JP2008005663A

JP2008005663A - 風力発電装置

Info

Publication number: JP2008005663A
Application number: JP2006174841A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Morimoto; 篤史森本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-06-26
Filing date: 2006-06-26
Publication date: 2008-01-10

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

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。

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Ｎ_O≦Ｎ≦発電開始回転数Ｎ_P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Ｎ_P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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

本発明の実施の形態１の風力発電装置の構成図同充電制御部３ｃの制御フローチャート本発明の実施の形態２の風力発電装置の構成図本発明の実施の形態３の風力発電装置の構成図本発明の実施の形態４の風力発電装置の構成図本発明の実施の形態５の風力発電装置の構成図従来の特許文献１における風力発電装置の構成図従来の特許文献２における風力発電装置の構成図従来の特許文献３における風力発電装置の構成図

符号の説明

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

Claims

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。