(57)【要約】【課題】発電開始前の準備工程の作業の簡略化を図る。【解決手段】水底の固定点に接続された係留索１１に接続されて、水中の基準位置で浮遊する発電機１７のタービン４の回転を開始する工程と、タービン４の翼ピッチ角度及び回転数の少なくとも一方を変更して、タービンスラスト推力を増大して発電機１７を沈降する工程と、発電機１７の深度が目標深度に達した後に、タービンの翼ピッチ角度及び回転数の少なくとも一方を変更して、発電機１７の沈降を抑制する工程と、発電機１７の運転モードを発電モードに変更する工程と、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水底の固定点に接続された係留索に接続されて、水中の基準位置で浮遊する発電機のタービンの回転を開始する工程と、
前記タービンの翼ピッチ角度及び回転数の少なくとも一方を変更して、タービンスラスト推力を増大して前記発電機を沈降する工程と、
前記発電機の深度が目標深度に達した後に、前記タービンの翼ピッチ角度及び回転数の少なくとも一方を変更して、前記発電機の沈降を抑制する工程と、
前記発電機の運転モードを発電モードに変更する工程と、を含む水中浮遊式発電装置の起動方法。
【請求項２】
前記発電機の沈降を抑制する工程を実行した後に、前記発電機の深度を変更可能な重力調整機構を用いて、前記発電機の深度を、前記目標深度を含む調整範囲内に維持する工程を更に含む請求項１に記載の水中浮遊式発電装置の起動方法。
【請求項３】
前記発電機を沈降する工程において、前記発電機の深度を変更可能な重力調整機構を用いて、前記発電機の沈降速度を変更する請求項１又は２に記載の水中浮遊式発電装置の起動方法。
【請求項４】
水底の固定点に接続された係留索に接続されて、水中の基準位置で発電する発電機のタービンの回転を低下させて発電を停止する工程と、
前記発電機のタービンの翼ピッチ角度及び回転数の少なくとも一方を変更して、タービンスラスト推力を減少させて前記発電機を浮上させる工程と、
前記発電機の深度が目標深度に達した後に、前記タービンの翼ピッチ角度及び回転数の少なくとも一方を変更して、前記発電機の浮上を抑制する工程と、を含む水中浮遊式発電装置の停止方法。
【請求項５】
前記発電機を浮上させる工程において、前記発電機の深度を変更可能な重力調整機構を用いて、前記発電機の浮上速度を変更する請求項４に記載の水中浮遊式発電装置の停止方法。
【請求項６】
水中で水流を受けてタービンを回転させて発電可能な発電機と、
水底の固定点と前記発電機とを接続する係留索と、
前記発電機に電気的に接続されて送電する送電ケーブルと、
前記タービンの翼ピッチ角度及び回転数の少なくとも一方を変更して、タービンスラスト推力を制御する発電機側制御部と、
前記発電機の外部に配置されて、前記発電機側制御部に指令信号を送信すると共に、前記発電機に送電される電力を制御するセンター側制御部と、を含み、
前記センター側制御部は、前記発電機に電力を送電して、前記発電機をモータとして駆動させて前記タービンを回転させる水中浮遊式発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中浮遊式発電装置の起動方法、水中浮遊式発電装置の停止方法及び水中浮遊式発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
水中浮遊式発電装置として、特許文献１に記載された装置が知られている。特許文献１に記載の技術では、係留索及び送電ケーブルを発電機に接続した後に、錘を発電機に接続し、この錘を利用して発電機を目標深度まで沈めている。そして、発電機を目標深度まで沈めた後に発電機のタービンの回転を開始する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第８７６６４６６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の技術では、発電装置の設置前の準備工程として、水中の発電機に錘を接続するなどの作業が発生するため、例えば作業船や作業員を準備する必要があった。そのため、従来の技術では発電装置の設置工程に費用と時間がかかることが予想される。また、水中で発電していた発電機を浮上させる場合において、発電機の浮上速度が速すぎする場合には、発電機にかかる急激な圧力変動や海中から海上への移動時の海面から受ける応力による衝撃が強くなるおそれがある。従来の技術では、発電機を浮上させる際の不具合とその対策について検討されていなかった。
