JP4935314B2 - 発電装置 - Google Patents

Description

本発明は、風力エネルギーを運動エネルギーに変換するとともに、運動エネルギーを用いて発電を行なう発電装置に関する。

従来、自然界における自然エネルギーを運動エネルギーに変換して、その運動エネルギーから電力を発電する発電装置が種々開発され、提案されている。

例えば、特許文献１には、太陽光発電システムが開示されている。この特許文献１記載の太陽光発電システムにおいては、パネル化された太陽電池のモジュールの下面にインバータを組み込んで太陽光発電モジュールを構成し、太陽光発電モジュールから直接交流出力を得るように構成したものである。

この特許文献１記載の太陽光発電システムにより、設置の手間を省き、増設も容易にするとともに、太陽電池の温度上昇を抑制することができる。

また、特許文献２には、ビル発電装置について開示されている。この特許文献２記載のビル用発電装置においては、検出手段により風の向きを検知し、その検出手段からの情報を走行手段に送って羽根の位置をもっとも発電可能な場所に移動させるものである。

この特許文献２記載のビル用発電装置により、発電装置における羽根の位置や向きを可変とし、風がある限りいかなる方向からの風に対して、最大の効率で発電が行なえるようになり、継続して大きな電力を供給でき、ビルの電力需要に効果的に対応することができる。

さらに、特許文献３には、インバータの運転方法および電源システムについて開示されている。この特許文献３記載のインバータの運転方法および電源システムにおいては、直流出力または交流出力のいずれか一方の出力値に応じて運転するインバータの台数を決定するとともに、決定された台数のインバータを複数台のインバータからランダムに選択して運転するものである。

この特許文献３記載のインバータの運転方法および電源システムにより、太陽電池や燃料電池等の直流電源から出力される直流電力を交流電力に変換するための複数台のインバータを、特定のインバータに偏ることなく高効率に運転することができる。

また、特許文献４には、発電システムについて開示されている。特許文献４記載の発電システムにおいては、出力電力を求め、予め記憶しておいたインバータの直流入力−直交変換効率特性およびインバータ台数に応じて、発電システムの交流出力電力が最大となるようにインバータの運転台数を制御するものである。

この発電システムによれば、エネルギー源の状況によって出力が変動する直流電源の発生電力が小さい時でも、インバータの直交変換率を高めることができる。

また、特許文献５には、エネルギー変換装置について開示されている。特許文献５記載のエネルギー変換装置においては、複数の直流電源および複数の直流―直流コンバータが個々に接続された後、エネルギー合成回路に集約され、インバータに供給される。

特許文献５記載のエネルギー変換装置により、直流電力を効率よく取り出すことができるエネルギー変換装置、又はシステム全体の発電効率が向上するエネルギー変換装置を提供することができる。

また、特許文献６には、風力発電出力制限システムおよび方法について開示されている。特許文献６記載の風力発電出力制限システムにおいては、制限値決定手段および制限値補正手段を備え、制限値補正手段により補正して風力発電の出力制限を行なうものである。

特許文献６記載の風力発電出力制限システムにより、系統周波数、電圧を維持しながら風力発電の出力を制限し、風力エネルギーの有効利用を図ることができる。

特許文献７には、電源装置およびそれを備えた発電装置について開示されている。特許文献７記載の発電装置においては、自然エネルギーを電気エネルギーに変換し、電気エネルギーからなる電力を三相交流で出力する発電機と、発電機からの三相電流を整流して出力するブリッジダイオードと、一対の充電コンデンサと、中性線とを有するものである。

特許文献７記載の発電装置によれば、弱風時においても高電圧の電力を得ることができる。

このように、特許文献１〜特許文献７記載の発電装置においては、発電効率を高めるための種々の装置が開示されている。
特開平０９−２０１０６１号公報 特許２８５８０９０号公報 特開平１１−３４１８１６号公報 特開２０００−３４１９５９号公報 特開２０００−３４１８６２号公報 特開２００２−３２５４９６号公報 特開２００５−１３０６５０号公報

