(57)【要約】【課題】発電部を容易に設置及びメンテナンスすることができる水上発電装置を提供する。【解決手段】水上発電装置１０は、水中に配置された第一浮体部２１Ａ、２１Ｂ及び第二浮体部５０と、第一浮体部から上方に立設する塔部２２Ａ、２２Ｂと、塔部の上端部に設けられ、軸状部材が回転することで内部に収容された作動流体を加圧する加圧部と、加圧部に接続され、内部を作動流体が流れる第一配管部７１及び第二配管部７２と、第二浮体部上に配置されるとともに第一配管部及び第二配管部に接続され、作動流体により発電を行う発電部６５Ａ、６５Ｂ、６５Ｃとを備える。【選択図】図１
2015222024.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中に配置された第一浮体部及び第二浮体部と、
前記第一浮体部から上方に立設する塔部と、
前記塔部の上端部に設けられ、軸状部材が回転することで内部に収容された作動流体を加圧する加圧部と、
前記加圧部に接続され、内部を前記作動流体が流れる第一配管部及び第二配管部と、
前記第二浮体部上に配置されるとともに前記第一配管部及び前記第二配管部に接続され、前記作動流体により発電を行う発電部と、
を備えることを特徴とする水上発電装置。
【請求項２】
前記発電部は、前記発電部を流れる前記作動流体の流量を調整する弁部が設けられた発電側補助配管部を介して前記第一配管部及び前記第二配管部に接続され、
前記発電部、前記弁部、及び前記発電側補助配管部を組にして複数備え、
複数の前記発電側補助配管部は、前記第一配管部及び前記第二配管部に並列に接続され、
前記第一配管部又は前記第二配管部内の前記作動流体の流速を検出する流速検出部と、
前記流速検出部が検出した前記流速に基づいて複数の前記弁部を制御する制御部と、
を備え、
複数の前記弁部は、前記発電側補助配管部内を前記作動流体が流れない閉状態と、前記発電側補助配管部内を前記作動流体が流れる開状態との間で切替え可能であり、
前記制御部は、前記流速検出部で検出された前記作動流体の前記流速が速くなるのにしたがって、複数の前記弁部のうち前記閉状態である前記弁部の数を減らすとともに前記開状態である前記弁部の数を増やすことを特徴とする請求項１に記載の水上発電装置。
【請求項３】
前記第一配管部に、前記第一配管部に連通するとともに前記作動流体を収容する配管側流体収容部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の水上発電装置。
【請求項４】
前記第二配管部に、前記第二配管部内を流れる前記作動流体を冷却する冷却部が設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の水上発電装置。
【請求項５】
前記加圧部が設けられた加圧側補助配管部を備え、
前記第一浮体部、前記塔部、前記加圧部、及び前記加圧側補助配管部を組にして複数備え、
複数の前記加圧側補助配管部は、前記第一配管部及び前記第二配管部に並列に接続されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の水上発電装置。
【請求項６】
前記加圧側補助配管部に、前記加圧側補助配管部に連通するとともに前記作動流体を収容する加圧側流体収容部が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の水上発電装置。
【請求項７】
前記第二浮体部は、係留部を介して水底に係留されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の水上発電装置。
【請求項８】
請求項１に記載の水上発電装置と、
前記軸状部材に固定され、風を受けることで前記軸状部材を回転させる羽部と、