【０００５】
本発明は、発電機を目標深度に沈降する発電開始前の準備工程の作業の簡略化を図ることが可能な水中浮遊式発電装置の起動方法及び水中浮遊式発電システムを提供することを目的とする。また、本発明は、水中の発電機を浮上させる際の浮上速度を制御可能な水中浮遊式発電装置の停止方法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】
【０００６】
本開示の一態様に係る水中浮遊式発電装置の起動方法は、水底の固定点に接続された係留索に接続されて、水中の基準位置で浮遊する発電機のタービンの回転を開始する工程と、タービンの翼ピッチ角度及び回転数の少なくとも一方を変更して、タービンスラスト推力を増大して発電機を沈降する工程と、発電機の深度が目標深度に達した後に、タービンの翼ピッチ角度及び回転数の少なくとも一方を変更して、発電機の沈降を抑制する工程と、発電機の運転モードを発電モードに変更する工程と、を含む。
【０００７】
この水中浮遊式発電装置の起動方法では、発電機のタービンの回転を開始させたのち、タービンの翼ピッチ角度及び回転数の少なくとも一方を変更して、タービンスラスト推力を増大させることで、係留索に接続された発電機が沈降する。そして、発電機が目標深度に達したら、発電機の沈降を抑制させ発電機の運転モードを発電モードに変更して発電を行う。これにより、発電開始前の準備工程の作業の簡略化が図られる。
【０００８】
いくつかの態様において、発電機の沈降を抑制する工程を実行した後に、発電機の深度を変更可能な重力調整機構を用いて、発電機の深度を、目標深度を含む調整範囲内に維持する工程を更に含む。このように、目標深度に達した後において、重力調整機構を用いて、発電機の深度を所定の範囲内に維持することで、発電機の深度を安定させることができる。
【０００９】
いくつかの態様において、発電機を沈降する工程において、発電機の深度を変更可能な重力調整機構を用いて、発電機の沈降速度を変更する。このように、重力調整機構を用いて発電機に作用する重力を調整して、発電機の沈降速度を変更することができる。
【００１０】
また、本開示の一態様に係る水中浮遊式発電装置の停止方法は、水底の固定点に接続された係留索に接続されて、水中の基準位置で発電する発電機のタービンの回転を低下させて発電を停止する工程と、発電機のタービンの翼ピッチ角度及び回転数の少なくとも一方を変更して、タービンスラスト推力を減少させて発電機を浮上させる工程と、発電機の深度が目標深度に達した後に、タービンの翼ピッチ角度及び回転数の少なくとも一方を変更して、発電機の浮上を抑制する工程と、を含む。
【００１１】
この水中浮遊式発電装置の停止方法では、発電機のタービンの翼ピッチ角度及び回転数の少なくとも一方を変更して、タービンスラスト推力を減少させることで、係留索に接続された発電機が浮上する。このとき、タービンの翼ピッチ角度及び回転数を制御することで、発電機の浮上速度を制御することができる。
【００１２】
いくつかの態様において、発電機を浮上させる工程において、発電機の深度を変更可能な重力調整機構を用いて、発電機の浮上速度を変更する。このように、重力調整機構を用いて発電機に作用する重力を調整して、発電機の浮上速度を変更することができる。
【００１３】
また、本開示の一態様に係る水中浮遊式発電システムは、水中で水流を受けてタービンを回転させて発電可能な発電機と、水底の固定点と発電機とを接続する係留索と、発電機に電気的に接続されて送電する送電ケーブルと、タービンの翼ピッチ角度及び回転数の少なくとも一方を変更して、タービンスラスト推力を制御する発電機側制御部と、発電機の外部に配置されて、発電機側制御部に指令信号を送信すると共に、発電機に送電される電力を制御するセンター側制御部と、を含み、センター側制御部は、発電機に電力を送電して、発電機をモータとして駆動させてタービンを回転させる。
【００１４】
