(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハブと、該ハブに固定された複数のブレードと、前記ハブの回転によって駆動される発電機を備えるナセルと、該ナセルを支持するタワーを有する風力発電装置であって、
前記ナセルは、前記ブレードの鉛直方向を基準とする所定角度内の回転位置に同期して、第１のアンテナを介して信号を送信し、センサデータを受信するシンクノードを有し、
前記ブレードは、第２のアンテナを介した前記第１のアンテナからの前記信号の受信に応答して、前記第２のアンテナを介して前記センサデータを送信するセンサノードを有し、
前記シンクノードが送信する前記信号は、前記センサノードを識別するＩＤを含み、
前記センサノードは、前記ＩＤの検出に応答して、前記センサデータを送信する送信部を活性化し、前記ブレードの回転位置が前記所定角度内での前記センサデータの送信の完了に応じて、前記送信部を不活性化することを特徴とする風力発電装置。
【請求項２】
前記ブレードは、前記センサノードを複数設け、複数の前記センサノードは、予め定めた複数の前記センサノードごとの送信順序に従って、前記ブレードの回転位置が前記所定角度内で前記センサデータの送信を完了することを特徴とする請求項１に記載の風力発電装置。
【請求項３】
複数の前記センサノードは、前記送信順序に従って、前記所定角度を複数の前記センサノードの数で等分した前記ブレードの回転位置に同期して、前記センサデータを送信することを特徴とする請求項２に記載の風力発電装置。
【請求項４】
前記ブレードは、前記センサノードを複数設け、複数の前記センサノードは、予め定めた複数の前記センサノードごとの送信順序に従って、前記ブレードの前記所定角度の回転時間を複数の前記センサノードの数で等分した回転時間に同期して、前記センサデータを送信することを特徴とする請求項１に記載の風力発電装置。
【請求項５】
前記第１のアンテナは、前記所定角度の半値角を有する指向性アンテナであることを特徴とする請求項１に記載の風力発電装置。
【請求項６】
前記第１のアンテナは、前記ブレードに設けた前記センサノードの方向に指向性を有することを特徴とする請求項５に記載の風力発電装置。
【請求項７】
前記第２のアンテナは、前記シンクノードの方向に指向性を有する指向性アンテナであることを特徴とする請求項５記載の風力発電装置。
【請求項８】
ハブと、該ハブに固定されセンサノードを有する複数のブレードと、前記ハブの回転によって駆動される発電機とシンクノードを備えるナセルを有する風力発電装置における、前記シンクノードと前記センサノードとの間の無線通信方法であって、
前記シンクノードは、前記ブレードの鉛直方向を基準とする所定角度内の回転位置に同期して、第１のアンテナを介して信号を送信し、
前記センサノードは、第２のアンテナを介した前記第１のアンテナからの前記信号の受信に応答して、前記第２のアンテナを介してセンサデータを送信し、
前記シンクノードは、前記第１のアンテナを介して前記センサデータを受信し、
前記シンクノードが送信する前記信号は、前記センサノードを識別するＩＤを含み、
前記センサノードは、前記ＩＤの検出に応答して、前記センサデータを送信する送信部を活性化し、前記ブレードの回転位置が前記所定角度内での前記センサデータの送信の完了に応じて、前記送信部を不活性化することを特徴とする風力発電装置における無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線センサネットワークを有する風力発電装置及び風力発電装置における無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線技術を用いた風力発電装置に関して、特許文献１に開示されている。特許文献１は、「本実施の形態にかかる風力発電装置では、歪みゲージから振動算出部に送信される信号および騒音センサから振動状態調整部に送信される信号の少なくとも一つを、無線を用いて送信するようにしてもよい。このように、無線技術を用いることで、大規模な風力発電装置であっても容易にセンサネットワークを構築することができる。」と記載している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２３１４０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
