(57)【要約】  本発明は、ステータと、ステータ内に同心円状に収納されたロータとを含んで構成される水力発電タービンを提供する。前記タービンは、円周方向に配置されたロータのリム上の磁石の配列を含んで構成される。前記ステータは、スロットレス構造で、従来型の歯付きの積層体とは異なり、ワイヤ巻線から形成される。前記タービンは更に、前記ステータ上に同心円状で前記ワイヤ巻線の内側に取付けられた個々のコイルの環状配列を含んで構成される。各コイルは、コイル内に誘導されたＡＣ電流をＤＣに変換するため、専用の整流器を備える。好ましくは遠隔地への送電に用いる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータと、
前記ロータのアウターリムの周囲に配置されて半径方向の磁界を形成する磁石の配列と、
前記ロータを同心円状に囲み、前記磁石のための磁束帰路を定める強磁性ワイヤ巻線を含んで構成されるスロットレスステータと、
前記ステータ上の複数のコイルと、
を含んで構成される、水力発電タービン。
【請求項２】
前記コイルは、前記ワイヤ巻線の半径方向内側に配置される、請求項１記載のタービン。
【請求項３】
個々のコイルは、前記ステータに、絡み付けられることなく、機械的に取付けられる、請求項１又は請求項２記載のタービン。
【請求項４】
前記コイルは、互いに絡み付けられていない、請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載のタービン。
【請求項５】
前記コイルは、前記磁石の配列を同心円状に囲む環状配列を定めるように並べて配置される、請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載のタービン。
【請求項６】
前記コイルにおける誘導起電力は、全てが同相となるものではない、請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載のタービン。
【請求項７】
各コイルは、前記ステータに固着される、請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載のタービン。
【請求項８】
各コイルは、実質的に長円の経路に沿って巻かれる、請求項１〜請求項７のいずれか１つに記載のタービン。
【請求項９】
各コイルは、専用の整流器を備える、請求項１〜請求項８のいずれか１つに記載のタービン。
【請求項１０】
前記整流器は、前記ステータに取付けられる、請求項９記載のタービン。
【請求項１１】
各整流器は、それぞれのコイルに極めて近接して取付けられる、請求項９又は請求項１０記載のタービン。
【請求項１２】
各コイルは、流体密封のコーティング又はハウジング内に入れられる、請求項１〜請求項１１のいずれか１つに記載のタービン。
【請求項１３】
各コイルとそれぞれの整流器は、共に、流体密封のコーティング又はハウジング内に入れられる、請求項９〜請求項１１のいずれか１つに記載のタービン。
【請求項１４】
前記コーティング又はハウジングは、電気的に絶縁される、請求項１２又は請求項１３記載のタービン。
【請求項１５】
各整流器は、ダイオードブリッジ又はハーフブリッジを含んで構成される、請求項９〜請求項１４のいずれか１つに記載のタービン。
【請求項１６】
前記整流器は、共通ＤＣ出力に接続される、請求項９〜請求項１５のいずれか１つに記載のタービン。
【請求項１７】
前記整流器は、互いに接続されて複数のグループを形成し、そのグループ内において前記整流器同士は並列に接続され、前記複数のグループ同士は直列に接続される、請求項９〜請求項１６のいずれか１つに記載のタービン。
【請求項１８】
前記ステータ巻線は、非絶縁鉄ワイヤから形成される、請求項１〜請求項１７のいずれか１つに記載のタービン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電用の水力発電タービン、特に、海流及び／又は潮流から発電するのに適したオープンセンター式の水力発電タービンに関する。
