(57)【要約】【課題】単位時間当たりの発電量の変動を抑制することが可能な発電システムを提供する。【解決手段】発電システム１は、タービン４と、タービン４による回転駆動力を受けて発電する発電機５と、タービン４の軸線方向から見て、タービン４の周方向の一部に配置された整流部１０と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンと、
前記タービンによる回転駆動力を受けて発電する発電機と、
前記タービンの軸線方向から見て、前記タービンの周方向の一部に配置された整流部と、を備える発電システム。
【請求項２】
前記タービンは、前記タービンの径方向において、互いに反対方向に張り出す一対のブレードを備え、
前記整流部は、前記タービンの径方向に離間して配置されている請求項１に記載の発電システム。
【請求項３】
前記整流部は、前記タービンの径方向において、前記タービンの外側に配置されている請求項１又は２に記載の発電システム。
【請求項４】
前記整流部は、前記タービンの軸線方向において前記タービンの上流側に配置され、下流側に向かうにつれて、前記タービンの径方向内側に向かう傾斜面を含む請求項１〜３の何れか一項に記載の発電システム。
【請求項５】
前記タービンは水流を受けて回転可能であり、
前記タービンの周方向において、前記整流部が配置された領域を第１領域とし、前記整流部が配置されていない領域を第２領域とした場合に、
前記第２領域は、前記タービンの周方向において前記水流の速度が最も高い領域を含む請求項１〜４の何れか一項に記載の発電システム。
【請求項６】
前記発電機を収容する発電ポッドと、
前記発電ポッドに対して、前記整流部を連結する支持部と、を更に備える請求項１〜５の何れか一項に記載の発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、風力発電装置において、風を受けて回転する羽根車の周囲にケーシングが配置されているものがある（例えば特許文献１参照）。このケーシングは、羽根車の径方向外側で全周に亘って連続するように配置されている。特許文献１では、ケーシングを設けることで、風の流出口の周囲に形成された渦同士が干渉するようにして、流体の速度を増加させようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第６１２８５７５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
流体の流れを受けて回転するタービンを備えた発電システムにおいて、流体の速度分布にばらつきがあると、タービンの回転位置によって、タービンが受ける流体の流速が異なる。これにより、タービンの回転位置によって、流体からタービンが受ける力に差が生じてしまい、単位時間当たりの発電量が変動する。本開示は、単位時間当たりの発電量の変動を抑制することが可能な発電システムを説明する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様に係る発電システムは、タービンと、タービンによる回転駆動力を受けて発電する発電機と、タービンの軸線方向から見て、タービンの周方向の一部に配置された整流部と、を備える。
【０００６】
発電システムのタービンは、流れの中に配置されて、流れを受けて回転する。この発電システムでは、整流部によってタービンに流入する流体の向きを変え、タービンの周方向において部分的に流速を増加させる。これにより、タービンの回転速度の瞬時値のばらつきを抑制して、単位時間当たりの発電量の変動を抑制することができる。なお、周方向の一部に配置された整流部は、周方向において全周に連続する整流部を含まない。
【０００７】
いくつかの態様において、発電システムは、タービンの径方向において、互いに反対方向に張り出す一対のブレードを備えていてもよい。整流部は、タービンの径方向に離間して配置されていてもよい。これにより、タービンの径方向の両側において流体の向きを変え、タービンの周方向において部分的に流速を増加させる。
【０００８】
いくつかの態様において、整流部は、タービンの径方向において、タービンの外側に配置されていてもよい。これにより、タービンの径方向外側から流体を流入させるように流体の向きを変え、タービンの周方向において部分的に流速を増加させる。
【０００９】
