置である。
(First embodiment)
FIG. 1 and FIG. 2 calculate the wind condition such as what kind of flow occurs before and after the wind direction of the wind power generator and the power generation efficiency by grasping the air flow before and after the wind power generator.
The laser oscillation apparatus necessary for the PIV measurement system is prepared as follows. That is, a laser oscillation device that oscillates a horizontal laser sheet (a) directly above the wind turbine generator, a laser oscillation device that oscillates a horizontal laser sheet (b) near the blade center of the wind turbine generator, and the ground surface The laser oscillation device oscillates a horizontal laser sheet (c) nearby.
一方、風力発電装置における風上側、および風下側の地表面には、それぞれカメラ(α)、カメラ(β)が、鉛直に固定されている。このカメラ(α、β)は、レーザシートが存在しているタイミングにおいて、短い時間間隔（例えば1/30秒間隔）にて連続撮影を行う。ここでカメラ(α、β)は、各レーザシートの測定領域におけるレーザ光に対する浮遊物などの反射光を集光する対物レンズと、その対物レンズによって集光された光データをカメラレンズを介して受光するエリアスキャンカメラとを備えている。 On the other hand, a camera (α) and a camera (β) are fixed vertically on the windward and leeward ground surfaces of the wind turbine generator, respectively. This camera (α, β) performs continuous shooting at a short time interval (for example, 1/30 second interval) at the timing when the laser sheet is present. Here, the cameras (α, β) are an objective lens that collects reflected light such as suspended matter with respect to the laser beam in the measurement area of each laser sheet, and optical data collected by the objective lens via the camera lens. And an area scan camera for receiving light.
それぞれのカメラの撮影タイミングは、図示を省略するが、タイミングスケジューラとシンクロナイザとで形成されている。
そのタイミングスケジューラからのタイミングにてレーザ発振装置が発振せしめられる一方、この発振タイミングとシンクロナイザで同期をとってエリアスキャンカメラを駆動する。すなわち、撮影タイミングのコントロールは、レーザ発振装置とエリアスキャンカメラとの同期をとって駆動させるようになっている。
The imaging timing of each camera is formed by a timing scheduler and a synchronizer, although not shown.
While the laser oscillation device oscillates at the timing from the timing scheduler, the area scan camera is driven in synchronization with the oscillation timing and the synchronizer. That is, the photographing timing is controlled by synchronizing the laser oscillation device and the area scan camera.
エリアスキャンカメラにてアナログ撮影したら、そのアナログ画像信号をデジタル化する。そして、そのデジタル画像信号である画像フレームを、ＰＩＶ手法により画像処理するコンピュータとを備えた画像処理手段によって画像データを処理するのである。 After analog shooting with an area scan camera, the analog image signal is digitized. Then, the image data is processed by an image processing means including a computer that processes the image frame, which is the digital image signal, by the PIV method.
ＰＩＶ計測システムでは、エリアスキャンカメラに撮像された時間的に微小時間異なる二つの時刻の粒子画像を輝度パターンの分布とみなして画像処理手段のコンピュータにより画像比較・解析の画像処理を行い、粒子群の移動量を推定する。粒子画像は、各レーザシート(a,b,c)上の流体中に拡散分布するパーティクル（粒子）群のある時刻での分布画像を表わしており、デジタル化された輝度を持つピクセル（画素）によって構成される。画像処理手段による画像処理、いわゆるＰＩＶ処理の過程では、各粒子画像のうち限定された測定領域を取り出して画像処理される。
以後の作用や構成についての詳細については、特開２００２−２２７５９号に開示されている技術と同様であり、省略する。
In the PIV measurement system, particle images at two times that are slightly different in time captured by an area scan camera are regarded as luminance pattern distributions, and image processing of image comparison / analysis is performed by a computer of the image processing means, and particle groups Is estimated. The particle image represents a distribution image at a certain time of particles (particles) that are diffusely distributed in the fluid on each laser sheet (a, b, c), and has a digitized luminance (pixel) Consists of. In the process of image processing by the image processing means, so-called PIV processing, a limited measurement region is extracted from each particle image and image processing is performed.
