(57)【要約】【課題】太陽光が利用できない場合も含めて、鳥類を的確に退避させることができる技術を提供することを目的とする。【解決手段】所定の空間領域を継続的に撮影する撮像部と、撮像部により得られた画像から所定の空間領域に存在する鳥類を検出する鳥類検出部と、鳥類検出部が鳥類を検出した場合に、検出信号を出力する出力部と、出力部からの検出信号を受けて、所定の空間領域に光を照射する照明部とを備え、照明部は、４９０ナノメートル以上かつ５０６ナノメートル以下の波長の光を照射する光源と、該光源からの光を直線偏光する直線偏光板とを備える。【選択図】図１
2010220542.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の空間領域を継続的に撮影する撮像部と、
前記撮像部により得られた画像から前記所定の空間領域に存在する鳥類を検出する鳥類検出部と、
前記鳥類検出部が鳥類を検出した場合に、検出信号を出力する出力部と、
前記出力部からの検出信号を受けて、所定の空間領域に光を照射する照明部と、
を備え、
前記照明部は、４９０ナノメートル以上かつ５０６ナノメートル以下の波長の光を照射する光源と、該光源からの光を直線偏光する直線偏光板と、
を備えることを特徴とする鳥類退避装置。
【請求項２】
前記照明部は、前記光源からの光を所定の平面方向に拡大または縮小するフレネルレンズをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の鳥類退避装置。
【請求項３】
前記光源は、発光ダイオードであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の鳥類退避装置。
【請求項４】
前記照明部またはその光軸を所定の平面内で移動させる支持部材をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の鳥類退避装置。
【請求項５】
前記直線偏光板は、前記光源の光軸を中心に回転可能に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の鳥類退避装置。
【請求項６】
地上に立設したタワーと、該タワーに固定されたナセルと、該ナセルに対してロータヘッドを介して回転自在に固定された複数のブレードを備えた風力発電装置であって、
当該風力発電装置の周囲に予め設定した所定の空間領域を継続的に撮影する撮像部と、
前記撮像部により得られた画像から前記所定の空間領域に存在する鳥類を検出する鳥類検出部と、
前記鳥類検出部が鳥類を検出した場合に、検出信号を出力する出力部と、
前記出力部からの検出信号を受けて、所定の空間領域に光を照射する照明部と、
を備え、
前記照明部は、４９０ナノメートル以上かつ５０６ナノメートル以下の波長の光を照射する光源と、該光源からの光を直線偏光する直線偏光板とを備え、前記タワーに設置されることを特徴とする風力発電装置。
【請求項７】
前記タワーに設置される前記照明部は、複数であることを特徴とする請求項６に記載の風力発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，鳥類の退避を促す鳥類退避装置と鳥類退避装置を備えた風力発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
風力発電装置として，大型化，土地利用効率などの観点から，ナセルから垂直方向に放射型をなす複数枚のブレードを備えたプロペラ型が多く採用されている。一般的な大型のプロペラ型風力発電装置は，高さ３０〜８０メートル程度のタワーに設置され，ブレードの長さは２０〜５０メートルであるため，最高位は地上から１３０メートルにも達する。
【０００３】
このような高さは，風力発電装置が設置された場所の近隣に生息する鳥類の飛行や，渡り鳥の巡航飛行の高さになる場合がある。そのような高さを飛行する鳥類は，高速で回転するブレードを視認しにくいためか，ブレードに衝突して絶命する事故（バードストライク）が発生している。
【０００４】
このようなバードストライクを防止するための技術として、例えば、鳥が接近した場合にスピーカからハウリング音を出力して鳥を追い払う装置や、磁石および鏡を備えた回転板を回転させ、磁場の変化および太陽光の鏡による反射により鳥を脅かして追い払う装置がある。
【０００５】
しかし、風力発電装置に近づく鳥を追い払うのに音や磁石を利用する場合は、作用させる領域が大きいために、騒音や磁気による問題が生じることがある。一方、太陽光を利用する場合は、風力発電装置に近づく鳥に適用しても、前述のような問題が発生しない点で優れている。
【０００６】