いくつかの態様において、整流部は、タービンの軸線方向においてタービンの上流側に配置され、下流側に向かうにつれて、タービンの径方向内側に向かう傾斜面を含んでもよい。傾斜面に当たった流体は、傾斜面に沿って流れの向きが変更されてタービンに流入する。これにより、タービンに流入する流体の流速を増加させることができる。そのため、タービンの周方向において、流速の差を抑制することができる。
【００１０】
いくつかの態様において、タービンは水流を受けて回転可能であり、タービンの周方向において、整流部が配置された領域を第１領域とし、整流部が配置されていない領域を第２領域とした場合に、第２領域は、タービンの周方向において水流の速度が最も高い領域を含んでもよい。これにより、水流の速度が最も高い領域に対しては、整流部によって流速を増加させずに、その他の領域に対して、流速を増加させることができる。この発電システムによれば、タービンの回転速度の瞬時値のばらつきを抑制して、単位時間当たりの発電量の変動を抑制することができる。
【００１１】
いくつかの態様において、発電システムは、発電機を収容する発電ポッドと、発電ポッドに対して、整流部を連結する支持部と、を更に備える構成でもよい。これにより、整流部を発電ポッドと一体として移動させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本開示によれば、単位時間当たりの発電量の変動を抑制することが可能な発電システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態に係る水中固定式発電システムの概略構成を示す図である。
【図２】図２（ａ）は、水深方向に沿う流速分布を示す概略図である。図２（ｂ）は、発電ポッドをタービンの軸線方向から示す正面図である。
【図３】タービンの近傍に配置された整流部を示す部分断面図である。
【図４】図４（ａ）は、水深方向に沿う流速分布を示す概略図である。図４（ｂ）は、第２実施形態に係る発電ポッドをタービンの軸線方向から示す正面図である。
【図５】第３実施形態に係る水中浮遊式発電システムの概略構成を示す図である。
【図６】タービンの近傍に配置された整流部を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本開示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。
【００１５】
図１に示されるように、水中固定式発電システム（水流発電システム）１は、例えば海水中に設置され、海流ＦＷを利用して発電を行う。以下、水中固定式発電システム１を「発電システム１」と記す。また、海流ＦＷの上流側を前側、海流ＦＷの下流側を後側として説明する。発電システム１は、海底Ｂに対して固定された発電ポッド２を備える。発電ポッド２は海底Ｂに対して固定された架台３によって支持されている。なお、各図において、交差する３方向（Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向）を矢印で図示している。Ｘ方向は、後述するタービン４の軸線Ｌ４が延在する方向（軸線方向）である。Ｙ方向は、タービン４の径方向のうち、水平方向に沿う方向である。Ｚ方向は、鉛直方向である。
【００１６】
発電ポッド２の前方には、タービン４が配置されている。タービン４は水流を受けて回転する。発電ポッド２は、例えば円筒状を成す容器を含み、タービン４を回転可能に支持している。発電ポッド２は、タービン４の回転駆動力によって発電する発電機５を収容する。発電ポッド２には、送電ケーブル６が接続されている。送電ケーブル６は、例えば地上側の電力系統に接続されている。
【００１７】
タービン４は、ハブ７と、ハブ７に設けられた複数枚（例えば２枚）のブレード８と、を含んでいる。一対のブレード８は、タービン４の径方向において互いに反対方向に張り出している。ハブ７には、発電機５の回転軸９が連結されている。回転軸９は、発電ポッド２に対して回転可能に支持されている。ハブ７及びブレード８は一体として回転する。ブレード８の回転による駆動力は、回転軸９を介して発電機５に伝達される。
【００１８】
ここで、発電システム１は、図２（ｂ）及び図３に示されるように、一対の整流板（整流部）１０を含む。一対の整流板１０は、タービン４の軸線方向（Ｘ方向）から見て、タービン４の周方向の一部に配置されている。一対の整流板１０は、タービン４の径方向において、タービン４の外側に配置されている。一対の整流板１０は、ブレード８の先端８ａよりも外方に配置されている。なお、図２（ｂ）では、ブレード８が、上下方向（Ｚ方向）に沿って配置されている状態を示し、図３では、ブレード８が水平方向（Ｙ方向）に沿って配置されている状態を示している。図１では、整流板１０の図示を省略している。