この水中浮遊式発電システムでは、センター側制御部から発電機側制御部に指令信号を送信して、発電機のタービンスラスト推力を制御して、水中の発電機を沈降することができる。また、センター側制御部は、発電機に送電される電力を制御して、発電機をモータとして駆動してタービンの回転を制御して、タービンスラスト推力を制御することができる。これにより、発電開始前の準備工程の作業の簡略化が図られる。また、発電機を浮上させる際に、タービンスラスト推力を制御して、発電機の浮上速度を制御することもできる。
【発明の効果】
【００１５】
本開示のいくつかの態様によれば、発電機を目標深度に沈降する発電開始前の準備工程の作業の簡略化を図ることができる。また、本開示のいくつかの態様によれば、水中の発電機を浮上させる際の浮上速度を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本開示の一実施形態に係る水中浮遊式発電装置の概略構成を示す図である。
【図２】水中浮遊式発電システムの概略構成を示すブロック図である。
【図３】ポッドに設けられた機器類の概略構成を示す図である。
【図４】水中浮遊式発電装置の起動方法の手順を示すフローチャートである。
【図５】他の実施形態に係る水中浮遊式発電装置の起動方法の手順を示すフローチャートである。
【図６】他の実施形態に係る水中浮遊式発電装置の停止方法の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において同一部分又は相当部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１８】
以下の説明において、「上流」または「下流」との語は、水の流れを基準として用いられる。また、「前」との語は、水の流れの上流側を意味し、「後」との語は、水の流れの下流側を意味する。たとえば、ダウンウィンド型のタービンが用いられる場合には、ポッドの後部側にブレード（翼）が配置される。
【００１９】
図１〜図３を参照して、本実施形態に係る起動方法が適用される水中浮遊式発電装置１について説明する。図１に示されるように、水中浮遊式発電装置１は、たとえば海水中に設置されて浮遊し、海流を利用して発電を行う。水中浮遊式発電装置１は、ポッド２を備える。なお、図１では、異なる深度に存在するポッド２が複数図示されている。
【００２０】
水中浮遊式発電装置１は、例えば左右に離間して配置された一対のポッド２と、一対のポッド２を連結する連結部であるクロスビーム（不図示）とを備える。ポッド２の後部には、発電用タービン４が設けられている。以下の説明では、水中浮遊式発電装置１を発電装置１という。また、発電用タービン４を、タービン４という。ポッド２は、例えば円筒状をなし、タービン４を回転可能に支持しつつ、タービン４に適正な浮力を付与する。なお、クロスビーム部は、ポッド２を連結する構造であるが、ビーム状の形態でなくてもよい。
【００２１】
発電装置１は、海底に固定されたシンカー（水底の固定点）１４に対して、係留ロープ（係留索）１１を介して接続されている。なお、係留ロープの他端を海底に固定する固定部として、シンカー１４に代えて、アンカーが用いられてもよい。また、係留ロープ１１の上端（一端）は、ポッド２に接続されている。係留ロープ１１の上端は、クロスビームに接続されていてもよい。例えば、一つのポッド２に対して、１本の係留ロープ１１が接続されている。ポッド２に対しては、例えば長さを調整することでポッド２の深度を変えることが可能な深度調整用のロープ等は接続されていない。
【００２２】
また、発電装置１では、タービン４の回転により発電された電力を送電するための送電ケーブル１０が設けられている。より詳細には、タービン４で発電された電力を送電する送電ケーブル１０が、係留ロープ１１に沿って設けられている。送電ケーブル１０の一端は、ポッド２内の発電機１７（図３参照）に接続されている。送電ケーブル１０の他端は、たとえばシンカー１４内に設けられた中継器（または変圧器等）に接続されている。中継器には、海底に敷設されて地上まで延びる送電ケーブルが接続されており、これらの送電ケーブルを介して、タービン４において発電された電力が地上に送電されるようになっている。
【００２３】