しかしながら、特許文献１〜特許文献７記載の各発電装置においては、発電効率を高めるために種々の装置を用いているが、発電装置の故障に対する対応については、何ら開示されていない。特に発電装置においては、断崖絶壁の近傍等の劣悪な外部環境に設置されることが多く、これらの機器が故障することもあり、修復までの時間が膨大な量になることが多い。

本発明の目的は、風車の損壊を防止するとともに、異常な風力エネルギーにより発電装置が損壊を受けることを防止することができる発電装置を提供することである。

課題を解決するための手段および効果

（１）
第１の発明に係る発電装置は、風力エネルギーを運動エネルギーに変換するとともに、運動エネルギーを用いて発電を行なう発電装置であって、風力エネルギーを運動エネルギーに変換する複数の風車と、複数の風車の回転数を検出する複数の検出装置と、複数の風車からの運動エネルギーを並列的に用いて発電する複数の発電機と、複数の発電機により発電された電力をそれぞれ変換する複数の電力変換器と、複数の電力変換器の動作異常を判断して電力変換器の動作を停止または継続制御する複数の故障判定制御装置と、複数の故障判定制御装置の出力結果に基づいて、複数の風車の動作を制御する継続判定装置と、継続判定装置からの指令により風車の動作を停止または継続制御する遮断装置とを含むものである。

第１の発明に係る発電装置においては、風車により風力エネルギーが運動エネルギーに変換され、複数の発電機により運動エネルギーが電力に変換される。また、検出装置により風車の回転数が検出される。複数の発電機により発電された電力がそれぞれ複数の電力変換器により変換される。

複数の故障判定制御装置は、判定結果に基づいて１または複数の電力供給を遮断するように電力変換器へ指示を与える。指示が与えられた電力変換器により電力が遮断される。また、複数の故障判定制御装置から、電力変換器の与えた指示に基づいて継続判定制御装置により遮断装置に指令が与えられるので、風車の動作を停止または継続制御させることができる。

この場合、複数の発電機が配置されているので、１の発電機が故障した場合でも、他の発電機により発電を行なうことができる。また、複数の発電機に対応して設けられた個々の故障判定制御装置により複数の発電機および複数の電力変換器の経路が正常か否かの判定を行なうことができるので、短時間で故障の有無を検出することが可能となる。

特に、故障判定制御装置により電力変換器の動作を判定した後に、停止または継続制御することができるので、複数の電力変換器が個別に停止、または継続制御される。例えば、電力変換器が正常でない場合、かかる電力変換器の出力を停止させることができ、他の電力変換器の経路は、継続制御される。それにより、故障した装置を即座に停止させることができ、早急に風車の安全確保を行なうことが可能となる。

また、台風等の強風の環境下等においては、故障判定制御装置の制御結果に基づいて継続判定装置により、遮断装置へ指令が与えられる。この指令により風車の動作を停止、または継続制御することができるので、風車自体の損壊を防止することができる。すなわち、台風等の強風環境下においては、風車からの運動エネルギーを効率よく発電することができず、また風車自体の回転速度が異常に上昇するため、風車の羽根の破損を防止することができる。

（２）
検出装置は、風力エネルギーのエネルギー量を計測する風速センサをさらに含んでもよい。

この場合、風力エネルギーのエネルギー量を計測することができるので、風車の回転センサのみならず、風力エネルギーの大小によって、発電開始を判定したり、暴風等による風車の異常回転等を判定することができる。その結果、故障の箇所を停止させて負荷を削減することができるので効率のよい、かつ安全な発電装置を実現することができる。

（３）
複数の電力変換器は、回転センサから検出された回転数および風速センサにより計測された風速に基づいて、最大追従可能な電力量を算出する電力変換制御装置と、電力変換制御装置により算出された電力量に基づいて発電機から発電された電力から所定の電力を取り出す電力変換器とを含んでもよい。

この場合、電力変換器は、複数の発電機により発電された電力をそれぞれ目的とする電力に変換することができる。特に、電力変換制御装置により風車の回転数を認識することができるため、最適な発電量を予測することができ、その発電量において電力量を出力することができる。