The details of the subsequent operation and configuration are the same as the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-22759, and will be omitted.
カメラ(α)では、図１に示すように地表面から離れるに従って風速が大きくなるものの、図２に示すように水平方向では差がないことが把握される。
一方、カメラ(β)では、図１に示すように地表面から離れるに従って風速が大きくなるものの、ブレードのハブ付近で最も風速が小さくなることが把握される。また、図２に示すように、水平方向においても、ブレードのハブ付近で最も風速が小さくなる。
In the camera (α), the wind speed increases as the distance from the ground surface increases as shown in FIG. 1, but it is understood that there is no difference in the horizontal direction as shown in FIG.
On the other hand, in the camera (β), as shown in FIG. 1, the wind speed increases as the distance from the ground surface increases, but it is understood that the wind speed is the lowest near the hub of the blade. Also, as shown in FIG. 2, the wind speed is the smallest in the vicinity of the hub of the blade even in the horizontal direction.
画像処理によってカメラ(α)にて捉えた３カ所の風速と、カメラ(β)にて捉えた３カ所の風速とを得たら、それぞれ補間、積分するなどの演算を介することで、風のエネルギー総量が把握できる。また、そのエネルギー総量と発電量とを比較すれば、風力発電装置の発電効率も把握できる。更に、以下のようなことも把握できる。
風の乱れ度合い、ブレード前後での風向の変化、風車からどれだけ離れると風速分布が元に戻るかという後流の影響距離、風音の検討に用いたり翼端から出る渦強さ、ブレードを押す力としてスラスト力、スラスト係数などである。スラスト係数は、風車前後の風速の違いやスラスト力等を用いて算出するものであり、風車後流の影響検討に重要な要素となる。
When the three wind speeds captured by the camera (α) and the three wind speeds captured by the camera (β) are obtained by image processing, the wind energy is obtained through operations such as interpolation and integration. The total amount can be grasped. Moreover, if the total amount of energy and power generation amount are compared, the power generation efficiency of a wind power generator can also be grasped. In addition, the following can be grasped.
Wind turbulence, changes in wind direction before and after the blade, how far away from the windmill the wind speed distribution will return to its original distance, the influence of the wake, the vortex strength from the blade tip, and the blade The thrust force is a thrust force, a thrust coefficient, or the like. The thrust coefficient is calculated using the difference in wind speed before and after the windmill, the thrust force, and the like, and is an important factor in examining the influence of the windmill wake.
本実施形態では、レーザ発振装置の設置に高さが必要となる。その高さは、測定対象となる流動場からは充分離れた場所に設置する観測タワーによる方法、山や丘などの自然地形を利用した設置する方法などによって確保することとなる。 In this embodiment, the height is required for installing the laser oscillation device. The height is secured by a method using an observation tower installed at a location sufficiently away from the flow field to be measured, or a method using a natural terrain such as a mountain or a hill.
（第二の実施形態）
図３および図４に示す第二の実施形態は、レーザ発振装置を地表面に設置することでレーザシート(d,e,f)を垂直とし、カメラ(α、β)を地表面の斜め方向に設置したものである。レーザシート(d,f)はブレードの外側、レーザシート(e)はブレードの内側に位置するように、各レーザ発振装置を設置する。
第二の実施形態のメリットは、レーザ発振装置の設置にタワーなどを必要としない点である。
(Second embodiment)
In the second embodiment shown in FIG. 3 and FIG. 4, the laser sheet is placed on the ground surface so that the laser sheet (d, e, f) is vertical, and the cameras (α, β) are inclined to the ground surface. It was installed in. Each laser oscillation device is installed so that the laser sheet (d, f) is located outside the blade and the laser sheet (e) is located inside the blade.
The merit of the second embodiment is that a tower or the like is not required for installing the laser oscillation device.
