(57)【要約】【課題】高い健全性を有するひずみ検出系を設けた風車ブレードまたは風力発電装置を提供する。【解決手段】  ブレードを構成する構造材と、前記構造材の内部または表面に配置される複数の光ファイバセンサ15A、15Bと、隣り合う光ファイバセンサ同士を接続する光ファイバケーブル16Aを備え、光ファイバケーブル16Aの長さが、隣り合う光ファイバセンサ同士を結ぶ最短距離よりも長くする。【選択図】  図２
2018145899.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレードを構成する構造材と、
前記構造材の内部または表面に配置される複数の光ファイバセンサと、
隣り合う前記光ファイバセンサ同士を接続する光ファイバケーブルを備え、
前記光ファイバケーブルの長さが、前記隣り合う光ファイバセンサ同士を結ぶ最短距離よりも長いことを特徴とする風車ブレード
【請求項２】
請求項１に記載の風車ブレードであって、
前記構造材は、繊維強化樹脂を含んでおり、
前記光ファイバセンサと前記光ファイバケーブルが、前記繊維強化樹脂に埋め込まれて配置されることを特徴とする風車ブレード
【請求項３】
請求項２に記載の風車ブレードであって、
前記光ファイバケーブルを覆うと共に、前記繊維強化樹脂に埋め込まれるチューブを備えることを特徴とする風車ブレード
【請求項４】
請求項２に記載の風車ブレードであって、
前記光ファイバケーブルを覆うと共に、前記繊維強化樹脂に埋め込まれる前記光ファイバケーブルよりも低剛性な充てん材を備えることを特徴とする風車ブレード
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれか１項に記載の風車ブレードであって、
前記光ファイバセンサと前記光ファイバケーブルが、前記繊維強化樹脂の繊維方向に沿って埋め込まれて配置されることを特徴とする風車ブレード
【請求項６】
請求項２乃至５のいずれか１項に記載の風車ブレードであって、
前記繊維強化樹脂を含む主桁を備え、
前記光ファイバセンサと前記光ファイバケーブルが、前記風車ブレードの主桁に埋め込まれて配置されることを特徴とする風車ブレード
【請求項７】
請求項２乃至５のいずれか１項に記載の風車ブレードであって、
前記繊維強化樹脂を含むシェルを備え、
前記光ファイバセンサと前記光ファイバケーブルが、前記シェルに埋め込まれて配置されることを特徴とする風車ブレード
【請求項８】
請求項６または７に記載の風車ブレードであって、
前記主桁または前記シェルの内表面側に前記光ファイバセンサと前記光ファイバケーブルは、埋め込まれて配置されることを特徴とする風車ブレード
【請求項９】
請求項２乃至５のいずれか１項に記載の風車ブレードであって、
前記繊維強化樹脂を含むウェブを備え、
前記光ファイバセンサと前記光ファイバケーブルが、前記ウェブに埋め込まれて配置されることを特徴とする風車ブレード。
【請求項１０】
請求項１に記載の風車ブレードであって、
前記光ファイバセンサと前記光ファイバケーブルが、前記風車ブレードの表面に貼り付けられて配置されることを特徴とする風車ブレード
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の風車ブレード及びハブを有するロータと、
前記ロータを軸支するナセルと、
前記ナセルを回転可能に支持するタワーを備えることを特徴とする風力発電装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は風車ブレードまたは風力発電装置に関するものであり、特にひずみ検出系を有するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化問題などの環境保全の観点から、再生可能エネルギーとして風力発電設備の需要が拡大されている。風力発電設備を構成する風車のブレードは、風荷重により曲げ変形ならびにねじり変形を受ける。加えて、落雷によって損傷することもある。発電効率を向上させるために風力発電設備を大型化する傾向があり、ロータ直径が100mを超える巨大な風力発電設備も実用化されつつある。したがって、大型の風力発電設備では、ブレードの受風面積が拡大し、ブレードは大きな変形を受ける。さらに、風力発電設備の大型化に伴ってロータの地上からの位置も高度化するため、ブレードなどへの落雷のリスクが増加する。