（４）
電力変換器は、発電された電力の電圧を所定の電圧に変換するトランスと、変換された電力を整流する整流器と、整流された電力を降圧させる降圧コンバータと、降圧された電力を出力する出力部とを含んでもよい。

この場合、トランスにより三相交流が交流に変換され、整流器により交流が直流に整流され、降圧コンバータによりＤＣ／ＤＣ変換がされるので、出力部から安定した直流電力を出力することができる。また、電力変換器は、変換された電力を整流する整流器と、整流された電力を降圧させる降圧コンバータと、降圧された電力を出力する出力部とを含んでもよい。

（５）
電力変換制御装置は、回転センサからの回転数および風速センサにより計測された風速に基づいて、電力量の制御を行なう最大電力追従制御部と、最大電力追従制御部からの制御指令に基づいて電流の充電制御を行なう充電電流制御部とを含んでもよい。

この場合、最大電力追従制御部の働きにより、充電電流制御部を介して電力変換器により最適な充電電流の指令を電力変換器に与えることができる。また、最大電力追従制御部の働きにより電力変換器において異常が生じた場合には、電力変換を行なわないように、指示を与えることにより出力電圧を停止することができる。また、発電機から電力が出力されていない場合に風速センサおよび回転センサからの情報により風車が回転している場合には、発電機の故障として電力の出力を遮断することができる。

（６）
複数の風車は、複数の翼形を有し、かつ垂直回転軸を有する直線翼垂直軸型風車縦型を複数段積層配置したものであってもよい。

この場合、風車は、複数の翼形を有するので、風力エネルギーが小さな値である場合でも、効率よく風力エネルギーを運動エネルギーに変換することができる。また、この直線翼垂直軸型風車縦型の風車を複数段積層配置するので、さらにエネルギー変換効率を向上させることができる。

（７）
遮断装置は、複数の風車の軸に対して減速力を与え、複数の風車の軸の回転を停止させてもよい。

この場合、風車の軸に対して減衰力が与えられることにより、風車の軸の回転を停止させることができるので、例えば、暴風の場合に風車の回転を停止させることで、風車の破損を防止することができ、さらに、風車の回転上昇が大きく、発電効率が悪化する場合にも風車の回転を低減させることができる。

以下、本発明に係る実施の形態について説明する。まず、本発明に係る流体発電装置の一例として、発電装置５００に本発明を適用した場合について説明する。
（第１の実施の形態）

図１は、発電装置５００の一例を示す模式的側面図である。

図１に示すように発電装置５００は、主に発電装置１００、主柱２００、保持板２１０ａ，２１０ｂ、支持梁２２０、支持柱２３０、複数の翼形状の羽根を有する風車３００、風車支持パイプ３２０、風車保持パイプ３１０および軸４００からなる。

図１に示す発電装置５００は、主柱２００が４隅に設けられ、主柱２００の上端部および主柱２００の中部にそれぞれ保持板２１０が設けられる。さらにその下方に、主柱２００を互いに支持するために支持梁２２０が隣接する主柱２００同士を支持しあうように垂直方向に設けられ、さらに主柱２００が傾斜しないように地中から支持柱２３０が設けられている。これらの主柱２００等により構成された櫓内に垂直縦方向に４段で形成された風車３００が設けられている。

主柱２００等により構成された櫓内の中心に軸４００が垂直に設けられる。軸４００の下端部には、発電装置１００が設けられている。この発電装置１００の詳細構造および動作については後述する。

また、軸４００の上部で、かつ主柱２００および２枚の保持板２１０ａ，２１０ｂにより囲まれた空間内に、上下２段に複数の翼形状を有する風車３００の一部が設けられ、軸４００の下部で、かつ主柱２００、支持梁２２０および保持板２１０ｂにより囲まれた空間内に、上下２段に複数の翼形状を有する風車３００の一部が設けられる。

