JPH0720100U - 風力発電システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 送電鉄塔の内側に垂直軸形風車を取り付けて
安全性を増すとともに建設コストを下げる。 【構成】 送電鉄塔１の内側空間に回転軸２を垂直方向
に支持するとともに、回転軸２に垂直軸形風車３〜６を
取り付ける。回転軸２の下端に回転切替え装置７を介し
て発電機８を接続する。風車３〜６に発生した回転駆動
力により発電機８が駆動される。発電機８で発電された
電力は切替え器９を介して負荷１１へ送られる。負荷１
１が消費して残った電力は電圧調整器１２へ送られる。
電圧調整器１２は入力電力の電圧を変換して蓄電池１３
へ送る。蓄電池１３は直流機器１４および変換器１５へ
直流を供給する。また、切替え器９をリレー１７により
切替えると、発電機８からの電力は変圧器１８により所
定電圧に昇圧されて送電鉄塔１の架空地線２１へ送られ
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、送電鉄塔に設置される風力発電システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来の風力発電システムは、図８、図９に示されるように、専用の鉄塔３１の 上に水平軸形風車３２を搭載し、さらに風車３２の回転軸に発電機３３を接続し て発電するのが一般的である。なお、図８は発電された電力を電力逆流防止装置 ３４を介して電力網に送り直接利用する場合を示す。また、図９は負荷３５に電 力を供給する以外に電圧調整器３６を介して蓄電池３７に余剰電力を送り蓄えて 無風時間帯に備えるとともに、蓄電池３７に接続された変換器３８が蓄電池３７ からの直流を交流に変換して他の負荷へ送る場合を示す。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、従来の風力発電システムでは、専用の鉄塔を建設しなければな らず、用地の確保もあり建設費がかさむという問題があった。 また、水平軸形風車を用いた場合、風車が剥き出しになるため、安全性に欠け るという問題があった。 本考案は上記問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところ は、専用の鉄塔を建設することなく設置できるとともに、安全性を備えた風力発 電システムを提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案は、送電鉄塔内部の空き空間に収納・設置 された垂直軸形風車と、垂直軸形風車の回転軸により駆動される発電機と、垂直 軸形風車の回転軸と発電機との間に設置されたクラッチ・ブレーキ装置と、発電 機から出力された電力の送電先を周辺負荷機器または送電鉄塔の架空地線のいず れかに切替える切替え器とを備えたことを特徴とする。

【０００５】

【作用】

本考案においては、送電鉄塔内部の空き空間に垂直軸形風車が収納・設置され るため、専用の鉄塔が不用となる。また、垂直軸形風車であるためヨー制御が不 用になる。 垂直軸形風車の回転軸と発電機の間にクラッチ・ブレーキ装置が設置されるた め風車および発電機を空転させたり停止させることができる。 発電機により発電された電力の送電先は切替え器を作動させることにより、周 辺負荷機器または送電鉄塔の架空地線のいずれかに切替えて送電することができ る。

【０００６】

【実施例】

以下、図に沿って本考案の実施例を説明する。 図１は本考案に係る風力発電システムの全体構成図である。図において、１は 送電鉄塔であり、送電鉄塔１の内側空間に回転軸２が垂直に支持されている。回 転軸２は中間に垂直軸形風車３〜６が取り付けられ、下端に回転切替え装置７が 接続されている。風車３〜６に発生した回転駆動力は、回転軸２および回転切替 え装置７を介して、発電機８に伝えられる。

【０００７】 発電機８で発電された電力は切替え器９を介して負荷１１へ送られる。負荷１ １が消費して残った電力は電圧調整器１２へ送られる。電圧調整器１２は入力電 力を定められた電圧に変換して蓄電池１３へ送り蓄える。蓄電池１３には直流機 器１４および変換器１５が接続されて、それぞれ直流が供給される。変換器１５ は供給された直流を交流に変換して交流機器１６へ送る。 また、蓄電池１３により駆動されるリレー１７により、切替え器９が切替えら れると、発電機８からの電力は、変圧器１８に送られて所定電圧に昇圧されてか ら、送電鉄塔１の架空地線２１へ送られる。なお、切替え器９には手動式のもの を用いることも可能である。