ところで、カメラ(α、β)が広い範囲を捉えるためには、風力発電装置から離れた場所に設置する必要がある。地形や設備は位置の関係で、カメラ(α、β)を風力発電装置から離れた場所に設置しなければならない場合もある。そのような場合には、必要に応じて、テレスコープを使用する。 By the way, in order for the camera (α, β) to capture a wide range, it is necessary to install the camera (α, β) in a place away from the wind turbine generator. Depending on the location of the terrain and equipment, it may be necessary to install the cameras (α, β) away from the wind turbine generator. In such a case, a telescope is used as necessary.
（図５、図６）
図５では、計測領域に対してひとつのレーザ発振器が複数のレーザシート(1,2)を発振し、それらレーザシート(1,2)に映し出されるトレーサをカメラ(α)にて捉える様子を概念的に示している。
ひとつのレーザ発振器が複数のレーザシート(1,2)を発振する様子を、図６に示す。まず、レーザ発振器がレーザ光を発振したら、ミラー（表面鏡）にて、所定の角度へ反射させる。反射した先には、そのレーザ光をシート状にするシート化光学系を通過させる。そして、バリアングルプリズムを通過させることによって、レーザシートを所望する角度で発射する。
複数のバリアングルプリズムを入れ替えるなどの方法により、複数のレーザシート(1,2)を発振させることとなる。
(FIGS. 5 and 6)
In FIG. 5, one laser oscillator for the measurement region oscillates a plurality of laser sheets (1, 2), and the camera (α) captures the tracer displayed on the laser sheets (1, 2). Is shown.
A state in which one laser oscillator oscillates a plurality of laser sheets (1, 2) is shown in FIG. First, when the laser oscillator oscillates laser light, it is reflected by a mirror (surface mirror) at a predetermined angle. The reflected light is passed through a sheet-forming optical system that forms the laser beam into a sheet. Then, the laser sheet is emitted at a desired angle by passing through the vari-angle prism.
A plurality of laser sheets (1, 2) are oscillated by a method such as replacing a plurality of vari-angle prisms.
（図７）
図７に示すのは、図６とは異なる複数のレーザシート(1,2)を発振方法を示したものである。
複数のバリアングルプリズムを入れ替えるなどの方法を用いるのではなく、シート化光学系を出たレーザシートを電気的に制御する方法である。シート化光学系から出るレーザシートを反射させることができるミラー（表面鏡）を、ミラー固定部を用いてカンティレバー状に固定し、ＰＺＴ（圧電素子）によってミラーの角度を変更できるようにすることによって、複数のレーザシート(1,2)を発振させることができるように形成している。
(Fig. 7)
FIG. 7 shows a method of oscillating a plurality of laser sheets (1, 2) different from FIG.
Instead of using a method such as replacing a plurality of vari-angle prisms, it is a method of electrically controlling the laser sheet exiting the sheet-forming optical system. A mirror (surface mirror) that can reflect the laser sheet emitted from the sheet-forming optical system is fixed in a cantilever shape using a mirror fixing portion, and the angle of the mirror can be changed by PZT (piezoelectric element). Thus, a plurality of laser sheets (1, 2) can be oscillated.
（図８）
図８は、複数台のカメラにて単一の画像データを得るバリエーションを示している。すなわち、単一の画像について撮影角度を異ならせて撮影することにより、三次元的な動きを把握することができたり、測定誤差を修正できたりする、というメリットがある。
ここに示したバリエーションは、第二の実施形態において用いると有効である。
(Fig. 8)
FIG. 8 shows a variation in which a single image data is obtained by a plurality of cameras. That is, there is an advantage that a three-dimensional movement can be grasped or a measurement error can be corrected by photographing a single image at different photographing angles.
The variations shown here are effective when used in the second embodiment.