また、発電装置１では、地上から送電された電力を発電機１７に供給して、発電機１７を電動モータとして利用することができる。発電装置１では、発電機１７を電動モータとして駆動して、タービン４を回転させることができる。また、発電装置１は、タービン４に回転力を付与するための他の電動モータを備える構成でもよい。
【００２４】
なお、各ケーブルが設けられる形態は上記形態に限られない。たとえば、発電機１７で発電された電力を送電する送電ケーブルと、電動モータを駆動するための電力を送電する送電ケーブルとを別々に備える構成でもよい。中継器は、シンカー１４外の海底に設定されてもよい。
【００２５】
発電装置１に適用されるタービン４は、いわゆるダウンウィンド型のタービンで説明する。ポッド２は、海流の向きに対向した姿勢で浮遊する。この浮遊状態において、タービン４の回転軸線（図３に示される回転軸１６の軸線）は、略水平に維持される。なお、タービン４は、アップウィンド型のタービンであってもよい。
【００２６】
タービン４は、ハブ５と、ハブ５に設けられた複数枚（例えば２枚）のブレード６と、を含んでいる。ハブ５は、ポッド２の後端部に配置されている。ダウンウィンド型のタービンを採用した発電装置１においては、海流の向きを基準として、ポッド２の下流側にブレード６が配置されている（図１参照）。
【００２７】
ハブ５は、回転軸１６に接続されて軸回りに回転可能となっている。ハブ５及びブレード６は一体として回転する。ブレード６の回転は、回転軸１６を介して発電機１７に伝達される。回転軸１６は、たとえばポッド２の中心軸線に沿って設けられている。また、発電機１７を電動モータとして駆動した場合には、回転軸１６が回転することにより、ハブ５及びブレード６が回転する。
【００２８】
発電装置１において、ブレード６のピッチ角度は可変になっている。発電装置１は、ブレード６のピッチ角度を調整可能なピッチ角度調整装置２０を備える。ピッチ角度調整装置２０は、例えば油圧式の駆動装置２１と、ブレード軸２２とを備える。より詳細には、各ブレード６の基端部には、ブレード軸２２が設けられている。このブレード軸２２に、駆動装置２１が連結されている。駆動装置２１は、たとえばハブ５内に搭載される。駆動装置２１は、たとえば、歯車機構を含んでいる。駆動装置２１としては、公知の機構を用いることができる。駆動装置２１は、後述する発電機側制御部５０によって制御されて、ブレード軸２２を回転させて、ブレード６のピッチ角度を任意の角度に調整可能である。駆動方法は、油圧でなくとも良く、電動モータ等を用いる電動式の駆動方法でもよい。
【００２９】
ポッド２には、タービン４の回転数を計測する回転数センサ２４としてレゾルバが搭載されている。また、駆動装置２１には、駆動量を計測するセンサが搭載されている。このセンサは、ブレード６のピッチ角度を算出するためのデータを取得するピッチ角度センサ２５として機能する。センサによって計測された駆動量に基づいて、ブレード６のピッチ角度を算出することができる。回転数を検出するための検出機構として、レゾルバに限られず、エンコーダ等のセンサが用いられてもよい。ブレード６のピッチ角度とは、例えば、水平方向である基準に対するブレード軸２２回りの回転角度である。
【００３０】
また、発電装置１は、ポッド２の深度を検出する深度センサ２３を備える。深度センサ２３としては、例えば、水圧を検知する圧力センサ等を用いることができる。深度センサ２３により検出されるポッド２の深度の情報は、後述する発電機側制御部５０によるポッド２の深度の制御に利用される。
【００３１】
発電装置１は、ポッド２の内部に重力調整装置（重力調整機構）３０を搭載する。重力調整装置３０は、ポッド２の外部との間でたとえば海水を注排水して発電装置１全体の重量を変化させる。重力調整装置３０は、ポッド２内に設けられたタンク３１と、タンク３１とポッド２の外部とを接続する注排水管３３と、注排水管３３に設けられたポンプ３２とを含む。タンク３１は、所定の容量を有する貯水タンクである。ポンプ３２は、タンク３１に水（たとえば、海水）を注排水する。ポンプ３２は、例えば発電機１７で発電された電力によって駆動される。ポンプ３２は、例えば送電ケーブル１０を用いて供給された電力によって駆動されるものでもよい。
【００３２】
（水中浮遊式発電システム）