【背景技術】
【０００２】
オープンセンター式の水力発電タービンから発する動力は、ロータの外縁とステータの内縁とに位置するリム構造の発電機によって、最も都合良く変換される。そのような場合には、発電機は高極数の同期機である。その界磁には、磁気回路を通じて磁束を駆動するうえで必要な起磁力を提供するため、電流を供給される電気コイル、又は一連の永久磁石を使用できる。この構成では、ロータを収容するステータの中央は大径のオープンスペースとなっている。そのリム発電機は、タービンと同一回転速度で動作し、歯車装置を必要としない。
【０００３】
永久磁石界磁制御のダイレクトドライブ（すなわちギヤレス）発電機（Directly-Driven Generator with Permanent-Magnet field excitation；ＤＤＰＭＧ）は、再生可能エネルギーシステムのための電力発生装置に対し、最もシンプルで、潜在的に最も信頼性があり、コスト効率の良い形態を提供する。
【０００４】
大半のＤＤＰＭＧ設計では、ロータとステータとを分離する狭いギャップ内に半径方向の磁界を形成するロータ上の一連の磁石によって作り出される磁気回路を採用する。ステータは、通常、基本的に従来構造であって、円筒形の積層鉄製ステータのボアのスロット内に絡み付けられた絶縁コイルをベースとする電気回路を含み、誘導機又は同期機のステータと類似している。磁気回路は、ステータ内にロータが配置されるため、この電気回路と結合している。磁気回路は、通常、磁束の通路として低リラクタンスの経路を提供するため、鉄又は鋼鉄製の強磁性体のセクションを含んでいる。そのようなセクションは、通常、ロータ及びステータの双方の内部に備えられる。
【０００５】
界磁によって形成される磁界は、ロータとステータとを隔てるギャップを通過する。ステータ、従って電気回路を構成するステータコイルに対しての、ロータ、従って磁界の相対運動により、起電力（electromotive force ；ＥＭＦ）が生じ、コイル内に誘起される。しかしながら、ステータ内の他のあらゆる回路との磁束鎖交は、また、磁束変化を受け、ＥＭＦが誘起される。ステータの磁性鉄又は磁性鋼内を不要な電流が流れて、パワーロスをもたらす事態を回避するため、電気絶縁によって分離された磁性鉄又は磁性鋼の薄板から、その上にコイルが巻かれるステータコアを構成するのが、通常である。前記薄板は積層板と呼ばれ、パンチングプロセスによりカットされて形成される。絶縁は、通常、積層板が打ち抜かれる薄板の片面又は両面を薄膜コーティングすることで得られる。アーマチュアコイルは、通常、パンチングプロセス中のスロット形成によって積層磁心に取付けられる。コイルは、スロットの中に挿入されて固定されなければならず、このプロセスにおいては、巻線絶縁にストレスが加わるため、電気絶縁に関して単に求められる以上の、厚い絶縁が必要とされてくる。
【０００６】
機械数が少数に限られる場合、積層板パンチングのための金型の生産コストは、最終的な機械のコストにとっての重要要素となりうるし、また、特別な金型を作るためにかかる時間により、機械製造に遅れが生じうる。加えて、打ち抜かれた積層板の中心から除去された材料は、廃棄されるわけであり、多大な費用が生じることとなる。
【０００７】
水力発電に用いられる場合、効率を高め、また電磁的活物質の使用を抑えるうえで、大径のマシーンを使用することは、望ましい。しかしながら、大径のマシーンであるため、完全なリングを作るために十分なサイズの磁性鋼板を得ることは不可能であり、従って、一連の円弧セグメントとして積層板を構成することが必要となってくる。この場合、その円弧は、支持構造で収納されなければならず、このことは、マシーンに対しかなりのコスト増となる。
【０００８】
