(57)【要約】      （修正有）【課題】突風によるブレード折損事故を未然に防いだり、運転再開への作業を簡易化できる技術を提供する。【解決手段】地上に立設させたタワーと、そのタワーに固定されたナセルと、そのナセルに対してハブを介して回転自在に固定された複数のブレードとを備えた風力発電装置において、そのブレードの少なくとも一枚には、想定以上の風圧を受けると他の部位から分離する先端分離構造を備える。その先端分離構造を備えたブレードは、その回転停止時には水平位置よりも高い位置で停止させる。【選択図】図３
2011149435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央部から放射型をなす複数枚のブレードを備えた風力発電装置であって、
少なくとも一枚のブレードにおいて、ナセルとは反対側の端部から所定割合の部位である先端部位が、想定以上の風圧を受けると他の部位から分離する先端分離構造をなし、
ブレードの回転が停止した場合には、先端分離構造を備えたブレードが上位に位置するような停止機構を備えたことを特徴とする風力発電装置。
【請求項２】
中央部から放射型をなす複数枚のブレードを備えた風力発電装置であって、
少なくとも一枚のブレードにおいて、ナセルとは反対側の端部から所定割合の部位である先端部位が、想定以上の風圧を受けると風圧を逃がす形状に変化する先端変形構造をなし、
ブレードの回転が停止した場合には、先端変形構造を備えたブレードが上位に位置するような停止機構を備えたことを特徴とする風力発電装置。
【請求項３】
ブレードの回転を制御する回転制御装置を備え、
その回転制御装置は、 風速を検知する風速検知手段と、
検知したその風速データを受信する受信手段と、
その受信手段が受信した風速データがカットアウト風速以上の風速であるか否かを判断する風速判断手段と、
その風速判断手段がカットアウト風速以上の風速であると判断した場合には、ブレードの回転を停止させる旨の信号を出力する停止信号出力手段と、を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の風力発電装置。
【請求項４】
先端分離構造は、所定の一枚のブレードである先端分離構造付きブレードにのみに備え、
回転制御装置は、先端分離構造付きブレードの先端部位が最高位となるようにブレードの回転を停止させることとしたことを特徴とする請求項１または請求項３に記載の風力発電装置。
【請求項５】
先端変形構造は、所定の一枚のブレードである先端変形構造付きブレードにのみに備え、
回転制御装置は、先端変形構造付きブレードの先端部位が最高位となるようにブレードの回転を停止させることとしたことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の風力発電装置。
【請求項６】
中央部から放射型をなす複数枚のブレードを備え、  少なくとも一枚のブレードにおいて、ナセルとは反対側の端部から所定割合の部位である先端部位が、想定以上の風圧を受けると他の部位から分離する先端分離構造をなすとともに、  ブレードの回転が停止した場合には、先端分離構造を備えたブレードが上位に位置するような停止機構と、 ブレードの回転を制御する回転制御装置とを備えた風力発電装置の制御プログラムであって、
その制御プログラムは、風速を検知する風速検知手順と、
検知したその風速データを受信する受信手順と、
その受信手順にて受信した風速データがカットアウト風速以上の風速であるか否かを判断する風速判断手順と、
その風速判断手順にてカットアウト風速以上の風速であると判断した場合には、ブレードの回転を停止させる旨の信号を出力する停止信号出力手順と、を回転制御装置に実行させるプログラムとした風力発電装置の制御プログラム。
【請求項７】
先端分離構造は、所定の一枚のブレードである先端分離構造付きブレードにのみに備え、
回転制御装置は、先端分離構造付きブレードの先端部位が最高位となるようにブレードの回転を停止させることとしたことを特徴とする請求項６に記載の風力発電装置の制御プログラム。
【請求項８】
中央部から放射型をなす複数枚のブレードを備え、  少なくとも一枚のブレードにおいて、ナセルとは反対側の端部から所定割合の部位である先端部位が、想定以上の風圧を受けると風圧を逃がす形状に変化する先端変形構造をなすとともに、  ブレードの回転が停止した場合には、先端分離構造を備えたブレードが上位に位置するような停止機構と、  ブレードの回転を制御する回転制御装置とを備えた風力発電装置の制御プログラムであって、
