JP2008005663A - 風力発電装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】低風速時の回転を促進するために、事前の風況情報から補助機能付か否かを選択して設置した場合、結果的に不要となったり、風況より設置しなかった場合、結果的に必要となって電装部分を交換するケースがあり、設置環境に応じて回転補助機能を別途付加することを可能とした発電装置の提供が望まれている。
【解決手段】風力発電装置は、風車1で風を受け発電する風力発電手段としての発電機2と、発電機2により発電した電力を貯蔵する発電電力貯蔵手段3と、風車が回転を開始しない程度の低風速時(例えば風速2m/s以下の時)に風車1が回転するように制御する回転アシスト制御手段4を別体にて付加接続する付加接続手段5を備えており、回転アシスト制御手段4の着脱を自在に可能とすることができ、風況に見合った発電装置を容易に構成することができる。
【選択図】図1
【解決手段】風力発電装置は、風車1で風を受け発電する風力発電手段としての発電機2と、発電機2により発電した電力を貯蔵する発電電力貯蔵手段3と、風車が回転を開始しない程度の低風速時(例えば風速2m/s以下の時)に風車1が回転するように制御する回転アシスト制御手段4を別体にて付加接続する付加接続手段5を備えており、回転アシスト制御手段4の着脱を自在に可能とすることができ、風況に見合った発電装置を容易に構成することができる。
【選択図】図1
Description
本発明は、風力を利用した発電装置に関する。
従来、この種の風力発電装置は、力行運転あるいは回生運転を行ない、発電あるいはモータとして回転させるための一体化した制御装置(双方向チョッパ回路)を利用したものが知られている(例えば特許文献1参照)。
以下、特許文献1における風力発電装置について、図7を参照しながら説明する。
図7に示すように、風力発電装置は、風車6と、回転軸が風車6の回転軸と直接又は間接的に連結される発電機7を備えた風力発電装置において、発電機7が発電機あるいは電動機として使用可能な構成となっており、発電機7と結線された可逆電力変換装置8と、双方向直流チョッパ9と、双方向直流チョッパ9を制御する制御部10と、双方向直流チョッパ9と結線された蓄電池11を備えている。
この構成において、低風速時(回転を始動する風速以下)の場合には、双方向直流チョッパ9から可逆電力変換装置8を通して蓄電池11の電力を供給し、電動機として発電機7を回転駆動、すなわち回転アシストを行なうこととなる。
特許文献1と同様に、低風速時のアシストを行なうか否かは設置当初より考慮した上で装置を製作する必要がある。
さらに、同様の起動アシスト装置を備えた風力発電装置として、双方向昇降圧コンバータを備えたものが知られている。(例えば特許文献2参照)。
以下、特許文献2における風力発電装置について、図8を参照しながら説明する。
図8に示すように、風力発電装置は、交流発電機の出力側にインバータ回路12と、インバータ回路12の出力側に双方向昇降圧コンバータ回路13とを備えており、双方向昇降圧コンバータ回路13に双方向の直流電力が流れ、風車が所定の回転数に満たない場合において発電機14は電動機として使用する構成としている。
この構成において、低風速時(回転を始動する風速以下)の場合には、双方向昇降圧コンバータ回路13からインバータ回路12を通して発電機14に回転駆動するための電力を供給し、発電までの時間を短縮化でき、発電効率が向上している。
特許文献1と同様に、低風速時のアシストを行なうか否かは設置当初より考慮した上で装置を製作する必要がある。
また、同様に具体的なアシスト制御方法を示した発電装置として、発電を開始するためのトリガとして発電開始回転数に至るまで力行運転を行なうということも提案されている。(例えば特許文献3)。
以下、特許文献3における風力発電装置について、図9を参照しながら説明する。