ステータの、この積層されたスロット付きの構成により、ロータ側に突出した歯が形成されることになる。このため、ロータが、優先角度位置方向に引きつけられる、いわゆる「コギング」影響が生じ、ロータの始動に際しては、かなりの駆動トルクが必要となる。更に、ロータとステータとの間には、半径方向に大きな引力が生じるため、大規模で堅固な支持構造を必要とする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、本発明は、上述の問題点を軽減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
従って、本発明は、ロータと、前記ロータのアウターリムの周囲に配置されて半径方向の磁界を形成する磁石の配列と、前記ロータを同心円状に囲み、前記磁石のための磁束帰路を定める強磁性ワイヤ巻線を含んで構成されるスロットレスステータと、前記ステータ上の複数のコイルと、を含んで構成される、水力発電タービンを提供する。
【００１１】
好ましくは、前記コイルは、前記ワイヤ巻線の半径方向内側に配置される。
【００１２】
好ましくは、個々のコイルは、前記ステータに、絡み付けることなく、機械的に取付けられる。
【００１３】
好ましくは、前記コイルは、互いに絡み付けられていない。
【００１４】
好ましくは、前記コイルは、前記磁石の配列を同心円状に囲む環状配列を定めるように並べて配置される。
【００１５】
好ましくは、前記コイルにおける誘導起電力は、全てが同相となるものではない。
【００１６】
好ましくは、各コイルは、前記ステータに固着される。
【００１７】
好ましくは、各コイルは、実質的に長円（obround ）の経路に沿って巻かれる。
【００１８】
好ましくは、各コイルは、専用の整流器を備える。
【００１９】
好ましくは、前記整流器は、前記ステータに取付けられる。
【００２０】
好ましくは、各整流器は、それぞれのコイルに極めて近接して取付けられる。
【００２１】
好ましくは、各コイルは、流体密封のコーティング又はハウジング内に入れられる。
【００２２】
好ましくは、各コイルとそれぞれの整流器は、共に、流体密封のコーティング又はハウジング内に入れられる。
【００２３】
好ましくは、前記コーティング又はハウジングは、電気的に絶縁される。
【００２４】
好ましくは、各整流器は、ダイオードブリッジ又はハーフブリッジを含んで構成される。
【００２５】
好ましくは、前記整流器は、共通ＤＣ出力に給電する。
【００２６】
好ましくは、前記整流器は、互いに接続されて複数のグループを形成し、そのグループ内において前記整流器同士は並列に接続され、前記複数のグループ同士は直列に接続される。
【００２７】
好ましくは、前記ステータ巻線は、非絶縁ワイヤから形成されている。
【００２８】
本明細書において、「スロットレス」という用語は、発電機のステータの構成を示しており、特に、円筒状の積層鉄心のボアの内縁の周囲に形成され、通常はそれを通して、絶縁銅コイルが巻かれている、従来型のスロットが無いことを意味する。
【００２９】
添付図面を参照して、本発明を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の好ましい実施形態による水力発電タービンの斜視図
【図２】本発明の水力発電タービンのロータ形成部分の斜視図
【図３】本発明の水力発電タービンの外側部分を形成するステータの斜視図
【図４】図２のステータの断面図
【図５】本発明のタービンの一部を形成するコイルの斜視図
【図６】本発明のタービンの一部を形成するコイルの配列を示す回路図
【図７】本発明の複数の水力発電タービン含む潮ファームの概略図
【発明を実施するための形態】
【００３１】
添付図面を参照すると、全体的に１０として示された水力発電タービンが図示されている。タービン１０は、例えば、水力発電ダム内（図示せず）など他の用途にも用いられるが、主として潮流又は海流からの発電に用いられる。以下の説明から明らかになるように、タービン１０は、従来技術均等物に優る多くの顕著な利点、特に、信頼性の向上、コスト低減、及び建造物の軽量化を具現する。
【００３２】
