JP2017036703A

JP2017036703A - 風力及び太陽光一体型発電ソーラー

Info

Publication number: JP2017036703A
Application number: JP2015158269A
Authority: JP
Inventors: 真一郎小林; Shinichiro Kobayashi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-08-10
Filing date: 2015-08-10
Publication date: 2017-02-16

Abstract

【課題】太陽光発電の欠点である天候に影響されるデメリットと、風さえあれば夜間でも発電できる風力発電のメリットを一体型発電の構造にして、日中は太陽光発電、風さえあれば昼夜兼行で効率良く安定供給発電する。【解決手段】風力と太陽光発電の二つの機能を一つで機能する構造にするため、太陽光を取り込むパネル（回転翼）１の上に太陽電池を張り合わせた太陽光発電とする。一方、風力発電用の垂直翼２は、垂直軸３に直接取り付けないで一定の間隔で設置し、コアンダ効果が相乗的に連鎖作用し、垂直翼で起動トルク高くしループ状の回転翼では揚力で回転速度を上げて、より効率良く風力パワーを捉えることが出来る、他に類のない形態の風力太陽光両用発電の風車を提供する。上方の回転翼の表面に太陽光発電パネルを貼り付け、パネルに起動トルクを上げるための垂直翼を取り付けた、風力発電と太陽光発電の二つの機能を一つで機能する構造である。【選択図】図１

Description

本発明は風力発電と太陽光発電の再生可能エネルギーに関するものである。

風力発電と太陽光発電の異なる二つの機能を組み合わせて、一つで機能(ハイブリッド)する形状にした風力太陽光両用発電・風車である。（ウインド・ソーラー・風車）
ウインド・ソーラー・パネルの表面には薄膜型や結晶型などの太陽電池を貼り付け太陽光発電をする風車である。

従来の風力発電は風力でのみ、太陽光発電は太陽光でのみ、それぞれ単独で作用するものが主流であったがアイディアとして先行技術文献の様な風力と太陽光の複合発電機が見受けられるけれど、この構造においては現在の風車に太陽光パネルを取り付けただけのものであり充分太陽光を取り込むことができないものである。
風車の形式には、水平軸（揚力形）と垂直軸（効力形）の２種類に大別され、それぞれ長所と短所があり水平軸と垂直軸の長所を組み合わせた形式の風車は無かった。

特開２０１０−９０８８６号公報

太陽光発電は天候の影響に大きく左右され、悪天候のときはほとんど発電しないし、
夜間は全く発電出来ない。
また風力発電は好天のときには無風状態のことが多く発電しない、しかし夜半は風が吹く事が多く、太陽に関係なく夜間でも発電でき、風力と太陽光の組み合わせで比較的安定した発電効果が期待できる。
そこで風力発電と太陽光発電の二つの機能を一つの設備で両用に機能させることが出来たら天候に関係なく、昼夜兼行で一石二鳥、設備費用の軽減、コスト削減につながり発電効率を増大する事が出来る。

従来の風力発電あるいは太陽光追尾型発電の支柱、又は架台の上部の発電装置の部
に本発明の風力および太陽光両用発電機の風車を設置する。
風力太陽光両用発電風車の構成は、円形ループ状のパネル上部に太陽電池を貼り付け太陽光発電する。
複数枚の垂直板（以下は垂直翼と云う）の表裏両面には薄膜型のソラーフィルムを貼り合わせ、両面積で２倍の太陽光発電を得ることが出来る構造である。
風力および太陽光両用発電機の風車は、風を受け止める大きな翼面積パネルで揚力を高め、垂直翼で風車軸に与える起動トルクを大きくし回転速度を上げて、より効率良く風力パワーを捉えて発電出力を大きくする構成である。

