(57)【要約】【課題】ソーラーパネルによる発電量の向上が図られるハイブリット型風力発電装置の提供を目的とする。【解決手段】本発明のハイブリット型風力発電装置は、鉛直方向に延びた風車回転軸を中心に回転する３つ以上複数の風車翼を有する風力発電装置と、風車翼に設けられ、風車回転軸と平行かつ回転方向の前方に突出するように湾曲する前方凸面と、前方凸面に固定されているソーラーパネルと、風車翼のうち前方凸面の裏側に設けられ、風車回転軸と平行かつ回転方向の前方に凹むように湾曲しかつ太陽光を反射する後方凹面と、を有する。【選択図】図９Ａ
2014181585.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛直方向に延びた風車回転軸を中心に回転する３つ以上複数の風車翼を有する垂直軸型の風力発電装置と、
前記風車翼に設けられ、前記風車回転軸と平行かつ前記回転方向の前方に突出するように湾曲する前方凸面と、
前記前方凸面に固定されている前記ソーラーパネルと、
前記風車翼のうち前記前方凸面の裏側に設けられ、前記風車回転軸と平行かつ前記回転方向の前方に凹むように湾曲しかつ太陽光を反射する後方凹面と、を有するハイブリット型風力発電装置。
【請求項２】
複数の前記風車翼を風車回転軸から離れた位置に保持して、そらら複数の前記風車翼に囲まれる空間を形成する翼支持体を有する請求項１に記載のハイブリット型風力発電装置。
【請求項３】
前記風車回転軸を面内に含む円筒面の一部を構成する前記後方凹面と、
前記後方凹面の湾曲深さより大きく突出する前記前方凸面と、
前記前方凸面の頂点部よりも前記風車回転軸から離れた部分を構成して、前記回転半径方向の外側を向く第１凸面と、
前記前方凸面のうち前記頂点部よりも前記風車回転軸に近い部分を構成して、前記回転方向で前隣りに位置する前記風車翼の前記後方凹面と対向する第２凸面と、を有する請求項２に記載のハイブリット型風力発電装置。
【請求項４】
中空構造をなす前記風車翼と、
前記風車翼の上下の両端に設けられて、前記風車翼の内部に空気を通り抜けさせる通気孔と、を有する請求項１乃至３のうち何れか１の請求項に記載のハイブリット型風力発電装置。
【請求項５】
前記風力発電装置のうち前記風車翼を回転可能に支持する支持ベースに固定される複数の平板ミラーで構成されて、前記風車翼に向けて太陽光を反射する直付リフレクターを有する請求項１乃至４のうち何れか１の請求項に記載のハイブリット型風力発電装置。
【請求項６】
前記風力発電装置のうち南中時又は北中時の太陽と対向する正面側に位置して、前記風車翼から離れた側の端部が起き上がるように傾斜している複数のフロント側の前記平板ミラーと、
前記風力発電装置のうち東西方向の両側に位置して、前記風力発電装置の正面から遠い側の端部が起き上がるように傾斜している複数のサイド側の前記平板ミラーと、
複数のフロント側の前記平板ミラーで構成されるフロント反射部と、複数のサイド側の前記平板ミラーで構成されるサイド反射部とを有する前記直付リフレクターと、を有する請求項５に記載のハイブリット型風力発電装置。
【請求項７】
前記風力発電装置を中心とした平面視円弧状に並べられる複数の平板ミラーで構成されて、前記風車翼に向けて太陽光を反射するリフレクターを有する請求項１乃至４のうち何れか１の請求項に記載のハイブリット型風力発電装置。
【請求項８】
水平面に対する傾斜角が互いに異なる複数の第１の前記平板ミラーと複数の第２の前記平板ミラーとを有する前記複数の平板ミラーと、
複数の第１の前記平板ミラーを平面視円弧状に並べてなる第１反射部と、複数の第２の前記平板ミラーを平面視円弧状に並べてなる第２反射部とを有する前記リフレクターと、を有する請求項７に記載のハイブリット型風力発電装置。
【請求項９】
合成樹脂製の前記風車翼と、
前記風車翼の前記前方凸面に一体化されている前記ソーラーパネルと、を有する請求項１乃至８のうち何れか１の請求項に記載のハイブリット型風力発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉛直方向に延びた風車回転軸を中心に回転する３つ以上複数の風車翼を有する垂直軸型の風力発電装置と、風車翼に固定されているソーラーパネルと、を有するハイブリット型風力発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のハイブリット型風力発電装置として、風車翼が半円筒状をなし、その半円筒の外側面を向いた面にソーラーパネルが貼り付けられたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１７３２５７号公報（図１、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来のハイブリット型風力発電装置では、ソーラーパネルに直接入射する太陽光しか利用できないため、ソーラーパネルによる発電量が低いという問題が生じる可能性があった。【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ソーラーパネルによる発電量の向上が図られるハイブリット型風力発電装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係るハイブリット型風力発電装置は、鉛直方向に延びた風車回転軸を中心に回転する３つ以上複数の風車翼を有する垂直軸型の風力発電装置と、風車翼に設けられ、風車回転軸と平行かつ回転方向の前方に突出するように湾曲した前方凸面と、前方凸面に固定されたソーラーパネルと、風車翼のうち前方凸面の裏側に設けられ、風車回転軸と平行かつ回転方向の前方に凹むように湾曲しかつ太陽光を反射する後方凹面と、を有するところに特徴を有する。【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載のハイブリット型風力発電装置において、複数の風車翼を風車回転軸から離れた位置に保持して、それら複数の風車翼に囲まれた空間を形成する翼支持体を有するところに特徴を有する。【０００８】
請求項３の発明は、請求項２に記載のハイブリット型風力発電装置において、風車回転軸を面内に含む円筒面の一部を構成する後方凹面と、後方凹面の湾曲深さより大きく突出する前方凸面と、前方凸面の頂点部よりも風車回転軸から離れた部分を構成して、回転半径方向の外側を向く第１凸面と、前方凸面のうち頂点部よりも風車回転軸に近い部分を構成して、回転方向で前隣りの風車翼の後方凹面と対向する第２凸面と、を有するところに特徴を有する。【０００９】
請求項４の発明は、請求項１乃至３のうち何れか１の請求項に記載のハイブリット型風力発電装置において、中空構造をなす風車翼と、風車翼の上下の両端に設けられて、風車翼の内部に空気を通り抜けさせる通気孔と、を有するところに特徴を有する。【００１０】
請求項５の発明は、請求項１乃至４のうち何れか１の請求項に記載のハイブリット型風力発電装置において、風力発電装置のうち風車翼を回転可能に支持する支持ベースに固定される複数の平板ミラーで構成されて、風車翼に向けて太陽光を反射する直付リフレクターを有するところに特徴を有する。【００１１】