次に、図２及び図３を参照して、発電装置１を含む水中浮遊式発電システム１００について説明する。以下の説明では、水中浮遊式発電システム１００を発電システム１００という。発電システム１００は、発電装置１を制御する。発電システム１００は、例えば、発電機１７による発電前の準備工程として、水面近傍に浮遊するポッド２を、水中の目標深度にポッド２を沈降する際の制御を司る。
【００３３】
図２に示されるように、発電システム１００は、センター側制御部４０と、発電機側制御部５０とを備える。センター側制御部４０は、例えば地上のコントロールセンターに設けられている。発電機側制御部５０は、発電装置１のポッド２の内部に設けられている。また、センター側制御部４０と発電機側制御部５０とは、例えば光ファイバー等の通信ケーブルによって接続されて、各種信号の送信、受信が可能となっている。
【００３４】
センター側制御部４０は、たとえばＣＰＵ（Central  Processing  Unit)、ＲＯＭ(Read  Only  Memory)、およびＲＡＭ(Random  Access  Memory)等のハードウェアと、ＲＯＭに記憶されたプログラム等のソフトウェアとから構成されたコンピュータである。
【００３５】
センター側制御部４０は、通信制御部４１と、電力供給制御部４２と、目標深度設定部４３と、を備える。通信制御部４１は、発電機側制御部５０との通信を制御する。例えば、通信制御部４１は、発電機側制御部５０に対して指令信号を送信する。また、通信制御部４１は、発電機側制御部５０から信号を受信して、発電装置１の各種情報を取得することもできる。
【００３６】
電力供給制御部４２は、発電機１７に供給される電力を制御する。例えば、電力供給制御部４２は、発電機１７を電動モータとして駆動する際に、外部電源４４から発電機１７に電力を供給する際の制御を行う。
【００３７】
目標深度設定部４３は、ポッド２の深度を制御する際の目標深度を設定する。例えば、電力供給制御部４２は、作業者によって入力されたデータに基づいて、目標深度を設定する。または、目標深度設定部４３は、記憶部に記憶されているデータに基づいて、目標深度を設定してもよい。設定された目標深度に関する情報は、発電機側制御部５０に送信される。
【００３８】
発電機側制御部５０は、たとえばＣＰＵ（Central  Processing  Unit)、ＲＯＭ(Read  Only  Memory)、およびＲＡＭ(Random  Access  Memory)等のハードウェアと、ＲＯＭに記憶されたプログラム等のソフトウェアとから構成されたコンピュータである。発電機側制御部５０には、各種センサとして、回転数センサ２４、ピッチ角度センサ２５、深度センサ２３が電気的に接続されている。また、発電機側制御部５０には、発電機１７、ピッチ角度調整装置２０、重力調整装置３０が電気的に接続されている。発電機側制御部５０は、これらの発電機１７、ピッチ角度調整装置２０、重力調整装置３０を制御して、ポッド２の深度の調整を行う。
【００３９】
発電機側制御部５０は、通信制御部５１と、回転数制御部５２と、ピッチ角度制御部５３と、重力調整装置制御部５４と、を備える。通信制御部５１は、発電機側制御部５０との通信を制御する。例えば、通信制御部５１は、センター側制御部４０から送信された指令信号を受信する。また、通信制御部５１は、センター側制御部４０に対して各種信号を送信することもできる。
【００４０】
回転数制御部５２は、タービン４の回転数を制御する。具体的には、ポッド２が目標深度に達するのに必要なタービン４の目標回転数を算出する。回転数制御部５２は、回転数センサ２４から取得した情報に基づいて、タービン４の回転数を算出する。回転数制御部５２は、タービン４の回転数が目標回転数となるように、タービン４の回転数を制御する。回転数制御部５２は、例えば発電機１７に指令信号を送信して、発電機１７を電動モータとして駆動して、タービン４を回転させて目標回転数となるように制御することができる。これにより、ポッド２に対して発生するタービンスラスト推力を調整することができる。なお、タービンスラスト推力とは、ポッド２に作用する流体力であり、水中浮遊式発電装置１が水流を受けて発生する力と、タービン４の回転により発生する力との総和であり、下流側に向かう力は正である。この時、ポッド２はタービンスラスト推力によって下流側に引っ張られる。