風力発電装置は、安定した風力が得られる地域に設置される。逆に言えば、風力発電装置を設置する地域は、周辺地形（海上に設置する場合は、周囲の陸地の地形）によって限定される。限定された地域に複数の風力発電装置を設置し、設置するスペース効率を高くする必要がある。また、風力発電装置のブレードの状態を把握するために、ブレードにセンサを設け、ナセルに設けた送受信装置との間でセンサデータ等を送受信するために無線通信を用いる。
【０００５】
複数の風力発電装置が、限定された地域に設置される場合であっても、無線通信に、隣接する風力発電装置と異なる周波数帯域（チャネル）を使用することは困難である。なぜならば、周波数帯域が異なれば、使用する周波数帯域ごとにフィルタ等を調整する必要があるからである。また、ある地域の風力発電装置に複数の周波数帯域を用いることも、周波数の有効利用の観点から困難である。異なる複数の無線通信に同じ周波数帯域の電波を使用すると、それらの電波の間で干渉が生じる。特許文献１では、無線センサネットワークの電波干渉について考慮されていない。
【０００６】
このような状況において、風力発電装置のブレードに設けたセンサを含むセンサノードとナセルなどに設けた送受信装置を含むシンクノードとの間で無線通信を用いると、隣接する風力発電装置の無線通信との間で電波干渉が生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
開示する風力発電装置は、鉛直方向を基準とする所定角度（±α度）内の、ブレードの回転位置に同期して、第１のアンテナを介して信号を送信し、センサデータを受信するシンクノードを有するナセル、並びに、第２のアンテナを介した第１のアンテナからの信号の受信に応答して、第２のアンテナを介してセンサデータを送信するセンサノードを設けた、ナセルに接続するロータにより回転するブレードを有する。
【発明の効果】
【０００８】
開示する風力発電装置によれば、隣接する風力発電装置の無線通信との間で電波干渉の発生を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】風力発電装置の構成例の正面図である。
【図２】風力発電装置の構成例の側面図である。
【図３】隣接する風力発電装置のセンサノードからの無線電波との干渉を説明する図である。
【図４】無線センサネットワークシステムの構成例である。
【図５】センサノードの構成例である。
【図６】シンクノードとセンサノードとの間の無線通信シーケンス図である。
【図７】風力発電装置の一部である、シンクノードとブレードの構成例である。
【図８】シンクノードに指向性アンテナを用いた風力発電装置である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施例を、図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は、風力発電装置の構成例の正面図（風力発電装置の各ブレードの回転面を正面から見た図）である。図２は、図1の風力発電装置の構成例の側面図である。
【００１２】
風力発電装置は、ブレードＡ１０１、ブレードＢ１０２、およびブレードＣ１０３の３枚のブレード、ナセル１０８、タワー１０９、並びに、ハブ１１０を有する。図１の構成例は、３枚のブレードを示しているが、１枚でもよい。風力発電装置の力学的バランスから、通常は２枚以上である。
【００１３】
ハブ１１０は、３枚のブレードＡ〜Ｃ（１０１〜１０３）を120度間隔で固定した、ロータと呼ばれる回転部である。ブレードＡ〜Ｃ（１０１〜１０３）が風を受け、図１に示すブレード回転方向に回転することにより、ハブ１１０の回転軸が回転し、回転軸に接続された変速機を介して発電機に回転運動が伝えられて発電する。ハブ１１０の回転軸は軸受でナセル１０８に固定され、変速機および発電機はナセル１０８に内蔵されている。