請求項６の発明は、請求項５に記載のハイブリット型風力発電装置において、風力発電装置のうち南中時又は北中時の太陽と対向する正面側に位置して、風車翼から離れた側の端部が起き上がるように傾斜している複数のフロント側の平板ミラーと、風力発電装置の東西方向の両側に位置して、風力発電装置の正面から遠い側の端部が起き上がるように傾斜している複数のサイド側の平板ミラーと、複数のフロント平板ミラーで構成されるフロント反射部と、複数のサイド平板ミラーで構成されるサイド反射部とを有する直付リフレクターと、を有するところに特徴を有する。【００１２】
請求項７の発明は、請求項１乃至４のうち何れか１の請求項に記載のハイブリット型風力発電装置において、風力発電装置を中心とした平面視円弧状に並べられる複数の平板ミラーで構成されて、風車翼に向けて太陽光を反射するリフレクターを有するところに特徴を有する。【００１３】
請求項８の発明は、請求項７に記載のハイブリット型風力発電装置において、水平面に対する傾斜角が互いに異なる複数の第１の平板ミラーと複数の第２の平板ミラーとを有する複数の平板ミラーと、複数の第１の平板ミラーを平面視円弧状に並べてなる第１反射部と、複数の第２の平板ミラーを平面視円弧状に並べてなる第２反射部とを有するリフレクターと、を有するところに特徴を有する。【００１４】
請求項９の発明は、請求項１乃至８のうち何れか１の請求項に記載のハイブリット型風力発電装置において、合成樹脂製の風車翼と、風車翼の前方凸面に一体化されているソーラーパネルと、を有するところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１５】
［請求項１の発明］
請求項１の発明によれば、風車翼の前方凸面に固定されるソーラーパネルには、直接入射される太陽光だけでなく、風車翼の後方凹面によって反射された太陽光も当ていることができ、ソーラーパネルによる発電量の向上が図られる。しかも、ソーラーパネルが固定された前方凸面は、鉛直方向に延びた風車回転軸と平行になっているので、ソーラーパネルに埃やゴミ等の異物が付きにくくなり、また、仮に異物が付いたとしても、風車翼が回転することで異物を振り落とすことができる。【００１６】
［請求項２の発明］
請求項２の発明によれば、後方凹面への太陽光の入射角が変化して、後隣りの風車翼のソーラーパネルに反射できなくなった場合であっても、複数の風車翼に囲まれる空間を挟んで反対側の風車翼に固定されているソーラーパネルに反射して、発電量の低下を抑えることが可能になる。【００１７】
［請求項３の発明］
請求項３の発明によれば、風車翼の前方凸面のうち回転半径方向の外側を向いた第１凸面に固定されるソーラーパネルにて太陽光を直接受光することができると共に、前隣りの風車翼の後方凹面によって回転方向後方に反射された太陽光を、第２凸面に固定されるソーラーパネルにて受光することができる。また、本発明では、後方凹面が、風車回転軸を面内に含む円筒面の一部になっているので、後方凹面に当たった風を空洞を挟んで反対側の風車翼に当てて回転させることができ、風の有効利用が図られる。【００１８】
［請求項４の発明］
請求項４の発明によれば、通気孔を通じて風車翼の内部に空気が流れるので、その空気によって風車翼を冷却することができ、ソーラーパネルの発熱を抑えることができる。特に、ソーラーパネルが単結晶シリコンの場合には、冷却効果の恩恵を多く受けることができる。【００１９】
［請求項５の発明］
請求項５の発明によれば、ソーラーパネルに当たる太陽光の光量を増やして発電量の向上を図ることができる。また、直付リフレクターを構成する複数の平板ミラーは、風車翼を回転可能に支持する支持ベースに固定されているので、複数の平板ミラーをハイブリット型風力発電装置の周りに設置する場合と比較して、省スペース化が図られる。また、風車翼と平板ミラーとの間の距離を小さくして、反射光の強度低下を抑えることが可能となる。【００２０】
［請求項６の発明］
請求項６の発明によれば、南側又は北側から太陽光が照射される昼間については、直付リフレクターのフロント反射部で太陽光を風車翼に反射することができる。また、東側又は西側から太陽光が照射される朝方又は夕方については、直付リフレクターのサイド反射部により太陽光を風車翼に反射することが可能となる。また、フロント側の平板ミラーは、風車翼から離れた側の端部が起き上がるように傾斜しているので、太陽高度が高くなる南中時又は北中時に、効率よく風車翼へ太陽光を反射することができる。さらに、サイド側の平板ミラーは、風力発電装置の正面と反対側の端部が起き上がるように傾斜しているので、朝方から昼にかけて及び昼から夕方にかけても、風車翼へ向けて太陽光を反射することができる。【００２１】
［請求項７，８の発明］
請求項７の発明によれば、ソーラーパネルに当たる太陽光の光量を増やして発電量の向上を図ることができる。また、リフレクターは、風力発電装置を中心とした平面視円弧状に並べられる複数の平板ミラーで構成されるので、リフレクターを、風力発電装置を中心とした逆円錐面に沿った１枚のミラーで構成するよりも、容易に製造できる。【００２２】
しかも、請求項８の発明のように、水平面に対する傾斜角が互いに異なる複数の第１平板ミラー及び複数の第２平板ミラーとを有する複数の平板ミラーと、複数の第１平板ミラーを平面視円弧状に並べてなる第１反射部と、複数の第２平板ミラーを平面視円弧状に並べてなる第２反射部とを有するリフレクターと、を有する構成とすれば、水平面に対する入射角が異なる太陽光を風車翼に向けて反射することが可能となり、水平面に対する太陽光の入射角が変化しても、風車翼に向けて太陽光を反射することができる。【００２３】
［請求項９の発明］
請求項９の発明によれば、ソーラーパネルの前方凸部への固定の安定化が図られる。また、ソーラーパネルの前方凸面からの浮き上がりを小さくして、風車翼が回転するときに受ける抵抗を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１実施形態に係るハイブリット型風力発電装置の斜視図
【図２】風力発電装置の要部の分解斜視図
【図３】発電機の側断面図
【図４Ａ】第１ロータにおける界磁用マグネットの配置を示す平面図
【図４Ｂ】第２ロータにおける発電用コイルの配置を示す平面図
【図５】第１風車の斜視図
【図６】第１風車の平断面図
【図７Ａ】回転前の第１風車の平断面図
【図７Ｂ】回転後の第１風車の平断面図
【図８】回転方向の前方から風を受けた風車翼の平面図
【図９Ａ】太陽光が当たったときの第１風車の平断面図
【図９Ｂ】別の角度から太陽光が当たったときの第１風車の平断面図
【図１０】風車翼の側断面図
【図１１】第２実施形態に係るハイブリット型風力発電装置の平面図
【図１２】ハイブリット型風力発電装置の正面図
【図１３Ａ】第３実施形態に係るハイブリット型風力発電装置の平面図
【図１３Ｂ】リフレクターの斜視図
【図１４】ハイブリット型風力発電装置の側面図
【図１５】第４実施形態に係るハイブリット型風力発電装置における第１風車の平断面図
【図１６】第５実施形態に係るハイブリット型風力発電装置の斜視図
【図１７】ハイブリット型風力発電装置の側面図
【図１８】ハイブリット型風力発電装置の正面図
【図１９】ハイブリット型風力発電装置の平断面図
【図２０】太陽光を反射するリフレクターの側面図