【０００３】
そこで、ブレードの健全性を維持するために、ブレードの稼働時の挙動を常時監視し、ブレードが損傷した場合には適切な補修を施す必要がある。
【０００４】
従来は、ブレードの変形量を検出するために、ブレードの内外表面に電気式ひずみセンサを貼り付け、ひずみを測定してきた。しかし、電気式ひずみセンサは、落雷により破損するリスクが大きく、周囲の計器類が発する電磁ノイズが測定データに混入しやすいという問題がある。
【０００５】
上記の問題を解決するため、特許文献１に開示されているように、ファイバブラッグ回折格子（FBG; Fiber Bragg Grating）センサなどの光ファイバセンサをブレードに設置し、ブレードのひずみを検出する方式が提案されている。光ファイバセンサは、電気式ひずみセンサよりも落雷しにくく、測定データに周囲の計器類からの電磁ノイズが混入しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１８３１１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１では、光ファイバセンサと、光ファイバセンサ同士を接続する光ファイバケーブルの、応力による破損リスクについては何ら考慮していない。風車ブレードの長翼化に伴って、ブレードの変形量は増大する。したがって、ブレードのひずみ検出に光ファイバセンサを用いる場合であっても、光ファイバセンサおよび光ファイバケーブルが、ブレードの変形に伴う引張応力あるいは圧縮応力に耐えることが求められる。
【０００８】
風車ブレードの長翼化以外にも、例えばロータがタワーの風下側に配置されるダウンウィンド型風車の場合、ブレードは風を受けてタワーから離れる方向に押されるので、タワーと衝突する可能性がアップウィンド型風車と比較して小さい。すなわち、ダウンウィンド型風車向けのブレードでは、アップウィンド型風車向けのブレードと比較し、大きな変形量を許容できる。このようなブレードでは、ブレードの変形に伴って発生する引張応力ならびに圧縮応力は増大することになる。
【０００９】
本発明は、高い健全性を有するひずみ検出系を設けた風車ブレードまたは風力発電装置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】
【００１０】
本発明に係る風車ブレードは、ブレードを構成する構造材と、前記構造材の内部または表面に配置される複数の光ファイバセンサと、隣り合う前記光ファイバセンサ同士を接続する光ファイバケーブルを備え、前記光ファイバケーブルの長さが、前記隣り合う光ファイバセンサ同士を結ぶ最短距離よりも長いことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る風力発電装置は、風車ブレード及びハブを有するロータと、前記ロータを軸支するナセルと、前記ナセルを回転可能に支持するタワーを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、高い健全性を有するひずみ検出系を設けた風車ブレードまたは風力発電装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態に係る風力発電設備の全体構成を示す概略図である。
【図２】一実施形態に係る風車ブレードと検出系の構成を示す模式図である。
【図３】一実施形態に係る風車ブレードと検出系の構成を示す模式図である。
【図４】一実施形態に係る風車ブレードの正圧側と負圧側を示す模式図である。
【図５】一実施形態に係る光ファイバセンサと光ファイバケーブルの構成を示す模式図である。
【図６】一実施形態に係る風車ブレードの断面構成を示す模式図である。
【図７】一実施形態に係る主桁材の構成を示す模式図である。