を備えることを特徴とする水上風力発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水上発電装置及び水上風力発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自然エネルギーで発電するために、この自然エネルギーで軸状部材を回転させて油（作動流体）を圧縮することで発電する発電装置が知られている。自然エネルギーとしては、風力エネルギーや太陽光エネルギーが用いられる。
また、このような発電装置を設置する陸上の適地が少なくなっているため、そして発電装置の大型化に対応するために、水上に発電装置を設けた水上発電装置が検討されている。
【０００３】
このような水上発電装置としては、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。
この水上発電装置は、下部工としての海底固定式の基礎と、上部工としての風車とタワー（塔部）が一体となった風車タワーから構成されている。
【０００４】
一般的に、風車は、タワーの上端部に設けられたナセル内に発電部が配置されていて、この発電部に設けられた軸状部材にロータ（羽部）が固定されている。
ロータが風を受けることで軸状部材とともに回転し、発電部が発電する。
従来の水上発電装置では、発電部はナセル内に設けられたコンバータを介して系統に接続されている。コンバータでは、系統の周波数に合うように制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２８１２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような水上発電装置のタワーは数十ｍもの高さがあり、タワーの上端部に設けられた発電部は、水面よりも上方の高い場所に配置されることで、初期の設置、修理や管理等のメンテナンスに多大な労力が必要になる。
【０００７】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、発電部を容易に設置及びメンテナンスすることができる水上発電装置及び水上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】
【０００８】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の水上発電装置は、水中に配置された第一浮体部及び第二浮体部と、前記第一浮体部から上方に立設する塔部と、前記塔部の上端部に設けられ、軸状部材が回転することで内部に収容された作動流体を加圧する加圧部と、前記加圧部に接続され、内部を前記作動流体が流れる第一配管部及び第二配管部と、前記第二浮体部上に配置されるとともに前記第一配管部及び前記第二配管部に接続され、前記作動流体により発電を行う発電部と、を備えることを特徴としている。
【０００９】
また、上記の水上発電装置において、前記発電部は、前記発電部を流れる前記作動流体の流量を調整する弁部が設けられた発電側補助配管部を介して前記第一配管部及び前記第二配管部に接続され、前記発電部、前記弁部、及び前記発電側補助配管部を組にして複数備え、複数の前記発電側補助配管部は、前記第一配管部及び前記第二配管部に並列に接続され、前記第一配管部又は前記第二配管部内の前記作動流体の流速を検出する流速検出部と、前記流速検出部が検出した前記流速に基づいて複数の前記弁部を制御する制御部と、を備え、複数の前記弁部は、前記発電側補助配管部内を前記作動流体が流れない閉状態と、前記発電側補助配管部内を前記作動流体が流れる開状態との間で切替え可能であり、前記制御部は、前記流速検出部で検出された前記作動流体の前記流速が速くなるのにしたがって、複数の前記弁部のうち前記閉状態である前記弁部の数を減らすとともに前記開状態である前記弁部の数を増やすことがより好ましい。
【００１０】
また、上記の水上発電装置において、前記第一配管部に、前記第一配管部に連通するとともに前記作動流体を収容する配管側流体収容部が設けられていることがより好ましい。
また、上記の水上発電装置において、前記第二配管部に、前記第二配管部内を流れる前記作動流体を冷却する冷却部が設けられていることがより好ましい。