【００４１】
ピッチ角度制御部５３は、タービン４のブレード６のピッチ角度を制御する。ピッチ角度制御部５３は、ポッド２が目標深度に達するのに必要な目標ピッチ角度を算出する。ピッチ角度制御部５３は、ピッチ角度センサ２５から取得した情報に基づいて、ピッチ角度を算出する。ピッチ角度制御部５３は、ブレード６のピッチ角度が目標ピッチ角度となるように、ピッチ角度を制御する。ピッチ角度制御部５３は、ピッチ角度調整装置２０に指令信号を送信して、駆動装置２１を制御して、ブレード軸２２を回転させて、ブレード６のピッチ角度を変更する。これにより、水流から受ける力を変更し、タービン４の回転数を変更し、ポッド２に対して発生するタービンスラスト推力を調整することができる。
【００４２】
重力調整装置制御部５４は、重力調整装置３０を制御して、ポッド２の重量を変化させる。重力調整装置制御部５４は、例えば目標深度にポッド２を沈降させる場合に、ポッド２の重量を増減させて、ポッド２の沈降速度を変更する制御を行う。また、重力調整装置制御部５４は、例えばポッド２を浮上させる場合に、ポッド２の重量を増減させて、ポッド２の浮上速度を変更する制御を行う。
【００４３】
なお、ポッド２を沈降または浮上させる場合において、回転数制御部５２による制御のみを実行して、ポッド２の沈降または浮上を制御してもよく、ピッチ角度制御部による制御のみを実行して、ポッド２の沈降または浮上を制御してもよい。また、回転数制御部による制御及びピッチ角度制御部の制御の両方を実行してもよい。また、ポッド２の沈降または浮上において、重力調整装置制御部５４による制御を併用してもよい。
【００４４】
次に図４を参照して、発電装置１の起動方法について説明する。図４は、発電装置１の起動方法の手順を示すフローチャートである。ここでは、図１に示されるように水面近傍（水中の第１基準位置）で浮遊するポッド２を、例えば発電に適した深さである目標深度まで沈降させる場合について説明する。また、ポッド２は水面近傍の初期状態において、例えば、タービン４の回転はブレーキにより停止した状態となっている。また、タービン４は全て水没している。このときの深度は、例えば、重力調整装置３０によって調整される。
【００４５】
まず、センター側制御部４０の目標深度設定部４３は目標深度を設定する（ステップＳ１）。ここでは、例えば作業者が入力した情報に基づいてポッド２の目標深度を設定する。通信制御部４１は、目標深度に関する情報を発電機側制御部５０に送信する。
【００４６】
次に、タービン４の回転を開始する（ステップＳ２）。ここでは、例えば、センター側制御部４０から、制御の開始を示す信号が送信されて、タービン４の回転が開始される。発電機側制御部５０は、例えば、タービン４の回転を停止しているブレーキを解除して、タービン４を回転させる。また、センター側制御部４０の電力供給制御部４２は、外部電源４４から電力を供給する制御を行い、発電機１７を電動モータとして駆動してタービン４に回転駆動力を付与してもよい。
【００４７】
次に、ピッチ角度制御部５３はピッチ角度制御を行う（ステップＳ３）。ここでは、ピッチ角度制御部５３は、目標深度に達するのに必要な目標翼ピッチ角度を算出し、この目標翼ピッチ角度となるようにブレード６のピッチ角度を変更する制御を行う。ピッチ角度制御部５３は、ブレード６のピッチ角度を水平方向に対して傾斜するように制御して、ブレード６に作用する流体力を増加させて、タービン４の回転数を増加させる。
【００４８】
これにより、ポッド２に作用するタービンスラスト推力を増加させる。タービンスラスト推力が増加すると、ポッド２に接続された係留ロープ１１に作用する張力が増加して、ポッド２に作用する下向きの力が増加する。そのため、ポッド２の沈降速度が増加する。
【００４９】
次に発電機側制御部５０は、深度センサ２３から情報を取得して、ポッド２の現在の深度を把握して、ポッド２が目標深度に達しているか否かを判定する（ステップＳ４）。ポッド２が目標深度に達している場合（ステップＳ４；ＹＥＳ）には、ピッチ角度及びタービン４の回転数の少なくとも一方を変更して、ポッド２の沈降を停止させて（発電機の沈降を抑制する工程）、すなわち、それまで行っていた沈降のためのピッチ角度または回転数の変更を停止する工程を実行し、ステップＳ５に進む。ポッド２が目標深度に達していない場合（ステップＳ４；ＮＯ）には、ステップＳ３に戻り、ピッチ角度の制御を継続する。