【図８】一実施形態に係るシェル材とウェブ材の構成を示す模式図である。
【図９】一実施形態に係る繊維の樹脂含浸を示す模式図である。
【図１０】一実施形態に係る光ファイバセンサと光ファイバケーブルのFRPへの埋め込み方法を示す模式図である。
【図１１】一実施形態に係る光ファイバセンサと光ファイバケーブルを埋め込んだFRPを示す模式図である。
【図１２】一実施形態に係る光ファイバセンサと光ファイバケーブルのFRPへの埋め込み方法を示す模式図である。
【図１３】一実施形態に係る光ファイバセンサと光ファイバケーブルを埋め込んだFRPを示す模式図である。
【図１４】一実施形態に係る光ファイバセンサと光ファイバケーブルの負圧側主桁への埋め込みを示す模式図である。
【図１５】一実施形態に係る光ファイバセンサと光ファイバケーブルの正圧側主桁への埋め込みを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施する上で好適な実施例について図面を用いて説明する。尚、下記はあくまでも実施の例であって、本発明の適用対象を下記具体的態様に限定することを意図する趣旨ではない。  
【実施例１】
【００１５】
図１に示すように、風車1は、タワー2と、水平面内で回転駆動できるようにタワー2の上部に設置されたナセル3と、ナセル3に接続し、3枚のブレード4およびハブ5で構成されるロータ6と、により構成される。ロータ６は図示しない主軸を介してナセルに回転可能に支持される。ブレードの枚数は例示的であり、それ以外の枚数も採りえる。
【００１６】
図２では、ブレード4と、ブレード4のひずみを検出する検出系11を表している。検出系11は、光を照射する光源12と反射光を検出する検出器13を含んで構成される光処理ユニット14と、ブレード４内の異なる位置に配置される複数の光ファイバセンサ15A、15Bと、複数の光ファイバセンサ15A、15Bを接続する光ファイバケーブル16Aと、光ファイバセンサ15Bと光処理ユニット14を接続する光ファイバケーブル16Bで構成される。本実施例では、光ファイバセンサ15Aと光ファイバセンサ15BとしてFBGセンサを想定しており、ブレード4のうち少なくとも1枚のブレードに長手方向に沿って配置される。光ファイバセンサの種類は、FBGセンサに限定されない。それ以外に例えば、光ファイバ内の散乱光を検知する分布型光ファイバセンサを用いてもよい。
【００１７】
光源12から照射された光は、光ファイバケーブル16Bを通じて光ファイバセンサ15Bに伝達される。光ファイバセンサ15Bを透過した光は、光ファイバケーブル16Aを介して光ファイバセンサ15Aに伝達される。光ファイバセンサ15Aと光ファイバセンサ15Bは、各センサ設置位置におけるブレード4のひずみの変化量に対応した波長を有する光を、光ファイバケーブル16Aと光ファイバケーブル16Bを介して検出器13に反射する。検出器13は、伝達された反射光の波長を検出する。検出した反射光は、図１に記載していないが、光強度をひずみに変換する演算装置を用いることで、前記波長に対応するひずみ量に変換される。
【００１８】
本実施例において、光ファイバケーブル16Aは、光ファイバセンサ15Aと光ファイバセンサ15Bを結ぶ最短距離以上の長さを有して配置される。すなわち、光ファイバケーブル16Aは、図２に示すように湾曲部を有する。したがって、光ファイバセンサ15Aと光ファイバセンサ15Bを配置したブレード4に、曲げ変形やねじり変形などにより引張応力が加わった場合には、光ファイバケーブル16Aが引っ張られ、光ファイバケーブル16Aの湾曲部の曲率は徐々に小さくなる。湾曲部の曲率が零になり、光ファイバケーブル16Aの長さが、変形によって拡大した光ファイバセンサ15Aと光ファイバセンサ15Bを結ぶ最短距離と等しくなるまで、光ファイバケーブル16Aには引張応力が発生しない。一方、光ファイバケーブル16Aに、ブレード4の曲げ変形やねじり変形などによって圧縮応力が加わった場合には、光ファイバケーブル16Aの湾曲部の曲率は徐々に大きくなる。すなわち、光ファイバケーブル16Aに予め湾曲部を設けることで、座屈による光ファイバケーブル16Aの破損を抑制できる。したがって、本実施例１により、引張応力及び圧縮応力による光ファイバケーブル16Aの破損頻度を低減でき、ブレード4が大きな変形を受けた場合であっても、検出系11の健全性を保つことができる。