【０００８】 図２は、図１の送電鉄塔１の断面図である。図示されるように、回転軸２には 、風車３〜５が嵌合・固定されており、各風車３〜５はその上下位置で、それぞ れ軸受け２２を備えたステイ２３〜２６により支持されている。風車３〜５は送 電鉄塔１の収容空間の制約により、上方に設置される風車ほど小形になる。回転 軸２の下端は、クラッチとブレーキからなる回転切替え装置７を介して発電機８ と接続されている。回転切替え装置７のレバー２７を操作することにより、回転 軸２と発電機８とを接続したり、回転軸２の回転を制動して停止させたりするこ とができる。なお、回転切替え装置７を電動式として負荷状態や発電状態に応じ て自動的に切替えられる構造にすることもできる。

【０００９】 図３は図２の風車３の斜視図であり、図４は風車３が回転軸２に嵌合された状 態の斜視図である。 また、図５は風車３の正面図であり、図６はその右側面図、図７は同じく平面 図である。 各図に示されるように、風車３は回転軸２が嵌合される軸孔３ａを有するボス ３ｂの周囲に、放射状でかつ軸方向に平行な羽根３ｃ〜３ｅが形成され、羽根３ ｃ〜３ｅの先端がそれぞれ回転方向後方に湾曲されている。このように形成され た風車３に横方向、つまり半径方向と平行に風が当たると、羽根３ｃ〜３ｅから ボス３ｂに対して一方向のトルクを発生する。

【００１０】 このトルクにより回転軸２が回転駆動される。なお、羽根３ｃ〜３ｅの枚数は ３枚に限定されるものではなく任意の数に設定可能であり、また、羽根３ｃ〜３ ｅの寸法や形状もシステムの設置条件に応じて任意に変更することが可能である 。 この実施例の風力発電システムは、送電鉄塔を新設する場合に同時に風車を組 み込んで建設することも、あるいは既設の送電鉄塔に後から追加して設置するこ とも可能である。 また、設置される風車の段数は送電鉄塔の構造的な強度の許容内で任意に決定 できる。 同様に、風車の形式も垂直軸形であれば、他の形式、例えばダリウス風車等を 用いることも可能である。

【００１１】 この実施例によれば、送電鉄塔１の内部の空いている空間に風車３〜６を設置 したことにより、従来の風力発電システムのような専用の鉄塔を新たに建設する ことが不用になり、同時に用地を確保する必要もなくなるため建設費が大幅に安 くなる。 さらに、各風車３〜６はそれぞれ送電鉄塔１の内部に収容されてしまうため可 動部が剥き出しにならず、安全性が得られる。 また、発電した電力を送電鉄塔１の架空地線２１を利用して遠隔地へ送電でき るため、電力移送が低コストで行える。

【００１２】

【考案の効果】

以上述べたように本考案によれば、垂直軸形風車を送電鉄塔内部の空き空間に 収納・設置したことにより、専用の鉄塔の建設が不用になり同時に用地の確保が 不用になることにより建設費が大幅に安くなる。 また、垂直軸形風車が送電鉄塔内部に収容されたことにより、可動部が剥き出 しにならず、安全性が得られる。 さらに、発電した電力を遠隔地に送電する場合に、送電鉄塔の架空地線を使用 するため風力発電設備のコストが下げられ、送電鉄塔の立地位置における風力利 用が促進される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る風力発電システムの全体構成図で
ある。

【図２】図１の送電鉄塔の断面図である。

【図３】図２の垂直軸形風車の斜視図である。

【図４】図３の垂直軸形風車を回転軸に嵌合した状態の
斜視図である。

【図５】図３の垂直軸形風車の正面図である。

【図６】図５の右側面図である。

【図７】図５の平面図である。

【図８】従来例を示す説明図である。

【図９】従来例を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 送電鉄塔 ２ 回転軸 ３〜６ 垂直軸形風車 ３ａ 軸孔 ３ｂ ボス ３ｃ〜３ｅ 羽根 ７ 回転切替え装置 ８ 発電機 ９ 切替え器 １１ 負荷 １２ 電圧調整器 １３ 蓄電池 １４ 直流機器 １５ 変換器 １６ 交流機器 １７ リレー １８ 変圧器 ２１ 架空地線 ２２ 軸受け ２３〜２６ ステイ ２７ レバー

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 送電鉄塔内部の空き空間に収納・設置さ
   れた垂直軸形風車と、 垂直軸形風車の回転軸により駆動される発電機と、 垂直軸形風車の回転軸と発電機との間に設置されたクラ
   ッチ・ブレーキ装置と、 発電機から出力された電力の送電先を周辺負荷機器また
   は送電鉄塔の架空地線のいずれかに切替える切替え器
   と、 を備えたことを特徴とする風力発電システム。