その制御プログラムは、風速を検知する風速検知手順と、
検知したその風速データを受信する受信手順と、
その受信手順にて受信した風速データがカットアウト風速以上の風速であるか否かを判断する風速判断手順と、
その風速判断手順にてカットアウト風速以上の風速であると判断した場合には、ブレードの回転を停止させる旨の信号を出力する停止信号出力手順と、を回転制御装置に実行させるプログラムとした風力発電装置の制御プログラム。
【請求項９】
先端変形構造は、所定の一枚のブレードである先端変形構造付きブレードにのみに備え、 回転制御装置は、先端変形構造付きブレードの先端部位が最高位となるようにブレードの回転を停止させることとしたことを特徴とする請求項８に記載の風力発電装置の制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロペラ型の風力発電装置を突風による破損などから護るための技術、およびそれに関連する制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
風力発電装置には、様々なタイプがあるが、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風力発電装置（プロペラ型）が多く採用されている。
さて、風力発電装置は、風という時々刻々と変化するエネルギに基づく発電であるため、出力が変動する。出力変動を抑制するための工夫としては、プロペラ型においては、風に対するブレードの向きを変化させるピッチ制御、ある程度の風速を超えると失速するような形状のブレードを採用することによるストール制御などがある。
【０００３】
風速が非常に大きくなった場合には、過負荷による風力発電装置の故障、特にブレードの損傷を防ぐために、運転を停止する「限度調整機構」を採用している。前述の制御方法においては、以下のようにして運転を停止する。
ピッチ制御の場合、ブレードが風からの揚力を受けないような角度（フェザリング）に変更する。
ストール制御の場合、ブレード先端を、ブレードの回転に対して抵抗となるような角度（約９０度）に変更する。
【０００４】
また、サボニウス型の風力発電装置でも、過負荷による風力発電装置の故障を防ぐための工夫が必要である。そうした技術として、例えば、特許文献１に開示される技術がある。この技術は、羽根車に備えられた円弧状断面羽根がそれぞれ、偏心位置から回転中心位置に移動できるような機構を備えている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−６０５７７号公報
【０００６】
ところで、風力発電装置を設置する場合、前もってその設置予定地の風況を一年以上観測し、その測定結果に基づいて、同地点で発生するであろう最大風速を想定する。最大風速の想定は、近隣の気象官署の観測データなども用いて決定する。
【０００７】
例えば、風力発電用風車の建設予定地について風向風速を計測する技術として、特許文献２に開示される技術がある。
【０００８】
【特許文献２】特開２００４−１０１２６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前述した従来の「限度調整機構」の技術では、風速の計測に伴って、以下のような問題点がある。
第一の計測方法では、大きな速度で突然吹いてくる突風への対策が不十分であった。周りが平地であるような場合には、風況が安定していることが多いので突風が吹くことは稀であり、強風が発生していることを検知すればたいてい足りる。
しかし、複雑な地形に立地した場合には、風況が安定しておらず、想定以上の突風が生じることもある。ブレード角度を変更するには数秒を要するので、突風は検知してからでは手遅れとなり、ブレードを損傷してしまうことがある。
【００１０】
また、風力発電装置を設置した後に最大風速の想定を上回る強風が発生する場合もある。このような場合には、運転を停止していてもダメージを受ける。最も大きなダメージとしては、ブレードが根元から折損してしまう事故である。この事故が生じた場合には、修復に多大な費用と長期間（１〜２ヶ月程度）を要する。
【００１１】
また、特開２０００−６４９４１号に記載されている「風力発電装置」の技術がある。これは、ブレードを分割して運搬することを主とした技術であり、ブレードの折損が起きた場合にはそれを復旧させる際に役立つ技術と考えることもできる。しかし、折損を未然に防止する技術ではない。
【００１２】