特に図２を参照すると、タービン１０は、ステータ３０内に回転のために収納されたロータ２０を含んで構成される。ロータ２０は、オープンセンター構造であり、前記オープンセンターを定めるインナーリム２３を含む。ロータ２０は、更に、インナーリム２３とアウターリム２２との間を占める概ね半径方向に延びるブレード２１の配列を含んで構成される。ロータ２０は、更に、アウターリム２２の周囲に配置される、磁石４１、好ましくは永久磁石、の配列を含んで構成される。磁石４１は、円周方向において交互にＮ極とＳ極とに偏極されている。磁石４１の配列は、好ましくは、強磁性材料からなる環状リング（図示せず）上に取付けられる。
【００３３】
図３及び図４を参照すると、ステータ３０が、断面において、ベンチュリを定め、このベンチュリのスロート部には、使用中、ロータ２０が収まる環状溝３２が備えられていることが分かる。ステータ３０のベンチュリ断面は、ロータ２０の回転速度を増加させるため、ステータ３０を流れる水流を加速する。しかしながら、このベンチュリ断面は、本発明の実施に必ずしも必要なものではない。ロータ２０のスムーズな回転を容易にするため、任意の適切な形のベアリングがロータ２０とステータ３０との間に備えられるとよい。ロータ２０と同様に、ステータ３０も任意の適切な材料から形成されてよいが、図示されている好ましい実施形態では、ステータ３０は実質的にＧＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）から形成される。
【００３４】
個々のコイル４２の環状配列は、溝３２内で、ステータ３０に固定されているが、その一例が図５に示されている。コイル４２の配列の構成及び作用は、以下で詳細に説明する。強磁性巻線５０は、コイル４２の配列の周囲に同心円状に半径方向外側に巻かれており、好ましくは、鉄ワイヤから形成される。巻線５０は、使用中、磁石４１によって形成される磁界のための磁束帰路をステータ３０上に与え、加えて、できればステータ３０に構造強度を与える。これにより、ステータ３０の製造における軽量材料の使用が更に容易になる。
【００３５】
使用中、ロータ２０は、ステータ３０の溝３２内に収められるため、コイル４２は、比較的狭いギャップで、磁石４１を同心円状に囲むことになる。従来の電気モータ／ジェネレータにおいては、このギャップはエアギャップとして知られているが、作動中、タービン１０は水中に沈められ、したがって、ギャップは空気とは対照的な水に満たされていることになる。磁石４１は、アウターリム２２とステータ３０との間のギャップを横切る半径方向に延びる磁界を形成し、同時に巻線５０は磁束帰路を形成する。ロータ２０の回転に影響を及ぼしながら水がタービン１０を流れる際、半径方向に延び、好ましくは隣り合う磁石４１間でＮ極とＳ極とが交代する磁界が、コイル４２を通過し、各コイル４２に交流のＥＭＦ（起電力）を誘起する。以下に詳細に説明するように、タービンから電力を出力するのは、これらの誘起されたＡＣのＥＭＦである。
【００３６】
上述のように、ステータ３０は、磁石４１により形成される磁界のための磁束帰路を提供するために、従来のスロット付きの積層ステータ構成の代わりにワイヤ巻線５０を用いる。この構成では、多くの有益な結果が得られ、特に水力発電に用いられた場合に、有益であることが判明した。スロット付きの積層鉄心がないこと、又は、より詳しくは連続した環状の巻線５０を含むことは、ロータ２０の「コギング」を解消する。「コギング」は、従来のスロット付きのステータ構成を有するモータ／ジェネレータにおいて見られる現象であり、ロータの磁石がステータの歯との位置決めを求める結果、ロータ２０が優位な位置に向かって引きつけられる。従って、この現象は、そのような従来のモータ／ジェネレータの起動トルクの増加をもたらす。スロットレス巻線５０の包含で、「コギング」を解消することにより、ロータ２０は、その起動トルクが低下し、それ故、潮流に用いられる場合分かるように、低速流にあっても、その始動が可能となり、ロータ２０に大きなトルクを発生させない。タービン１０は、満潮周期にわたって電力を引出すことができる。