図9に示すように、風力発電装置は、風車15により駆動させる発電機16をコンバータ17及びインバータ18により構成した発電制御装置19を介して電力系統に接続している。この中で、風速判別器20及び回転数判別器21により風速は発電可能風速であるが、ロータ回転数Nがロータ停止回転数NO≦N≦発電開始回転数NPであると判別されると、出力調整回路22内の出力電流特性と電流検出器CT1で検出されたコンバータ17の出力電流及びロータ回転数Nとに基づいてコンバータ17の出力電流を制御して発電機16の力行運転が開始され、ロータ回転数Nが発電開始回転数NPに上昇すると、発電機16を回生運転に切り換えて発電を開始するように制御している。さらに、発電可能風速においても風車15が起動しない時は、力行運転により強制的にロータを回転させて確実に発電させるように構成されている。
この構成において、低風速時(回転を始動する風速以下)の場合であっても、コンバータ17からインバータ18を通して力行運転することで、ロータの回転数に応じて発電機16すなわち風車15を回転駆動するための電力を供給して、回転起動を行なっている。
本構成においても、特許文献1および2と同様に、低風速時のアシストを行なうか否かは設置当初より考慮した上で装置を製作する必要がある。
特開2004−64806号公報
特開2003−299396号公報
特開平8−322298号公報
このような発電装置では、発電装置を設置する際に低風速時(回転を始動する風速以下、例えば風速2.5m/s以下の時)の回転補助を可能とする補助装置を内蔵しておく必要があった。そのため、その地区の風況から実際には不要であっても設置時に取付けるしか手段は無く、余分なコストが必要となるケースもあった。また、設置当初補助装置は不要と判断した場合であっても、風況が時々刻々と変化した際に、補助装置を追加設置するためには、回転補助装置と発電電力を充電する回路の電圧、電流、電力あるいは風車の回転数などを適時計測し、切り換える制御装置が別途必要となるため、容易に対応することができず、低風速時(例えば風速2.5m/s以下の時)の回転を促進するためには電装部分を交換する作業が発生し、経済的にも資源的にも無駄を有するという課題があった。
本発明は、上記課題を解決するもので、風力発電装置の回転駆動を補助する補助装置を別体とし、風力発電装置の設置場所の環境に応じて付加することを可能とした発電装置を提供することを目的としている。
本発明の風力発電装置は、風車で風を受け発電する風力発電手段と、前記風力発電手段により発電した電力を貯蔵する発電電力貯蔵手段を備えた風力発電装置であって、低風速時(例えば風速2.5m/s以下の時)に風車が回転するように制御する回転アシスト制御手段を別体にて付加接続する付加接続手段を備える構成としたものである。
この手段により、回転アシスト制御手段の脱着を自在に可能とし、風況に見合った発電装置を容易に構成することができる風力発電装置が得られる。
また、付加接続手段は、風力発電手段に備えた発電機の出力端を分岐する分岐手段と、分岐手段を風車の状態に応じて回転アシスト制御手段、あるいは発電電力貯蔵手段を切り換える構成としたものである。
この手段により、風力発電手段を通常の発電手段、あるいは風車を回転駆動するための回転手段を切り換える制御装置を容易に取付けることができる風力発電装置が得られる。
さらに、付加接続手段は、風車の回転数に応じて切り換えを行なう構成としたものである。
この手段により、複雑な制御回路を必要とせず、簡単な構成で回転アシスト制御と発電制御を切り換えて接続することができる風力発電装置が得られる。
また、付加接続手段は、発電機の電圧信号に応じて切り換えを行なう構成としたものである。
この手段により、複雑な制御回路を必要とせず、簡単な構成で回転アシスト制御と発電制御を切り換えて接続することができる風力発電装置が得られる。
さらに、付加接続手段は、発電機の電流信号に応じて切り換えを行なう構成としたものである。