【００１４】
風力発電装置は、ブレードのひずみなどの状態を測定するセンサを有するセンサノードＡ〜Ｃ（１０５〜１０７）を各ブレードＡ〜Ｃ（１０１〜１０３）に設置している。センサは、たとえば、ひずみ測定の場合は歪計である。ナセル１０８に設けたシンクノード１０４が、センサノードＡ〜Ｃ（１０５〜１０７）からのセンサデータを受信する。センサノードＡ〜Ｃ（１０５〜１０７）とシンクノード１０４とにより無線センサネットワークが構成される。
【００１５】
シンクノード１０４および各センサノードＡ〜Ｃ（１０５〜１０７）は、図１に示すように、放射パターンが円形をなす無指向性アンテナを有する。シンクノード１０４と各センサノードＡ〜Ｃ（１０５〜１０７）との通信可能な範囲は、各センサノードＡ〜Ｃ（１０５〜１０７）のアンテナが、シンクノード１０４のアンテナの放射パターンの範囲内にあり、シンクノード１０４のアンテナが各センサノードＡ〜Ｃ（１０５〜１０７）のアンテナの放射パターンの範囲内にあるときである。また、各センサノードＡ〜Ｃ（１０５〜１０７）が無線通信に用いる周波数帯域は同じである。
【００１６】
図３は、隣接する風力発電装置のセンサノードからの無線電波との干渉を説明する図である。一般に、隣接する風力発電装置のブレードの回転による乱流の影響を受けない間隔を空けて風力発電装置が設置される。その間隔は、ブレードの先端が描く回転円の直径の２倍から１０倍程度である。
【００１７】
一方、シンクノードと各センサノードとの間の無線通信を確実にする（データの誤り率が所定値（仕様値）以下になる信号対雑音比を確保する。）ために、前述したように通信相手（シンクノードとセンサノード）をそれぞれのアンテナの放射パターンに含むように無線通信回線を設計する。風力発電装置の設置間隔が狭い場合、図中にハッチングで示す領域のように、センサノード間の放射パターンが重なり、センサノードから放射される電波に干渉が生じ、搬送されるデータに誤りが生じる。干渉電波は、減衰するもののシンクノードにおいて雑音の要因になる。また、図中の風力発電装置Ｂに近い（風力発電装置Ａのシンクノードから風力発電装置Ｂのシンクノード方向にある）風力発電装置Ａのセンサノードから放射される電波は、風力発電装置Ｂのセンサノードから電波が放射されずに電波干渉しなくても、風力発電装置Ｂのシンクノードにおいて雑音の要因になる。
【００１８】
そこで、干渉領域が生じないように（電波干渉が無線通信に影響しない程度に抑制するように）、各センサノードから放射される電波を制御する必要が生じる。干渉領域の方向に電波を放射しないように制御すればよい。
【００１９】
図示するように、各アンテナの放射パターンの半径をｒとする。また、風力発電装置Ａと風力発電装置Ｂとの間隔をＤとする。図中、風力発電装置Ａのナセル内のシンクノードを通り、風力発電装置Ｂのセンサノードの放射パターンに外接する直線をＬとし、その外接点をＭとする。
【００２０】
直線Ｌと風力発電装置Ａのシンクノードの鉛直方向とのなす角をαとすると、風力発電装置Ｂのセンサノードと外接点Ｍを結ぶ直線と風力発電装置Ｂのセンサノードと風力発電装置Ａのシンクノードを結ぶ直線とがなす角として得られる。風力発電装置Ａのシンクノード、風力発電装置Ｂのセンサノード、および外接点Ｍは、図示するように直角三角形を形成するので、α＝arccosα≒arccos{r/（D-r)}である。
【００２１】
以上より、各センサノードから放射される電波を、シンクノードの鉛直方向を基準に±α度未満の範囲で放射するように制御する。
【００２２】
図４は、シンクノード１０４及びセンサノードＡ〜Ｃ（１０５〜１０７）を含む無線センサネットワークシステムの構成例である。無線センサネットワークシステムは、シンクノード１０４及びセンサノードＡ〜Ｃ（１０５〜１０７）の他に、サーバ２０１、制御装置２０２、およびブレード位置検知装置２０３を有する。
【００２３】
サーバ２０１は、制御装置２０２を介して、シンクノード１０４が受信したセンサノードＡ〜Ｃ（１０５〜１０７）からのセンサデータを収集する。サーバ２０１は、風力発電装置と異なる場所に設けられてもよく、複数の風力発電装置に対応し、それらのセンサデータを収集してもよい。