【００１９】
光ファイバケーブル16Aは、元の形状が真直な光ファイバケーブルを引張応力、圧縮応力が生じないように湾曲させて、光ファイバセンサ15Aと光ファイバセンサ15Bの間に配置してもよい。あるいは、そもそも湾曲部を予め有する光ファイバケーブルを使用してもよい。湾曲部を予め有する光ファイバケーブルを用いた場合は、ブレードの変形に伴って湾曲部の曲率が徐々に変化する過程において、引張応力あるいは圧縮応力の光ファイバケーブルの接線方向成分を、光ファイバセンサ15Aと光ファイバセンサ15Bを結ぶ直線方向の応力成分と比べて低減できる。
【００２０】
本実施例１では、光処理ユニット14と光ファイバセンサ15Bの間を光ファイバケーブル16Bで接続したが、本実施例は図２の構成に限定されない。例えば、図３に示すように、光ファイバセンサ15A〜15Dと光ファイバケーブル16A〜16Eを、長手方向にブレードを往復するように配置し、光源12および検出器13をそれぞれ異なる光ファイバケーブル16Bと16Eで接続してもよい。この場合も各光ファイバケーブルについて、光ファイバケーブル16Aは、接続点間を結ぶ最短距離以上の長さを有して配置される。すなわち、各光ファイバケーブルは、湾曲部を有する。
【００２１】
本実施例１では、光ファイバセンサ15Aと光ファイバセンサ15Bをブレード4の外表面あるいは内表面に貼り付けてもよい。光ファイバセンサ15Aと光ファイバセンサ15Bをブレード4の内表面に貼り付ける場合、ブレード4を製造した後ではブレード4内部における人間の作業空間がブレード根元部から先端に向かって狭まる。その場合、光ファイバセンサを貼り付けられる領域は、ブレード根元部から先端方向にブレード全長の1/3程度に限定される。図４は、ブレード4の製造過程における正圧側21と負圧側22を示したものである。一般的に、ブレードは正圧側と負圧側をそれぞれ単独で製造した後に、それらを接着させて製造されるものである為、光ファイバセンサ15Aと光ファイバセンサ15Bをブレード4の正圧側21の内表面に貼り付け、一方で光ファイバセンサ15Cと光ファイバセンサ15Dを負圧側22の内表面に貼り付け、その後に正圧側と負圧側を接着することで、光ファイバセンサのブレード4内表面への設置が可能となる。
【００２２】
図２では、2つの光ファイバセンサと、それらを接続する光ファイバケーブルの配置に言及したが、無論これに限定されない。図５に示すように、3つ以上の光ファイバセンサ15A、15B、…、15Gと隣り合う光ファイバセンサ同士を接続する3つ以上の光ファイバケーブル16A、16B、…、16Gをブレード4の外表面に長手方向または周方向、あるいはそれらを組み合わせた方向に沿って貼り付けてもよい。3つ以上の光ファイバセンサ15A〜15Gと3つ以上の光ファイバケーブル16A〜16Gをブレード4の正圧側21と負圧側22の一方、あるいは両方の内表面に長手方向または周方向、あるいはそれらを組み合わせた方向に沿って貼り付けてもよい。3つ以上の光ファイバセンサ15A〜15Gと3つ以上の光ファイバケーブル16A〜16Gをブレード4の外表面または内表面の長手方向または周方向、あるいはそれらを組み合わせた方向に沿って直列に貼り付けてもよいし、並列に貼り付けてもよい。
【実施例２】
【００２３】
実施例１では、光ファイバセンサ15Aと光ファイバセンサ15Bをブレード4の外表面あるいは内表面に貼り付けることについて説明したが、ブレード4の外表面に実施例１で示した検出系11を設ける場合、複数の光ファイバセンサの配置によって、ブレード4の外表面に凹凸が形成される。この凹凸によって、ブレード4の空力性能は低下し、風車の発電量減少につながる。一方で、検出系11をブレード4の内表面に設ける場合、ブレードの製造過程において正圧側と負圧側の接着に用いる接着剤の余剰分が、デブリとしてブレード4の内部を往来し、光ファイバセンサあるいは光ファイバケーブルに接触して、ひずみを誤検知する可能性がある。