本発明が解決しようとする課題は、ブレードの折損事故を未然に防止することができる技術を提供することである。
ここで、請求項１から請求項５に記載の発明の目的は、ブレードの折損事故を未然に防止することができる風力発電装置を提供することにある。
また、請求項６から請求項９に記載の発明の目的は、ブレードの折損事故を未然に防止することができる風力発電装置の制御プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、プロペラ型の風力発電装置におけるブレードの折損事故がブレードの根本で起きていること、ナセルよりも上位に位置するブレードにて最も多く発生していることに鑑み、折損事故が起きる前にブレードを積極的に分離するなどして、ブレードに生じる曲げモーメントを軽減して折損事故を未然防止することとしたものである。
【００１４】
（請求項１）
請求項１に記載の発明は、中央部から放射型をなす複数枚のブレードを備えた風力発電装置に係る。
すなわち、少なくとも一枚のブレードにおいて、ナセルとは反対側の端部から所定割合の部位である先端部位が、想定以上の風圧を受けると他の部位から分離する先端分離構造をなし、  ブレードの回転が停止した場合には、先端分離構造を備えたブレードが上位に位置するような停止機構を備えたことを特徴とする。
【００１５】
（用語説明）
「少なくとも一枚のブレード」としているのは、複数のブレード全てでもよいが、少なくとも一枚という意味である。ただし、一枚のブレードのみに先端分離構造を採用した場合には、他の請求項で限定するように、そのブレードが最上位に位置して停止する制御機能が備わることが望ましい。
なお、本願発明は、二枚以上のブレードを備えるプロペラ型風力発電装置において採用される。一枚ブレードのプロペラ型風力発電装置では、ほとんど必要ない。
【００１６】
「想定以上の風圧を受けると他の部位から分離する先端分離構造」とは、完全に離れてしまうことを意味せず、ある部品を介して先端部位とブレードの他の部位とがつながっている状態も含むこととする。  先端分離構造には、「再結合構造」を備えることは、望ましい。「再結合構造」とは、たとえば先端部位と他の部位とを接続するワイヤ、ヒンジなどである。
「先端分離構造」とは、たとえば、先端部位を形成している部材を他の部材よりも破壊しやすい材質にて形成する場合などがある。  なお、先端部位の長さは、「全体の３０％以下」であることが望ましい。統計的な分析から、３０％が脱落すればブレードが約３倍長持ちする一方、風車ブレードの性能に大きな影響を与える位置がブレード先端から３０％以内に存在しているため、その部分は一体成型したほうが望ましいからである。また、あまりに大きく脱落すると、復帰運転への負担や予備パーツの輸送、保管の困難性が高まるからである。
【００１７】
「停止機構」は、たとえば、ブレードが三枚の風力発電装置において一枚のみに先端分離構造を備えていたとすると、その先端分離構造を備えたブレードがその先端部位を上にしてほぼ垂直をなすように停止させる。ナセルの高さ位置を基準にすると、ナセルよりも高い位置の方が低い位置よりも風速が早いことが多く、ブレードの折損事故もその多くが上位に停止したブレードに対して起きているからである。
なお、全てのブレードに先端分離構造が備わっている場合には、停止機構がブレードをどの位置で停止させてもよい。また、全てのブレードに先端分離構造が備わった風力発電装置であれば、ブレードの回転時に想定以上の風圧を受けても、ブレードが折損するような事故を未然に防止できる。
【００１８】
（作用）
カットアウト風速以上の風速時には、停止機構がブレードの回転を停止させる。そのとき、先端分離構造を備えたブレードが上位に位置するように停止させる。想定以上の風速はナセルよりも高い位置で生じる確率が高いのであるが、そこで想定以上の風速が発生してもその風圧を受けるブレードには先端分離構造が備わっているので、その場合、先端部位が他の部位から分離する。つまり、想定以上の風速が発生する確率の高いブレードにおけるブレードの根本にかかる曲げモーメントを軽減し、折損事故を未然防止することに貢献する。
【００１９】
（請求項２）
請求項２に記載の発明もまた、中央部から放射型をなす複数枚のブレードを備えた風力発電装置に係る。
すなわち、少なくとも一枚のブレードにおいて、ナセルとは反対側の端部から所定割合の部位である先端部位が、想定以上の風圧を受けると風圧を逃がす形状に変化する先端変形構造をなし、 ブレードの回転が停止した場合には、先端変形構造を備えたブレードが上位に位置するような停止機構を備えた風力発電装置に係る。