【００２４】
制御装置２０２は、ブレード位置検知装置２０３からのブレードの位置情報（回転角度情報）に基づいて、シンクノード１０４と各センサノードＡ〜Ｃ（１０５〜１０７）との無線通信を制御し、シンクノード１０４が受信したセンサデータをサーバ２０１へ出力する。
【００２５】
ブレード位置検知装置２０３は、ナセル１０８に対するハブ１１０の回転角度を検知し、制御装置２０２へ出力する。回転角度は、各センサノードＡ〜Ｃ（１０５〜１０７）の位置が分かればよく、ハブ１１０の回転角度を０とする基準角度を任意に定めることができるが、ここでは、センサノードＡ１０５がナセル１０８の真上（鉛直方向）にあるときを基準角度として説明する。したがって、センサノードＢ１０６がナセル１０８の真上（鉛直方向）にあるとき、ハブ１１０の回転角度は１２０度である。逆言すると、ハブ１１０の回転角度が１２０度のとき、センサノードＢ１０６がナセル１０８の真上（鉛直方向）にある。同様に、ハブ１１０の回転角度が２４０度のとき、センサノードＣ１０７がナセル１０８の真上（鉛直方向）にある。
【００２６】
シンクノード１０４は、制御装置２０２により制御され、センサノードＡ〜Ｃ（１０５〜１０７）との間で無線通信するための送受信部１０４１およびアンテナ１０４２を有する。アンテナ１０４２は、前述したように、無指向性アンテナである。
【００２７】
図５は、センサノードＡ１０５（他のセンサノードも同様の構成であるので、センサノードＡ１０５を代表させる。）の構成例である。センサノードＡ１０５は、アンテナ３０１、アンテナ３０１を送受信に共用するための、アンテナ３０１からの受信波とアンテナ３０１への送信波とを分離するデュプレクサ(分波器)３０２、デュプレクサ３０２に接続し、受信波からセンサノードＡ１０５を特定するＩＤを含む受信データを抽出し、出力する受信部３０３、デュプレクサ３０２にＳＷ１を介して接続し、送信データを搬送する送信波を出力する送信部３０４、受信部３０３、送信部３０４およびひずみ計のようなセンサ部３０８に接続し、ＳＷ１〜ＳＷ２の接続を制御する制御部３０５、並びに、ＳＷ２を介して送信部３０４に接続し、ＳＷ３を介してセンサ部３０８に接続するバッファＰ３０６およびバッファＱ３０７の交替バッファを有する。
【００２８】
送信部３０４からの送信波は、制御部３０５によるＳＷ１のＯＮによりアンテナ３０１から放射され、ＳＷ１のＯＦＦにより放射されない。交替バッファは、制御部３０５によるＳＷ２およびＳＷ３の排反的な制御（ＳＷ２がｐに接続しているとき、ＳＷ３がｑに接続し、ＳＷ２がｑに接続しているとき、ＳＷ３がｐに接続）により、一方のバッファの内容（センサデータ）が送信データとして送信されているとき、他方のバッファにセンサ部３０８からのセンサデータが格納される。
【００２９】
センサデータのバッファへの格納は、制御部３０５によるセンサ部３０８への出力指示に基づいて、送信データの送信時刻や送信時間とは無関係に繰り返される。制御部３０５によるセンサ部３０８への出力指示は、たとえば100ms間隔で制御部３０５から出力される。
【００３０】
風力発電装置のブレードの回転速度は、機種によって異なるが、10〜50回転/分である。送信データの送信時間として許容される時間の検討のために、より高速回転である60回転/分（１回転/秒）とする。前述の角度αは、Ｄ＝3ｒとすると６０度であるが、干渉をより抑制できるようにα＝４５度とする。したがって、これらの厳しい条件の下で、送信時間として許容される時間は、４５度×２／３６０度／１回転/秒＝250msである。一方、センサ部３０８からのセンサデータの出力を100ms間隔で10Byte/回とすると、ブレードの１回転（１秒）当たり、1ｋByteである。このセンサデータをブレードの１回転ごとに送信するためのヘッダ部（センサノードのＩＤなど）のデータ量や無線回線の確立や遮断のための時間を考慮に入れ、等価的に１０倍のデータ量を送信することに等しいと仮定すると、10ｋByte×8/250ms＝320ｋBPSである。昨今の無線を用いた高速通信速度に比べたら、桁違いに余裕のある通信速度であるので、容易に実現できる。