この手段により、複雑な制御回路を必要とせず、簡単な構成で回転アシスト制御と発電制御を切り換えて接続することができる風力発電装置が得られる。
また、付加接続手段は、発電機の電圧周波数に応じて切り換えを行なう構成としたものである。
この手段により、複雑な制御回路を必要とせず、簡単な構成で回転アシスト制御と発電制御を切り換えて接続することができる風力発電装置が得られる。
さらに、付加接続手段は、発電機の電圧振幅に応じて切り換えを行なう構成としたものである。
この手段により、複雑な制御回路を必要とせず、簡単な構成で回転アシスト制御と発電制御を切り換えて接続することができる風力発電装置が得られる。
また、付加接続手段は、発電機の電流周波数に応じて切り換えを行なう構成としたものである。
この手段により、複雑な制御回路を必要とせず、簡単な構成で回転アシスト制御と発電制御を切り換えて接続することができる風力発電装置が得られる。
さらに、付加接続手段は、発電機の電圧位相と電流位相の位相差に応じて切り換えを行なう構成としたものである。
この手段により、複雑な制御回路を必要とせず、簡単な構成で回転アシスト制御と発電制御を切り換えて接続することができる風力発電装置が得られる。
また、付加接続手段は、発電機の交流電圧を整流した後の直流電圧に応じて切り換えを行なう構成としたものである。
この手段により、複雑な制御回路を必要とせず、簡単な構成で回転アシスト制御と発電制御を切り換えて接続することができる風力発電装置が得られる。
さらに、付加接続手段は、発電機の交流電圧を整流した後の直流電圧を一定に制御する発電電力貯蔵手段を通流する直流電流に応じて切り換えを行なう構成としたものである。
この手段により、複雑な制御回路を必要とせず、簡単な構成で回転アシスト制御と発電制御を切り換えて接続することができる風力発電装置が得られる。
また、付加接続手段は、発電機の交流電圧を整流した後の直流電圧を一定に制御する発電電力貯蔵手段を通流する直流電流の流れる方向に応じて切り換えを行なう構成としたものである。
この手段により、複雑な制御回路を必要とせず、簡単な構成で回転アシスト制御と発電制御を切り換えて接続することができる風力発電装置が得られる。
本発明によれば、風車で風を受け発電する風力発電手段と、前記風力発電手段により発電した電力を貯蔵する発電電力貯蔵手段を備えた風力発電装置であって、低風速時(例えば風速2.5m/s以下の時)に風車が回転するように制御する回転アシスト制御手段を別体にて付加接続する付加接続手段を備える構成とすることで、回転アシスト制御手段の脱着を自在に可能とし、風況に見合った発電装置を容易に構成することができる風力発電装置を提供できる。
また、付加接続手段は、風力発電手段に備えた発電機の出力端を分岐する分岐手段と、分岐手段を風車の状態に応じて回転アシスト制御手段、あるいは発電電力貯蔵手段を切り換える構成とすることで、風力発電手段を通常の発電手段、あるいは風車を回転駆動するための回転手段を切り換える制御装置を容易に取付けることができる風力発電装置を提供できる。
さらに、付加接続手段は、風車の回転数に応じて切り換えを行なう構成とすることで、複雑な制御回路を必要とせず、簡単な構成で回転アシスト制御と発電制御を切り換えて接続することができる風力発電装置を提供できる。
また、付加接続手段は、発電機の電圧信号に応じて切り換えを行なう構成とすることで、複雑な制御回路を必要とせず、簡単な構成で回転アシスト制御と発電制御を切り換えて接続することができる風力発電装置を提供できる。
さらに、付加接続手段は、発電機の電流信号に応じて切り換えを行なう構成とすることで、複雑な制御回路を必要とせず、簡単な構成で回転アシスト制御と発電制御を切り換えて接続することができる風力発電装置を提供できる。
また、付加接続手段は、発電機の電圧周波数に応じて切り換えを行なう構成とすることで、複雑な制御回路を必要とせず、簡単な構成で回転アシスト制御と発電制御を切り換えて接続することができる風力発電装置を提供できる。