【００２０】
（用語説明）
請求項１に記載の風力発電装置との相違点は、先端分離構造に代えて「先端変形構造」を備えた点である。
先端変形構造とは、たとえば、先端部位が他の部位に対して約９０度回転し、風圧をほとんど受けないようにする機構を備えたものである。
【００２１】
（請求項３）
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２のいずれかに記載の風力発電装置を限定したものである。
すなわち、ブレードの回転を制御する回転制御装置を備えるとともに、その回転制御装置は、風速を検知する風速検知手段と、  検知したその風速データを受信する受信手段と、  その受信手段が受信した風速データがカットアウト風速以上の風速であるか否かを判断する風速判断手段と、  その風速判断手段がカットアウト風速以上の風速であると判断した場合には、ブレードの回転を停止させる旨の信号を出力する停止信号出力手段とを備えた風力発電装置である。
【００２２】
（作用）
風速検知手段が風速を検知し、その風速データを受信手段が受信する。受信した風速データがカットアウト風速以上の風速であるか否かを風速判断手段が判断し、カットアウト風速以上の風速である場合には停止信号出力手段がブレードの回転を停止させる旨の信号を出力する。すると、回転制御装置がブレードの回転を停止させる。停止時の方が回転時よりも回転の抵抗がないので、ブレードが損傷を受ける確率を低めることができる。
【００２３】
（請求項４）
請求項４に記載の発明は、請求項１または請求項３に記載の風力発電装置を限定したものである。
すなわち、先端分離構造は、所定の一枚のブレードである先端分離構造付きブレードにのみに備え、  回転制御装置は、先端分離構造付きブレードの先端部位が最高位となるようにブレードの回転を停止させることとしたことを特徴とする。
【００２４】
（請求項５）
請求項５に記載の発明もまた、請求項２または請求項３に記載の風力発電装置を限定したものである。
すなわち、先端変形構造は、所定の一枚のブレードである先端変形構造付きブレードにのみに備え、  回転制御装置は、先端変形構造付きブレードの先端部位が最高位となるようにブレードの回転を停止させることとしたことを特徴とする。
【００２５】
（作用）
請求項４および請求項５に記載の発明によれば、先端分離構造付きブレードまたは先端変形構造付きブレードを最低限とした。  それによって、製造コストの増加を抑制する一方、最も折損事故が起きやすいブレード位置に先端分離構造付きブレードまたは先端変形構造付きブレードを配置して停止させる。そのことで、想定以上の風速が発生する確率の高いブレードの折損事故を未然防止することに貢献する。
【００２６】
（請求項６）
請求項６に記載の発明は、中央部から放射型をなす複数枚のブレードを備え、  少なくとも一枚のブレードにおいて、ナセルとは反対側の端部から所定割合の部位である先端部位が、想定以上の風圧を受けると他の部位から分離する先端分離構造をなすとともに、  ブレードの回転が停止した場合には、先端分離構造を備えたブレードが上位に位置するような停止機構と、 ブレードの回転を制御する回転制御装置とを備えた風力発電装置の制御プログラムに係る。
その制御プログラムは、風速を検知する風速検知手順と、  検知したその風速データを受信する受信手順と、  その受信手順にて受信した風速データがカットアウト風速以上の風速であるか否かを判断する風速判断手順と、  その風速判断手順にてカットアウト風速以上の風速であると判断した場合には、ブレードの回転を停止させる旨の信号を出力する停止信号出力手順と、を回転制御装置に実行させるプログラムである。
【００２７】
（請求項７）
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の風力発電装置の制御プログラムを限定したものである。
すなわち、先端分離構造は、所定の一枚のブレードである先端分離構造付きブレードにのみに備え、  回転制御装置は、先端分離構造付きブレードの先端部位が最高位となるようにブレードの回転を停止させることとしたことを特徴とする。
【００２８】
（請求項８）
請求項８に記載の発明は、中央部から放射型をなす複数枚のブレードを備え、  少なくとも一枚のブレードにおいて、ナセルとは反対側の端部から所定割合の部位である先端部位が、想定以上の風圧を受けると風圧を逃がす形状に変化する先端変形構造をなすとともに、  ブレードの回転が停止した場合には、先端分離構造を備えたブレードが上位に位置するような停止機構と、  ブレードの回転を制御する回転制御装置とを備えた風力発電装置の制御プログラムに係る。