【００３７】
更に、スロット付きの積層ステータ構成の廃止により、ステータ３０のコスト及び複雑さが著しく低減される一方で、ワイヤ巻線５０の使用の場合、コストは比較的安価で、生産も容易である。更なる利点は、コイル４２の配列の半径方向外側に巻線５０を配置することから生じる。この構成により、磁石４１から磁束が横切る大きなギャップが生じ、故に前記ギャップを貫通する磁束密度は減少する。これは、当初は欠点として見られるが、しかし結果としては、ステータ３０とロータ２０との間の引力の減少をもたらす。このことは、前記引力への抵抗性、ひいては耐変形性の観点から、ロータ２０及びステータ３０に必要とされる剛性を低下させる。結果として、ロータ２０及びステータ３０は、比較的軽量な構成部品として製造可能となり、著しく、これらの製造コストを低下させる一方で、運送及び取扱いを単純化できる。このことは、直径が約１０ｍ以上になる、タービン１０の全体寸法に与える大きな利点である。鉄ワイヤ巻線５０の使用は、更に、特にタービン１０のような大型機械用の、スロット付きの積層巻線を製造するときの重要因子である、製造中の無駄をなくすことができる。
【００３８】
電気モータ／ジェネレータに採用されるアーマチュアの種類にかかわらず、ＥＭＦ（起電力）が誘起され、一般に銅ワイヤから形成されるコイルは、通常、複雑なオーバーラッピングパターンに巻かれて、ロータを囲むウェブを形成する。これらのコイルは、通常、三相ＡＣ出力を提供するように構成される。スロットレスアーマチュアの場合、上述のコイルを巻くためのある種のフレーム又はルーム（loom）を提供するのが、従来の方法である。しかしながら、本発明は、タービン１０の電気回路のための、従来とは全く異なり、かつ大きく改良された構成を提供する。特に図３及び図４を参照すると、電気回路は、溝３２内の環状配列に並んで配置された多数のコイル４２から構成されていることがわかる。コイル４２の数は、タービン１０の必要条件に応じて変わってもよい。加えて、各コイル４２はそれぞれの整流器７１、好ましくは、単相ブリッジ整流器７１（図６の回路図においてのみ示す）を備え、これにより、各コイル４２における誘導交流電流が速やかに直流に整流され、コイル４２と整流器７１との各組からの出力と合流し、タービンのための共通ＤＣ出力となる。上述の特徴は、特に水力発電に用いられる場合、以下に詳述する理由で、極めて有利であることが証明された。交番回路（図示せず）には、各コイル４２にハーフブリッジ整流器（図示せず）を使用できる。このような構成では、各整流器は、一対のダイオードを含んで構成され、そのうち一方のダイオードは、それぞれのコイルの一方の端子とプラス側のＤＣ出力端子との間に接続され、他方のダイオードは、コイルの前記一方の端子とマイナス側のＤＣ出力端子との間に接続され、コイルの他方の端子は、他の全てのコイルが接続される共通点に接続される。
【００３９】
コイル４２は、好ましくは、長円又は「レーストラック」の経路に巻かれた絶縁された銅ワイヤ又は長方形ストリップからなる。これは、構造の容易さのためと、ロータ２０の磁界が垂直に通過する各コイル４２に必要な長さの銅ワイヤを確保するためである。コイル４２は、好ましくは、一般に細長い長方形状で、電気的に絶縁された絶縁された芯又は型枠（図示せず）を有し、その上部と周囲に、「レーストラック」形状となるように、銅ワイヤ又はストリップが巻かれている。各コイル４２の巻数は、たとえ、タービンによって給電されている負荷（図示せず）の切断によって、ロータ２０がその最大値まで速度上昇しても、発生電圧が、市販の、また好ましくは低コストの、整流器７１の定格より小さくなるように、選定される。巻線５０が、従来のスロット付きアーマチュアに比べ、極めて低抵抗であるという点に着眼し、簡単なダイオードをベースにした整流器７１の使用が容易となった。これにより、また、インピーダンスによる電圧低下を生じることなく、ダイオードベースの整流器７１を使用することも可能となった。各コイル４２専用の整流器７１をコイル４２と並べて、もしくは、接近させて配置することにより、ＡＣ−ＤＣ−ＡＣ変換システムにおける第１のＡＣ−ＤＣ変換ステージの、タービン１０での実行を可能にし、その電力は、その後、系統連系（grid connection ）用の一定の電圧及び周波数での三相ＡＣへの最終的な再変換に便利な位置へ、ＤＣとして送電される。