【００２４】
そこで本実施例では、光ファイバセンサと光ファイバケーブルをブレードの構成材料に埋め込んでいる。この形態とすることで、内表面に貼り付けた場合のデブリと衝突することでの誤検知や損傷、或いは外表面に貼り付けた場合の空力性能低下等の問題が生じない。故に、発電量低下防止や検出系の健全性向上が可能になる。
【００２５】
図６に示すように、ブレード4を構成する構造材は、負圧側主桁31Aと正圧側主桁31Bと、前縁・負圧側外皮（シェル）32Aと前縁・正圧側シェル32Bと、後縁・負圧側シェル32Cと、後縁・正圧側シェル32Dと、前縁側ウェブ33Aと、後縁側ウェブ33Bを含んで構成される。ブレード4の負圧側主桁31Aと正圧側主桁31Bは、図７に示すように、繊維強化樹脂(FRP; Fiber-Reinforced Plastic)41の単層（ラミナ）42A〜42Dの積層によって形成される。一般的に、ブレードに用いられるFRP41の繊維43としては、ガラス繊維や炭素繊維、母材樹脂44としてはエポキシや不飽和ポリエステルが使用される。一方、図８に示すように、各シェル32A〜32Dと、前縁側ウェブ33Aと、後縁側ウェブ33Bは、FRPの表皮52A、52Bと芯材53のサンドイッチ材51で形成される。一般的に、シェルの芯材にはバルサなどの木材あるいは発泡ポリ塩化ビニルなどの発泡樹脂が、ウェブの芯材には発泡ポリ塩化ビニルなどの発泡樹脂が用いられる。図９に示すように、ブレード4を構成するFRP41は、紡糸した繊維の層61A〜61Dを重ねた後に、真空引きし、樹脂含浸しながら加熱して硬化させる。なお、本実施例で用いるブレード4は、ガラス繊維とエポキシ樹脂からなるFRP41で構成される主桁と、バルサと前記FRP41からなるシェルと、発泡ポリ塩化ビニルと前記FRP41からなるウェブで構成されるものである。
【００２６】
図１０に示すように、光ファイバセンサ15Aと光ファイバセンサ15Bと、光ファイバセンサ15Aと光ファイバセンサ15Bを接続する光ファイバケーブル16Aと、光ファイバケーブル16Aを覆うチューブ71を繊維の層61Aと61Bの間に配置する。本実施例においても、光ファイバケーブル16Aは、光ファイバセンサ15Aと光ファイバセンサ15Bを結ぶ最短距離以上の長さを有して配置される。一方、チューブ71は光ファイバセンサ15Aと15Bを結ぶ最短距離に等しい長さを有して配置される。本実施例では、チューブ71にはゴムチューブを用い、チューブ71の両側の口は光ファイバセンサ15Aと光ファイバセンサ15Bに接着させている。光ファイバケーブル16Aは湾曲しているため、チューブ71は張力により弾性変形し、光ファイバケーブル16Aとチューブ71の間には空隙が形成される。図１０に示す配置にした後に、繊維の層61Aと61Bの間を樹脂含浸することで、光ファイバケーブル16Aとチューブ71の間に空隙が形成された状態で、光ファイバセンサ15A、15Bと、チューブ71で覆われた光ファイバケーブル16Aを、FRP41に埋め込むことができる。
【００２７】
光ファイバケーブル16Aとチューブ71の間に空隙が形成されるため、光ファイバケーブル16Aは、その接線に直交方向の変位自由度を有する。したがって、ブレード4が曲げ変形やねじり変形により引張応力あるいは圧縮応力を受けた場合、光ファイバケーブル16Aは湾曲部の曲率を変化させることができる。
【００２８】
本実施例２では、実施例１と同様に、元の形状が真直な光ファイバケーブルを引張応力、圧縮応力が生じないように湾曲させて、光ファイバセンサ15Aと光ファイバセンサ15Bの間に配置してもよいし、湾曲部を予め有する光ファイバケーブルを使用して、光ファイバセンサ15Aと光ファイバセンサ15Bの間に配置してもよい。
【００２９】