【図２１】第６実施形態に係るハイブリット風力発電装置の側面図
【図２２】変形例に係るハイブリット型風力発電装置におけるリフレクターの側面図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態を図１〜図１０を用いて説明する。図１に示すように、本実施形態のハイブリット型風力発電装置１００は、鉛直方向に延びた風車回転軸Ｌ１を中心に回転する風車翼２２を３つ以上備えた垂直軸型の風力発電装置１０の風車翼２２にソーラーパネル９０を固定してなる。
【００２６】
風力発電装置１０は、支持フレーム１２に第１風車２０、第２風車２１及び発電機４０を取り付けてなる。支持フレーム１２は、上下方向に延びた３本の支柱１２Ａを複数の梁部材１２Ｂで連結してなり、支持フレーム１２を上下方向から見たときに、各支柱１２Ａが、正三角形の頂点位置に配置されている。
【００２７】
図２に示すように、第１風車２０と第２風車２１は、上下２段に並べられて、風車回転軸Ｌ１を中心に回転する。ここで、第１風車２０は、側方の何れの方向から風を受けても一定の方向に回転し、第２風車２１は、側方の何れの方向から風を受けても第１風車２０とは逆方向に回転するように構成されている。なお、風車回転軸Ｌ１は、支持フレーム１２を上下方向から見たときの正三角形の重心に位置する。
【００２８】
発電機４０は、第１風車２０と第２風車２１の間に配置され、図３に示すように、ケース１２０の内部に第１ロータ４１及び第２ロータ４２を備えている。図１に示すように、ケース１２０は、連絡部材１２１によって支持フレーム１２の支柱１２Ａに固定されている。
【００２９】
図４Ａに示すように、第１ロータ４１には、複数の界磁用マグネット１０１が、着磁された状態で風車回転軸Ｌ１の回りに等間隔に設けられている。具体的には、第１ロータ４１は、中空構造の扁平な第１ロータ本体１０３の内側に界磁用マグネット１０１を備えてなり、第１ロータ本体１０３の中心から上方に延びた第１連結シャフト５１に、上述した第１風車２０が一体回転可能に結合されている。なお、界磁用マグネット１０１は、厚さ方向（上下方向）に着磁された扁平な永久磁石であって、隣接するマグネット同士の極性が互いに反転するように配置されている。
【００３０】
第１ロータ本体１０３は、図３に示すように、上側ロータ部品１０３Ａと下側ロータ部品１０３Ｂとで構成され、各ロータ部品１０３Ａ，１０３Ｂに、同数の界磁用マグネット１０１が備えられている。下側ロータ部品１０３Ｂに取り付けられた界磁用マグネット１０１Ｂは、上側ロータ部品１０３Ａに取り付けられた界磁用マグネット１０１Ａに対応する位置に配置され、界磁用マグネット１０１Ａと界磁用マグネット１０１Ｂとは、互いに逆向きに着磁されている。即ち、界磁用マグネット１０１Ａの下側を向いた面がＮ（Ｓ）であれば、界磁用マグネット１０１Ｂの上側を向いた面がＳ（Ｎ）となる。なお、第１連結シャフト５１は、上側ロータ部品１０３Ａに一体回転可能に取り付けられている。
【００３１】
図４Ｂに示すように、第２ロータ４２には、界磁用マグネット１０１によって励磁される発電用コイル１０２が複数備えられている。発電用コイル１０２は、中心軸が風車回転軸Ｌ１と平行となるように配置され、界磁用マグネット１０１と同じ数だけ風車回転軸Ｌ１の回りに等間隔に設けられている。そして、界磁用マグネット１０１と発電用コイル１０２とが、風車回転軸Ｌ１方向に隙間を介して対向配置されている。
【００３２】
具体的には、第２ロータ４２は、円盤状の第２ロータ本体１０６に形成されたコイル固定孔１３０に発電用コイル１０２を固定して備えている。第２ロータ本体１０６は、第１ロータ本体１０３内に配置され、第２ロータ本体１０６の中心から下方に延びた第２連結シャフト５２が、第１ロータ本体１０３の下側ロータ部品１０３Ｂを貫通している。そして、この第２連結シャフト５２に、上述した第２風車２１が一体回転可能に結合されている。また、第２連結シャフト５２には、複数の発電用コイル１０２に各々つながるスリップリング１３６が嵌合され、このスリップリング１３６と摺接するブラシ１３５を介して、発電出力を取り出すように構成されている。なお、発電用コイル１０２は、隣接するコイルの巻き線方向が互いに逆向きとなるようにコイル固定孔１３０に組み付けられている。
【００３３】
図２に示すように、第１風車２０及び第２風車２１は、所謂、サボニウス型風車として構成され、風車回転軸Ｌ１と直交する方向で風を受ける風車翼２２を、風車回転軸Ｌ１の回りに４つ、等角度間隔に有している。
【００３４】
図５に示すように、第１風車２０は、上下方向で対峙した１対の翼支持体３０，３０にて、４つの風車翼２２を支持してなる。図６に示すように、翼支持体３０は、円形プレート３１の外周縁から複数のアームプレート３２が径方向外向きに放射状に延びた構成をなし、円形プレート３１の中心が風車回転軸Ｌ１上に位置するように配置されている。アームプレート３２は、円形プレート３１から遠ざかるに従って第１風車２０が回転する基準回転方向Ｘと逆方向を向くように湾曲した形状をなしている。
【００３５】
また、１対の翼支持体３０，３０のうち下側の翼支持体３０には、第１連結シャフト５１が固定され（図３参照）、これにより、第１風車２０と第１ロータ４１とが一体回転するようになっている。
【００３６】
図５に示すように、風車翼２２は、風車回転軸Ｌ１方向に延びて、風車回転軸Ｌ１と平行な外側面を有している。風車翼２２の外側面のうち基準回転方向Ｘを向く部分は、基準回転方向Ｘに突出するように湾曲した前方凸面２３となっていて、風車翼２２の外側面のうち基準回転方向Ｘと反対側を向く部分は、基準回転方向Ｘに凹むように湾曲した後方凹面２５となっている。また、各風車翼２２の上下の両端は、翼支持体３０，３０の各アームプレート３２に固定されている。そして、１対の翼支持体３０，３０によって、複数の風車翼２２が風車回転軸Ｌ１から一定距離だけ離れた位置に配置され、それら１対の翼支持体３０，３０と複数の風車翼２２とに囲まれた部分に、風車回転軸Ｌ１を中心とし、隣接する風車翼２２，２２の間（前方凸面２３と前隣りの風車翼２２における後方凹面２５との間）が風の出入口３５Ａとなった風洞部３５が形成されている。なお、風洞部３５が本発明の「複数の風車翼に囲まれる空間」に相当する。
【００３７】
図６に示すように、風車翼２２の後方凹面２５は、風車回転軸Ｌ１を面内に含む円筒面の一部になっている。これにより、風車翼２２は、後方凹面２５に当たった風を風洞部３５へ向けて流し、その風を風洞部３５を挟んで反対側の風車翼２２に当てることができる。
【００３８】
また、風車翼２２の前方凸面２３は、後方凹面２５よりも湾曲深さが大きな形状になっている。詳細には、前方凸面２３は、風車翼２２の回転半径方向における中間位置に曲率が極大となる頂点部２４を有し、その頂点部２４よりも回転中心（風車回転軸Ｌ１）から離れた側に位置して回転半径方向の外側を向く第１凸面２３Ａと、頂点部２４よりも回転中心側に位置して基準回転方向Ｘを向く第２凸面２３Ｂとで構成されている。第２凸面２３Ｂは、基準回転方向Ｘで前隣りにある風車翼２２の後方凹面２５と対向している。
【００３９】