また、上記の水上発電装置において、前記加圧部が設けられた加圧側補助配管部を備え、前記第一浮体部、前記塔部、前記加圧部、及び前記加圧側補助配管部を組にして複数備え、複数の前記加圧側補助配管部は、前記第一配管部及び前記第二配管部に並列に接続されていることがより好ましい。
【００１１】
また、上記の水上発電装置において、前記加圧側補助配管部に、前記加圧側補助配管部に連通するとともに前記作動流体を収容する加圧側流体収容部が設けられていることがより好ましい。
また、上記の水上発電装置において、前記第二浮体部は、係留部を介して水底に係留されていることがより好ましい。
また、本発明の水上風力発電装置は、上記に記載の水上発電装置と、前記軸状部材に固定され、風力を受けることで前記軸状部材を回転させる羽部と、を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の水上発電装置及び水上風力発電装置によれば、発電部を容易に設置及びメンテナンスすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態の水上風力発電装置の全体図である。
【図２】同水上風力発電装置の回路図である。
【図３】同水上風力発電装置の風車タワーユニットを曳航する様子を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る水上風力発電装置の一実施形態を、図１から図３を参照しながら説明する。以下では、水上風力発電装置が海上に設置される場合を例にとって説明するが、水上風力発電装置は湖上等に設定されてもよい。
図１及び図２に示すように、本水上風力発電装置１は、本実施形態の水上発電装置１０と、水上発電装置１０の後述する軸状部材３９Ａ、３９Ｂに固定され、風を受けることで軸状部材３９Ａ、３９Ｂを回転させるロータ（羽部）９０Ａ、９０Ｂとを備えている。
水上発電装置１０は、風車タワーユニット２０Ａ、２０Ｂと、少なくとも一部が水中に配置された第二浮体部５０と、第二浮体部５０上に配置された発電ユニット６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃと、風車タワーユニット２０Ａ、２０Ｂと発電ユニット６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃとを接続する第一配管部７１及び第二配管部７２と、後述する開閉弁６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃを制御する制御部８０とを有している。
【００１５】
風車タワーユニット２０Ａ及び風車タワーユニット２０Ｂの構成は同一であるため、風車タワーユニット２０Ａの構成については数字に英字「Ａ」を付加し、風車タワーユニット２０Ｂの対応する構成については同一の数字に英字「Ｂ」を付加することで示す。これにより、重複する説明を省略する。なお、例えば、風車タワーユニット２０Ａ、２０Ｂの区別無く呼ぶときは、単に風車タワーユニット２０と呼ぶ。
風車タワーユニット２０Ａは、少なくとも一部が水中に配置された第一浮体部２１Ａと、第一浮体部２１Ａから上方に立設するタワー（塔部）２２Ａと、タワー２２Ａの上端部に設けられたナセル２３Ａ内に配された油圧ポンプ（加圧部）２４Ａとを有している。
【００１６】
第一浮体部２１Ａは、浮体本体２７Ａと、浮体本体２７Ａを海底（水底）Ｂに係留するタワー側係留部２８Ａとを有している。
浮体本体２７Ａの内部には、例えば空気等の気体が収容されていて、浮体本体２７Ａの内部には外部からの水の侵入が規制されている。本実施形態では、浮体本体２７Ａの上端は、鉛直方向において水面Ｓと同等の位置に配置されている。
浮体本体２７Ａの下端部には、棒状部材３０Ａを介して重錘３１Ａが取付けられている。