（図９）
図９は、レーザーシートをスキャンする場合のアルゴリズムである。図９の左側のフローチャートに従った処理を行い、続いて右側のフローチャートに従った処理を行うのである。
まず、レーザシートの照射角度の基準を決定し、その基準をth0とする。次に、レーザシート面の１回目の撮影を行う。このときの時刻をT1とすると、画像撮影データは、（T1,th0）と表せる。続いて、所定の撮影間隔（例えば１／３０秒）をおいてレーザシート面の２回目の撮影を行う。この画像撮影データは、（T2,th0）と表せる。
(Fig. 9)
FIG. 9 shows an algorithm for scanning a laser sheet. The processing according to the flowchart on the left side of FIG. 9 is performed, and then the processing according to the flowchart on the right side is performed.
First, a reference for the irradiation angle of the laser sheet is determined, and the reference is set to th0. Next, the first imaging of the laser sheet surface is performed. If the time at this time is T1, the image capturing data can be expressed as (T1, th0). Subsequently, the second imaging of the laser sheet surface is performed at a predetermined imaging interval (for example, 1/30 second). This image capturing data can be expressed as (T2, th0).
次に、レーザシートの照射角度を変更し、それをth1とする。そして、レーザシート面の１回目の撮影を行う。このときの時刻をT1とすると、画像撮影データは、（T1,th1）と表せる。続いて、所定の撮影間隔（例えば１／３０秒）をおいてレーザシート面の２回目の撮影を行う。この画像撮影データは、（T2,th2）と表せる。
同様に、レーザシートの照射角度をＮまで変更し、それをthNとする。とする。すると画像撮影データは、（TN,th1）、（TN,th2）と表せる。
Next, the irradiation angle of the laser sheet is changed and is set to th1. Then, the first imaging of the laser sheet surface is performed. If the time at this time is T1, the image data can be expressed as (T1, th1). Subsequently, the second imaging of the laser sheet surface is performed at a predetermined imaging interval (for example, 1/30 second). This image data can be expressed as (T2, th2).
Similarly, the irradiation angle of the laser sheet is changed to N, which is set to thN. And Then, the image shooting data can be expressed as (TN, th1) and (TN, th2).
撮影されたレーザシート(1)、レーザシート(2)の撮影画像データから、速度場Ｖ(s,thn)を算出する。ここで、「th」はレーザシートの照射角度であり、「n」は１〜Ｎまでとする。
次に、時系列ｓについて平均化し、速度場Ｖ(thn)を算出する。そして、その速度場Ｖ(thn)を用いて、三次元速度場へマッピングする。
以上により、三次元の速度場の解析を行うことができる。
The velocity field V (s, thn) is calculated from the captured image data of the captured laser sheet (1) and laser sheet (2). Here, “th” is an irradiation angle of the laser sheet, and “n” is 1 to N.
Next, the time series s is averaged to calculate the velocity field V (thn). Then, the velocity field V (thn) is used for mapping to a three-dimensional velocity field.
As described above, a three-dimensional velocity field can be analyzed.
三次元解析により、トレーサの動く方向を平均化するなどの手法で風向きを特定する。ここで算出される風向は、風力発電装置の風上における風向であり、風力発電装置に付属している風向計が現在の風向と、完全に一致はしない。風向は常に変化するからである。例えば、風向きについては、直前の１０分間の平均値を算出し、所定角度以上の変化が生じた場合にナセルの向きを変更するように制御している。 The direction of the wind is specified by a method such as averaging the direction of movement of the tracer by 3D analysis. The wind direction calculated here is the wind direction on the wind power generator, and the anemometer attached to the wind power generator does not completely match the current wind direction. This is because the wind direction always changes. For example, for the wind direction, an average value for the last 10 minutes is calculated, and the direction of the nacelle is controlled to change when a change of a predetermined angle or more occurs.
算出した風向に関するデータを風力発電装置へ出力する。出力を受けた風力発電装置は、たとえば、風向が変化している場合にナセルの向きを予め変更しておく。すると、風向に対する正対する時間を長くすることができ、発電効率を上昇させることに寄与する。 Data on the calculated wind direction is output to the wind turbine generator. The wind turbine generator that has received the output changes the nacelle direction in advance when the wind direction changes, for example. Then, the time for facing the wind direction can be lengthened, which contributes to increasing the power generation efficiency.