次に、風車翼２２が風を受けたときの、第１風車２０の動作について説明する。図７Ａには、４つの風車翼２２のうち２つの風車翼２２，２２の間から風洞部３５へと流れる方向に風を受けたときの風の流れが破線で示されている。なお、以下では、図７Ａにおいて風上のうち基準回転方向Ｘ側に位置する風車翼２２を風車翼２２Ａとすると共に、風車翼２２Ａから基準回転方向Ｘに並ぶ風車翼２２を、順に風車翼２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄと称して、４つの風車翼２２を適宜区別することにする。
【００４０】
図７Ａに示すように、第１風車２０が風車翼２２Ａ側から風を受けると、風車翼２２Ｂでは、後方凹面２５にのみ風が当たり、基準回転方向Ｘの成分含んだ力ＦＢ１が作用する。
【００４１】
また、風車翼２２Ｃでは、風車翼２２Ａと風車翼２２Ｄの隙間から風洞部３５を通過した風が、後方凹面２５に直接当たる。これにより、風車翼２２Ｃにも、基準回転方向Ｘの力ＦＣ１が発生する。
【００４２】
風車翼２２Ｄでは、前方凸面２３に風が当たり、基準回転方向Ｘと逆向きの力が発生する。一方、図８に示すように、風車翼２２Ｄには、第１凸面２３Ａと第２凸面２３Ｂとの相対気流の流速差による揚力Ｆが、風車翼２２を基準回転方向Ｘに回転させる向きに生じる。そして、この揚力Ｆは、基準回転方向Ｘに発生するので、前方凸面２３に作用する向かい風による力を少なくとも部分的に相殺する。
【００４３】
ここで、本実施形態では、風車翼２２は、頂点部２４における法線方向に気流を受けたときの揚力トルクが向かい風による反力トルクに打ち勝つように設計されているので、風車翼２２Ｄでも小さいながら基準回転方向Ｘの成分を含んだ力ＦＤ１が作用する。
【００４４】
図７Ａに示すように、風車翼２２Ａでは、前方凸面２３のうち外側を向いた第１凸面２３Ａに風が当たり、基準回転方向Ｘと反対向きの力が発生する。一方、後方凹面２５には、風車翼２２Ｄの第２凸面２３Ｂによって風車翼２２Ａ側に進路が変更された風が当たり、基準回転方向Ｘの力が発生する。そして、これらの力が部分的に相殺され、風車翼２２Ａには、基準回転方向Ｘの力ＦＡ２が作用する。
【００４５】
このように、図７Ａに示す状態では、風車翼２２に作用する力ＦＡ１〜ＦＤ１が全て基準回転方向Ｘへのトルク発生に寄与する。その結果、第１風車２０は、図７Ａから図７Ｂへの変化に示すように、基準回転方向Ｘに回転する。
【００４６】
第１風車２０が図７Ａに示す状態から回転すると、各風車翼２２に対する風の向きが変わり、それら風車翼２２に作用する力も変化する。具体的には、図７Ｂに示すように、風車翼２２Ａでは、大半の風が後方凹面２５に当たり、基準回転方向Ｘへの成分を含んだ力ＦＡ２が作用する。
【００４７】
風車翼２２Ｂでは、風車翼２２Ｄが壁となって、ほとんど風が当たらない。従って、風車翼２２Ｂには、力がほとんど作用しない。
【００４８】
風車翼２２Ｃでは、前面凸面２３の第１凸面２３Ａの一部に風が直接当たり、基準回転方向Ｘと反対向きの力が作用する。一方、風車翼２２Ｃの後方凹面２５には、風車翼２２Ａの後方凹面２５に当たった後、風洞部３５を通過してきた風が当たり、基準回転方向Ｘの力が作用する。これらの力は、部分的に相殺され、風車翼２２Ｃには、基準回転方向Ｘの成分を含んだＦＣ２が作用する。
【００４９】
風車翼２２Ｄでは、風が前方凸面２３に当たり、回転方向に対して向かい風となる。従って、前方凸面２３には、基準回転方向Ｘへの回転を妨げる力が作用する。一方、風車翼２２Ｄの前方凸面２３に当たった風は、風車翼２２Ａ側と風車翼２２Ｃ側とに分かれ、風車翼２２Ａ側に流れた風は、風車翼２２Ａの後方凹面２５によって風洞部３５へと案内される。即ち、風車翼２２Ａ側に流れた風、頂点部２４を回って第２凸面２３Ｂに当たる。そして、図８で説明したのと同様に、風車翼２２Ｄには、第１凸面２３Ａに当たって風車翼２２Ａ側へ流れた風と、第１凸面２３Ａに当たって風車翼２２Ｃ側に流れた風の流速差によって、基準回転方向Ｘに揚力が発生する。これにより、風車翼２２Ａには、基準回転方向Ｘに力ＦＤ２が作用する。
【００５０】
このように、図７Ｂに示す状態でも、風車翼２２Ａ〜２２Ｄには、基準回転方向Ｘの力ＦＡ２〜ＦＤ２が発生し、第１風車２０は回転する。別の言い方をすれば、本実施形態の第１風車２０は、側方の何れの方向から風が当たっても基準回転方向Ｘに回転し始め、風が当たっている間は、回転し続ける。
【００５１】
ところで、本実施形態では、図６に示すように、各風車翼２２の前方凸面２３に、ソーラーパネル９０が固定されている。ソーラーパネル９０は、可撓性のあるシート状であって、前方凸面２３全体に固定されている。即ち、ソーラーパネル９０は、風車翼２２の回転半径方向外側を向いた第１凸面２３Ａだけでなく、回転方向を向いた第２凸面２３Ｂにも固定されている。
【００５２】
なお、詳細には、風車翼２２は、前方凸面２３を構成する前面壁１２２Ａと、後方凹面２５を構成する後面壁１２２Ｂと、それら前面壁１２２Ａと後面壁１２２Ｂとによって囲まれてなる開口を閉塞する上下１対の蓋壁１２２Ｃ，１２２Ｃ（図６には一方のみが示されている。）とで構成された中空構造になっていて、風車翼２２を構成する各壁１２２Ａ，１２２Ｂ，１２２Ｃは、例えば、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等の合成樹脂製となっている。そして、風車翼２２を成形するときにソーラーパネル９０がインサートされることで、ソーラーパネル９０は、前面壁２２Ａに一体化されている。また、後面壁２２Ｂは、後方凹面２５に白色塗装や金属フィルムの貼着等の処理が施されることで、凹面鏡を構成している。
【００５３】
また、図１０に示すように、１対の蓋壁１２２Ｃ，１２２Ｃには、通気孔２６，２６が形成されている。そして、通気孔２６を通じて、風車翼２２は、内部に空気を取り込むようになっていて、この空気の流れによって風車翼２２が冷却され、ソーラーパネル９０の発熱が抑えられる。
【００５４】
また、上側の蓋壁１２２Ｃには、通気孔２６を上方から覆うカバー２７が設けられていて、これにより、通気孔２６への雨水等の進入が困難となっている。なお、カバー２７は、通気孔２６の開口縁のうち基準回転方向Ｘの前側部分から上方へ向かうにつれて後側を向くフード状に形成されている。
【００５５】
図９Ａ及び図９Ｂには、第１風車２０に側方から太陽光（図９Ａ及び図９Ｂの一点鎖線）が入射したときの様子が示されている。図９Ａでは、風車翼２２Ａ，２２Ｂの間から風洞部３５を通って風車翼２２Ｃ，２２Ｄの間を抜ける方向に太陽光が入射した例が示されている。この例では、太陽光は、風車翼２２Ａ及び風車翼２２Ｂの第１凸面２３Ａに固定されたソーラーパネル９０に当たる。また、風車翼２２Ｂの前方を通過する太陽光は、風車翼２２Ｃの後方凹面２５に当たる。ここで、後方凹面２５は、上述の如く、凹面鏡になっているので、太陽光は、風車翼２２Ｂの第２凸面２３Ｂに向かって集光されるように反射される。
【００５６】
また、図９Ｂには、図９Ａとは異なる角度から太陽光が第１風車２０に入射したときの例が示されている。この例においても、太陽光は、風車翼２２Ａ及び風車翼２２Ｂの第１凸面２３Ａに固定されたソーラーパネル９０に当たる。また、風車翼２２Ｂの前方を通過する太陽光は、風車翼２２Ｃの後方凹面２５にて反射され、風洞部３５を挟んで反対側の風車翼２２Ａの第２凸面２３Ｂに向かって集光される。