その制御プログラムは、風速を検知する風速検知手順と、  検知したその風速データを受信する受信手順と、  その受信手順にて受信した風速データがカットアウト風速以上の風速であるか否かを判断する風速判断手順と、  その風速判断手順にてカットアウト風速以上の風速であると判断した場合には、ブレードの回転を停止させる旨の信号を出力する停止信号出力手順とを回転制御装置に実行させるプログラムである。
【００２９】
（請求項９）
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の風力発電装置の制御プログラムを限定したものである。
すなわち、先端変形構造は、所定の一枚のブレードである先端変形構造付きブレードにのみに備え、  回転制御装置は、先端変形構造付きブレードの先端部位が最高位となるようにブレードの回転を停止させることとしたことを特徴とする。
【００３０】
請求項６から請求項９に係るプログラムを、チップ化して風力発電装置のブレード制御装置とすることもできる。また、記録媒体へ記憶させて提供することもできる。ここで、「記録媒体」とは、それ自身では空間を占有し得ないプログラムを担持することができる媒体であり、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ−Ｒ、ＭＯ（光磁気ディスク）、ＤＶＤ−Ｒなどである。
【発明の効果】
【００３１】
請求項１から請求項５に記載の発明によれば、ブレードの折損事故を未然に防止することに貢献する風力発電装置を提供することができた。
また、請求項６から請求項９に記載の発明によれば、ブレードの折損事故を未然に防止することに貢献する風力発電装置の制御プログラムを提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】一般的なプロペラ型の風力発電装置、およびその近傍における風況を図示した概念図である。
【図２】第一の実施形態のブレードを示す概念図である。
【図３】第二の実施形態のブレードを示す概念図である。
【図４】第三の実施形態のブレードを示す概念図である。
【図５】第四の実施形態のブレードを示す概念図である。
【図６】第五の実施形態のブレードを示す概念図である。
【図７】風車ブレードの風速と風圧荷重との関係を示したグラフである。
【図８】第六の実施形態のブレードを示す概念図である。
【図９】第六の実施形態のブレードを示す概念図である。
【図１０】ブレードにおける機能とその比率とを図示した概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
本発明の実施の形態について、添付図面を参照させながら説明する。ここで使用する図面は、図１から図１４である。図１は、一般的なプロペラ型の風力発電装置を示している。図２から図６および図９は実施形態を示す概念図である。図７および図８はブレードの風圧および風速との関係を示すグラフまたはフローチャートである。図１０は、ブレードにおける機能とその比率とを図示した概念図である。
【００３４】
（図１）
図１には、一般的なプロペラ型の風力発電装置、およびその近傍における風況を図示したものである。
風の変動は、地表に近い地点ほど大きい。しかし、風速は地表から高い地点ほど大きい。したがって、ブレードの折損事故は、ナセルよりも上に位置していたブレードに生じやすい。
【００３５】
（図２）
図２には、第一の実施形態を示す。図２に示すブレードは、三枚のブレード（α、β、γ）のうちの一枚（α）に、ナセルとは反対側の端部から所定割合の部位である先端部位が、想定以上の風圧を受けると風圧を逃がす形状に変化する先端変形構造を備えている。先端変形構造とは、たとえば、先端部位が他の部位に対して約９０度回転し、風圧をほとんど受けないようにする機構を備えたものである。
このブレード（α）を採用する風力発電装置は、ブレードの回転が停止した場合には、先端変形構造を備えたブレード（α）が上位に位置するような停止機構を備えなければならない。
【００３６】
カットアウト風速以上の風速時には、停止機構がブレード（α）が上位に位置するようにブレードの回転を停止させ、先端変形構造が作動して先端部位が他の部位に対して約９０度回転し、風圧をほとんど受けないようにする。すると、想定以上の風を受けても、先端部位が風圧を受けないので、ブレード（α）の根本に生じる曲げモーメントが軽減されるため、ブレード（α）の折損事故を未然に防ぐことに寄与する。