タワー側係留部２８Ａは、一端部が浮体本体２７Ａに固定された線材３３Ａと、線材３３Ａの他端部に固定された重量体３４Ａとを有している。重量体３４Ａは、海底Ｂに沈んでいる。重量体３４Ａが海底Ｂに沈むことで、線材３３Ａを介して浮体本体２７Ａが海底Ｂに固定されている。
タワー側係留部２８Ａは、風車タワーユニット２０Ａの軸線３６Ａ周りに複数設けられている。
【００１７】
タワー２２Ａは、例えば鋼管により形成することができる。
ナセル２３Ａは、油圧ポンプ２４Ａ等を収容するケーシングである。図２示すように、油圧ポンプ２４Ａは、加圧側補助配管部３７Ａに設けられている。
油圧ポンプ２４Ａは、公知の構成のものであり、ポンプ本体３８Ａに対して軸状部材３９Ａが自身の軸線周りに回転可能に設けられている。ポンプ本体３８Ａと軸状部材３９Ａとの間には図示しないシール部材が設けられている。
加圧側補助配管部３７Ａの一端部からポンプ本体３８Ａ内に供給されポンプ本体３８Ａの内部に収容された図示しない油（作動流体）は、公知の機構により軸状部材３９Ａが回転することで加圧され、加圧側補助配管部３７Ａの他端部に向かって流れる。
【００１８】
加圧側補助配管部３７Ａにおける油圧ポンプ２４Ａが設けられた部分よりも他端部側には、加圧側補助配管部３７Ａに連通するとともに油を収容するアキュムレータ（加圧側流体収容部）４２Ａが設けられていてもよい。
風車タワーユニット２０Ａが第一浮体部２１Ａ、タワー２２Ａ、油圧ポンプ２４Ａ、及び加圧側補助配管部３７Ａを有することで、風車タワーユニット２０Ａ、２０Ｂを備える水上発電装置１０は、第一浮体部２１、タワー２２、油圧ポンプ２４、及び加圧側補助配管部３７を組にして複数備えている。
【００１９】
加圧側補助配管部３７Ａの一端部、及び加圧側補助配管部３７Ｂの一端部には、第二配管部７２の一端部がそれぞれ接続されている。加圧側補助配管部３７Ａの他端部、及び加圧側補助配管部３７Ｂの他端部には、第一配管部７１の一端部がそれぞれ接続されている。
すなわち、加圧側補助配管部３７Ａ、３７Ｂは、第一配管部７１の一端部及び第二配管部７２の一端部に並列に接続されている。
第一配管部７１及び第二配管部７２は、加圧側補助配管部３７Ａ、３７Ｂを介して油圧ポンプ２４Ａ、２４Ｂに接続されている。
【００２０】
このように、本実施形態の水上風力発電装置１のナセル２３Ａ内には、従来の水上風力発電装置で備えられていたコンバータが備えられない。
この例では、各風車タワーユニット２０Ａ、２０Ｂは、油を圧縮することで、油に最大で定格値の６ＭＷ（メガワット）の電力に相当するエネルギーを与えられるものとする。すなわち、２基の風車タワーユニット２０Ａ、２０Ｂで、最大１２ＭＷの電力に相当するエネルギーを油に与えられるものとする。
油を圧縮する圧力が高くなるのにしたがって、後述する流速検出部７７で検出される油の流速が速くなる。
【００２１】
第二浮体部５０の内部には、例えば空気等の気体が収容されていて、第二浮体部５０の内部には外部からの水の侵入が規制されている。第二浮体部５０は、少なくとも一部が水中に配置されている。
図１に示すように、第二浮体部５０には、一端部が第二浮体部５０に固定された線材５２ａと、線材５２ａの他端部に固定された重量体５２ｂとを有する補助係留部（係留部）５２が取付けられている。重量体５２ｂは、海底Ｂに沈んでいる。
第二浮体部５０は、補助係留部５２を介して海底Ｂに係留されている。第二浮体部５０が係留されることで、水面Ｓにおける第二浮体部５０の位置を安定させることができる。
【００２２】
発電ユニット６０Ａ、発電ユニット６０Ｂ、及び発電ユニット６０Ｃの構成は同一である。このため、発電ユニット６０Ａの構成については数字に英字「Ａ」を付加し、発電ユニット６０Ｂの対応する構成については同一の数字に英字「Ｂ」を付加し、発電ユニット６０Ｃの対応する構成については同一の数字に英字「Ｃ」を付加することで示す。これにより、重複する説明を省略する。
【００２３】
図２に示すように、発電ユニット６０Ａは、開閉弁（弁部）６１Ａ及び油圧モータ６２Ａが設けられた発電側補助配管部６３Ａと、油圧モータ６２Ａに接続された発電機６４Ａとを備えている。なお、油圧モータ６２Ａ及び発電機６４Ａで、発電部６５Ａを構成する。