【００５７】
このように、本実施形態の第１風車２０では、図９Ａ及び図９Ｂの何れに示す例においても、回転半径方向の外側を向いた第１凸面２３Ａに固定されたソーラーパネル９０だけでなく、基準回転方向Ｘを向いた第２凸面２３Ｂに固定されたソーラーパネル９０にも太陽光が当たるようになっている。
【００５８】
図２に示すように、第２風車２１は、全体の形状が第１風車２０を鉛直面に対して鏡像反転させた形状になっている点と、第１風車２０よりも風車回転軸Ｌ１方向に長くなっている点を除いて、第１風車２０と同様の構成になっているので、第２風車２１の構成に関する説明は、第１風車２０と同一符号を付すことで省略する。
【００５９】
なお、第２風車２１における１対の翼支持体３０，３０のうち上側の翼支持体３０には、第２連結シャフト５２が固定され（図３参照）、これにより、第２風車２１と第２ロータ４２とが一体回転するようになっている。
【００６０】
第１風車２０及び第２風車２１に固定されたソーラーパネル９０の発電出力は、以下のようにして取り出される。即ち、第１風車２０では、各ソーラーパネル９０からの伝送ケーブル（図示せず）が、上述したスリップリング１３６と同様に、第１連結シャフト５１と嵌合したスリップリング（図示せず）に連絡し、そのスリップリングと摺接するブラシを介して電力が取り出される。第２風車２１についても同様に、ソーラーパネル９０からの電送ケーブル（図示せず）が、スリップリング（図示せず）に連絡し、ブラシを介して電力が取り出される。
【００６１】
本実施形態のハイブリット型風力発電装置１００の構成に関する説明は以上である。次に、ハイブリット型風力発電装置１００の作用効果について説明する。
【００６２】
ハイブリット型風力発電装置１００では、第１風車２０及び第２風車２１が風を受けると、両風車２０，２１が風車回転軸Ｌ１を中心にして回転する。ここで、第２風車２１は、全体の形状が第１風車２０を鉛直面に対して鏡像反転させた形状になっているので、両風車２０，２１は、互いに逆向きに回転する。
【００６３】
第１風車２０と第２風車２１が回転すると、それら風車２０，２１と一体に第１と第２のロータ４１，４２が回転する。これにより、発電用コイル１０２に電流が発生し、発電が行われる。
【００６４】
一方、第１風車２０及び第２風車２１が風を受けないときは、風車翼２２の前方凸面２３に固定されたソーラーパネル９０が太陽光を受けることで、発電が行われる。なお、本実施形態のハイブリット型風力発電装置１００では、鉛直方向に延びた風車回転軸Ｌ１を中心に回転する風車翼２２にソーラーパネル９０が固定されているので、風車翼２２の翼面積を広くすることで、大面積のソーラーパネル９０を小さな敷地に設置することができる。
【００６５】
ここで、本実施形態のハイブリット型風力発電装置１００では、ソーラーパネル９０は、前方凸面２３のうち風車翼２２の回転半径方向の外側を向いた第１凸面２３Ａだけでなく、回転方向の前方を向いた第２凸面２３Ｂにも固定され、風車翼２２の後方凹面２５は、回転方向の後方から隣接する風車翼２２の第２凸面２３Ｂに向けて太陽光を集光可能な凹面鏡となっているので、ソーラーパネル９０には、前方凸面２３に直接入射される太陽光だけでなく、風車翼２２の後方凹面２５によって集光された太陽光も受光され、発電量の向上が図られる。
【００６６】
しかも、ソーラーパネル９０が固定された前方凸面２３は、鉛直方向に延びた風車回転軸ｌ１と平行になっているので、ソーラーパネル９０に埃やゴミ等の異物が付きにくくなり、また、仮に異物が付いたとしても、風車翼２２が回転することで異物を振り落とすことができる。
【００６７】
また、本実施形態では、１対の翼支持体３０，３０によって複数の風車翼２２が風車回転軸Ｌ１から一定距離だけ離れた位置に配置されて、風車回転軸Ｌ１を中心とした空洞（風洞部３５）が形成されているので、後方凹面２５への太陽光の入射角が変化して、隣接する風車翼２２のソーラーパネル９０に集光できなくなった場合であっても、後方凹面２５が空洞（風洞部３５）を挟んだ反対側の風車翼２２に固定されたソーラーパネル９０に集光して、発電量の低下を抑えることが可能になる。
【００６８】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態を図１１〜図１２を用いて説明する。本実施形態は、上記第１実施形態を変形したものであり、第１実施形態のハイブリット型風力発電装置１００の周囲に、リフレクター９４をさらに備えた構成となっている（図１１参照）。リフレクター９４は、風力発電装置１０を中心とした平面視円弧状に複数の平板ミラー９５を配置してなる。各平板ミラー９５の法線は、第１風車２０及び第２風車２１へ向かって延びるように水平面９６に対して傾斜している（図１２参照）。
【００６９】
本実施形態によれば、ソーラーパネル９０に当たる太陽光の光量を増やして発電量の向上を図ることができる。また、本実施形態では、リフレクター９４を、風力発電装置１０を中心とした逆円錐面に沿った１枚のミラーとした場合よりも、リフレクター９４を安価に製造することができる。さらに、リフレクター９４を設置する際、各平板ミラー９５について光路調整を行うことで、リフレクター９４全体の光路調整が容易に行える。
【００７０】
［第３実施形態］
本発明の第３実施形態を図１３Ａ〜図１４を用いて説明する。本実施形態は、上記第２実施形態を変形したものであり、リフレクターの構成が異なっている。
【００７１】
図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように、本実施形態のリフレクター９４Ｖは、水平面に対する傾斜角が互いに異なる第１平板ミラー９５Ａ（本発明の「第１の平板ミラー」に相当する。）と第２平板ミラー９５Ｂ（本発明の「第２の平板ミラー」に相当する。）を上方に突出するように繋げてなる複合ミラー９５Ｖを、平面視円弧状に複数並べて備えている。別の見方をすれば、リフレクター９４Ｖは、複数の第１平板ミラー９５Ａを平面視円弧状に並べてなる第１反射部９５ＡＧと、複数の第２平板ミラー９５Ｂを平面視円弧状に並べてなる第２反射部９５ＢＧとを備えている。なお、図１３Ａに示すように、本実施形態では、複合ミラー９５Ｖを円弧状に並べてなる複合ミラー群９５ＶＧが、風力発電装置１０を中心とした同心円状に２つ備えられている。
【００７２】
図１３Ｂに示すように、複合ミラー群９５Ｖ内では、隣接する複合ミラー９５Ｖ，９５Ｖ同士は、ジョイント９７によって連結されている。また、各複合ミラー９５Ｖは、ジョイント９７によって回動可能に支持され、これにより、水平面９６（図１４参照）に対する各複合ミラー９５Ｖの傾斜角が変更自在となっている。なお、図１３Ｂでは、複合ミラー９５Ｖ，９５Ｖ同士の間隔が大きく示されている。
【００７３】
図１４には、太陽光が異なる入射角で入射したときに、リフレクター９４Ｖが太陽光を反射する様子が示されている。同図に示すように、風力発電装置１０から離れた側の複合ミラー群９５ＶＧは、第１風車２０へ向けて太陽光を反射し、風力発電装置１０に近い側の複合ミラー群９５ＶＧが第２風車２１へ向けて太陽光を反射する。また、各複合ミラー９５Ｖにおいては、第１平板ミラー９５Ａと第２平板ミラー９５Ｂのなす角が、水平面９６に対する太陽光の入射角が比較的急なときには、第１反射部９５ＡＧにて風車翼２２へ太陽光を反射し、水平面９６に対する太陽光の入射角が比較的緩やかなときには、第２反射部９５ＢＧにて風車翼２２へ太陽光を反射するような角度に設定されている。