さらに、付加接続手段は、発電機の電圧振幅に応じて切り換えを行なう構成とすることで、複雑な制御回路を必要とせず、簡単な構成で回転アシスト制御と発電制御を切り換えて接続することができる風力発電装置を提供できる。
また、付加接続手段は、発電機の電流周波数に応じて切り換えを行なう構成とすることで、複雑な制御回路を必要とせず、簡単な構成で回転アシスト制御と発電制御を切り換えて接続することができる風力発電装置を提供できる。
さらに、付加接続手段は、発電機の電圧位相と電流位相の位相差に応じて切り換えを行なう構成とすることで、複雑な制御回路を必要とせず、簡単な構成で回転アシスト制御と発電制御を切り換えて接続することができる風力発電装置を提供できる。
また、付加接続手段は、発電機の交流電圧を整流した後の直流電圧に応じて切り換えを行なう構成とすることで、複雑な制御回路を必要とせず、簡単な構成で回転アシスト制御と発電制御を切り換えて接続することができる風力発電装置を提供できる。
さらに、付加接続手段は、発電機の交流電圧を整流した後の直流電圧を一定に制御する発電電力貯蔵手段を通流する直流電流に応じて切り換えを行なう構成とすることで、複雑な制御回路を必要とせず、簡単な構成で回転アシスト制御と発電制御を切り換えて接続することができる風力発電装置を提供できる。
また、付加接続手段は、発電機の交流電圧を整流した後の直流電圧を一定に制御する発電電力貯蔵手段を通流する直流電流の流れる方向に応じて切り換えを行なう構成とすることで、複雑な制御回路を必要とせず、簡単な構成で回転アシスト制御と発電制御を切り換えて接続することができる風力発電装置を提供できる。
本発明によれば、風車で風を受け発電する風力発電手段と、前記風力発電手段により発電した電力を貯蔵する発電電力貯蔵手段を備えた風力発電装置であって、低風速時(例えば風速2.5m/s以下の時)に風車が回転するように制御する回転アシスト制御手段を別体にて付加接続する付加接続手段を備える構成としたものであり、回転アシスト制御手段の脱着を自在に可能とし、風況に見合った発電装置を容易に構成することができるという作用を有する。
また、付加接続手段は、風力発電手段に備えた発電機の出力端を分岐する分岐手段と、分岐手段を風車の状態に応じて回転アシスト制御手段、あるいは発電電力貯蔵手段を切り換える構成としたものであり、風力発電手段を通常の発電手段、あるいは風車を回転駆動するための回転手段を切り換える制御装置を容易に取付けることができるという作用を有する。
さらに、付加接続手段は、風車の回転数に応じて切り換えを行なう構成としたものであり、複雑な制御回路を必要とせず、簡単な構成で回転アシスト制御と発電制御を切り換えて接続することができるという作用を有する。
また、付加接続手段は、発電機の電圧信号に応じて切り換えを行なう構成としたものであり、複雑な制御回路を必要とせず、簡単な構成で回転アシスト制御と発電制御を切り換えて接続することができるという作用を有する。
さらに、付加接続手段は、発電機の電流信号に応じて切り換えを行なう構成としたものであり、複雑な制御回路を必要とせず、簡単な構成で回転アシスト制御と発電制御を切り換えて接続することができるという作用を有する。
また、付加接続手段は、発電機の電圧周波数に応じて切り換えを行なう構成としたものであり、複雑な制御回路を必要とせず、簡単な構成で回転アシスト制御と発電制御を切り換えて接続することができるという作用を有する。
さらに、付加接続手段は、発電機の電圧振幅に応じて切り換えを行なう構成としたものであり、複雑な制御回路を必要とせず、簡単な構成で回転アシスト制御と発電制御を切り換えて接続することができるという作用を有する。
また、付加接続手段は、発電機の電流周波数に応じて切り換えを行なう構成としたものであり、複雑な制御回路を必要とせず、簡単な構成で回転アシスト制御と発電制御を切り換えて接続することができるという作用を有する。