【００５０】
ステップＳ５では、発電機側制御部５０は、発電機１７の運転モードを発電モードに変更する。具体的には、（ポッド２の沈降よりも）発電効率を優先した回転数制御を行って発電モードに変更して発電機１７による発電を開始する。又は、発電効率を優先したピッチ角制御を行って発電モードに変更し発電機１７による発電を開始する。
【００５１】
次に、発電機側制御部５０は、深度センサ２３から情報を取得して、ポッド２の現在の深度を把握して、ポッド２が制御目標範囲内に存在しているか否かを判定する（ステップＳ６）。ここでの制御目標範囲は、目標深度を含む範囲であり、目標深度を上限としてもよく、目標深度を下限としてもよく、その他の深度を上限または下限としてもよい。例えば、海上を運行する船の航行に支障を与えない深度を、制御目標範囲の上限としてもよい。例えば、タービン４が海底に接触しない深度を、制御目標範囲の下限としてもよい。
【００５２】
ポッド２の深度が制御目標範囲内である場合（ステップＳ６；ＹＥＳ）には、ここでの処理を終了する。ポッド２の深度が制御目標範囲内にない場合（ステップＳ６；ＮＯ）には、ステップＳ７に進む。
【００５３】
ステップＳ７では、重力調整装置制御部５４は重力調整装置３０を制御して、ポッド２の深度が制御目標範囲内となるように、ポッド２の重量を調整する。そして、ステップＳ６の制御を繰返し、ポッド２の深度が制御目標範囲内に収まるように制御を継続する。
【００５４】
この浮遊式発電装置の起動方法では、発電機１７のタービン４の回転を開始させたのち、タービン４のピッチ角度及び回転数の少なくとも一方を変更するので、タービンスラスト推力を増大させることができる。これにより、係留ロープ１１に接続されたポッド２に下向きの力を作用させて、ポッド２を沈降することができる。これにより、発電開始前の準備工程の作業の簡略化を図ることができる。また、ピッチ角度を変更することで、ポッド２を沈降させることができるので、重力調整装置３０のみを用いた場合と比較して沈降速度を速めることができる。また、ピッチ角度を変更した場合には、沈降速度の変化しやすさである応答性を向上させることができる。
【００５５】
また、例えば、台風などの悪天候時において、波浪の影響を小さくするために、ピッチ角度及びタービン４の回転数の少なくとも一方を変更して、ポッド２の深度を制御してもよい。また、例えば鉛直方向において、水流の流速分布を計測し、最大流速である深度にポッド２を移動させるように、ピッチ角度及びタービン４の回転数の少なくとも一方を変更してポッド２の深度を制御してもよい。
【００５６】
次に図５を参照して他の実施形態に係る浮遊式発電装置の起動方法について説明する。図５は、他の実施形態に係る発電装置の起動方法の手順を示すフローチャートである。図５に示すフローチャートが、図４に示すフローチャートと違う点は、ステップＳ３の制御を行うとともに、ステップＳ８を行う点である。その他の処理手順は上記の実施形態と同じである。
【００５７】
ステップＳ８では、重力調整装置制御部５４は重力調整装置３０を制御して、ポッド２の重量を調整する。例えば、発電機側制御部５０は、ポッド２の沈降速度を算出し、沈降速度を速めるように、重力調整装置３０を制御する。また、発電機側制御部５０は、沈降速度を緩めるように、重力調整装置３０を制御することもできる。
【００５８】
このような起動方法によれば、重力調整装置３０を併用して、ポッド２の沈降速度を変更することができるので、ポッド２を好適に沈降させることができる。ポッド２に作用する負荷（例えば圧力）を考慮しながら、ポッド２を沈降させることができる。
【００５９】
次に図６を参照して他の実施形態である発電装置１の停止方法について説明する。上記の実施形態に係る発電システム１００を用いて、水中の基準位置（第２基準位置）で発電する発電機１７の発電量を低下させて、ポッド２を水面近傍まで浮上させる場合について説明する。
【００６０】