【００７４】
本実施形態によっても、上記第２実施形態と同様の効果を奏することができる。しかも、本実施形態によれば、水平面に対する太陽光の入射角が変化しても、風車翼２２に向けて太陽光を反射することができる。
【００７５】
［第４実施形態］
本発明の第４実施形態を図１５を用いて説明する。本実施形態は、上記第１実施形態を変形したものであり、第１風車及び第２風車の構成が主として異なっている。
【００７６】
図１５に示すように、本実施形態のハイブリット型風力発電装置１００Ｖでは、第１風車２０Ｖは、第１連結シャフト５１（図３参照）と一体に回転する回転支柱５５の回りに複数の風車翼２２Ｖを備えている。風車翼２２Ｖは、翼支持部材５６によって回転支柱５５から一定の距離だけ離れた位置に保持され、回転半径方向の中間部が第１風車２０の基準回転方向Ｘに突出するように湾曲した形状をなしている。
【００７７】
風車翼２２Ｖは、後方凹面２５Ｖよりも前方凸面２３Ｖの方が湾曲深さが大きくなっている点は上記第１実施形態の風車翼２２と共通しているが、後方凹面２５Ｖが風車回転軸Ｌ１を含む円筒面の一部となっていない点が上記第１実施形態と異なっている。
【００７８】
本実施形態においても、上記第１実施形態と同様に、各風車翼２２Ｖの前方凸面２３Ｖ全体には、ソーラーパネル９０が固定されている。また、各風車翼２２Ｖの後方凹面２５Ｖは、回転方向の後方から隣接する風車翼２２Ｖへ向けて太陽光を集光可能な凹面鏡となっている。そして、図１５に示すように、第１風車２０Ｖに太陽光が当たると、前方凸面２３Ｖに固定されたソーラーパネル９０が太陽光を直接受け、後方凹面２５Ｖが、後隣りの風車翼２２Ｖの前方凸面２３Ｖに固定されたソーラーパネル９０に太陽光を集光する。
【００７９】
なお、図示はしないが、本実施形態に係る第２風車は、上記第１実施形態と同様に、全体の形状が第１風車２０Ｖを鉛直面に対して鏡像反転させた形状になっている点と、第１風車２０Ｖよりも風車回転軸Ｌ１方向に長くなっている点を除いて、第１風車２０Ｖと同様の構成になっている。
【００８０】
［第５実施形態］
以下、本発明の第５実施形態を図１６〜図２０を用いて説明する。図１６に示すように、本実施形態に係るハイブリット型風量発電装置２００は、上記第１実施形態を変形したものであり、第１実施形態のハイブリット型風力発電装置１００の支持フレーム１２に、ソーラーパネル９０に太陽光を反射するための直付リフレクター２９４が固定された構成となっている。なお、本実施形態では、支持フレーム１２が本発明の「支持ベース」に相当する。
【００８１】
直付リフレクター２９４は、第２風車２１よりも下方位置で回転半径方向の外側に張り出すように配置された複数の平板ミラー２９５で構成されている。詳細には、図１９に示すように、複数の平板ミラー２９５には、風力発電装置１０のうち南中時又は北中時に太陽と対向する正面側に配置された複数のフロント平板ミラー２９６（本発明の「フロント側の平板ミラー」に相当する。）と、風力発電装置１０の東西方向の両側、即ち、左右両側に配置された複数のサイド平板ミラー２９７（本発明の「サイド側の平板ミラー」に相当する。）とが備えられていて、直付リフレクター２９４には、複数のフロント平板ミラー２９６で構成されたフロント反射部２９４Ａと、複数のサイド平板ミラー２９７で構成されたサイド反射部２９４Ｂとが備えられている。なお、複数の平板ミラー２９５は、第１風車２０より下方かつ第２風車２１より上方に配置されてもよいが、本実施形態の構成によれば、複数の平板ミラー２９５によって第２風車２１へ照射される太陽光が遮られることが防がれる。
【００８２】
複数のフロント平板ミラー２９６は、図１８に示すように、左右方向の中央部に配置された第１フロント平板ミラー２９６Ａと、第１フロント平板ミラー２９６Ａの左右の両側に配置された第２フロント平板ミラー２９６Ｂ，２９６Ｂとで構成されている。図１８に示すように、第１フロント平板ミラー２９６Ａは、正面から見たときに水平となるように配置されている。また、第２フロント平板ミラー２９６Ｂ，２９６Ｂは、正面から見たときに、第１平板フロントミラー２９６Ａから離れるに従って第１フロント平板ミラー２９６Ａの延長面から離れるように傾斜している。
【００８３】
詳細には、図１６及び図１７に示すように、第１フロント平板ミラー２９６Ａは、後下がりに傾斜している。即ち、第１フロント平板ミラー２９６Ａは、その反射面２９６ＡＭが第２風車２１側を向くように配置されている。なお、第１フロント平板ミラー２９６Ａの水平面に対する傾斜角は、約５度になっている。また、第２フロント平板ミラー２９６Ｂは、第１フロント平板ミラー２９５Ａと同様に、全体が後下がりに傾斜している。
【００８４】
図１９に示すように、複数のサイド平板ミラー２９７は、３つの支柱１２を結んで形成される三角形の左右の辺部１３Ｌ，１３Ｒに沿って配置されている。また、各辺部１３Ｌ，１３Ｒに沿って並ぶ複数のサイド平板ミラー２９７は、前側から順番に配第１サイド平板ミラー２９７Ａ、第２サイド平板ミラー２９７Ｂ、第３サイド平板ミラー２９７Ｃを配置してなる。第１〜第３のサイド平板ミラー２９７Ａ〜２９７Ｃは、図１７に示すように、ハイブリット型風力発電装置２００の左右方向（図１７の奥行き方向）から見たときに、後上がりに傾斜し、後側に位置するサイド平板ミラー２９７ほど水平面に対する傾斜角が大きくなるように配置されている。これらにより、全てのサイド平板ミラー２９７（即ち、第１平板ミラー２９７Ａ、第２サイド平板ミラー２９７Ｂ及び第３サイド平板ミラー２９７Ｃ）が、第２風車２１を向くように配置されている。
【００８５】
なお、複数のフロント平板ミラー２９６及び複数のサイド平板ミラー２９７は、例えば、以下のようにして支持フレーム１２に固定されている。即ち、図１６に示すように、支持フレーム１２のうち前側に配置された２本の支柱１２Ａ，１２Ａの間に差し渡された梁部材１２Ｂからは、複数のフロント固定部材２８６が前方に張り出し、それら複数のフロント固定部材２８６によって複数のフロント平板ミラー２９６が固定されている。詳細には、フロント固定部材２８６は、前上がりに傾斜してフロント平板ミラー２９６を下方から支持する（図１７参照）。これにより、フロント平板ミラー２９６は、上述したように、後下がりに傾斜する。
【００８６】
また、複数のサイド平板ミラー２９７は、図１７に示すように、上述した左右の辺部１３Ｌ，１３Ｒ（図１９参照）に沿って２つの支柱１２Ａ，１２Ａ間に差し渡された梁部材１２Ｂから側方に張り出した複数のサイド固定部材２８７に固定されている。詳細には、各辺部１３Ｌ，１３Ｒにおいて、複数のサイド固定部材２８７は、後側のサイ固定部材２８７が上方に位置するように配置され、各サイド固定部材２８７は、サイド平板ミラー２９７を下方から支持する。これにより、複数のサイド平板ミラーは、上述したように、後側に位置するサイド平板ミラー２９７ほど水平面に対する傾斜角が大きくなるように配置される。
【００８７】