さらに、付加接続手段は、発電機の電圧位相と電流位相の位相差に応じて切り換えを行なう構成としたものであり、複雑な制御回路を必要とせず、簡単な構成で回転アシスト制御と発電制御を切り換えて接続することができるという作用を有する。
また、付加接続手段は、発電機の交流電圧を整流した後の直流電圧に応じて切り換えを行なう構成としたものであり、複雑な制御回路を必要とせず、簡単な構成で回転アシスト制御と発電制御を切り換えて接続することができるという作用を有する。
さらに、付加接続手段は、発電機の交流電圧を整流した後の直流電圧を一定に制御する発電電力貯蔵手段を通流する直流電流に応じて切り換えを行なう構成としたものであり、複雑な制御回路を必要とせず、簡単な構成で回転アシスト制御と発電制御を切り換えて接続することができるという作用を有する。
また、付加接続手段は、発電機の交流電圧を整流した後の直流電圧を一定に制御する発電電力貯蔵手段を通流する直流電流の流れる方向に応じて切り換えを行なう構成としたものであり、複雑な制御回路を必要とせず、簡単な構成で回転アシスト制御と発電制御を切り換えて接続することができるという作用を有する。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
(実施の形態1)
図1は、本実施の形態1における風力発電装置の構成図を示す。
図1は、本実施の形態1における風力発電装置の構成図を示す。
図に示すように、風力発電装置は、風車1で風を受け発電する風力発電手段としての発電機2と、発電機2により発電した電力を貯蔵する発電電力貯蔵手段3と、風車が回転を開始しない程度の低風速時(例えば風速2m/s以下の時)に風車1が回転するように制御する回転アシスト制御手段4を別体にて付加接続する付加接続手段5を備えている。
また、発電電力貯蔵手段3は、発電機2により発電した交流電力を直流電力に変換する全波整流回路部3aと、全波整流回路部3aを通して直流に変換した後の直流電圧が規定の上限電圧を超えないように蓄電池3bへ充電制御する充電制御部3cにより構成している。
さらに回転アシスト制御手段4は、蓄電池3bを回転アシスト用の電力源として供給する放電回路部4aと、蓄電池3bから放電回路部4aを経由して得られた直流電力を交流電力に変換する三相PWMインバータ部4bを備えている。また付加接続手段5は、三相PWMインバータ部4bから切り換え信号を入力する入力部5aと、切り換え信号に応じて発電機2から三相PWMインバータ部4bあるいは全波整流回路部3aへの接続を切り換える切替部5bを備えている。
この構成において、付加接続手段5に備えた入力部5aは通常時に全波整流回路部3aへ接続状態となっている、すなわち回転アシスト制御手段4が無い場合には、全波整流回路部3aに接続されている。また、回転アシスト制御手段4が無い場合、単に風車1で発電した発電電力は蓄電池3bに蓄電される、あるいは負荷で使用されることになる。さらに放電回路部4a及び三相PWMインバータ部4bは、発電機2の発電電圧と発電電流から駆動するか否かを決定する。例えば発電電圧が規定電圧V_low以下で、かつ発電電流が規定電流I_low以下の時に駆動を開始し、V_hi以上の時に駆動を停止する。
但し、規定電流I_lowは発電時に流れる方向を正とする。この駆動を開始する際に、付加接続手段5に対して切替信号を出力する。さらに付加接続手段5は入力部5aの切替信号に応じて切替部5bを切り換えることで全波整流回路部3aに接続、あるいは三相PWMインバータ部4bに接続することとなる。
次に、充電制御部3cの制御フローチャートについて、図2を参照しながら説明する。