【００３７】
（図３）
図３には、第二の実施形態を示す。この図３に示すブレードは、三枚のブレード（α、β、γ）のうちの一枚（α）に、ナセルとは反対側の端部から所定割合の部位である先端部位が、想定以上の風圧を受けると脱落するように形成されている。
このブレード（α）を採用する風力発電装置もまた、ブレードの回転が停止した場合には、先端変形構造を備えたブレード（α）が上位に位置するような停止機構を備えなければならない。
【００３８】
カットアウト風速以上の風速時には、停止機構がブレード（α）が上位に位置するようにブレードの回転を停止させる。想定以上の風圧を受けると、ブレード（α）の先端部位は脱落する。想定以上の風を受けても、先端部位が存在しないのでその部分が風圧を受けないので、ブレード（α）の根本に生じる曲げモーメントが軽減される。このため、ブレード（α）の折損事故を未然に防ぐことに寄与する。
なお、脱落したブレード（α）の先端部位の修復は、ブレード（α）を回転させて最も地表面に近づければ、修復作業が行いやすい。このことは、ブレードの全長が長ければ長いほど、効果的である。
【００３９】
（図４）
図４には、第三の実施形態を示す。この図４に示すブレードは、三枚のブレード（α、β、γ）のうちの一枚（α）に、ナセルとは反対側の端部から所定割合の部位である先端部位が、分割可能な構造をなしている。また、その先端部位は、定常運転時には分割接続部材（ヒンジ）および図示しない接続部材によって、ブレード（α）の他の部位と接続されている。
なお、このブレード（α）を採用する風力発電装置もまた、ブレードの回転が停止した場合には、先端変形構造を備えたブレード（α）が上位に位置するような停止機構を備えなければならない。
【００４０】
カットアウト風速以上の風速時には、停止機構がブレード（α）が上位に位置するようにブレードの回転を停止させる。想定以上の風圧を受けると、ブレード（α）の先端部位はヒンジのみの接続とする。それによって、想定以上の風を受けても、先端部位が存在しないのでその部分が風圧を受けないので、ブレード（α）の根本に生じる曲げモーメントが軽減される。このため、ブレード（α）の折損事故を未然に防ぐことに寄与する。
【００４１】
なお、本実施形態は、第一の実施形態と比べて、発電の再開が早いという利点がある。すなわち、第一の実施形態では、ブレード（α）を交換するか、脱落した先端部位を結合させなければならない。しかし、本実施形態では、先端部位が他の部位とつながったままなので、再結合がきわめて容易であり、発電再開までの時間を大幅に短縮できる。
【００４２】
（図５）
図５には、第四の実施形態を示す。この図５に示すブレードは、三枚のブレード（α、β、γ）のうちの一枚（α）に、ナセルとは反対側の端部から所定割合の部位である先端部位が、分割可能な構造をなしている。その先端部位と他の部位とは、接続部材を内蔵することで接続されている。この接続部材は、連続して形成されているブレードの部位よりも強度が弱くなるように形成されている。すなわち、接続部材の強度はブレードに想定されている風速よりも小さな風速による風圧にて破損するように設計されている。
このため、ブレード（α）に想定以上の風圧がかかると、最初に接続部材が破損し、先端部位が脱落する。しかし、先端部位が存在しなくなるのでその部分が風圧を受けず、ブレード（α）の根本に生じる曲げモーメントが軽減される。このため、ブレード（α）の折損事故を未然に防ぐことに寄与する。
【００４３】
なお、上述したブレード（α）のような構造のブレード以外のブレード（β、γ）は通常のブレードを採用する風力発電装置においては、ブレードの回転が停止した場合には、先端変形構造を備えたブレード（α）が上位に位置するような停止機構を備えなければならない。
【００４４】
本実施形態もまた、第一の実施形態と比べて、発電の再開が早いという利点がある。すなわち、新たな接続部材を用いて、脱落した先端部位を接続すればブレード（α）は元通りになるので、発電再開までの時間を大幅に短縮できる。
【００４５】
（図６）
図６は第五の実施形態を示す。この図６に示すブレードも、三枚のブレード（α、β、γ）のうちの一枚（α）に、ナセルとは反対側の端部から所定割合の部位である先端部位が、分割可能な構造をなしている。そしてその先端部位と他の部位とは、所定の手段、たとえば図５に示したような接続部材を用いることで一体化されるとともに、接続ワイヤを介して接続されている。