太陽光を利用する鳥追い払い装置の他の例として、特許文献１では、以下の技術が開示されている。すなわち、太陽光線を反射する多数の光反射片より形成される複数の反射群により、広範囲にいる遠方の鳥の目にも反射光を明確に目視させ鳥を追い払う装置である。
【０００７】
飛行する鳥の目に太陽光の反射光を入射して威嚇すると鳥は驚いて退避行動をとるため、太陽光の反射光を用いて風力発電装置に近づく鳥を威嚇することによりバードストライク防止を図ることは有益である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−１５８９８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、太陽光の反射光を用いる方法は、例えば、曇天時や夜間というように太陽が出ていないときなどは、太陽光を利用することができないため、効果を発揮できない。一方、夕方、霧が出ているとき、降雨時などは視界が悪いため、鳥類が風力発電装置のブレードを認識できず、バードストライクが発生しやすいとの情報もあり、特許文献１のような太陽光を利用する技術では、鳥類を的確に退避させることはできない場合があるとの問題がある。
【００１０】
そこで、本発明は、太陽光が利用できない場合も含めて、鳥類を的確に退避させることができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明にかかる鳥類退避装置の代表的な構成は，所定の空間領域を継続的に撮影する撮像部と、撮像部により得られた画像から所定の空間領域に存在する鳥類を検出する鳥類検出部と、鳥類検出部が鳥類を検出した場合に、検出信号を出力する出力部と、出力部からの検出信号を受けて、所定の空間領域に光を照射する照明部と、を備え、照明部は、４９０ナノメートル以上かつ５０６ナノメートル以下の波長の光を照射する光源と、光源からの光を直線偏光する直線偏光板と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
上記構成によれば、光源からの光を直線偏光して位相をそろえることにより自然光と同じ性質の光をつくることができる。一方、飛行する鳥類は目に入射する自然光により、方向感覚を得ていることが知られている。従って、直線偏光した光を鳥類の目に入射することにより、鳥類の方向感覚を乱し、直線偏光した光の方向を回避するよう促すことができる。
【００１３】
また、鳥類の視細胞の桿体はロドプシという４９０ナノメートル以上かつ５０６ナノメートル以下の波長を吸収する視物質を有する。この桿体は感度がよく、弱い光でも応答する。従って、光源からの波長をかかる範囲にすることにより、直線偏光した光を的確に鳥類に認識させるとともに、光源の光量を抑えることができ、経済的なメリットを得ることができる。上述の構成により、太陽光がある場合もない場合も、急に太陽光と同じ性質の光が目に入射することにより、飛行する鳥類は方向感覚が狂わされ、急に目に入射した光の方向を回避するため、的確に鳥類を退避させることができる。
【００１４】
上記の照明部は、光源からの光を所定の平面方向に拡大または縮小するフレネルレンズをさらに備えるとよい。フレネルレンズは、通常のレンズを同心円状に切り、厚みを減らしたレンズである。光源からの光を拡大または縮小することにより、鳥類を含む対象領域に的確に光を照射できる。そして、通常のレンズと比較して薄いフレネルレンズを用いることにより、レンズの重さを軽くし、費用を安くできる。
【００１５】
上記の光源は、発光ダイオードであるとよい。光源にハロゲンランプやメタルハライドランプを用いても十分な明るさを得ることができるが、これらのランプは、所定の波長の光を照射するランプを選択することができず、特定の波長を選択するためには所定の機構が必要になり、光源の構成が複雑化する。また、定格の明るさになるまで時間がかかり、飛行する鳥類にタイミングよく照明することができない場合がある。発光ダイオードの場合は上記の問題がなく、消費電力も小さいというメリットもある。なお、特定の波長の光を照射するためには、最初から波長域を選択できる半導体レーザも適するが値段が高い。
【００１６】
本発明にかかる鳥類退避装置の他の構成は、照明部またはその光軸を所定の平面内で移動させる支持部材をさらに備えるとよい。かかる支持部材を備えることにより、照明部やその光軸を容易に移動させることができるため、対象とする所定の空間領域に向けて、的確に光を照射することができる。従って、鳥類を的確に退避させることができる。
【００１７】
上記の直線偏光板は、光源の光軸を中心に回転可能に配置されているとよい。前述の通り、飛行する鳥類は目に入射する自然光により方向感覚を得ている。自然光と同じ性質を有する直線偏光した光を鳥類の目に入射することにより、鳥類は方向感覚を乱され、戸惑う。さらに直線偏光板が回転することにより、自然光と同じ性質の光が回転しながら鳥の目に入るため、鳥の方向感覚の乱れる度合いが大きくなり、鳥を戸惑わせる効果を高めることができる。従って、鳥類を的確に退避させることができる。