図に示すように、充電制御部3cは、直流電圧の実際値Vdcと、規定の上限電圧値(目標値Vdc_ref)を比較し、充電電流目標値Idc_refを算出する。次に、蓄電池3bの電圧検出値Vbattを入力し、規定電圧Vbatt_cに到達しているか否かを判定して、規定電圧Vbatt_cに到達している場合は、規定電圧Vbatt_cに制御するための充電電流に制限するためのリミット制御を実施する。到達していない場合は、蓄電池3bの最大充電電流Idc_maxを超えない範囲で制御する。この場合、リミット制御あるいは最大充電電流によりリミットしたことで、発電電力が過剰となるが、その際は全波整流後の電圧が上昇することとなる。全波整流後の電圧が上昇して第二の規定電圧Vdc_ref2となった場合、保護用抵抗を接続するように制御する。保護用抵抗の切り離しは、発電機2の発電電力の検出演算値により行なうこととなる。
上記の構成により、回転アシスト制御手段4を接続していない場合は、通常の風車1で発電した電力のみ制御して蓄電池3bに蓄電することとなり、回転アシスト制御手段4を接続している場合は、発電機2をモータとして駆動して回転のアシストを行なうこととなる。
以上のように、本実施の形態1によれば、回転アシスト制御手段4の着脱を自在に可能とすることができ、風況に見合った発電装置を容易に構成することができる。
なお、本実施の形態1において、付加接続手段5は発電機2から全波整流回路部3aへの接続を切り換えるような構成としたが、全波整流回路部3aと並列に三相PWMインバータ部4bを構成して、三相PWMインバータ部4bの各半導体素子を切り離す構成としても作用効果に差異はない。
(実施の形態2)
図3は、本実施の形態2における風力発電装置の構成図を示す。実施の形態1と同一部分は同一番号を付し、詳細な説明は省略する。
図3は、本実施の形態2における風力発電装置の構成図を示す。実施の形態1と同一部分は同一番号を付し、詳細な説明は省略する。
図に示すように、風力発電装置は、風車1で風を受け発電する風力発電手段としての発電機2と、発電機2により発電した電力を貯蔵する発電電力貯蔵手段3Bと、風車が回転を開始しない程度の低風速時(例えば風速2m/s以下の時)に風車1が回転するように制御する回転アシスト制御手段4を別体にて付加接続する付加接続手段5を備えている。
また発電電力貯蔵手段3Bは、風車1の回転数、すなわち発電機2の電圧周波数と発電電流から駆動するか否かを決定する。例えば電圧周波数が規定周波数F_low以下で、かつ発電電流が規定電流I_low以下の時に駆動を開始し、F_hi以上の時に駆動を停止する。但し、規定電流I_lowは発電時に流れる方向を正とする。この駆動信号に応じて、付加接続手段5は切替部5bを切り換えることで全波整流回路部3Baに接続、あるいは三相PWMインバータ部4bに接続することとなる。
上記の構成により、回転アシスト制御手段4を接続していない場合は、通常の風車1で発電した電力のみ制御して蓄電池3bに蓄電することとなり、回転アシスト制御手段4を接続している場合は、発電機2をモータとして駆動して回転のアシストを行なうこととなる。
以上のように、本実施の形態2によれば、回転アシスト制御手段4の着脱を自在に可能とすることができ、風況に見合った発電装置を容易に構成することができる。
(実施の形態3)
図4は、本実施の形態3における風力発電装置の構成図を示す。実施の形態1または2と同一部分は同一番号を付し、詳細な説明は省略する。
図4は、本実施の形態3における風力発電装置の構成図を示す。実施の形態1または2と同一部分は同一番号を付し、詳細な説明は省略する。
図に示すように、風力発電装置は、風車1で風を受け発電する風力発電手段としての発電機2と、発電機2により発電した電力を貯蔵する発電電力貯蔵手段3Cと、風車1が回転を開始しない程度の低風速時(例えば風速2m/s以下の時)に風車1が回転するように制御する回転アシスト制御手段4を別体にて付加接続する付加接続手段5を備えている。
また発電電力貯蔵手段3Cは、風車1の回転数、すなわち発電機2の電圧周波数と発電電流から駆動するか否かを決定する。例えば電圧周波数、あるいは電流周波数が規定周波数F_low以下で、かつ発電電流が規定電流I_low以下の時に駆動を開始し、F_hi以上の時に駆動を停止する。但し、規定電流I_lowは発電時に流れる方向を正とする。この駆動信号に応じて、付加接続手段5は切替部5bを切り換えることで全波整流回路部3Caに接続、あるいは三相PWMインバータ部4bに接続することとなる。