【００１９】
図２（ｂ）に示されるように、流体の流れ方向の上流側からタービン４を見た場合の回転角において、真上を０度として右回りを正（プラス）として説明する。整流板１０は、タービン４の周方向において、例えば、９０度及び２７０度を含む領域に配置されている。整流板１０は、タービン４の周方向において、例えば０度及び１８０度を含む領域に配置されていない。整流板１０は、例えば６０度から１２０度までを含む領域と、２４０度から３００度までを含む領域とに配置されている。タービン４の周方向において、整流板１０が配置された領域を第１領域とし、整流板１０が配置されていない領域を第２領域とする。例えば、タービン４の周方向において、第１領域の割合は、第２領域の割合よりも小さい。
【００２０】
整流板１０は、例えば基部１１と、傾斜板１２とを備える。基部１１は、例えば板状を成している。基部１１は、タービン４の周方向に沿って湾曲し、円弧を成すように配置されている。基部１１の長手方向は、タービン４の周方向に沿っている。図３に示すように、基部１１の幅方向は、タービン４の軸線方向に沿うように配置されている。基部１１の板厚方向は、タービン４の径方向に沿って配置されている。基部１１は、タービン４の軸線方向において、例えばタービン４の上流側から下流側までを含むように配置されている。基部１１の内面１１ａは、例えば、タービン４の軸線Ｌ４と平行な面を含んでもよい。基部１１の内面１１ａは、タービン４の軸線Ｌ４に対して傾斜する面を含んでもよい。
【００２１】
傾斜板１２は、板状を成し、タービン４の周方向に沿って配置されている。傾斜板１２は、基部１１に対応して湾曲している。傾斜板１２の板厚方向は、タービン４の軸線Ｌ４に対して傾斜している。傾斜板１２は、タービン４の軸線方向に対して傾斜する傾斜面１２ａを含む。傾斜板１２は、タービン４の軸線方向において、ブレード８の前側（タービンの上流側）に配置されている。傾斜面１２ａは、上流側から下流側に向かうにつれて、タービン４の径方向内側に向かうように傾斜している。傾斜面１２ａは、上流側から下流側に向かうにつれて、タービン４の軸線Ｌ４に接近するように傾斜している。傾斜面１２ａは、基部１１の内面１１ａに連続するように形成されている。傾斜板１２の後端部は、基部１１の前端部に連結されている。傾斜面１２ａは、タービン４の軸線Ｌ４に沿う断面において直線的に形成されていてもよく、湾曲していてもよい。
【００２２】
また、傾斜板１２は、タービン４の径方向において、基部１１から外方に張り出すように形成されている。傾斜板１２は、タービン４の径方向において、ブレード８の先端８ａよりも外方に配置されている。傾斜板１２の前端部は、タービン４の径方向において、傾斜板１２の後端部よりも外方に配置されている。傾斜板１２は、図２（ｂ）に示されるように、タービン４の軸線方向から見て、例えば扇形を成すように形成されている。傾斜板１２の形状は、扇形に限定されず、その他の形状でもよい。
【００２３】
発電システム１は、一対の整流板１０を支持する支持部１３を備える。支持部１３は、基部１１と発電ポッド２とを連結する複数の連結部材１４を含む。連結部材１４は、例えば棒状の部材である。連結部材１４は、基部１１の後端部と、発電ポッド２の外面とに接続されている。連結部材１４は、タービン４の軸線方向において、基部１１から下流側に延びている。複数の連結部材１４は、タービン４の周方向において離間して配置されている。複数の連結部材１４は、発電ポッド２から放射状に延びている。連結部材１４は、海流ＦＷに影響を与えない程度の太さである。
【００２４】
次に、図１及び図２を参照して、海流ＦＷ（ｆｗ１〜ｆｗ７）の流速分布と、整流板１０の配置との関係について説明する。図１及び図２（ａ）では、海流ＦＷの流速を矢印の長さで示している。図１及び図２（ｂ）では、タービン４の軸線方向に沿う流速を示している。矢印が長いほど、海流ＦＷの流速が高いことを示している。図２（ａ）におけるＹ方向の位置は、図２（ｂ）におけるＺ方向の位置と一致している。図１及び図２（ｂ）に示す例では、水深が深くなるほど、海流ＦＷの流速が低下している。水深が異なる海流ｆｗ１〜ｆｗ７のうち、最も水深が浅い海流ｆｗ１の流速が最高であり、最も水深が深い海流ｆｗ７の流速が最低である。また、Ｙ方向において、タービン４に流入する海流ＦＷの流速差は小さいものとする。
