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公開番号2025086048
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-06
出願番号2023199842
出願日2023-11-27
発明の名称流体発電システム、制御装置および制御方法
出願人個人
代理人個人,個人
主分類F03D 7/04 20060101AFI20250530BHJP(液体用機械または機関;風力原動機,ばね原動機,重力原動機;他類に属さない機械動力または反動推進力を発生するもの)
要約【課題】回転体を積極的に回転させることのない新たな流体発電の技術を提供すること。
【解決手段】流体発電システム10は、流体によって回転可能な回転体12と、回転子が回転体12と連動して回転するように構成された回転電機14と、回転体12の回転に伴う回転電機14の回転速度又は回転周波数を示す回転指標値を、ゼロ又は回転体12の回転周波数が1Hz以下の所定周波数に相当する所定の回転目標値にする又は近づけるように回転電機14のベクトル制御を行う制御部16と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
流体発電システムであって、
流体によって回転可能な回転体と、
回転子が前記回転体と連動して回転するように構成された回転電機と、
前記回転体の回転に伴う前記回転電機の回転速度又は回転周波数を示す回転指標値を、ゼロ又は前記回転体の回転周波数が１Ｈｚ以下の所定周波数に相当する所定の回転目標値にする又は近づけるように前記回転電機のベクトル制御を行う制御部と、
を備える流体発電システム。
続きを表示（約 640 文字）【請求項２】
前記回転体の回転軸と前記回転電機の前記回転子とが直結された、
請求項１に記載の流体発電システム。
【請求項３】
前記回転体の回転軸と前記回転電機の前記回転子とを複数の歯車を介して連動して回転させる伝達機構部であって、前記回転体の１回転に必要な前記回転電機の回転数を１以下とするギア比に構成された伝達機構部、
を更に備える請求項１に記載の流体発電システム。
【請求項４】
流体によって回転可能な回転体と、回転子が前記回転体と連動して回転するように構成された回転電機とを備える流体発電システムにおける前記回転電機をベクトル制御する制御装置であって、
前記回転体の回転に伴う前記回転電機の回転速度又は回転周波数を示す回転指標値を、ゼロ又は前記回転体の回転周波数が１Ｈｚ以下の所定周波数に相当する所定の回転目標値にする又は近づけるように前記ベクトル制御を行う、
制御装置。
【請求項５】
流体によって回転可能な回転体と、回転子が前記回転体と連動して回転するように構成された回転電機とを備える流体発電システムにおける前記回転電機をベクトル制御する制御方法であって、
前記回転体の回転に伴う前記回転電機の回転速度又は回転周波数を示す回転指標値を、ゼロ又は前記回転体の回転周波数が１Ｈｚ以下の所定周波数に相当する所定の回転目標値にする又は近づけるように前記ベクトル制御を行う制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の運動エネルギーを電力へ変換する流体発電システム等に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
流体の運動エネルギーを電力へ変換する従来の流体発電機は、流体によって回転可能な回転体を運動状態の流体に当てて回転させ、その回転エネルギーを発電機で電気エネルギーに変換している（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１４－０７０５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
風を利用する流体発電機としては、回転体として水平軸に３枚のブレードを装備したプロペラ型の風力発電機が普及している（例えば、特許文献１を参照）。プロペラ型の風力発電機は、パワー係数（翼変換効率）や周速比が他の形式の風力発電機よりも高く、風の強い所に設置して高い効率で発電をするのに有利と考えられている。しかし、プロペラ型の風力発電機は、発電量を大きくするためにはブレード回転面積を大きくする必要があり、必然的に大型の重量物となる。よって、広いスペースが確保可能な強固な地盤でなお且つ比較的速い風がふく土地が必要となる。そのため、設置場所が限られる問題がある。特に問題となる点の１つが流体によって回転する回転体の回転である。具体的には、回転体の回転によって、騒音の問題、ブレード破損時の飛散・安全性の問題、鳥などの生物環境や気流の変化による気象環境に与える影響の問題、等が生じる。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、回転体を積極的に回転させることのない新たな流体発電の技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するための第１の発明は、流体発電システムであって、流体によって回転可能な回転体と、回転子が前記回転体と連動して回転するように構成された回転電機と、前記回転体の回転に伴う前記回転電機の回転速度又は回転周波数を示す回転指標値を、ゼロ又は前記回転体の回転周波数が１Ｈｚ以下の所定周波数に相当する所定の回転目標値にする又は近づけるように前記回転電機のベクトル制御を行う制御部と、を備える流体発電システムである。
【０００７】
第１の発明の流体発電システムは、回転子が回転体と連動して回転するように構成された回転電機の回転速度又は回転周波数を示す回転指標値をゼロ又は当該回転周波数が１Ｈｚ以下に近づけるように制御する。この結果、発電時の回転体の回転速度をゼロに近い状態に抑制することができる。よって、回転体を積極的に回転させることのない新たな流体発電の技術を実現できる。
【０００８】
第２の発明は、上述の発明において、前記回転体の回転軸と前記回転電機の前記回転子とが直結された、流体発電システムである。
【０００９】
第３の発明は、上述の発明において、前記回転体の回転軸と前記回転電機の前記回転子とを複数の歯車を介して連動して回転させる伝達機構部であって、前記回転体の１回転に必要な前記回転電機の回転数を１以下とするギア比に構成された伝達機構部を更に備える流体発電システムである。
【００１０】
第２又は第３の発明によれば、回転電機の回転数も抑制されるため、発電状態において機械的に回転する部材が殆どない。よって、騒音等の問題を無くすことが可能となる。
（【００１１】以降は省略されています）

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