この風車３００は、翼形状の羽根が１段毎に４枚ずつ設けられ、それぞれ水平方向に９０度毎にずらして設けられる。そして、この翼形状の羽根が２本の支持パイプ３１０および２本の保持パイプ３２０により軸４００に固定される。このような風車３００は、一般に直線翼垂直軸型風車縦型と呼ばれる。

この発電装置５００は、翼形状の羽根により風力エネルギーを享受し、羽根に揚力が生じて時計回りに回転する。翼形状の羽根を有する風車３００が時計回りに回転することにより、２本の支持パイプ３１０および２本の保持パイプ３２０を介して軸４００が時計回りに回転する。

次に、図２は、発電装置５００の内部構造を示す図である。
図２の発電装置５００は、風速センサ３５０，３５１、回転センサ３６０，３６１、風車３００、複数の発電機１００、制御装置６００およびブレーキ７２０，７２１を含む。

図２に示すように、風速センサ３５０，３５１は風力エネルギーのエネルギー量を計測し、風速状態判定装置６２０に与える。

複数の発電機１００は、風車３００の軸４００に取り付けられ、発電を行なう。また、回転センサ３６０，３６１は軸４００の回転状態を計測し、その計測結果を回転状態判定装置６１０に与える。回転状態判定装置６１０および風速状態判定装置６２０は、それぞれ与えられた計測結果を中央管理装置７００に与える。中央管理装置７００は、各ユニット８０１〜８０ｎ（ｎは整数）との間で双方向に制御信号ＣＳの送受信を行なう。この制御信号ＣＳには、回転状態判定装置６１０および風速状態判定装置６２０から与えられた計測結果を含む電力指令値ＥＣが含まれている。

また、中央管理装置７００は、後述する最大電流追従制御装置８２１による充電電流指令ＤＳを受け取り、内蔵された故障判定装置７０１によりユニット８０１〜８０ｎのいずれが故障しているか、または正常に動作しているかを判定し、複数のユニット８０１〜８０ｎが故障しており風車を停止させることが好ましいと判定した場合には、ブレーキ駆動装置７１０，７１１へ動作指示を出力する。ブレーキ駆動装置７１０，７１１は、ブレーキ７２０，７２１に対して油圧または電気的信号を送信し、ブレーキ７２０，７２１を動作させる。それにより、風車３００の軸の回転が制御または停止される。

複数の発電機１００により発電された電力は、並列に設けられたユニット８０１〜８０ｎ（ｎは任意の整数）に供給される。並列に設けられたユニット８０１〜８０ｎ（ｎは整数）は、供給された電力を内部で処理を行い直流電圧ＤＣとして出力する。以下にその詳細について説明する。

図３は、各ユニット８００〜８０ｎの内部構造の一例を示すブロック図である。

図３に示すように、ユニット８００〜８０ｎは、電力変換器８１０および電力変換制御装置８２０からなる。電力変換器８１０は、トランス８０１、整流器（ＡＣ／ＤＣ変換器）８０２、降圧コンバータ８０３および出力部８０４を含む。また、電力変換制御装置８２０は、最大電力追従制御部８２１および充電電流制御部８２２を含む。

まず、電力変換器８１０のトランス８０１には、発電機１００から電力１００ａが供給される。トランス８０１は、電力１００ａを変圧し、整流器８０２に与える。整流器８０２は、変圧された電力１００ａをＡＣからＤＣに整流し、降圧コンバータ８０３に供給する。降圧コンバータ８０３は、後述する電力変換制御装置８２０の指示に従ってＤＣ／ＤＣ変換を行い、変換された直流電圧を出力部８０４に与える。出力部８０４は、変換された直流電圧の変動を抑え、直流電圧ＤＣとして出力する。