【００２５】
このような場合には、ブレード８が０度の位置に配置されているときに、高速の海流ｆｗ１がブレード８に当たり、ブレード８の回転速度が高くなる。これと同時に低速の海流ｆｗが１８０度の回転位置に存在するブレード８に当たる。しかし、この場合には、０度の回転位置のブレード８に高速の海流ｆｗ１が当たるので、ブレード８の回転速度は高い。
【００２６】
ブレード８が９０度の回転位置に移動した場合には、反対側のブレード８は、２７０度の回転位置に移動している。この場合には、高速の海流ｆｗ１は、ブレード８に当たっていない状態となり、海流ｆｗ１よりも低い流速の海流ｆｗ４がブレード８に当たる。９０度及び２７０度に存在するブレード８の回転速度は、０度及び１８０度に存在するブレード８の回転速度よりも低下する。例えば、発電システム１では、海流ｆｗ１よりも低速の海流ｆｗ３〜ｆｗ５に対応して、整流板１０の傾斜板１２が配置されている。海流ｆｗ３〜ｆｗ５の水深位置を含む範囲に、傾斜板１２が配置されている。例えば、発電システム１では、海流ｆｗ１，ｆｗ２，ｆｗ６，ｆｗ７の水深位置を含む範囲に、傾斜板１２が配置されていない。
【００２７】
この発電システム１によれば、一対の整流板１０によってタービン４に流入する海流ＦＷの向きを変えることができる。例えば、タービン４の径方向において、ブレード８の外側の海流ＦＷは、傾斜面１２ａに沿って流れる。これにより、タービン４の周方向において、部分的に流速を増加させることができる。ブレード８が９０度及び２７０度の位置に存在する場合において、タービン４の回転速度の瞬時値を増加させることができる。その結果、タービン４の回転速度の瞬時値のばらつきを抑制して、単位時間当たりの発電量の変動を抑制することができる。
【００２８】
発電システム１では、タービン４の径方向に離間して配置された一対の整流板１０を備えているので、タービン４の径方向の両側において海流ＦＷの向きを変えることができる。一対の整流板１０は、タービン４の径方向において、タービン４の外側に配置されているので、タービン４の外側から内側に海流ＦＷを流入させるように海流ＦＷの向きを変えることができる。
【００２９】
発電システム１では、水深方向における海流ｆｗ１〜ｆｗ７の速度分布に応じて一対の整流板１０が配置されている。海流ｆｗ１〜ｆｗ７のうち最も流速が高い海流ｆｗ１を含む領域には、整流板１０が配置されていない。これにより、流速が最も高い領域に対しては、整流板１０によって流速を増加させずに、海流ｆｗ１よりも流速が低いｆｗ２〜ｆｗ５を含む領域に対して、タービン４に流入する海流ＦＷの流速を増加させることができる。その結果、タービン４の回転速度の瞬時値のばらつきを抑制して、単位時間当たりの発電量の変動を抑制できる。
【００３０】
次に、図４（ａ）及び図４（ｂ）を参照して、第２実施形態に係る発電システムについて説明する。第２実施形態の発電システムが、第１実施形態の発電システム１と異なる点は、一対の整流板１０の配置が異なる点である。第２実施形態の説明において、第１実施形態と同じ説明は省略する。一対の整流板１０は、タービン４の周方向において、例えば、０度及び１８０度を含む領域（第１領域）に配置されている。整流板１０は、タービン４の周方向において、例えば９０度及び２７０度を含む領域（第２領域）に配置されていない。整流板１０は、例えば３３０度から３０度までを含む領域と、１５０度から２１０度までを含む領域とに配置されている。整流板１０は、基部１１及び傾斜板１２を備える。
【００３１】
次に図４を参照して、海流ＦＷ（ｆｗ１１〜ｆｗ１６）の流速分布と、整流板１０の配置との関係について説明する。図４（ａ）及び図４（ｂ）においてＺ方向の位置は一致している。図４（ａ）に示す例では、海流ｆｗ１１から海流ｆｗ１３まで、水深が深くなるほど、流速が上昇し、海流ｆｗ１４から海流ｆｗ１６まで、水深が深くなるほど、流速が低下している。海流ｆｗ１１〜ｆｗ１６のうち、海流ｆｗ１１及び海流ｆｗ１６は低速であり、海流ｆｗ１３及び海流ｆｗ１４は高速である。
【００３２】
例えば、ブレード８が０度の位置に配置されているときに、海流ｆｗ１１はブレード８の先端８ａに当たる。ブレード８が１８０度の位置に配置されているときに、海流ｆｗ１６はブレード８の先端に８ａに当たる。ブレード８が９０度及び２７０度の位置に配置されているときに、海流ｆｗ１３，ｆｗ１４はブレード８の先端８ａに当たる。