上記の構成により、回転アシスト制御手段4を接続していない場合は、通常の風車1で発電した電力のみ制御して蓄電池3Cbに蓄電することとなり、回転アシスト制御手段4を接続している場合は、発電機2をモータとして駆動して回転のアシストを行なうこととなる。
以上のように、本実施の形態3によれば、回転アシスト制御手段4の着脱を自在に可能とすることができ、風況に見合った発電装置を容易に構成することができる。
(実施の形態4)
図5は、本実施の形態4における風力発電装置の構成図を示す。実施の形態1乃至3のいずれかと同一部分は同一番号を付し、詳細な説明は省略する。
図5は、本実施の形態4における風力発電装置の構成図を示す。実施の形態1乃至3のいずれかと同一部分は同一番号を付し、詳細な説明は省略する。
図に示すように、風力発電装置は、風車1で風を受け発電する風力発電手段としての発電機2と、発電機2により発電した電力を貯蔵する発電電力貯蔵手段3Dと、風車1が回転を開始しない程度の低風速時(例えば風速2m/s以下の時)に風車1が回転するように制御する回転アシスト制御手段4を別体にて付加接続する付加接続手段5を備えている。
また発電電力貯蔵手段3Dは、発電機2の交流電圧を整流した後の直流電圧と発電電流から駆動するか否かを決定する。例えば直流電圧が規定電圧V_low以下で、かつ発電電流が規定電流I_low以下の時に駆動を開始する。また、三相PWMインバータ部4bの直流電圧がV_hi以上の時に駆動を停止する。但し、規定電流I_lowは発電時に流れる方向を正とする。この駆動信号に応じて、付加接続手段5は切替部5bを切り換えることで全波整流回路部3Daに接続、あるいは三相PWMインバータ部4bに接続することとなる。
上記の構成により、回転アシスト制御手段4を接続していない場合は、通常の風車1で発電した電力のみ制御して蓄電池3Dbに蓄電することとなり、回転アシスト制御手段4を接続している場合は、発電機2をモータとして駆動して回転のアシストを行なうこととなる。
以上のように、本実施の形態4によれば、回転アシスト制御手段4の着脱を自在に可能とすることができ、風況に見合った発電装置を容易に構成することができる。
(実施の形態5)
図6は、本実施の形態5における風力発電装置の構成図を示す。実施の形態1乃至4のいずれかと同一部分は同一番号を付し、詳細な説明は省略する。
図6は、本実施の形態5における風力発電装置の構成図を示す。実施の形態1乃至4のいずれかと同一部分は同一番号を付し、詳細な説明は省略する。
図に示すように、風力発電装置は、風車1で風を受け発電する風力発電手段としての発電機2と、発電機2により発電した電力を貯蔵する発電電力貯蔵手段3Eと、風車1が回転を開始しない程度の低風速時(例えば風速2m/s以下の時)に風車1が回転するように制御する回転アシスト制御手段4を別体にて付加接続する付加接続手段5を備えている。
また発電電力貯蔵手段3Eは、発電機2の交流電圧を整流した後の直流電圧を一定に制御する発電電力貯蔵手段3Eを通流する直流電流の方向あるいは直流電流値から駆動するか否かを決定する。例えば直流電流が蓄電池3Ebから流入している時、あるいは規定電流I_low以下の時に駆動を開始する。また、三相PWMインバータ部4bの直流電圧がV_hi以上の時に駆動を停止する。また、三相PWMインバータ部4bの直流電圧がV_hi以上の時に駆動を停止する。但し、規定電流I_lowは発電時に流れる方向を正とする。この駆動信号に応じて、付加接続手段5は切替部5bを切り換えることで全波整流回路部3Eaに接続、あるいは三相PWMインバータ部4bに接続することとなる。