なお、三次元解析により風速に関するデータをも算出し、風力発電装置へ出力することとする。そうすることにより、算出された風速が発電に適正な風速を越えるような場合には、風力発電装置は、ブレードの角度を変更したりすることにより、適正以上の風速に対する対策を講じ、ブレードの破損などを未然に防止する。
また逆に、出力を向上させるためにブレードのピッチ角を変更するように制御しても良い。
It should be noted that data relating to wind speed is also calculated by three-dimensional analysis and output to the wind turbine generator. By doing so, when the calculated wind speed exceeds the wind speed appropriate for power generation, the wind power generator takes measures against the wind speed higher than the appropriate by changing the angle of the blade. Prevent damage and so on.
Conversely, the pitch angle of the blade may be controlled to improve the output.
（図１０）
図１０は、風速と発電量、および風速とスラスト係数の関係を示している。
(Fig. 10)
FIG. 10 shows the relationship between wind speed and power generation amount, and wind speed and thrust coefficient.
図１１は、風速とスラスト係数の関係、および風力発電装置における関係式を定義するための図である。スラスト係数をＣtとし、風速をＵ0、ブレードを通過した後の風速をＶとすると、
Ct = 1 - (V／U0)2
という関係式が成り立つことが一般に知られている。
前述した三次元解析によればＵ0およびＶを正確に算出できるので、スラスト係数Ｃtをすぐに導き出し、風況解析に用いることができる。
FIG. 11 is a diagram for defining the relationship between the wind speed and the thrust coefficient and the relational expression in the wind turbine generator. If the thrust coefficient is Ct, the wind speed is U 0 , and the wind speed after passing through the blade is V,
C t = 1-(V / U 0 ) 2
It is generally known that the following relational expression holds.
According to the above-described three-dimensional analysis, U 0 and V can be calculated accurately, so that the thrust coefficient Ct can be derived immediately and used for wind condition analysis.
前述の実施形態では、風力発電装置やウィンドファームの周囲の風況把握に用いた例として説明してきた。しかし、自然環境内での比較的広域な風況を把握したい場合、都市のビル群の中に設置された風力発電装置の周囲における風況についての把握必要性が生じた場合などにも、本発明の手法が応用可能であるということは言うまでもない。 In the above-mentioned embodiment, it has been described as an example used for grasping wind conditions around a wind power generator or a wind farm. However, if you want to understand the relatively wide wind conditions in the natural environment, or if you need to understand the wind conditions around the wind turbines installed in the city buildings, It goes without saying that the method of the invention is applicable.
Claims (10)
レーザ光を流動場へ照射させるレーザ発振装置と、 流動場に照射されたレーザ光が捉えるトレーサを連続撮影して撮影画像データを取得する画像撮影手段と、 その画像撮影手段による撮影のタイミングをレーザ光の照射に同期させる制御手段と、 撮影画像データを風況解析用に処理する画像処理手段とを備え、
前記レーザ光学系は、当該流動場内における風力発電装置を挟んで異なる複数の計測領域を照らすレーザ光を照射し、
前記画像撮影手段は、その複数のレーザ光に対する撮影画像データを取得し、
前記画像処理手段は、取得した複数の撮影画像データを用いて流動場の風況解析に供する画像処理を行うこととした流体流動計測システム。 A fluid flow measurement system that measures the wind conditions around a wind turbine generator,
A laser oscillation device for irradiating the flow field with laser light; an image capturing means for continuously capturing a tracer captured by the laser light irradiated to the flow field; Control means for synchronizing with light irradiation, and image processing means for processing photographed image data for wind condition analysis,
The laser optical system irradiates laser light that illuminates a plurality of different measurement areas across the wind power generator in the flow field,
The image photographing means acquires photographed image data for the plurality of laser beams,
The fluid flow measurement system, wherein the image processing means performs image processing for use in a wind condition analysis of a flow field using a plurality of acquired captured image data.