一方、電力変換制御装置８２０の最大電力追従制御部８２１は、中央管理装置７００から与えられる電力指令値ＥＣを受け取り、充電電流指令ＤＳを充電電流制御部８２２に与える。ここで、充電電流指令ＤＳとは、最大電力追従制御部８２１において電力指令値ＥＣに含まれる風速および風車の軸の回転数から算出した最適な充電電流を示すものである。すなわち、風力エネルギーに応じて最適な電力を発電するために充電すべき電流量を示すものである。なお、最大電力追従制御部８２１が風車３００の軸４００が回転速度が速く、最適な発電を行なうことができないと判定した場合、または、発電機１００からの出力が０を示しているのに、風速および風車の軸の回転数から風車３００が動作していると判定した場合（異常時）の最大電力追従制御部８２１および充電電流制御部８２２の動作については後述する。

充電電流制御部８２２は、ゲート指令ＧＳを降圧コンバータ８０３に与える。降圧コンバータ８０３は、ゲート指令ＧＳに応じて上述したＤＣ／ＤＣ変換を行い、充電電流ＤＣＳを充電電流制御部８２２および最大電力追従制御部８２１に与える。それにより、最大電力追従制御部８２１は、再度、充電電流ＤＣＳが充電電流指令ＤＳの値と一致するようにゲート指令ＧＳを操作する。

また、最大電力追従制御部８２１は、回転数、充電電流、出力電圧に基づいて、充電電力が風車の回転数の取り出し電力となるような充電電流指令ＤＳを充電電流制御８２２に与える。

最大電力追従制御部８２１は、風車３００の回転状態が異常であると判断した場合には、充電電流信号ＤＳを制御して、充電電流制御８２２からのゲート指令ＧＳを操作することにより、降圧コンバータ８０３による直流電圧ＤＣの出力を停止するように動作させる。それにより、直流電圧ＤＣが出力されず、降圧コンバータ８０３により直流電圧ＤＣが遮断される。それにより、各ユニット自体の出力電圧が停止される。

また、発電機１００が故障した場合でも、同じく、最大電力追従制御部８２１は、充電電流信号ＤＳを制御して、充電電流制御８２２からのゲート指令ＧＳを操作することにより、降圧コンバータ８０３による直流電圧ＤＣの出力を停止するように動作させる。

以上のように、本実施の形態にかかる発電装置５００ａにおいては、個々のユニット８００〜８０ｎにおいて、風力エネルギーに応じた最適な電力を発電させることができる。したがって、１のユニットが故障した場合でも、その故障したユニットの最大電力追従制御部８２１の働きにより直流電圧ＤＣの出力を停止させることができる。また、複数台のユニット８００〜８０ｎからの出力が停止された場合には、中央管理装置７００からの制御により風車の軸の回転を抑制するようにブレーキ７２０が動作するので、風車自体の故障や破壊を防止することができる。

（第２の実施の形態）
次に第２の実施の形態に係る発電装置５００ａの内部構造について説明する。図４は発電装置５００ａの内部構造の他の例を示す図である。

第２の実施の形態に係る発電装置５００ａが、第１の実施の形態に係る発電装置５００と異なるのは以下の点である。

発電装置５００ａは、発電機１００の代わりに、発電機１００ａ〜１００ｄを備え、回転センサ３６０，３６１の代わりに回転センサ３６０〜３６３を備える。また、制御装置６００の代わりに制御装置６００ａを備える。

制御装置６００ａのユニット８０１〜８０ｎ、回転状態判定装置６１０および風速状態判定装置６２０の代わりにユニット８１１〜８１４を含む。このユニット８１１〜８１４は、それぞれ回転状態判定装置８２３および故障判定装置８３１が内蔵される。なお、故障判定装置８３１は、図２の最大電力追従制御部８２１の働きの一部を担うものである。

次に、図４の発電装置５００ａの動作の概略について説明する。なお、制御装置６００ａは、制御装置６００ａと異なる部分のみ説明を行なう。

図４の風車３００が回転することにより並列配置された発電機１００ａ〜１００ｄの個々で発電が行なわれる。

また、回転センサ３６０〜３６３の個々で回転数が計測される。具体的には、発電機１００ａにより発電された電力および回転センサ３６０で計測された回転数はユニット８１１に直接与えられ、発電機１００ｂにより発電された電力および回転センサ３６１で計測された回転数はユニット８１２に直接与えられ、発電機１００ｃにより発電された電力および回転センサ３６２で計測された回転数はユニット８１３に直接与えられ、発電機１００ｄにより発電された電力および回転センサ３６３で計測された回転数はユニット８１４に直接与えられる。