開閉弁６１Ａは、発電側補助配管部６３Ａ内を油が流れない閉状態と、発電側補助配管部６３Ａ内を油が流れる開状態という２つの状態の間で切替え可能である。この例では、開閉弁６１Ａは、油圧モータ６２Ａを流れる油の流量を閉状態と開状態との間で調整する。しかし、発電側補助配管部６３Ａ内を油が流れている状態で、開閉弁６１Ａにより油の流速を調整することはできない。
油圧モータ６２Ａ内には、油が流れることで回転する図示しない回転部材が設けられている。発電機６４Ａ内には、図示はしないがロータの外周面を覆うようにステータが配置されている。発電機６４Ａのロータは、油圧モータ６２Ａの回転部材に接続されている。
発電部６５Ａは、油により回転部材が回転することで、ロータとステータとの間で発電を行う。
【００２４】
発電ユニット６０Ａが開閉弁６１Ａ、発電側補助配管部６３Ａ、及び発電部６５Ａを備えることで、発電ユニット６０Ａ、発電ユニット６０Ｂ、及び発電ユニット６０Ｃを備える水上発電装置１０は、開閉弁６１、発電側補助配管部６３、及び発電部６５を組にして複数備えている。
【００２５】
発電側補助配管部６３Ａの一端部、発電側補助配管部６３Ｂの一端部、発電側補助配管部６３Ｃの一端部には、第一配管部７１の他端部がそれぞれ接続されている。発電側補助配管部６３Ａの他端部、発電側補助配管部６３Ｂの他端部、発電側補助配管部６３Ｃの他端部には、第二配管部７２の他端部がそれぞれ接続されている。
発電部６５Ａ、６５Ｂ、６５Ｃは、発電側補助配管部６３Ａ、６３Ｂ、６３Ｃを介して第一配管部７１及び第二配管部７２に接続されている。すなわち、発電側補助配管部６３Ａ、６３Ｂ、６３Ｃは、第一配管部７１の他端部及び第二配管部７２の他端部に並列に接続されている。
【００２６】
この例では、各発電部６５Ａ、６５Ｂ、６５Ｃは、圧縮された油からエネルギーを取出す定格値が４ＭＷの発電能力を有するとする。すなわち、３基の発電部６５Ａ、６５Ｂ、６５Ｃで、２基の風車タワーユニット２０Ａ、２０Ｂが油に与えられる最大のエネルギーに相当する１２ＭＷの発電能力を有するとする。
なお、各風車タワーユニット２０Ａ、２０Ｂが油に与えるエネルギー、及び、各発電部６５Ａ、６５Ｂ、６５Ｃの発電能力は説明を分かりやすくするための一例であり、これらの値に限定されない。
【００２７】
第一配管部７１には、第一配管部７１に連通するとともに油を収容するアキュムレータ（配管側流体収容部）７４が設けられていてもよい。アキュムレータ７４の内部空間の容積は、アキュムレータ４２Ａの内部空間の容積よりも大きいことが好ましい。
この例では、第一配管部７１に複数のアキュムレータ７４が設けられている。
なお、アキュムレータ７４は第二配管部７２に設けられていてもよい。
第二配管部７２には、第二配管部７２内を流れる油を冷却する冷却部７６が設けられていることが好ましい。第二配管部７２には、第二配管部７２内の油の流速を検出する流速検出部７７が設けられている。
【００２８】
冷却部７６は、水や空気を用いて油を冷却する。
流速検出部７７としては、プロペラ式や電磁式等の流速計を適宜選択して用いることができる。流速検出部７７は、検出した油の流速を信号に変換し、制御部８０にこの信号を送信する。
なお、流速検出部７７は、第二配管部７２内を流れる油の質量流量を検出するセンサであってもよい。
【００２９】
制御部８０は、流速検出部７７、及び開閉弁６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃに接続されている。制御部８０は、図示はしないが演算素子、メモリ、制御プログラム等で構成されている。
制御部８０のメモリには、流速検出部７７で検出された油の流速と圧縮された油に与えられたエネルギーとの関係を表すテーブル（表）、各発電ユニット６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃの発電能力等が記憶されている。