前記画像撮影手段は、レーザ光が照射された複数の計測領域それぞれを別角度で捉えられる複数のビデオスキャンカメラとしたことを特徴とする請求項１に記載の流体流動計測システム。 The laser oscillator is configured to scan and irradiate a sheet-like laser beam for each measurement region,
The fluid flow measurement system according to claim 1, wherein the image photographing unit is a plurality of video scan cameras capable of capturing a plurality of measurement regions irradiated with laser light at different angles.
前記画像撮影手段は、レーザ光が照射された複数の計測領域それぞれを別角度で捉えられる複数のビデオスキャンカメラとしたことを特徴とする請求項１に記載の流体流動計測システム。 The laser oscillation device irradiates a three-dimensional laser beam,
The fluid flow measurement system according to claim 1, wherein the image photographing unit is a plurality of video scan cameras capable of capturing a plurality of measurement regions irradiated with laser light at different angles.
その風向算出手段が算出した風向に関するデータを風力発電装置へ出力することとした請求項１から請求項５のいずれかに記載の流体流動計測システム。 Wind direction calculating means for calculating the wind direction on the windward side of the wind turbine generator based on image processing by the image processing means,
The fluid flow measurement system according to any one of claims 1 to 5, wherein data relating to the wind direction calculated by the wind direction calculation means is output to the wind turbine generator.
その風力発電装置の周囲の風況を計測する流体流動計測システムを備え、
その流体流動計測システムは、レーザ光を流動場へ照射させるレーザ発振装置と、 流動場に照射されたレーザ光が捉える粒子を連続撮影して撮影画像データを取得する画像撮影手段と、 撮影のタイミングをレーザ光に同期させる制御手段と、 撮影画像データを処理する画像処理手段とを備え、
前記レーザ光学系は、当該流動場内における風力発電装置を挟んで異なる複数の計測領域を照らすレーザ光を照射し、
前記画像撮影手段は、その複数のレーザ光に対する撮影画像データを取得し、
前記画像処理手段は、取得した複数の撮影画像データを用いて流動場の風況解析に供する画像処理を行うこととした風力発電装置。 Wind power generation comprising a tower, a nacelle that can rotate with respect to the tower about the vertical direction as a rotation axis, a blade fixed to the nacelle via a hub, and an angle changing mechanism that changes the angle of the blade A device,
It has a fluid flow measurement system that measures the wind conditions around the wind power generator,
The fluid flow measurement system includes a laser oscillation device that irradiates a flow field with laser light, an image capturing unit that continuously captures particles captured by the laser light applied to the flow field, and acquires captured image data. A control means for synchronizing the image data with the laser light, and an image processing means for processing the photographed image data,
The laser optical system irradiates laser light that illuminates a plurality of different measurement areas across the wind power generator in the flow field,
The image photographing means acquires photographed image data for the plurality of laser beams,
The wind power generator in which the image processing means performs image processing for use in wind condition analysis of a flow field using a plurality of acquired captured image data.
その風向算出手段が算出した風向に関するデータに基づいて、風向に対して正面を向くようにナセルを回転させることとした請求項８に記載の風力発電装置。 A wind direction calculating unit that calculates a wind direction based on image processing by the image processing unit;
The wind turbine generator according to claim 8, wherein the nacelle is rotated so as to face the front with respect to the wind direction based on the data relating to the wind direction calculated by the wind direction calculating means.
その風速算出手段が算出した風速に関するデータに基づいて、前記角度変更機構によってそのブレードの角度を適正な角度へ変更することとした請求項８または請求項９のいずれかに記載の風力発電装置。
A wind speed calculating means for calculating the wind speed based on the image processing by the image processing means,
10. The wind turbine generator according to claim 8, wherein the angle of the blade is changed to an appropriate angle by the angle changing mechanism based on data relating to the wind speed calculated by the wind speed calculating means.
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