【００３３】
このような場合には、ブレード８が９０度及び２７０度の位置に配置されているときに、高速の海流ｆｗ１３，ｆｗ１４がブレード８に当たり、ブレード８の回転速度が高くなる。ブレード８が回転して、０度及び１８０度の位置に配置されているときに、低速の海流ｆｗ１１，ｆｗ１６がブレード８に当たり、ブレード８の回転速度が低くなる。ブレード８が０度及び１８０度の位置に配置されているときは、その他の位置と比べて、ブレード８の回転速度が低い。
【００３４】
第２実施形態の発電システム１では、低速の海流ｆｗ１１，ｆｗ１６に対応して、整流板１０の傾斜板１２が配置されている。海流ｆｗ１１，ｆｗ１６の水深位置を含む範囲に、傾斜板１２が配置されている。海流ｆｗ１２〜ｆｗ１５の水深位置を含む範囲には、傾斜板１２は配置されていない。
【００３５】
このような第２実施形態の発電システム１においても、整流板１０の傾斜板１２によって、タービン４に流入する海流の向きを変えることができる。例えば、海流ｆｗ１１及び海流ｆｗ１６の近傍において、タービン４の径方向において、ブレード８の外側の海流ＦＷは、傾斜面１２ａに沿って流れる。これにより、タービン４の周方向において、部分的に流速を増加させることができる。ブレード８が０度及び１８０度の位置に存在する場合において、タービン４の回転速度の瞬時値を増加させることができる。その結果、タービン４の回転速度の瞬時値のばらつきを抑制して、単位時間当たりの発電量の変動を抑制することができる。
【００３６】
次に図５及び図６を参照して第３実施形態に係る水中浮遊式発電システム（水流発電システム）２１について説明する。以下、水中浮遊式発電システム２１を「発電システム２１」と記す。発電システム２１は、海中に設置され、海流ＦＷを利用して発電を行う。発電システム２１は、例えば左右に離間して配置された一対の発電ポッド２２を備える。発電ポッド２２は、水中を浮遊可能な浮体である。発電システム２１は、一対の発電ポッド２２間に配置された中央ポッドを備える構成でもよい。一対の発電ポッド２２は、例えばクロスビーム（強度部材）によって連結されている。発電システム２１は、一対の発電ポッド２２を備えるものに限定されず、１つの発電ポッド２を備えるものでもよく、３つ以上の複数の発電ポッド２２を備えるものでもよい。
【００３７】
図６に示されるように、発電ポッド２２の前部は海流ＦＷの上流側に配置され、後部は海流ＦＷの下流側に配置されている。発電ポッド２２の後部には、タービン２３が設けられている。発電ポッド２２は、例えば円筒状を成す容器を含み、タービン２３を回転可能に支持している。タービン２３として、いわゆるダウンウィンド型のタービンが採用されている。なお、タービン２３は、アップウィンド型のタービンであってもよい。発電ポッド２２は、タービン２３の回転駆動力によって発電する発電機５を収容する。
【００３８】
発電ポッド２２は、図５に示されるように、海底Ｂに配置されたシンカー（又はアンカー）２４に対して、係留索２５を介して接続されている。シンカー２４は例えば摩擦式のシンカーでもよく、その他のシンカーでもよい。アンカーは、パイル式のアンカーでもよく、サクション式のアンカーでもよく、その他のアンカーでもよい。
【００３９】
係留索２５の下端はシンカー２４に接続され、係留索２５の上端は発電ポッド２２に接続されている。係留索２５の上端は、例えば一対の発電ポッド２２に対してそれぞれ接続されている。係留索２５は、発電ポッド２２に代えて、中央ポッドに接続されていてもよく、クロスビームに接続されていてもよい。発電ポッド２２に対しては、例えば長さを調整することで発電ポッド２２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。
【００４０】
発電ポッド２２には送電ケーブル２６が接続されている。送電ケーブル２６は、係留索２５に沿って配置されていてもよい。送電ケーブル２６の一端は、発電ポッド２２内の発電機５に接続されている。送電ケーブル２６の他端は、例えばシンカー２４において、海底送電ケーブル２７に接続されている。送電ケーブル２６は、シンカー２４に設けられた中継器（例えば変圧器を含む）を介して、海底送電ケーブル２７に接続されている。海底送電ケーブル２７は、海底Ｂに敷設されて、例えば地上の電力系統（外部電源等）に接続されている。発電機５によって発電された電力は、送電ケーブル２６及び海底送電ケーブル２７を通じて、電力系統に送電される。同様に、電力系統から発電ポッド２２に給電することもできる。