【００１８】
本発明にかかる鳥類退避装置を備える風力発電装置として構成してもよい。かかる風力発電装置の代表的な構成は、地上に立設したタワーと、タワーに固定されたナセルと、ナセルに対してロータヘッドを介して回転自在に固定された複数のブレードを備えた風力発電装置であって、風力発電装置の周囲に予め設定した所定の空間領域を継続的に撮影する撮像部と、撮像部により得られた画像から所定の空間領域に存在する鳥類を検出する鳥類検出部と、鳥類検出部が鳥類を検出した場合に、検出信号を出力する出力部と、出力部からの検出信号を受けて、所定の空間領域に光を照射する照明部と、を備え、照明部は、４９０ナノメートル以上かつ５０６ナノメートル以下の波長の光を照射する光源と、光源からの光を直線偏光する直線偏光板とを備え、タワーに設置されることを特徴とする。
【００１９】
かかる構成により、風力発電装置に接近する鳥類に、自然光と同じ性質の光を照射し、鳥の方向感覚を狂わせ、光の照射される方向を回避する行動を鳥類に促すことにより、バードストライク防止を図ることができる。
【００２０】
上記のタワーに設置される照明部は、複数であるとよい。複数の照明部を設置することにより、風力発電装置の周囲に光を照射する領域を広く確保することができるため、広い範囲から風力発電装置に接近する鳥類に対して的確に退避を促し、バードストライク防止を図ることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば，太陽光が利用できない場合も含めて、鳥類を的確に退避させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施形態にかかる鳥類退避装置を説明するための全体図である。
【図２】照明部を説明するための斜視図である。
【図３】タワーに複数の照明部を設置した状態を説明するための平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００２４】
図１は，本実施形態にかかる鳥類退避装置を説明するための全体図である。鳥類退避装置１０を風力発電装置５０に適用した例を示している。鳥類退避装置１０は、所定の空間領域を継続的に撮影する撮像部１２と、撮像部１２により得られた画像から所定の空間領域に存在する鳥類６１を検出する鳥類検出部１３と、鳥類検出部１３が鳥類６１を検出した場合に、検出信号を出力する出力部１４と、出力部１４からの検出信号を受けて、所定の空間領域に光を照射する照明部１１と、から構成される。
【００２５】
一般的なプロペラ型風力発電装置は，地上に立設したタワー５４と，そのタワー５４に設置されたナセル５３と，そのナセル５３に対してロータヘッド５２を介して自在に回転する複数のブレード５１と，からなる。本実施形態では、照明部１１は、タワー５４に設置されている。
【００２６】
風力発電装置５０に接近して飛行する鳥類６１が、撮像部１２が撮影する領域に進入し、鳥類検出部１３により検出されると、出力部１４からの出力を受けて、照明部１１から、鳥類６１を含む領域に光が照射される。照明部１１からの照明光は、後述するように、直線偏光しているため、自然光と同じ性質を有する。鳥類６１は、自然光により方向感覚を得て、自分の飛行している位置、方向を認識しているため、照明部１１の方向から突然照射された、自然光と同じ性質の光を感知すると混乱する。そして、そのような光がやってくる方向を回避する。照明部１１はタワー５４に設置されているため、上述の構成により、鳥類６１が風力発電装置５０にさらに接近することを回避し、鳥類６１が風力発電装置５０のブレード５１に衝突するような事故を防ぐことができる。
【００２７】
撮像部１２には、例えばCCD（Charge Coupled Device）撮像素子を備えたカメラ（CCDカメラ）が用いられる。CMOS（Complementary
Metal Oxide Semiconductor）撮像素子を備えたカメラを用いても良い。CCDカメラは例えば，毎秒３０コマの頻度で調査エリアを撮影する。
【００２８】
鳥類検出部１３の鳥類検出アルゴリズムには、例えば、粒子画像流速（Particle Image Velocimetry：PIV）手法やオプティカルフローの手法を用いることができる。PIV手法では、鳥類６１を粒子と捉えて、撮像部１２が撮影した画像内の粒子の動く様子から鳥類６１を検出することができる。オプティカルフローの手法では、撮像部１２が撮影した画像内の各位置座標における速度ベクトルを算出し、例えば、所定の基準値を超えた場合に鳥類６１と判断することができる。鳥類の特徴を集積したデータベースを作成しておいて、画像内の対象物が、データベースの鳥類に合致するか否かにより、鳥類６１の検出を行うこともできる。