【００３１】
図６は、風力発電装置のブレードが１回転するときのシンクノード１０４とセンサノードＡ〜Ｃ（１０５〜１０７）との間の無線通信シーケンス図である。無線通信シーケンスを、図４および図５を引用しながら説明する。
【００３２】
シンクノード１０４に接続する制御装置２０２は、ブレード位置検出装置２０３からのブレードＡ１０１がシンクノード１０４の上方（前述の数値例では、−４５度）にあるとの位置（所定角度）情報に基づいて、センサノードＡ１０５のＩＤ（識別子）を含むビーコン信号を、送受信部１０４１を介して送信する。センサノードＡ１０５は、受信部３０３が記憶しているＩＤ（センサノードＡ１０５のＩＤ）とビーコン信号に含まれるＩＤの一致を検出して、制御部３０５へ送信開始を出力する。制御部３０５は、送信開始の入力に応答して、ＳＷ１をＯＮして、送信波を出力できるように送信部３０４を復帰させる（送信部復帰、送信部活性化）と共に、送信部３０４へＡＣＫ（ＩＤを含むビーコン信号の受信に対する肯定応答）を送信するように指示する。また、制御部３０５は、ＳＷ２およびＳＷ３を、前述のように排反的に制御して、バッファＰ３０６とバッファＱ３０７とを交替させる。バッファの交替により、センサ部３０８からのセンサデータは、ＳＷ３により接続されたバッファに格納される。
【００３３】
センサノードＡ１０５からのＡＣＫの受信に応答して、シンクノード１０４の送受信部１０４１は、センサノードＡ１０５のＩＤを含むデータ送信要求を送信する。センサノードＡ１０５の受信部３０３は、受信部３０３が記憶しているＩＤとデータ送信要求に含まれるＩＤの一致を検出して、データ送信要求を制御部３０５に出力する。制御部３０５は、データ送信要求の入力に応答して、ＳＷ２を介して接続している交替バッファの一方の内容（センサデータ）を送信するように送信部３０４へ指示する。送信部３０４は、バッファの内容の送信完了に伴い、送信完了を制御部３０５へ通知する。制御部３０５は、送信完了の通知に応答して、ＳＷ１をＯＦＦして、送信部３０４から送信波が出力されないようにする（送信部スリープ、送信部不活性化）。
【００３４】
センサノードＢ１０６およびセンサノードＣ１０７に関しては、シンクノード１０４がビーコン信号を送信する、ブレードの位置に同期したタイミング、すなわちブレードＢ１０２がシンクノード１０４の上方（前述の数値例では、−４５度、基準角度を基にすると１２０度−４５度＝７５度）にあるとの位置（所定角度）情報、およびブレードＣ１０３がシンクノード１０４の上方（前述の数値例では、−４５度、基準角度を基にすると２４０度−４５度＝１９５度）にあるとの位置（所定角度）情報に基づくこと以外は同様の動作であるので、説明を省略する。
【００３５】
なお、ビーコン信号およびデータ送信要求は、各センサノードＡ〜Ｃ（１０５〜１０７）によって受信されるので、送受信するセンサノードを特定するためにセンサノードのＩＤを用いる。
【００３６】
本実施例によれば、ブレードの位置情報と同期して、ナセルの上方の所定角度内のセンサノードがシンクノードと無線通信するので、隣接する風力発電装置の無線通信との間で電波干渉を抑制できる。
【実施例２】
【００３７】
本実施例は、実施例１の風力発電装置のブレードＡ〜Ｃ（１０１〜１０３）の各々に複数のセンサノードを設けた風力発電装置である。実施例１では、センサとしてひずみ計を例示したが、センサは、温度、湿度、圧力、音響、加速度、角速度、液体および気体の流量および流速、成分分析などの物理量および化学量を測定するセンサノードであってもよい。ブレードの状態やブレードの周辺状態を監視するために、このような各種のセンサの中から複数のセンサを各ブレードに設けた風力発電装置の、シンクノード１０４と各センサノードＡ〜Ｃ（１０５〜１０７）との間の無線通信を説明する。
【００３８】