本実施例２では、チューブ71にゴムチューブを想定した。この場合、ガラスなどの脆性材料を用いた場合と比較して、樹脂含浸時にチューブが破損し、光ファイバケーブルとチューブの間に樹脂が流入するおそれを低減できる。あるいは、ゴムチューブ等に代えて樹脂含浸前に、光ファイバケーブル16Aをゴムやスポンジなどの光ファイバケーブル16Aよりも低剛性な充てん材料で覆ってもよい。この場合、光ファイバケーブル16Aの変位自由度は、充てん材が低剛性である限り完全に拘束されることはなく、なおかつ光ファイバケーブル16Aが樹脂によって固定される程度を低減できる。
【００３０】
本実施例２では、2つの光ファイバセンサ15Aと光ファイバセンサ15Bと、光ファイバセンサ15Aと光ファイバセンサ15Bを接続する光ファイバケーブル16Aに言及したが、3つ以上の光ファイバセンサと、隣り合う光ファイバセンサ同士を接続する2つ以上の光ファイバケーブルと、光ファイバケーブルを覆う2つ以上のチューブあるいは充てん材を埋め込んでもよい。複数の光ファイバセンサと、光ファイバケーブルと、チューブあるいは充てん材は、ブレードの長手方向に沿って埋め込んでもよいし、ブレードの周方向に沿って埋め込んでもよい。あるいは、長手方向と周方向を組み合わせて埋め込んでもよい。複数の光ファイバセンサと、光ファイバケーブルと、チューブあるいは充てん材は、ブレードの長手方向または周方向、あるいはそれらを組み合わせた方向に沿って、直列に埋め込んでもよいし、並列に埋め込んでもよい。
【００３１】
本実施例２はガラス繊維とエポキシ樹脂からなるFRP41を想定したが、FRPの種類に依らず、前述の繊維と樹脂の組み合わせ以外に例えばアラミド繊維とフェノール樹脂からなるFRPにも適用できる。
【００３２】
本実施例２では、光ファイバセンサと光ファイバケーブルを埋め込む位置は限定しない。例えば、ブレードに作用する荷重の大部分は主桁が担うため、主桁を構成するFRPに光ファイバセンサと、チューブあるいは充てん材で覆われた光ファイバケーブルを埋め込み、ひずみを測定してもよい。
【実施例３】
【００３３】
実施例２では、複数の光ファイバセンサを接続する光ファイバケーブルを覆うチューブあるいは充てん材を埋め込む場合について説明した。
【００３４】
ここで、光ファイバセンサなどの異物の埋め込みは、FRPの強度に影響を及ぼし得る。図１０に示すように、繊維の層61Aと61Bの間に光ファイバセンサ15Aと15B、光ファイバケーブル16Aとチューブ71を配置した場合、光ファイバセンサ15Aと15Bと、光ファイバケーブル16Aとチューブ71は、繊維43と厚さ方向に交わるため、繊維の層61Aと61Bは厚さ方向に起伏する。その結果、図１１に示すように、光ファイバケーブル16Aを覆うチューブ71の周囲では繊維43が疎に配置され、樹脂リッチ領域81が形成される。FRP41において、繊維単体と樹脂単体の強度を比較すると、繊維単体の強度が高いため、樹脂リッチ領域81の強度は繊維が密に配置されている領域と比べて低下することも予想される。
【００３５】
より好ましくは、図１２に示すように光ファイバセンサ15Aと光ファイバセンサ15Bと、チューブ71で覆われた光ファイバケーブル16Aを、繊維43の方向に沿って配置し、樹脂含浸する方法である。光ファイバセンサ15Aと光ファイバセンサ15Bと、光ファイバケーブル16Aとチューブ71は、繊維43と厚さ方向に交わって配置されないため、繊維の層61Aと61Bの厚さ方向の起伏を抑えることができる。したがって、図１３に示すように、チューブ71の周囲に形成される樹脂リッチ領域81の大きさを縮小でき、FRP41の強度に与える影響を低減できる。
【００３６】