制御部８０の演算素子は、流速検出部７７から送信された信号、及びメモリに記憶されたテーブルに基づいて、開閉弁６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃを閉状態と開状態との間で切替える。
制御部８０の制御内容の詳細については、後で詳しく述べる。
【００３０】
ロータ９０Ａ及びロータ９０Ｂの構成は同一であるため、ロータ９０Ａの構成については数字に英字「Ａ」を付加し、ロータ９０Ｂの対応する構成については同一の数字に英字「Ｂ」を付加することで示す。これにより、重複する説明を省略する。
図１及び図２に示すように、ロータ９０Ａは、円柱状のハブ９２Ａと、ハブ９２Ａから径方向外側に延びる複数のブレード９３Ａとを有している。ハブ９２Ａの基端部は、軸状部材３９Ａの先端部に取付けられている。
複数のブレード９３Ａは、公知のピッチコントロール（ピッチ角制御）ができるようになっていることが好ましい。この場合、ピッチコントロールは制御部８０により制御される。
【００３１】
このように構成された水上風力発電装置１は、タワー２２Ａ、２２Ｂの上端部のナセル２３Ａ、２３Ｂ内にコンバータが備えられない。ナセル２３Ａ、２３Ｂ内が軽量化されるとともに、ナセル２３Ａ、２３Ｂ内の電気部品を排除できる。このため、図３に示すように、例えば、風車タワーユニット２０Ａを寝かせて水面Ｓよりも下方にナセル２３Ａの一部を配置した状態で、船Ｔにより風車タワーユニット２０Ａを曳航することができる。
風車タワーユニット２０Ａを立てた状態で曳航しないことで、この場合の船Ｔとして専用船を用いる必要がない。
発電部６５Ａ、６５Ｂ、６５Ｃが第二浮体部５０上に配置されているため、水上風力発電装置１を施工するときに、発電部６５Ａ、６５Ｂ、６５Ｃをタワー２２Ａの上端部まで持ち上げる必要が無く、発電部６５Ａ、６５Ｂ、６５Ｃの設置が容易である。
【００３２】
次に、以上のように構成された水上風力発電装置１の作用について説明する。
初期状態として、開閉弁６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃの全てが開状態であるとする。
図２示すように、ロータ９０Ａの複数のブレード９３Ａが風Ｗを受けると、ロータ９０Ａは、油圧ポンプ２４Ａの軸状部材３９Ａと一体となってハブ９２Ａ周りに回転する。これにより、ポンプ本体３８Ａの内部に収容された油が圧縮され、加圧側補助配管部３７Ａの他端部に向かって流れる。なお、加圧側補助配管部３７Ａにアキュムレータ４２Ａが設けられていることで、加圧側補助配管部３７Ａ内の油圧が急激に変化して生じるサージ圧力を低減させることができる。
同様に、ロータ９０Ｂが回転することで、ポンプ本体３８Ｂの内部に収容された油が圧縮され、加圧側補助配管部３７Ｂの他端部に向かって流れる。
【００３３】
油圧ポンプ２４Ａ、２４Ｂで圧縮された油は、加圧側補助配管部３７Ａの他端部及び加圧側補助配管部３７Ｂの他端部から、加圧側補助配管部３７Ａ、３７Ｂにそれぞれ連通する第一配管部７１の一端部に流れる。すなわち、第一配管部７１に並列に接続されている加圧側補助配管部３７Ａ、３７Ｂから第一配管部７１に向かって油が流れる。
第一配管部７１に複数のアキュムレータ７４が設けられているため、ロータ９０Ａ、９０Ｂの回転速度の変化による油の流速の変化を抑えることができる。
【００３４】
第一配管部７１の他端部に向かって流れた油は、第一配管部７１の他端部に並列に接続されている発電側補助配管部６３Ａ、６３Ｂ、６３Ｃの一端部にそれぞれ流れ込む。
開閉弁６１Ａを通過した油は、油圧モータ６２Ａ内の回転部材を回転させる。油圧モータ６２Ａの回転部材が回転することで、回転部材に接続された発電機６４Ａのロータが回転する。ステータに対してロータが回転することで、発電部６５Ａで発電が行われる。
発電部６５Ａを通過した油は、発電側補助配管部６３Ａの他端部に向かって流れる。