図７は、風力発電装置の一部（ブレードＢ１０２およびブレードＣ１０３の図示略）である、ナセル１０８に設けたシンクノード１０４とブレードＡ１０１の構成例である。ブレードＡ１０１には、センサノードＡ１〜Ａ５（１０５１〜１０５５）が設けられている。したがって、実施例１と異なる点は、センサノードの数が複数である。なお、各センサノードＡ１〜Ａ５（１０５１〜１０５５）を識別するためのＩＤは各々異なる。
【００３９】
このように複数のセンサノードを設けた場合、各センサノードがセンサデータの送受信動作を開始するタイミングの制御は、次の（１）〜（３）のいずれかの一つの方法によればよい。なお、図示するように、センサノードの数を５として説明する。
【００４０】
（１）第１は、各センサノードＡ１〜Ａ５（１０５１〜１０５５）の送受信動作の開始を、実施例１と同様に、位置（所定角度）情報に基づいて制御する方法である。この方法は、センサノードＡ１〜Ａ５（１０５１〜１０５５）毎のブレードの位置（所定角度）情報に基づいて、シンクノード１０４がビーコン信号を送信する方法である。センサノードの送受信順序を決めておき、最初の順序のセンサノードにシンクノード１０４がビーコン信号を送信し、２番目以降にはセンサデータの送信要求を送信するようにしてもよい。
【００４１】
実施例１で説明した数値例のように、ブレードＡ１０１に設けたセンサノードＡ１〜Ａ５（１０５１〜１０５５）に関しては、−４５度から＋４５度のブレード位置の範囲（９０度）で無線通信すればよい。したがって、センサノードＡ１〜Ａ５（１０５１〜１０５５）の各々に許容されるブレード位置の範囲は９０度/５＝１８度である。通信速度は、（２）で説明するように、センサデータのデータ量が同じである場合に、実施例１の場合よりも５倍の通信速度が必要となる。
【００４２】
（２）第２は、各センサノードＡ１〜Ａ５（１０５１〜１０５５）の送受信動作の開始を、所定時間ずらす方法である。実施例１の数値例では、ブレードＡ１０１に設けたセンサノードに許容される通信時間は250msである。したがって、センサノードＡ１〜Ａ５（１０５１〜１０５５）の各々の送受信動作の開始を250ms/５＝50msずつずらし、各々に許容される通信時間を50msとすればよい。通信速度は、実施例１の数値例の５倍の320ｋBPS×5＝1600ｋBPS＝1.6MBPSとなる。所定時間のずらし方は、シンクノード１０４がビーコン信号を送信するタイミングをずらしてもよいし、センサノードの送受信順序を決めておき、ビーコン信号受信時刻から、送受信順序に従って、各センサノードＡ１〜Ａ５（１０５１〜１０５５）の送受信開始時刻を所定時間遅らせる。この場合、最初に送受信するセンサノードは、実施例１と同様にビーコン信号の受信に応答して送受信を開始するが、２番目以降はビーコン信号の受信に応答して所定の遅延時間を設定したタイマを起動し、所定の遅延時間が経過した後に送受信を開始する。
【００４３】
（３）第３は、センサノードの送受信順序を決めておき、前の順序のセンサノードの送受信完了に応答して、送受信を開始する方法である。前の順序のセンサノードの送受信完了の検知は、送受信完了を当該センサノードが監視するか、前の順序のセンサノードが当該センサノードのＩＤを送信し、当該センサノードはそれを受信すればよい。ただし、この場合は、デュプレクサ３０２および受信部３０３にセレクタなどを用いて複数チャネル（周波数）を受信できるようにして、他のセンサノードの送信波を受信する必要がある。
【００４４】
本実施例によれば、ブレードの位置情報（または、位置情報に等価な遅延時間）と同期して、ナセルの上方の鉛直方向に対する所定角度内のセンサノードがシンクノードと無線通信するので、複数のセンサノードをブレードに設けても、隣接する風力発電装置の無線通信との間で電波干渉が生じない。
【実施例３】
【００４５】
図８は、ナセル１０８に設けるシンクノード１０４のアンテナ１０４２として指向性アンテナを用いた風力発電装置である。この指向性アンテナの半値角をβとする。実施例１で説明したように、シンクノード１０４とブレード１０１〜１０３の各々に設けたセンサノードＡ〜Ｃ（１０５〜１０７）との間の無線通信は、各ブレードＡ〜Ｃ（１０１〜１０３）の位置情報に同期しているので、無線通信する角度範囲も各ブレードＡ〜Ｃ（１０１〜１０３）の位置情報に依存する。実施例１の数値例では、センサノードＡ１０５の無線通信の角度範囲はブレードＡ１０１の−４５度から＋４５の９０度である。したがって、シンクノード１０４のアンテナ１０４２の放射方向をシンクノード１０４のアンテナ１０４２の真上方向（鉛直方向）とし、半値角β＝９０度とすれば、実施例１の数値例の角度範囲と一致する。