第２の実施の形態に係るユニット８１１〜８１４においては、図３のユニット８００〜８０ｎと異なり、回転センサ３６０〜３６３から与えられた回転数が、ユニット８１１〜８１４に直接与えられる。

図４の制御装置６００ａは、各ユニットの回転状態判定装置８２３により回転センサ３６０〜３６３が計測した回転数を受け取り、その回転数を短期的に故障判定装置８３１に与えるとともに、定期的に中央管理装置７００の故障判定装置７０１に与える。この場合、故障判定装置８３１において故障と判定された場合には、図２の最大電力追従制御部８２１の働きにより充電電流信号ＤＳを制御して、充電電流制御８２２からのゲート指令ＧＳを操作することにより、降圧コンバータ８０３による直流電圧ＤＣの出力を停止するように動作させる。それにより、直流電圧ＤＣが出力されず、降圧コンバータ８０３により直流電圧ＤＣが遮断される。それにより、各ユニット自体の出力電圧が停止される。
また、故障判定装置８３１は、他のユニット８１２，８１３，８１４の降圧コンバータ８０３の動作状況を確認する。そして、他のユニット８１２，８１３，８１４の降圧コンバータ８０３の動作が停止していると判断した場合には、ブレーキ駆動装置７１０の動作指示を出力する。ブレーキ駆動装置７１０は、ブレーキ７２０に対して油圧または電気的信号を送信し、ブレーキ７２０を動作させる。それにより、風車３００の回転が制御または停止される。また、ユニット８１１が故障により完全に停止している場合には、ユニット８１２内の故障判定装置８３１がブレーキ駆動装置７１１の動作指示を出力する。ブレーキ駆動装置７１１は、ブレーキ７２１に対して油圧または電気的信号を送信し、ブレーキ７２１を動作させる。それにより、風車３００の回転が制御または停止される。

なお、本実施の形態においては、回転センサ３６０〜３６３からの回転数に基づいてブレーキ７２０，７２１を動作させることとしたが、これに限定されず、風力センサを同じように配置して降圧コンバータ８０３の動作、ブレーキ７２０の動作を制御してもよい。

以上のように、本実施の形態にかかる発電装置６００ａにおいては、複数の発電機１００ａ〜１００ｄを設けることにより、個々のユニット８１１〜８１４において、風力エネルギーに応じた最適な電力を発電させることができる。したがって、１のユニットまたは、発電機１００が故障した場合でも、その故障したユニットの最大電力追従制御部８２１の働きにより降圧コンバータ８０３を制御することにより、直流電圧ＤＣの出力を停止させることができる。また、複数のユニット８１１〜８１４からの出力が停止された場合には、ブレーキ７２０，７２１により風車の回転自体を停止させることができる。その結果、風車自体の故障や破壊を防止することができる。

正常でないとの判定が回転状態判定装置８２３および故障判定装置８３１により判定された場合、正常でないと判定されたユニットのブレーキ駆動装置７１０およびブレーキ７２０を動作させることができるので、より早急に安全の確保を行なうことができる。

例えば、風車３００の回転を停止させることができるので、例えば、台風などの暴風の場合に風車３００の回転を停止させることで、風車３００の破損を防止することができ、さらに、風車３００の回転上昇が大きく、発電効率が悪化する場合にも風車３００の回転を低減させることができる。