同様に、発電側補助配管部６３Ｂの一端部に流れ込んだ油により発電部６５Ｂで発電が行われ、発電側補助配管部６３Ｃの一端部に流れ込んだ油により発電部６５Ｃで発電が行われる。
【００３５】
発電側補助配管部６３Ａ、６３Ｂ、６３Ｃの他端部には第二配管部７２が接続されているため、発電側補助配管部６３Ａ、６３Ｂ、６３Ｃの他端部に向かって流れた油は、第二配管部７２に流れ込む。油は、加圧側補助配管部３７Ａ、３７Ｂ、第一配管部７１等の内部を流れる際に摩擦等により温度が高くなっている。
第二配管部７２内を流れる油は冷却部７６により冷却される。これにより、油が劣化するのが抑えられる。
【００３６】
流速検出部７７は、第二配管部７２内の油の流速を検出し、検出した油の流速を信号に変換して制御部８０に送信する。
一般的に、ロータ９０Ａ、９０Ｂが圧縮する油の圧力は、風Ｗの強さや向き等により時間の経過とともに変化する。ロータ９０Ａ、９０Ｂが圧縮する油の圧力が高くなれば流速検出部７７で検出される油の流速が速くなり、ロータ９０Ａ、９０Ｂが圧縮する油の圧力が低くなれば流速検出部７７で検出される油の流速が遅くなる。
制御部８０は、流速検出部７７で検出された油の流速が速くなるのにしたがって、開閉弁６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃのうち閉状態である開閉弁６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃの数を減らすとともに開状態である開閉弁６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃの数を増やす。
【００３７】
具体的には、制御部８０の演算素子は、流速検出部７７から送信された信号、及びメモリに記憶されたテーブルから、圧縮された油に与えられたエネルギーを算出する。算出したエネルギーが発電部６５Ａ、６５Ｂ、６５Ｃの１基分以下の場合、すなわち０ＭＷより大きく４ＭＷ以下の場合には、３つの開閉弁６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃのうち１つを開状態にし、２つを閉状態にする。例えば、開閉弁６１Ａを開状態にし、開閉弁６１Ｂ、６１Ｃを閉状態にする。
同様に、算出したエネルギーが発電部６５Ａ、６５Ｂ、６５Ｃの２基分以下で１基分よりも大きい場合、すなわち４ＭＷより大きく８ＭＷ以下の場合には、３つの開閉弁６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃのうち２つを開状態にし、１つを閉状態にする。例えば、開閉弁６１Ａ、６１Ｂを開状態にし、開閉弁６１Ｃを閉状態にする。
算出したエネルギーが発電部６５Ａ、６５Ｂ、６５Ｃの３基分以下で２基分よりも大きい場合、すなわち８ＭＷより大きく１２ＭＷ以下の場合には、３つの開閉弁６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃの全てを開状態にする。例えば、各風車タワーユニット２０Ａ、２０Ｂが定格値で運転し合計で１２ＭＷのエネルギーを油に与えている場合には、３つの開閉弁６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃは全て開状態になり、３基の発電部６５Ａ、６５Ｂ、６５Ｃはそれぞれ定格値で運転し、発電部６５Ａ、６５Ｂ、６５Ｃは合計で１２ＭＷ発電する。
【００３８】
第二配管部７２の一端部に向かって流れた油は、第二配管部７２の一端部に並列に接続された加圧側補助配管部３７Ａ、３７Ｂの一端部にそれぞれ流れ込む。加圧側補助配管部３７Ａ、３７Ｂ内を流れる油は、油圧ポンプ２４Ａ、２４Ｂにより再び圧縮される。
【００３９】