【００４１】
図６に示されるように、タービン２３は、ハブ２８と、ハブ２８に設けられた複数枚（例えば２枚）のブレード２９と、を含んでいる。ダウンウィンド型のタービンを採用した発電システム２１においては、海流ＦＷの向きを基準として、発電ポッド２の下流側にブレード２９が配置されている。
【００４２】
ハブ２８には、回転軸３０が連結されている。回転軸３０は、発電ポッド２２に収容され、軸回りに回転可能である。ハブ２８及びブレード２９は一体として回転する。ブレード２９の回転による駆動力は、回転軸３０を介して発電機５に伝達される。回転軸３０は、タービン２３の軸線Ｌ２３に沿って延在し、例えば発電ポッド２２の中心軸線に沿って設けられている。発電ポッド２２には、タービン２３の回転数を計測する回転数センサが設けられている。回転数センサには、例えばレゾルバ又はエンコーダ等が搭載されている。
【００４３】
発電システム２１は、ブレード２９のピッチ角度を調整可能なピッチ角度調整装置３１を備えていてもよい。ピッチ角度調整装置３１は、例えば油圧式の駆動装置と、ブレード軸とを備える。より詳細には、各ブレード２９の基端部には、ブレード軸が設けられている。このブレード軸に、駆動装置が連結されている。駆動装置は、例えばハブ２８内に搭載される。駆動装置は、例えば、歯車機構を含んでいる。駆動装置としては、公知の機構を用いることができる。駆動装置は、ブレード軸を回転させて、ブレード２９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。
【００４４】
発電システム２１は、浮力調整機構を備える。浮力調整機構は、発電ポッド２２に搭載されている。浮力調整機構は、発電ポッド２の内部と外部との間で例えば海水を注排水して発電ポッド２２を含む浮体全体の重量を変化させる。浮力調整機構は、発電ポッド２２内に設けられたタンクと、このタンクと発電ポッド２２の外部とを接続する注排水管と、注排水管に設けられたポンプとを含む。タンクは、所定の容量を有する貯水タンクである。ポンプは、タンクに水（例えば、海水）を注排水する。ポンプは、例えば発電機５で発電された電力によって駆動される。ポンプは、例えば送電ケーブル２６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。また、ポンプは、発電ポッド２２に搭載されたバッテリから供給された電力によって駆動されてもよい。浮力調整機構は、発電ポッド２２に設けられているものに限定されず、発電ポッド２２に連結された他のポッドに設けられていてもよい。
【００４５】
ここで、発電システム２１は、図６に示されるように、一対の整流板（整流部）２０を含む。一対の整流板２０は、第１実施形態の整流板１０と同様の構成であるので、ここでの説明は省略する。また、図５では、整流板２０の図示を省略している。
【００４６】
発電システム２１は、一対の整流板２０を支持する支持部３４を備える。支持部３４は、傾斜板１２と発電ポッド２２とを連結する複数の連結部材３５を含む。連結部材３５は、例えば棒状の部材である。連結部材３５は、傾斜板１２の前端部と、発電ポッド２２の外面とに接続されている。連結部材３５は、タービン２３の軸線方向において、傾斜板１２から上流側に延びている。複数の連結部材３５は、タービン２３の周方向において離間して配置されている。複数の連結部材３５は、発電ポッド２２から放射状に延びている。連結部材３５は、海流ＦＷに影響を与えない程度の太さである。
【００４７】
このような第３実施形態の発電システム２１においても、第１実施形態と同様に、一対の整流板２０によってタービン２３に流入する海流の向きを変えることができる。これにより、タービン２３の周方向において、部分的に流速を増加させることができる。その結果、タービン２３の回転速度の瞬時値のばらつきを抑制して、単位時間当たりの発電量の変動を抑制することができる。
【００４８】
発電システム２１、一対の整流板２０を発電ポッド２２に対して連結する連結部材３５を備えているので、発電ポッド２２と一対の整流板２０とを一体として移動させることができる。発電システム２１では、発電ポッド２２の浮上又は降下に伴って、一対の整流板２０を移動させることができる。
【００４９】