【００４０】
コイル４２がステータ３０の周囲に絡み付く複雑なウェブとして提供されないため、ステータ３０の電気回路を製造するコストは著しく削減され、また複雑さも著しく緩和される。特に、それぞれのコイル４２は、物理的に分離されたユニットとして提供されるため、各コイル４２が現場から離れた場所で、したがって、正確かつ安価に、製造が可能となる。製造中、コイル４２は、電気絶縁（図示せず）でコーティングが可能であり、好ましくは、コイル４２が浸漬もしくはコーティング、収納が可能な樹脂の形でコーティングを施す。このコーティング又はケーシングにより、好ましくは、アース又はグラウンドからのコイル４２の電気絶縁がなされる。
【００４１】
更に有利に、この絶縁プロセス中、各コイルの専用の整流器７１は、コイル４２に、直列に、電気的に接続され、また、同時に樹脂コーティングされるため、コイル４２と並んで配置され、従って、単一ユニットとしてコイル４２と事実上物理的に一体化される。その被覆されたコイル４２及び整流器７１は、その結果、これらから突出するシンプルな２つのワイヤ出力（図示せず）を持つ、比較的薄い長方形のスラブ（厚板）のようになる。同様に、単一のコイル４２及び整流器７１ユニットを製造するプロセスは、短い円弧の形状の中にモジュールを形成するため、付随する整流器７１を持つコイル４２の１グループを製造するためにも用いられる。更に、そのようなモジュールは、全体のタービン１０から分離して、好ましくはクリーン条件下で、製造できる。真空圧含浸設備の使用が求められる場合、もしもタービン１０全体のためのコイル４２の全環状配列を製造するために使用されるならば、その設備は非実際的に大きくかつ高価なものでなければならない。
【００４２】
この構成は、分離三相整流回路を通過する三相出力を生成するためにコイルが接続される従来の構成と比較して、以下の多数の利点を有する。
・従来のコイル間の相互接続が排除される。
・整流器７１は、欠陥のあるコイル４２を分離し、残った正常なコイル４２の作動を可能にする。
・分離シングルフルパワー三相整流器用に高い評価を受けている構成部品と比較した場合、大量生産される低コストな単相整流器７１の採用により、コストは、従来の構成より低下する。
・各コイル４２に並んで配置される単相ブリッジ整流器７１は、コイル４２のための冷却構造を共有するように、統合できるため、分離整流器冷却設備が不要となる。
・各コイル４２は、コンダクタ内の渦電流とそれによる損失を許容レベルに保つために必要なコンダクタのサイズを縮小するため、２以上のコンダクタで平行に巻いてもよい。この場合、コイル４２の各コンダクタには分離整流器ブリッジが与えられるとよい。万一、１つのコンダクタ又はその整流器の故障の場合には、コイル４２の他のコンダクタが作動を継続することができる。
【００４３】
コイル４２の配列をステータ３０に取付ける作業は、図示された環状配列を作るため、樹脂被覆されたコイル４２を溝３２内に並べて接着するという簡単なものである。これは、複雑なパターンを用いなければならない、スロット付きステータ上のコイル巻線という従来構成とは全く異なる。従って、従来の巻線構成とは異なり、個々のコイル４２は、ステータ３０、より詳しくは磁束帰路を提供する巻線５０と絡み合ってもいなければ、またコイル同士も互いに絡み合っておらず、この点が高く評価される。この構成により、ステータの完成品を製造する複雑さが著しく低減され、したがって製造時間及びコストも削減される。
【００４４】