上記の構成により、回転アシスト制御手段4を接続していない場合は、通常の風車1で発電した電力のみ制御して蓄電池3Ebに蓄電することとなり、回転アシスト制御手段4を接続している場合は、発電機2をモータとして駆動して回転のアシストを行なうこととなる。
以上のように、本実施の形態5によれば、回転アシスト制御手段4の着脱を自在に可能とすることができ、風況に見合った発電装置を容易に構成することができる。
風力発電装置の回転駆動を補助促進するものであり、サボニウス風車以外にもプロペラ型やダリウス型などにも適用できる。
1 風車
2 発電機
3、3B、3C、3D、3E 発電電力貯蔵手段
3a、3Ba、3Ca、3Da、3Ea 全波整流回路部
3b、3Bb、3Cb、3Db、3Eb 蓄電池
3c、3Bc、3Cc、3Dc、3Ec 充電制御部
4 回転アシスト制御手段
4a 放電回路部
4b 三相PWMインバータ部
5 付加接続手段
5a 入力部
5b 切替部
2 発電機
3、3B、3C、3D、3E 発電電力貯蔵手段
3a、3Ba、3Ca、3Da、3Ea 全波整流回路部
3b、3Bb、3Cb、3Db、3Eb 蓄電池
3c、3Bc、3Cc、3Dc、3Ec 充電制御部
4 回転アシスト制御手段
4a 放電回路部
4b 三相PWMインバータ部
5 付加接続手段
5a 入力部
5b 切替部
Claims (12)
- 風車で風を受け発電する風力発電手段と、前記風力発電手段により発電した電力を貯蔵する発電電力貯蔵手段を備えた発電装置であって、低風速時に風車が回転するように制御する回転アシスト制御手段を別体にて付加接続する付加接続手段を備えたことを特徴とする風力発電装置。
- 付加接続手段は、風力発電手段に備えた発電機の出力端を分岐する分岐手段と、分岐手段を風車の状態に応じて回転アシスト制御手段、あるいは発電電力貯蔵手段を切り換えることを特徴とする請求項1記載の風力発電装置。
- 付加接続手段は、風車の回転数に応じて切り換えを行なうことを特徴とする請求項2記載の風力発電装置。
- 付加接続手段は、発電機の電圧信号に応じて切り換えを行なうことを特徴とする請求項2記載の風力発電装置。
- 付加接続手段は、発電機の電流信号に応じて切り換えを行なうことを特徴とする請求項2記載の風力発電装置。
- 付加接続手段は、発電機の電圧周波数に応じて切り換えを行なうことを特徴とする請求項2記載の風力発電装置。
- 付加接続手段は、発電機の電圧振幅に応じて切り換えを行なうことを特徴とする請求項2記載の風力発電装置。
- 付加接続手段は、発電機の電流周波数に応じて切り換えを行なうことを特とする請求項2記載の風力発電装置。
- 付加接続手段は、発電機の電圧位相と電流位相の位相差に応じて切り換えを行なうことを特徴とする請求項2記載の風力発電装置。
- 付加接続手段は、発電機の交流電圧を整流した後の直流電圧に応じて切り換えを行なうことを特徴とする請求項2記載の風力発電装置。
- 付加接続手段は、発電機の交流電圧を整流した後の直流電圧を一定に制御する発電電力貯蔵手段を通流する直流電流に応じて切り換えを行なうことを特徴とする請求項2記載の風力発電装置。
- 付加接続手段は、発電機の交流電圧を整流した後の直流電圧を一定に制御する発電電力貯蔵手段を通流する直流電流の流れる方向に応じて切り換えを行なうことを特徴とする請求項2記載の風力発電装置。
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JP2006174841A JP2008005663A (ja) | 2006-06-26 | 2006-06-26 | 風力発電装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2006
- 2006-06-26 JP JP2006174841A patent/JP2008005663A/ja active Pending
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