図１６には、直付リフレクター２９４が太陽光を反射する様子が矢印で示されている。同図に示すように、直付リフレクター２９４のフロント反射部２９４Ａは、ハイブリット型風力発電装置２００の正面側から照射された太陽光を、後側上方の第２風車２１に向けて反射する。これにより、ソーラーパネル９０に当たる太陽光の光量を増やして発電量の向上を図ることができる。なお、上述したように、第２フロント平板ミラー２９６Ｂは、第１フロント平板ミラー２９６Ａに対して傾斜し、その反射面２９６ＢＭが第２風車２１を向くように配置されているので、フロント反射部２９４Ａは、太陽光を左右方向の中央に集めるように反射可能となっている。
【００８８】
図２０には、水平面に対する照射角が異なった２種類の太陽光が第１フロント平板ミラー２９６Ａに入射される場合が示されている（図２０には、２種類の太陽光が１点鎖線と２点鎖線で表されている。）。同図に示すように、第１フロント平板ミラー２９６Ａは、何れの照射角の場合であっても、第２風車２１のソーラーパネル９０へ向けて太陽光を反射可能なように、水平面に対する角度が設定されている。なお、図２０では、フロント反射部２９４Ａにおける第２フロント平板ミラー２９６Ｂが省略して示されている。
【００８９】
また、図１６に示すように、直付リフレクター２９４のサイド反射部２９４Ｂは、ハイブリット型発電装置２００の側方から照射された光を、第２風車２１に向けて反射する。ここで、上述したように、第１〜第３のサイド平板ミラー２９７Ａ〜２９７Ｃは、後側に配置されたものほど水平面に対する傾斜角が大きくなっているので、第１〜第３のサイド平板ミラー２９７Ａ〜２９７Ｃは、図２０に示すように、第２風車２１へ集光するように反射する。また、図２０には、サイド反射部２９４Ｂへの照射角が異なる２種類の太陽光（図２０には、破線と１点鎖線で表されている。）が示されているが、何れの太陽光が照射された場合であっても、その反射光を第２風車２１へ向けて反射可能となっている。
【００９０】
本実施形態のハイブリット型風力発電装置２００のその他の構成については、上記第１実施形態と同様になっているので、同一符号を付すことで説明を省略する。次に、本実施形態のハイブリット型風力発電装置２００の作用効果について説明する。
【００９１】
本実施形態のハイブリット風力発電装置２００によれば、ソーラーパネル９０に当たる太陽光の光量を増やして発電量の向上を図ることができる。また、本実施形態では、直付リフレクター２９４を構成する複数の平板ミラー２９５が、第２風車２１を回転可能に支持する支持フレーム１２に固定されているので、第２風車２１の風車翼２２と平板ミラー２９５との間の距離を小さくして、反射光の強度低下を抑えることが可能となる。
【００９２】
さらに、本実施形態では、ハイブリット型風力発電装置２００を、日中を通して正面に太陽光が照射されるように配置することで、昼間については、直付リフレクター２９４のフロント反射部２９４Ａで太陽光を風車翼２２に反射し、朝方又は夕方については、直付リフレクター２９４のサイド反射部２９４Ｂで太陽光を風車翼２２に反射することが可能となる。しかも、フロント平板ミラー２９６は、風車翼２２から離れた側の端部が起き上がるように傾斜しているので、太陽高度が高くなる南中時又は北中時に、効率よく風車翼２２へ太陽光を反射することができる。さらに、サイド平板ミラー２９７は、風力発電装置１０の正面と反対側の端部が起き上がるように傾斜しているので、朝方から昼にかけて及び昼から夕方にかけても、風車翼２２へ向けて太陽光を反射することができる。
【００９３】
［第６実施形態］
以下、本発明の第６実施形態を図２１に基づいて説明する。本実施形態は、上記第５実施形態を変形したものであり、直付リフレクター２９４のフロント反射部２９４Ａが左右方向に平行な軸を中心にして回転する点が、主として上記第５実施形態と異なっている。
【００９４】
具体的には、図２１に示すように、本実施形態の支持フレーム１２からは、左右方向に並べて配置された支持アーム２１４，２１４（図２１には一方のみが示されている。）が前方に突出し、それら支持アーム２１４，２１４に、フロント反射部２９４Ａが回転可能に取り付けられている。詳細には、支持アーム２１４，２１４の先端部同士には、左右方向に延びた支軸２１５が差し渡され、その支軸２１５が、第１フロント平板ミラー２９６Ａのうち反射面と反対側の面から突出した回転突部２１６を貫通することで、第１フロント平板ミラー２９６Ａが支持アーム２１４，２１４に回転可能に支持されている。なお、第２フロント平板ミラー２９６Ｂ，２９６Ｂは、第１フロント平板ミラー２９６Ａに固定されていて、第１フロント平板ミラー２９６Ａと一体に回転する。
【００９５】
ここで、回転突部２１６は、第１フロント平板ミラー２９６Ａの前後方向の中心よりも後側位置に形成されていて、フロント反射部２９４Ａの重心位置よりも後側に配置されている。
【００９６】
第１フロント平板ミラー２９６Ａは、例えば、後端部に錘が取り付けられる等して、通常は、後側に回転するように付勢され、支持アーム２１４，２１４と当接している。第１フロント平板ミラー２９６Ｂの前端部の下面には、磁石２１９が固定されている。また、支持フレーム１２には、支持アーム２１４，２１４の下方で前方に突出した当接突部２１７が設けられ、その当接突部２１７の先端部には、磁石２１８が備えられている。
【００９７】
ハイブリット型風力発電装置２００Ｖのその他の構成については、上記第５実施形態のハイブリット型風力発電装置２００と同様となっているので、同一符号を付すことで説明を省略する。
【００９８】
ところで、上記第５実施形態のハイブリット型風力発電装置２００では、フロント反射部２９４Ａの上に雪が積もると、その雪が第２風車２１の回転を妨げる虞がある。しかしながら、本実施形態のハイブリット型風力発電装置２００Ｖでは、フロント反射部２９４Ａの上に雪が積もると、その雪の重さにより、フロント反射部２９４Ａは、支軸２１６を中心にして図２０の矢印で示した方向に回転する。
【００９９】
フロント反射部２９４Ａが回転すると、第１フロント平板ミラー２９６Ａが当接突部２１７と当接し、上述した磁石２１６，２１８同士の磁力結合によって当接状態に保持される（図２０には、回転後の第１フロント平板ミラー２９６Ａが２点鎖線で示されている。）。そして、複数のフロント平板ミラー２９６は、鉛直方向とほぼ平行に配置される。
【０１００】
このように、本実施形態のハイブリット型風力発電装置２００Ｖでは、フロント反射部２９４Ａの上に雪が積もると、その雪の重さによってフロント反射部２９４Ａが回転して、複数のフロント平板ミラー２９６が鉛直方向とほぼ平行になるように配置される。これにより、フロント反射部２９４Ａに積もった雪を落とすことができ、また、フロント反射部２９４Ａの上にさらに積雪することが抑えられる。しかも、フロント反射部２９４Ａは、磁石２１６，２１８によって、当接突部２１７と当接した状態に保持されるので、風によるフロント反射部２９４Ａのばたつきを防ぐことができる。なお、フロント反射部２９４Ａを回転前の状態に戻す作業は、手動で行えばよい。
【０１０１】
＜他の実施形態＞
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【０１０２】
（１）ソーラーパネル９０は、接着剤や螺子によって前方凸面２３に固定されてもよい。なお、上記実施形態によれば、ソーラーパネル９０の固定の安定化が図られる。