【００４６】
本実施形態のブレードを採用する風力発電装置は、ブレードの回転が停止した場合には、先端変形構造を備えたブレード（α）が上位に位置するように停止させる。ブレード（α）に想定以上の風圧がかかると、最初に接続部材が破損し、先端部位が脱落する。しかし、先端部位が存在しなくなるのでその部分が風圧を受けず、ブレード（α）の根本に生じる曲げモーメントが軽減される。このため、ブレード（α）の折損事故を未然に防ぐことに寄与する。
【００４７】
本実施形態もまた、第一の実施形態と比べて、発電の再開が早いという利点がある。すなわち、先端部位は、接続ワイヤによって他の部位につながっているので、脱落していない。したがって、新たな接続部材を用いて、先端部位を接続すればブレード（α）は元通りになり、発電再開までの時間を大幅に短縮できる。
【００４８】
（図７）
図７は、風車ブレードの風速と風圧荷重との関係を示したグラフである。
発電可能な風速（カットイン風速）である場合には、各ブレードの角度を発電効率の高い角度に設定し、ブレードの回転に基づく発電を行う。
所定以上の風速（カットアウト風速）になったら、フェザリングによって発電を停止する。一般には１０分間の平均にて平均風速２５ｍ／ｓおよび瞬間風速が３０ｍ／ｓを越えることをような場合にはフェザリングまたは出力低下の制御を行う。
【００４９】
「フェザリング」とは、ブレードが風を受けても回転しないポジションをいうが、充分に減速するポジションや、ブレード回転を停止させるためのブレーキを補助的に用いる場合も含むこととする。
フェザリングをしても、風速が更に強まればブレードにかかる風圧荷重は高まる。設計荷重を越えて極限荷重まで達したときには、フェイルセーフ機能が作動する（あるいは作動させる）。すなわち、実施形態に示したようなブレードの先端分離構造または先端変形構造が機能し、ブレードの折損を未然に防ぐ。
なお、極限荷重とは、風洞試験などによってブレードが根本から折損するような大きな損壊となる時のトリガー発生位置（根本からの距離）およびその値を求め、その値よりも低い値を極限荷重として選択したものである。
【００５０】
（図８）
図８に基づいて、本実施形態に係る風力発電装置の制御装置による作動手順を説明する。
定格運転を続行している際にカットアウト風速以上の風速がないかどうか、風速計を用いて常時チェックしている。そして、カットアウト風速以上の風速があった場合には、全ブレード（α、β、γ）をフェザリング角へ変更させる。すると、ブレードは回転を停止する。
【００５１】
回転を停止しても風速のチェックは続行する。そして、風速による風圧が設計荷重以上である場合には、フェイルセーフ機能が作動する（あるいは作動させる）。これによって、ブレードの折損を未然に防ぐ。
【００５２】
（図９）
図９に示すのは、第六の実施形態のブレードを示す概念図である。すなわち、全てのブレードに第一から第五までに示したいずれかの先端部位構造を採用したものである。これによれば、風力発電装置の停止機構が、どのような配置にブレード（α、β、γ）を停止させても、ブレードの折損を未然に防ぐことができる。
ただし、いずれかひとつのブレード（α）にのみ先端部位構造を採用したほうが、ブレード全体の製造コストが抑えられる。
【００５３】
（図１０）
図１０は、ブレードにおける機能とその比率とを図示した概念図である。
ブレードの全長をＬ、先端部位の長さをＰとした場合、先端部位の長さは全長の３０％以下とすることが望ましい。先端部位の長さを、「全体の３０％以下」としたのは、統計的な分析から、３０％が脱落すればブレードが約３倍長持ちする一方、風車ブレードの性能に大きな影響を与える位置がブレード先端から３０％以内に存在しているため、その部分は一体成型したほうが望ましいからである。また、あまりに大きく脱落すると、復帰運転への負担や予備パーツの輸送、保管の困難性が高まるからである。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本願発明は、風力発電装置の製造業、風力発電装置のパーツ製造業、風力発電装置のメンテナンス業、風力発電装置に関するコンサルティング業などに用いられる可能性がある。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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