また、ブレード4に作用する曲げ応力ならびにねじり応力は、ブレード長手方向に伸延するブレード軸心からの距離に比例する。したがって、ブレード内表面側のFRPに生じる応力は、外表面側のFRPに生じる応力よりも小さい。図１４は、ブレード4の負圧側主桁31Aを拡大したものであり、負圧側主桁31Aの内表面側のFRPにチューブで覆った光ファイバケーブル16A〜16Eを埋め込んだ例を示している。負圧側主桁31Aの内表面側のFRPに、複数の光ファイバセンサと、チューブで覆われた光ファイバケーブルを埋め込むことで、負圧側主桁のFRP全体の強度に与える影響を低減できる。図１５は、ブレード4の正圧側主桁31Bを拡大したものであり、正圧側主桁31Bの内表面側のFRPにチューブで覆った光ファイバケーブル16A〜16Eを埋め込んだ例を示している。ここでも軸心から相対的に外表面側よりも近く、故に応力が小さい正圧側主桁31Bの内表面側のFRPに、複数の光ファイバセンサと、チューブで覆われた光ファイバケーブルを埋め込むことで、正圧側主桁のFRP全体の強度に与える影響を低減できる。本実施例では、負圧側主桁31Aまたは正圧側主桁31Bに埋め込む場合を例にして説明したが、シェル32A〜32Dの内表面側表皮のFRPに複数の光ファイバセンサとチューブで覆われた光ファイバケーブルを埋め込んでもよい。または、負圧側主桁31Aと正圧側主桁31Bと、シェル32A〜32Dの内表面側表皮のFRPの一部、あるいは全てに複数の光ファイバセンサとチューブで覆われた光ファイバケーブルを埋め込んでもよい。ウェブ33Aと33BのFRP表皮52Aと52Bは、主桁やシェルよりもブレード4の軸心からの距離が小さいため、ウェブ33Aと33Bに作用する応力は小さいと予想される。したがって、複数の光ファイバセンサと、チューブで覆われた光ファイバケーブルをウェブ33Aと33BのFRP表皮52Aと52Bに埋め込んでもよい。また、実施例２で述べた様に、チューブの代わりに、光ファイバケーブルをゴムやスポンジなどの低剛性な充てん材料で覆ってもよい。複数の光ファイバセンサと、チューブあるいは充てん材で覆われた光ファイバケーブルは、ブレードの長手方向に沿って埋め込んでもよいし、ブレードの周方向に沿って埋め込んでもよい。あるいは、長手方向と周方向を組み合わせて埋め込んでもよい。複数の光ファイバセンサと、チューブあるいは充てん材で覆われた光ファイバケーブルは、ブレードの長手方向または周方向、あるいはそれらを組み合わせた方向に沿って、直列に埋め込んでもよいし、並列に埋め込んでもよい。
【符号の説明】
【００３７】
1                    風車
2                    タワー
3                    ナセル
4                    ブレード
5                    ハブ
6                    ロータ
11                  検出系
12                  光源
13                  検出器
14                  光処理ユニット
15A〜15G        光ファイバセンサ
16A〜16G        光ファイバケーブル
21                  正圧側
22                  負圧側
31A                負圧側主桁
31B                正圧側主桁
32A                前縁・負圧側シェル
32B                前縁・正圧側シェル
32C                後縁・負圧側シェル
32D                後縁・正圧側シェル
33A                前縁側ウェブ
33B                後縁側ウェブ
41                  FRP
42A〜42D        FRPラミナ
43                  繊維
44                  樹脂
51                  サンドイッチ材
52A、52B        FRP表皮
53                  芯材
61A〜61D        繊維の層
71                  チューブ
81                  樹脂リッチ領域
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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