【０１０３】
（２）上記実施形態では、各風車２０，２１に備えられた風車翼２２の数が４つであったが、３つであっても、５つ以上であってもよい。
【０１０４】
（３）上記実施形態では、互いに逆向きに回転する風車（第１風車２０及び第２風車２１）を上下２段に積み重ねた構成であったが、風車を１つだけ備えた構成であってもよい。なお、上記実施形態の構成によれば、界磁用マグネット１０１と発電用コイル１０２との相対回転速度が大きくなるので、弱い風でも発電が可能となる。
【０１０５】
（４）上記第１及び第２実施形態では、第１風車２０と第２風車２１を風車回転軸Ｌ１に沿って１つずつ積み重ねた構成であったが、複数個ずつ積み重ねた構成であってもよい。なお、この場合において、第１風車２０及び第２風車２１の風車回転軸Ｌ１方向の長さは適宜変更されてもよい。
【０１０６】
（５）上記第２実施形態では、反射鏡９５が平板状であったが、凹面状であってもよい。
【０１０７】
（６）上記第２及び第３実施形態では、リフレクター９４，９４Ｖが風力発電装置１０の三方（図１１に示した例では、風力発電装置１０の周りを１８０度）を囲むように配置されていたが、四方（例えば、風力発電装置１０の周りを一周、即ち、３６０度）を囲むように配置されてもよい。また、風力発電装置１０の一側方（例えば、東側や南側）にのみ配置されてもよい。後者の構成によれば、リフレクターの設置スペースを小さくすることができる。
【０１０８】
（７）上記第３実施形態では、複合ミラー９５Ｖは、第１平板ミラー９５Ａ及び第２平板ミラー９５Ｂを上方に突出するように繋げた凸状の多面形状であったが、第１平板ミラー９５Ａ及び第２平板ミラー９５Ｂを下方に突出するように繋げた凹状の多面形状であってもよい。また、凸状の多面形状の複合ミラーと、凹状の多面形状の複合ミラーとを平面視円弧状に並べて複合ミラー群を構成してもよい。
【０１０９】
（８）上記第３実施形態では、複合ミラー９５Ｖは、２つの平板ミラー９５Ａ，９５Ｂを繋げた構成であったが、３つ以上の平板ミラーを繋げた構成としてもよい。なお、その際、複合ミラーは、凸状の多面形状であっても、凹状の多面形状であってもよい。
【０１１０】
（９）図２２に示すリフレクター９４Ｗのように、上記第３実施形態の複合ミラー９５Ｖを平板ミラー９５Ｗに置き換えた構成としてもよい。この構成においても、太陽光の入射角に応じて、適宜、水平面９６に対する平板ミラー９５Ｗの傾斜角を変更することで、太陽光の入射角の変化に対応することが可能である。なお、上記第３実施形態では、複合ミラー９５Ｖの水平面に対する傾斜角を一度設定すれば、太陽光の入射角に応じて各平板ミラー（第１平板ミラー９５Ａ及び第２平板ミラー９５Ｂ）の角度を調整する手間が省ける。
【０１１１】
（１０）上記実施形態では、風車翼２２は、合成樹脂で構成されていたが、軽金属や軽合金で構成されてもよい。この場合、ソーラーパネル９０を接着剤で前方凸面２３に固定することで、ソーラーパネル９０の前方凸面２３からの浮き上がりを小さくして、風車翼２２が回転するときに受ける風の抵抗を小さくすることができる。
【０１１２】
（１１）上記第５実施形態では、直付リフレクター２９４のフロント反射部２９４Ａは、第１フロント平板ミラー２９５Ａと、第１フロント平板ミラー２９５Ａに対して傾斜した第２フロント平板ミラー２９５Ｂとで構成されていたが、第１フロント平板ミラー２９５Ａのみで構成されてもよい。
【０１１３】
（１２）上記第５実施形態では、直付リフレクター２９４のサイド反射部２９４Ｂを構成する複数のサイド平板ミラー２９７には、水平面に対する傾斜角が異なる複数種類が備えられていたが、水平面に対する傾斜角が所定の角度に設定された１種類のみを備えた構成であってもよい。
【０１１４】
（１３）上記第５実施形態において、リフレクター２９５は、フロント反射部２９５Ａのみ、又は、サイド反射部２９５Ｂのみで構成されてもよい。なお、サイド反射部２９５のみで構成される場合には、そのサイド反射部２９５Ｂは、ハイブリット型風力発電装置２００の左右の両側に配置されていても、左右の一方側にのみ配置されていてもよい。
【０１１５】
（１４）上記第５実施形態では、リフレクター２９５は、ハイブリット型風力発電装置２００の左右の両側にサイド反射部２９５Ｂを備えた構成であったが、左右の一方側にサイド反射部２９５Ｂを備えた構成であってもよい。
【０１１６】
（１５）上記第５実施形態において、各サイド平板ミラー２９７をその反射面が第２風車２１側を向くように傾斜させてもよい。
【０１１７】
（１６）上記第５実施形態では、支持フレーム１２が、３つの支柱１２Ａを梁部材１２Ｂで連結した構成であったが、４つ以上の支柱１２Ａを梁部材１２Ｂで連結した構成であってもよい。なお、このような構成としても、上記第５実施形態と同様に、ハイブリット型風力発電装置２００の左右の両側に、直付リフレクター２９４のサイド反射部２９４Ｂを設けることは可能である。
【０１１８】
（１７）上記第６実施形態では、直付リフレクター２９４のうちフロント反射部２９４Ａのみが支持フレーム１２に対して回転する構成であったが、サイド反射部２９４Ｂも支持フレーム１２に対して回転する構成であってもよい。なお、この場合、サイド反射部２９４Ｂは、支持フレーム１２の各辺部１３Ｌ，１３Ｒ（図１９参照）と平行な軸を中心に回転する。
【０１１９】
（１８）上記実施形態において、風力発電装置１０の風車群の上下の両端、即ち、第１風車２０の上方と第２風車２１の下方とに、発電機４０と同様の発電機を配置し、上側の発電機で第１風車２０の回転による発電出力を取り出し、下側の発電機で第２風車２１の回転による発電出力を取り出すように構成してもよい。本構成では、第１と第２の風車２０，２１が双方向に回転することで各風車２０，２１の回転数が抑えられるので、発電機のスリップリングの摩耗を抑えることができる。
【０１２０】
（１９）上記第３実施形態では、第１平板ミラー９５Ａと第２平板ミラー９５Ｂとが上方に突出するように山状に配置されていたが、下方に突出するように谷状に配置されてもよい。また、上記第３実施形態において、上記第５実施形態の複数のフロント平板ミラー２９６を、風力発電装置１０を中心とした逆円錐状に配置してもよい。これらの構成によれば、太陽光を集光してソーラーパネル９０の一部に当てることが可能となり、ソーラーパネル９０全体に反射光を当てる場合と比較して、反射光をソーラーパネル９０に当てることが容易となる。
【符号の説明】
【０１２１】
１０    風力発電装置
２０，２０Ｖ    第１風車
２１    第２風車
２２，２２Ｖ    風車翼
２３，２３Ｖ    前方凸面
２５，２５Ｖ    後方凹面
９０    ソーラーパネル
９４，９４Ｖ，９４Ｗ    リフレクター
９５，９５Ｗ，２９５    平板ミラー
１００，１００Ｖ，２００，２００Ｖ    ハイブリット型風力発電装置
２９４    直付リフレクター
Ｌ１    風車回転軸
Ｘ    基準回転方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【国際調査報告】
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