【００４６】
このようにシンクノード１０４のアンテナ１０４２に半値角β（＝α×２）の指向性アンテナを用いると、実施例１のようにブレードに一つのセンサノードを設けた風力発電装置では、センサノードはシンクノード１０４からの電波の受信開始を、ビーコン信号の受信に代替できるので、シンクノード１０４はブレードの位置情報に基づいたセンサノードのＩＤを含むビーコン信号の送信を省略できる。他のセンサノードは、シンクノード１０４からの電波を受信しないので、センサノードのＩＤを用いなくても、送受信するセンサノードが特定される。
【００４７】
なお、実施例２のように、ブレードに複数のセンサノードを設けた風力発電装置では、複数のセンサノードの各々を特定する必要があるので、ビーコン信号の送信を省略できても、センサデータの送信要求にはセンサノードのＩＤを含む必要がある。
【００４８】
本実施例の変形例として、図示を省略するが、次のような構成でもよい。シンクノード１０４に各ブレードＡ〜Ｃ（１０１〜１０３）の方向に指向性を持つ３つのアンテナをハブ１１０に設けた風力発電装置である。図８の風力発電装置と異なる点は、回転するハブ１１０にアンテナを設ける点である。この差異に伴い、制御装置２０２は、シンクノード１０４が送受信するセンサノードを設けたブレードの位置情報に基づいて、３つのアンテナを切り替える。また、アンテナが回転するハブ１１０に設けられているので、ナセル１０８内の送受信部１０４１との間の接続にブラシ型接点などを用いる。図８の風力発電装置と異なる点以外は、シンクノード１０４のアンテナはセンサノードのアンテナに対向するので、構成及び動作は同様である。
【実施例４】
【００４９】
本実施例は、図示を省略するが、センサノードのアンテナに、放射方向がシンクノード１０４方向にある指向性アンテナを用いる風力発電装置である。センサノードのアンテナは、仮に電波を出し続けても（センサノードは送信部３０４が、復帰/スリープ制御されるので、電波を出し続けることはない。）シンクノード１０４の方向に指向性を持つので、図３にハッチングで示した干渉領域が発生しない。厳密には、センサノードのアンテナのサイドローブによる干渉が発生するが、指向性アンテナの放射方向のメインローブに比べ放射電力が小さく、干渉を発生した電波の放射電力も小さいので、シンクノード１０４とセンサノードとの無線通信にほとんど影響しない。
【００５０】
本実施例の変形例として、実施例３のシンクノード１０４に指向性アンテナを用いる場合とを組み合わせた風力発電装置がある。すなわち、シンクノード１０４のアンテナおよびセンサノードのアンテナの双方に指向性アンテナを用いた風力発電装置である。この変形例の構成及び動作は、実施例３および本実施例を組み合わせたものとなり、その得失も同様に組み合わせたものとなる。
【００５１】
以上説明した実施形態の風力発電装置によれば、ブレードに設けたセンサノードとナセルなどに設けたシンクノードとの間で無線通信を用いても、隣接する風力発電装置の無線通信との間の電波干渉を抑制できる。
【符号の説明】
【００５２】
１０１〜１０３：ブレード、１０４：シンクノード、１０５〜１０７：センサノード、１０８：ナセル、１０９：タワー、１１０：ハブ、２０１：サーバ、２０２：制御装置、２０３：ブレード位置検知装置、３０１：アンテナ、３０２：デュプレクサ、３０３：受信部、３０４：送信部、３０５：制御部、３０６〜３０７：バッファ、３０８：センサ部、１０４１：送受信部、１０４２：アンテナ、１０５１〜１０５５：センサノード。
【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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