上記第１および第２の実施の形態においては、発電装置５００が発電装置に相当し、回転センサ３６０〜３６３が検出装置に相当し、風車３００が風車に相当し、発電機１００ａ〜１００ｄが発電機に相当し、ユニット８００〜８０ｎ、降圧コンバータ８０３が電力変換器に相当し、最大電力追従制御部８２１、故障判定装置７０１，８３１、回転状態判定装置８２３が故障判定制御装置に相当し、中央管理装置７００が継続判定装置に相当し、電力変換制御装置８２０が電力変換制御装置に相当し、電力変換器８１０が電力変換器に相当し、トランス８０１がトランスに相当し、整流器８０２が整流器に相当し、降圧コンバータ８０３が降圧コンバータに相当し、出力部８０４が出力部に相当し、最大電力追従制御部８２１が最大電力追従制御部に相当し、充電電流制御部８２２が充電電流制御部に相当し、ブレーキ駆動装置７１０，７１１が遮断装置に相当し、ブレーキ７２０，７２１が複数のブレーキに相当する。

本発明は、上記の好ましい第１および第２の実施の形態に記載されているが、本発明はそれだけに制限されない。本発明の精神と範囲から逸脱することのない様々な実施形態が他になされることは理解されよう。さらに、本実施形態において、本発明の構成による作用および効果を述べているが、これら作用および効果は、一例であり、本発明を限定するものではない。

発電装置の一例を示す模式的側面図 発電装置の内部構造を示す図 各ユニットの内部構造の一例を示すブロック図 発電装置の内部構造の他の例を示す図

符号の説明

５００ 発電装置
３６０〜３６３ 回転センサ
３００ 風車
１００ａ〜１００ｄ 発電機
８００〜８０ｎ ユニット
７０１，８３１ 故障判定装置
８２１ 回転状態判定装置
７００ 中央管理装置
８２０ 電力変換制御装置
８１０ 電力変換器
８０１ トランス
８０２ 整流器
８０３ 降圧コンバータ
８０４ 出力部
８２１ 最大電力追従制御部
８２２ 充電電流制御部
７１０，７１１ ブレーキ駆動装置
７２０，７２１ ブレーキ

Claims (7)

1. 風力エネルギーを運動エネルギーに変換するとともに、前記運動エネルギーを用いて発電を行なう発電装置であって、
   前記風力エネルギーを運動エネルギーに変換する複数の風車と、
   前記複数の風車の回転数を検出する複数の検出装置と、
   前記複数の風車からの運動エネルギーを並列的に用いて発電する複数の発電機と、
   前記複数の発電機により発電された電力をそれぞれ変換する複数の電力変換器と、
   前記複数の電力変換器の動作異常を判断して前記電力変換器の動作を停止または継続制御する複数の故障判定制御装置と、
   前記複数の故障判定制御装置の出力結果に基づいて、前記複数の風車の動作を制御する継続判定装置と、
   前記継続判定装置からの指令により前記風車の動作を停止または継続制御する遮断装置とを含むことを特徴とする発電装置。
2. 前記検出装置は、
   前記風力エネルギーのエネルギー量を検出する風力センサをさらに含むことを特徴とする請求項１記載の発電装置。
3. 前記複数の電力変換器は、
   前記回転センサから検出された回転数および前記風速センサにより計測された風速に基づいて、最大追従可能な電力量を算出する電力変換制御装置と、
   前記電力変換制御装置により算出された電力量に基づいて前記発電機から発電された電力から所定の電力を取り出す電力変換器とを含むことを特徴とする請求項２記載の発電装置。
4. 前記電力変換器は、
   前記発電された電力の電圧を所定の電圧に変換するトランスと、
   前記変換された電力を整流する整流器と、
   前記整流された電力を降圧させる降圧コンバータと、
   前記降圧された電力を出力する出力部とを含むことを特徴とする請求項３記載の発電装置。
5. 前記電力変換制御装置は、
   前記回転センサからの回転数および風速センサにより計測された風速に基づいて、電力量の制御を行なう最大電力追従制御部と、
   前記最大電力追従制御部からの制御指令に基づいて電流の充電制御を行なう充電電流制御部とを含むことを特徴とする請求項３記載の発電装置。
6. 前記複数の風車は、
   複数の翼形を有し、かつ垂直回転軸を有する直線翼垂直軸型風車縦型を複数段積層配置したことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の発電装置。
7. 前記遮断装置は、
   前記複数の風車の軸に対して減速力を与え、前記複数の風車の軸の回転を停止させることができることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の発電装置。

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