太陽光追尾型のシステムにおいては多額の設備費用を要するわりにさほどの発電効率が期待できない、太陽追尾型では固定型に比べて当然より多くの太陽光を取り込めます、しかし陽射しを強く受ければパネルの表面温度が上がります、ところが太陽電池は表面温度が上がると発電効率が下がる性質があります。
本発明の風力太陽光両用発電のソーラーパネル部分は受風効果を大きくするよう扇風機の羽根状にカーブを付けコアンダ効果（流体が物体の表面を流れるとき、物体の表面形状へ貼りつくように沿って流れる現象のこと）によって僅かな風でパネルが回転します。
回転すると太陽電池の表面温度が下がり発電効率が上がる効果があります。
冬季には太陽光は弱く太陽光発電能力も下がりますが、冬場は季節風が強い日が多く風力発電が効率良く機能する効果があります。
夏と冬とで日照条件と風況条件の有利・不利が入れ替わりますので、一基で風力発電と太陽光発電が機能し一挙両得で比較的安定した電力供給効果があります。

第１図は風力太陽光一体型風車の分解斜視図である。第２図はソーラーパネルを取り付けた上面図である。第３図は本発明の支柱型風車の側面図である。第４図は台座とターンテーブル型風車の側面図である。

以下、発明を実施するための形態について説明する。
既存の風力発電と太陽光発電の異なる二つの機能を一つの設備に組み合わせて、風力発電と太陽光発電で昼夜兼行、好天と悪天候に関係なく、一基で両用に機能する形態にして効率よくエネルギーの安定供給を確保しようとする形状の風車である。
風力太陽光両用発電の風車は、ループ状の大きな翼面積のパネルに太陽電池を貼り付
け、太陽光で発電する。
太陽電池を貼り付けたパネルに、３６０°どの方向からの風も受ける垂直翼を垂直軸に直接取り付けないで一定の間隔で設置しコアンダ効果が相乗的に連鎖作用し回転数を上げより効率良く風力パワーを捉えることが出来る構造で、他に類例のない形状、構造の風車である。図１、図２参照
本発明の風力および太陽光両用発電機の風車は揚力を引き出す受風翼と、起動トルクの大きい垂直翼の組み合わせで最適な回転速度を上げて発電効率を高める工夫をした構造である。
風力および太陽光両用発電機の風車は小型の構造物の場合は支柱の上部に設置する。また比較的大型の形状、構造の場合は台座の上部にベアリングを組み込んだターンテーブル上に風力および太陽光両用発電機の風車を設置した構造にする。図４参照

第１図に示す様にループ状の大きな翼面積のパネル１に太陽電池を貼り付け、太陽光で発電するパネルに３６０°どの方向からの風も受ける垂直翼２を取り付け、垂直翼２は風車が回転するための起動トルク大きくする役割をするものである。
第２図はループ形状のパネルを上から見た平面図で従来のプロペラにあたる部分であるがより多くの太陽光を受け取るために円形状の平面にした。
垂直翼２は回転を得るための板であり、回転トルクを大きくするための役割をするものである。
垂直翼は垂直軸に直接取り付けないで一定の間隔で設置し複数枚の垂直翼にはコアンダ効果を効率良く上げるカーブを付け、コアンダ効果が相乗的に連鎖作用し微風でも自己起動し、回転力を上げる構造である。
また、それぞれの垂直翼には表と裏の両面にフィルムソーラーを貼り合わせ、同一面積で２倍の太陽光発電出力を得る事が出来る。
第３図は垂直軸３に回転を与えるための垂直翼２と揚力を得るためのパネル１を側面から見た図である。
風力太陽光一体型発電の風車は発電装置に連結されており回転軸で風力発電するものである。
尚、受風翼１は円形に構成するとともに垂直翼２構成したが、この構成に限定されるものではなく受風翼１を多角形あるいは垂直翼２を複数枚に構成しても良いものである。

現在の風力発電、太陽光追尾型の支柱を利用して適用できる。

１受風翼
２垂直翼
３垂直軸
４発電機
５支柱
６台座（発電室）
７ベアリングを組み込んだターンテーブル
８太陽
９風

Claims

受風翼の表面に太陽電池を貼り付け太陽光発電パネルを構成すると共に受風翼間には垂直翼を取り付け回転軸にて回転可能となし、風力と太陽光で発電を可能とした発電装置に於いて、上記垂直翼の基部は回転軸より一定間隔外した状態で先端に向けカーブを付けて複数設置したことを特徴とする風力および太陽光一体型発電ソーラー。
垂直翼には表と裏の両面あるいは片面にフィルムソーラーを貼って構成したことを特徴とする請求項１記載の風力および太陽光一体型発電ソーラー。