まず、センター側制御部４０の目標深度設定部４３は目標深度を設定する（ステップＳ１）。ここでは、例えば作業者が入力した情報に基づいてポッド２の目標深度を設定する。通信制御部４１は、目標深度に関する情報を発電機側制御部５０に送信する。このときの目標深度は、たとえば水面近傍の位置である。
【００６１】
次に、発電機側制御部５０は、発電モードを終了して、発電機１７による発電を停止する（ステップＳ９）。例えば、発電機１７の負荷を低減して発電量を低下させる制御を行ってもよい。
【００６２】
次に、ピッチ角度制御部５３はピッチ角度制御を行う（ステップＳ３）。ここでは、ピッチ角度制御部５３は、目標深度に達するのに必要な目標翼ピッチ角度を算出し、この目標翼ピッチ角度となるようにブレード６のピッチ角度を変更する制御を行う。ピッチ角度制御部５３は、ブレード６のピッチ角度を水平方向に近い角度に制御して、ブレード６に作用する流体力を減少させて、タービン４の回転数を低下させる。
【００６３】
これにより、ポッド２に作用するタービンスラスト推力を減少させる。タービンスラスト推力が減少すると、ポッド２に接続された係留ロープ１１に作用する張力が減少して、ポッド２に作用する下向きの力が減少する。そのため、浮力によりポッド２に作用する上向きの力が増加し、上昇速度が増加する。
【００６４】
また、ステップＳ３に並行してステップ８の処理を行う。ステップＳ８では、重力調整装置制御部５４は重力調整装置３０を制御して、ポッド２の重量を調整する。例えば、発電機側制御部５０は、ポッド２の浮上速度を算出し、浮上速度を速めるように、重力調整装置３０を制御する。また、発電機側制御部５０は、浮上速度を緩めるように、重力調整装置３０を制御することもできる。
【００６５】
次に発電機側制御部５０は、深度センサ２３から情報を取得して、ポッド２の現在の深度を把握して、ポッド２が目標深度に達しているか否かを判定する（ステップＳ４）。ポッド２が目標深度に達している場合（ステップＳ４；ＹＥＳ）には、ここでの処理を終了する。ポッド２が目標深度に達していない場合（ステップＳ４；ＮＯ）には、ステップＳ３、Ｓ８に戻り、ピッチ角度の制御及び重力調整装置３０による制御を継続する。
【００６６】
この水中浮遊式発電装置の停止方法では、発電機１７のタービン４の回転数を低下させたのち、タービン４のピッチ角度を制御し、タービン４の回転数を変更して、タービンスラスト推力を減少させることができる。これにより、係留ロープ１１に接続されたポッド２に下向きの力を減少させて、浮力によってポッド２に作用する上向きの力を増大させて、ポッド２を浮上させることができる。このとき、ブレード６のピッチ角度及びタービン４の回転数を制御することで、ポッド２の浮上速度を調整することができる。さらに、重力調整装置３０を用いて、浮上速度を調整することができるので、ポッド２が急上昇することを防止できる。
【００６７】
本発明は、前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で下記のような種々の変形が可能である。
【００６８】
上記の実施形態ではブレード６のピッチ角度を制御して、ポッド２を沈降又は浮上させているが、ピッチ角度を制御せず、タービン４の回転数を制御して、タービンスラスト推力を変更して、ポッド２を沈降又は浮上させてもよい。例えば、発電機１７による抵抗を増減させることで、タービン４の回転数を変更させて、タービンスラスト推力を変更することができる。なお、ピッチ角度を制御せず、タービン４の回転数を制御する場合には、制御の複雑化を回避して制御を簡素化することができる。同様に、タービン４の回転数を制御せず、ピッチ角度を制御する場合には、制御の複雑化を回避して制御を簡素化することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１  水中浮遊式発電装置
２  ポッド
４  発電用タービン
６  ブレード（翼）
１０  送電ケーブル
１１  係留ロープ（係留索）
１７  発電機
３０  重力調整装置
４０  センター側制御部
５０  発電機側制御部。
【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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