本開示は、前述した実施形態に限定されず、本開示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。
【００５０】
上記の第３実施形態では、水中浮遊式発電システム２１について説明しているが、水流発電システムは、例えば潮流発電システムでもよく、その他の水流を利用した発電システムでもよい。また、水流発電システムは、海中に設置されるものに限定されず、河川、湖等に設置されるものでもよく、その他の場所に設置されるものでもよい。また、発電システムは、例えば船舶等の移動体に接続されて移動しながら発電するものでもよい。また、発電システムは、水流発電システムに限定されず、例えば風力発電システムでもよい。発電システムは、タービンの軸線方向と交差する方向において、流速が異なる流れの中に配置されるタービンを備えたその他の流体発電システムでもよい。
【００５１】
また、上記の実施形態では、一対のブレード８，２９を備えるタービン４，２３について説明しているが、タービン４，２３は、３枚以上のブレード８，２９を備えるものでもよい。また、上記の実施形態では、一対の整流板１０，２０を備える構成について説明しているが、整流部は、１枚の整流板を備えるものでもよく、３枚以上の整流板を備えるものでもよい。また、上記の実施形態では、ブレード８，２９の枚数と、整流板１０，２０の枚数が同数となっているが、整流板１０，２０の数量は、ブレードと同数に限定されない。
【００５２】
また、上記の実施形態では、整流板１０，２０は、基部１１及び傾斜板１２を備える構成としているが、整流板１０，２０は、傾斜板１２のみを備えるものでもよく、その他の構成のものでもよい。整流部は、例えば翼形を成すものでもよい。また、傾斜面１２ａは、湾曲面を含んでいてもよい。また、上記の実施形態では、整流部は、タービン４，２３の軸線方向において、海流ＦＷの上流側から下流側にかけて配置されているが、整流部は、タービン４，２３の上流側のみに設けられているものでもよい。また、整流部は、タービン４，２３の径方向において、ブレード８，２９の先端８ａ，２９ａよりも外側に配置されているものに限定されず、例えばブレード８，２９の先端８ａ，２９ａよりも内側に配置されていてもよい。
【００５３】
また、上記の実施形態において、整流板１０，２０は、発電ポッド２，２２に対して、移動可能な構成でもよい。例えば、基部１１がタービン４の周方向において全周に設けられており、この基部１１に沿って、傾斜板１２が周方向に移動するものでもよい。例えば、連結部材１４が、発電ポッド２に対して変位するものでもよい。また、傾斜板１２の傾斜角度が変化するものでもよい。また、整流板１０，２０は、タービン４の径方向において、変位するものでもよい。整流板１０，２０の配置（姿勢）を変化させることで、ブレード８，２９に当たる流体の流速を増加させてもよい。これにより、タービン４，２３の回転速度の瞬時値の変動を抑制することができる。
【００５４】
また、発電システムは、タービンの径方向における流体の流速分布を検出する複数の流速計を備え、検出された流速分布に応じて、整流部の配置を変化させてもよい。また、発電システムは、タービン４，２３の回転速度の瞬時値を検出して、この回転速度の瞬時値から、流体の流速分布を演算してもよい。発電システムは、タービン４，２３の回転速度の瞬時値に応じて、整流部の配置を変化させてもよい。発電システムは、整流部を移動させる整流部移動機構を備える構成でもよい。整流部移動機構は、周知の電動モータ、油圧シリンダ、ガイド機構、ラック・アンド・ピニオン等を用いて、整流部を可動させることができる。
【符号の説明】
【００５５】
１  水中固定式発電システム（発電システム）
２  発電ポッド
４  タービン
５  発電機
８  ブレード
１０  一対の整流板（整流部）
１２  傾斜板
１２ａ  傾斜面
１３  支持部
１４  連結部材
２０  一対の整流板（整流部）
２１  水中浮遊式発電システム（発電システム）
２２  発電ポッド
２３  タービン
２９  ブレード
３４  支持部
３５  連結部材
ＦＷ  海流（水流）
ｆｗ１〜ｆｗ７  海流（水流）
ｆｗ１１〜ｆｗ１６  海流（水流）
Ｌ４、Ｌ２３  タービンの軸線
【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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