なお、このように使用された水上風力発電装置１の発電部６５Ａにメンテナンスする必要が生じた場合には、開閉弁６１Ａを閉状態にして発電部６５Ａを修理等する。発電部６５Ａは、タワー２２Ａの上端部ではなく第二浮体部５０上に配置されているため、発電部６５Ａの設置位置が低く、作業を容易に行うことができる。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態の水上発電装置１０及び水上風力発電装置１によれば、発電部６５Ａ、６５Ｂ、６５Ｃは第二浮体部５０上に配置されている。したがって、発電部６５Ａ、６５Ｂ、６５Ｃの設置位置が低くなり、発電部６５Ａ、６５Ｂ、６５Ｃを容易に設置及びメンテナンスすることができる。
流速検出部７７で検出された油の流速が速くなるのにしたがって、開状態である開閉弁６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃの数を増やす。これにより、圧縮した油を流している発電部６５Ａ、６５Ｂ、６５Ｃにおける発電量が定格値に近づく。したがって、発電部６５Ａ、６５Ｂ、６５Ｃで効率良く発電を行うことができる。
【００４１】
なお、本実施形態では、例えば、制御部８０の演算素子が算出したエネルギーが１０ＭＷである場合には、ピッチコントロールによりロータ９０Ａ、９０Ｂの回転数を落として、圧縮することで油に与えられるエネルギーが８ＭＷになるように調整してもよい。このように油の流速を調整してから、例えば開閉弁６１Ａ、６１Ｂを開状態にし、開閉弁６１Ｃを閉状態にすることで、発電部６５Ａ、６５Ｂで効率良く発電を行うことができる。
【００４２】
以上、本発明の一実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更、組み合わせ、削除等も含まれる。さらに、各実施形態で示した構成のそれぞれを適宜組み合わせて利用できることは、言うまでもない。
例えば、前記実施形態では、第一浮体部２１Ａ、２１Ｂ、及び第二浮体部５０は互に別体に構成されているとした。しかし、複第一浮体部２１Ａ、２１Ｂ、及び第二浮体部５０を一体に構成してもよい。
弁部は開閉弁６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃであるとしたが、弁部は油の流速を調整可能な流量調整弁であるとしてもよい。
流速検出部７７は第二配管部７２内の油の流速を検出するとしたが、流速検出部７７が第一配管部７１に設けられることで、第一配管部７１内の油の流速を検出するとしてもよい。
【００４３】
前記実施形態では、水上発電装置１０が２つの風車タワーユニットと、３基の発電ユニットを備えるとした。しかし、水上発電装置１０が備える風車タワーユニットの数、及び、発電ユニットの数に制限は無い。水上発電装置１０が備える風車タワーユニットの数は、１基でもよいし、３基以上でもよい。水上発電装置１０が備える発電ユニットの数は、１基や２基でもよいし、４基以上でもよい。
水上発電装置１０が備える発電ユニットの数が１基である場合には、開閉弁や制御部８０は備えられなくてもよい。
水底は海底Ｂであるとしたが、水底は湖底であるとしてもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１    水上風力発電装置
１０  水上発電装置
２１Ａ、２１Ｂ  第一浮体部
２２Ａ、２２Ｂ  タワー（塔部）
２４Ａ、２４Ｂ  油圧ポンプ（加圧部）
３７Ａ、３７Ｂ  加圧側補助配管部
３９Ａ、３９Ｂ  軸状部材
４２Ａ、４２Ｂ  アキュムレータ（加圧側流体収容部）
５０  第二浮体部
５２  補助係留部（係留部）
６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃ  開閉弁（弁部）
６３Ａ、６３Ｂ、６３Ｃ  発電側補助配管部
６５Ａ、６５Ｂ、６５Ｃ  発電部
７１  第一配管部
７２  第二配管部
７４  アキュムレータ（配管側流体収容部）
７６  冷却部
７７  流速検出部
８０  制御部
９０Ａ、９０Ｂ  ロータ（羽部）
Ｂ    海底（水底）
【図１】
2015222024.tif 000003
【図２】
2015222024.tif 000004
【図３】
2015222024.tif 000005