【００２９】
図２は，鳥類退避装置の照明部を説明するための斜視図である。照明部１１は、光源１５と、光源１５からの光を所定の平面方向に拡大または縮小するフレネルレンズ１６と、その光を直線偏光する直線偏光板１７と、から構成される。図２に示す照明部は、照明部１１またはその光軸を所定の平面内で移動させる支持部材１８をさらに備えている。
【００３０】
光源１５は、４９０ナノメートル以上かつ５０６ナノメートル以下の波長の光を照射する。鳥類６１の視細胞は、上記の波長の光に対して高い感度を有するため、かかる波長の光は、鳥類６１に認識されやすい。光源１５には発光ダイオードを用いることができる。発光ダイオードは、最初から所定の波長域のものを選択することができ、かつ、比較的安価である。また，寿命が長いため，保守の省略も可能なことから，光源１５として好適である。そして，特に高輝度のものは，光を鳥類に視認させるのに有効である。光源１５として、単品の発光ダイオードを用いることもできるし、リング状の集合体とすることもできる。リング状の集合体の場合は，発光ダイオードの配置を工夫することによって指向性を高め、効率よく集光して、フレネルレンズ１６へ入射させることができる。フレネルレンズ１６を設けない場合は、凸状や凹状の面上に発光ダイオードを配設することにより、光源１５からの光を広げたり狭めたりすることができる。
【００３１】
フレネルレンズ１６は、照明光を拡大することも縮小することもできる。拡大したり縮小したりするのに、通常のレンズよりも相対的に薄いレンズを用いることができるため、レンズの重さを軽くし、費用も安くできる。例えば、フレネルレンズ１６を透過した光の焦点距離が負の小さい値（例えば，−５０ｍｍ程度）になるようなレンズを用いることにより、フレネルレンズ１６を透過した光を所定平面内で広げることができる。
【００３２】
直線偏光板１７はフレネルレンズ１６を透過した光を直線偏光することにより、自然光と同じ性質の光とする。この直線偏光した光が飛行する鳥類６１の目に入射すると、鳥類６１は方向感覚の変化に戸惑い、混乱して、直線偏光の光がやってくる方向を回避するのである。直線偏光板１７を円形として、その円板の中心と光軸を一致させ、直線偏光板１７を回転させてもよい。直線偏光板１７の回転により、鳥類６１の目に入射する偏光の方向も回転して変化する。このため、鳥類６１の混乱の度合いを大きくして、鳥類６１を退避させる効果を高めることができる。
【００３３】
支持部材１８は、図２に示すように、例えば、部材ａ、部材ｂ、部材ｃ、部材ｄおよび部材ｅにより構成される。光源１５を支持する部材ａにより、例えば、照明部１１の光軸を垂直平面内で容易に回転移動させることができる。また、部材ｄ上に回転可能に設けられ、部材ｂと勘合された部材ｃの回転により、部材ａを介して部材ｂに支持された照明部１１の光軸を水平面内で容易に移動させることができる。さらに部材ｄを、部材ｅに設けられたガイドに沿ってスライドさせることにより、照明部１１それ自体を容易に移動させることができる。従って、照明部１１またはその光軸を容易に移動させ、対象とする空間領域に光を的確に照射することができる。
【００３４】
図３は，タワーに複数の照明部を設置した状態を説明するための平面図である。例として、３つの照明部１１をタワー５４に設置している。それぞれの照明部１１からの光が互いに一部重なるように３つの照明部１１を設置することにより、風力発電装置５０の周囲のほぼ全域を網羅して照明対象領域とすることが可能である。複数の照明部１１に対して、撮像部１２、鳥類検出部１３および出力部１４は複数設けてもよい。または、撮像部１２等は一つにして、鳥類６１を検出した場合は、検出した鳥類６１に照明可能な照明部１１を選択して、かかる照明部１１によりその鳥類６１に光を照射するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は，鳥類の退避を促す鳥類退避装置と鳥類退避装置を備えた風力発電装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１０  …鳥類退避装置
１１  …照明部
１２  …撮像部
１３  …鳥類検出部
１４  …出力部
１５  …光源
１６  …フレネルレンズ
１７  …直線偏光板
１８  …支持部材
５０  …風力発電装置
５１  …ブレード
５２  …ロータヘッド
５３  …ナセル
５４  …タワー
６１  …鳥類（鳥）
【図１】
2010220542.tif 000003
【図２】
2010220542.tif 000004
【図３】
2010220542.tif 000005