そして、各コイル４２からの出力は、以下により詳細に述べるように、タービン１０用の共通ＤＣ出力に接続される。各コイル４２は、好ましくは、コイル４２が対向して取付けられている溝３２上の点に対し実質的に接線である平面内に配置されるように、取付けられる。また、各コイル４２及び対応する整流器７１の電気絶縁コーティングは、好ましくは、周囲を密閉するように適合され、これによりタービン１０を水中に沈めることが可能となる。このようにして、各コイル４２は、オフサイト製造中に、電気的に絶縁されると同時に密閉され、それにより、コイル４２が一旦ステータ３０上に取付けられれば、更なるシーリングは不要となる。また、このことはタービン１０の組立てを簡素化し、そのコストを低減する。また、コイル４２と整流器７１との結合ユニットの製造精度もまた、この分離製造プロセスによって、大幅に増す。特に、ユニットは、清浄条件下で、また必要なら真空圧含浸設備を使用して、製造できる。
【００４５】
そして、図６を参照すると、複数のコイル４２と対応する整流器７１とによって定められるステータ３０の電気回路を表す回路図が示されている。しかし、当然のことながら、図６の回路図に含まれるコイル４２の数は、ステータ３０に実際に備えられるコイル４２の数を必ずしも表しているわけではない。加えて、図示の回路図は、コイル４２と整流器７１間の接続にとって好ましい構成を示すことのみを意図するものであり、従って当然のことながら、他のあらゆる適切な構成が採用されてもよい。図示された好ましい実施形態において、コイル４２の配列と、対応する個々の整流器７１は、４つの直列なグループに配置され、各グループは互いに並列に接続された７つのコイル４２を含んでいることがわかる。各グループにおけるコイル４２の数、及び、選択されるグループの数は、共通ＤＣ出力における所望の電圧及び／又は電流によって決定される。従って、並列なコイル／整流器ユニット３０の数は、トータル電流を決定し、一方、直列なグループの数は、トータル電圧を決定する。この構成は、タービン１０の一部を形成するコイル４２の数、及び、各コイル内で生成される電圧又は電流に応じて変化する。尚、電圧又は電流は多くの要素、特に各コイル４２を通過する磁束密度、及び、各コイル４２における巻数に依存する。タービン１０のための共通ＤＣ出力での前記所望の電流及び電圧は、また、問題とされている用途に応じて変化する。例えば、タービン１０が岸から離れて沖合に配置され、その電力を５ｋｍの地下ケーブルに沿って送電しなければならないなら、経済的な断面のケーブルでの容認できない電力損失を避けるため、この長さのケーブルに沿って電流を駆動するために、１万ボルトの範囲の電圧が必要とされると思われる。
【００４６】
図示された構成において接続されたコイル４２の大型配列を用いることにより、コイル４２の高度の冗長性が保証されるということが、図６からわかる。従って、特定のコイル４２又は対応する整流器７１が故障した場合、タービン１０の電力発生能力への全体的影響は、比較的小さく、いずれにしてもタービン１０の連続動作を妨げることはない。更に、多数のコイル４２の使用により、コイル４２からの起電力（ＥＭＦ）が全て同相ではないため、滑らかなＤＣ出力が得られる。
【００４７】
図７を参照すると、タービン１０は、岸又は他のあらゆる所望の場所への送電用の共通ケーブル７２に対し、出力が並列に接続されている複数のタービン１０を含む潮ファームの一部として提供される。公共送電系統等への送電目的のため、高電圧ＤＣ入力インバータ７３が好ましくは備えられる。送電距離がより短い場合、タービン１０はより低電圧のＤＣ、例えば１０００Ｖ〜１５００Ｖ、を発生させるように構成され、そして、系統連系用のＡＣへの最終的な変換は、インバータ（図示せず）によって、電気駆動用途において使用されるものと同様になされる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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2009544265.tif 000011