(57)【要約】【課題】低風速域の風力発電効率の向上において、風速センサを用いて一定風速で発電機と電動機を切替える方法があるが、風速センサは構成が複雑かつ高価であり、また測定原理上温度に左右され、発電効率の安定維持が難しい、という課題があった。【解決手段】風により開閉する開閉手段と、開閉手段の状態に応じて信号を出力する継電器４と、継電器４を駆動する電源５を備えたリレー回路により、低風速域の発電効率向上に適した、単純な構成かつ安価、さらに温度に左右されない風速検出機構を実現し、その風速検出機構を組み込むことで、高価な風速センサを不要とし、温度に左右されない、低風速域において安定した発電効率を維持できる風力発電装置が得られる。【選択図】図１
2008193781.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
風圧により開閉する開閉手段と、前記開閉手段の状態に応じて電気信号を出力する継電手段と、前記継電手段を駆動するための電源手段を備えたリレー回路と、風車で風を受け発電する風力発電手段と、前記風力発電手段により発電した電力を貯蔵する発電電力貯蔵手段と、前記発電電力貯蔵手段に貯蔵した電力を利用して発電機を電動機として駆動する電動機駆動手段と、前記風力発電手段と前記電動機駆動手段とを切替える切替え手段と、前記切替え手段を制御する制御手段とを備え、前記リレー回路の出力より風圧の有無を判断し、前記制御手段により前記風力発電手段と前記電動機駆動手段を切替えることを特徴とする風力発電装置。
【請求項２】
開閉手段は導体であることを特徴とする請求項１記載の風力発電装置。
【請求項３】
開閉手段は絶縁体に導体を付加したことを特徴とする請求項１記載の風力発電装置。
【請求項４】
開閉手段は開閉可動部の長さを調整することで、受風圧の強さを調整することを特徴とする請求項１から３いずれかに記載の風力発電装置。
【請求項５】
開閉手段は開閉可動部の質量を調整することで、受風圧の強さを調整することを特徴とする請求項１から３いずれかに記載の風力発電装置。
【請求項６】
開閉手段は開閉可動部の受風面積を調整することで、受風圧の強さを調整することを特徴とする請求項１から３いずれかに記載の風力発電装置。
【請求項７】
開閉手段は開閉可動部の受風形状を調整することで、受風圧の強さを調整することを特徴とする請求項１から３いずれかに記載の風力発電装置。
【請求項８】
受風圧の無指向性を確保するために、リレー回路を少なくとも４点以上対角に配置したことを特徴とする請求項１から７いずれかに記載の風力発電装置。
【請求項９】
対角に４点以上配置されたリレー回路は、全ての出力を直列に接続したことを特徴とする請求項７から８いずれかに記載の風力発電装置。
【請求項１０】
制御手段は発電電力貯蔵手段の電圧が一定値以上である時のみ、電動機駆動手段を使用可能とすることを特徴とする請求項１から９いずれかに記載の風力発電装置。
【請求項１１】
駆動発電切替え手段は、リレー回路の出力により風圧があると判断された場合に風力発電へ切替えることを特徴とする請求項１から１０いずれかに記載の風力発電装置。
【請求項１２】
駆動発電切替え手段は、リレー回路の出力により風圧がないと判断された場合、それを条件の一つとして発電機を電動機として駆動することを特徴とする請求項１から１１いずれかに記載の風力発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風力発電において風速を検出するための風速検出機構、及びそれを組み込んだ風力発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の風力発電装置に組み込まれる風速センサには、一般的に定温度差法方式の風速センサが使用される。図４には一般的な風速センサである定温度差法方式の基本回路が示されている。同図において、４辺のブリッジ回路の入力端１０１側にはトランジスタ１０２を介して電源＋Ｖが接続されており、ブリッジ回路の他の入力端はＧＮＤに接続されている。そして、入力端１０１と出力端１０３との間には抵抗器Ｒ１１が接続され、出力端１０３とＧＮＤ間には風速検出用センサＲＨが接続されている。また、入力端１０１と出力端１０４との間には抵抗器Ｒ１２が接続され、出力端１０４とＧＮＤ間には温度補償用センサＲＴが接続され、風速検出用センサＲＨのブリッジ辺出力電圧と温度補償用センサＲＴのブリッジ辺出力電圧との差がオペアンプ等の差動増幅器１０５によって求められ、この差動出力が風速検出信号として出力される一方において、前記トランジスタ１０２のベースに加えられている。
【０００３】
前記風速検出用センサＲＨと温度補償用センサＲＴはともに正の抵抗温度係数をもった白金の感温抵抗素子によって構成されており、このセンサＲＴ，ＲＨの抵抗温度係数は一般の抵抗器に比べ、一桁以上大きく、ばらつきの小さいほぼ同一の抵抗温度係数をもったものが使われている。また、抵抗器Ｒ１２と温度補償センサＲＴとの合成抵抗値は抵抗器Ｒ１１と風速検出用センサＲＨとの合成抵抗値よりも十分大きな値となっており、これにより、電源＋Ｖからの電流によって風速検出用センサＲＨは自己発熱してヒータとして機能し、一方、温度補償用センサＲＴは自己発熱しない状態を保って気流の温度を検出する機能を有し、この風速検出用センサＲＨと温度補償用センサＲＴとの温度差が設定の一定温度差となったときにブリッジ端子の出力電圧が平衡状態になるように各ブリッジ辺の抵抗値が設定されている。
【０００４】
この種の風速センサにおいて、気流が風速検知用センサＲＨを通過すると、気流の風速の大きさに応じて風速検出用センサＲＨの放熱量が変化し、抵抗値が変化する。この抵抗値の変化により出力端１０３の電圧  が変化する。このとき、気流の温度に対応する出力端１０４の電圧と前記の差が差動増幅器１０５で求められることにより、気流の温度変化の影響が取り除かれ、この温度補償された差動増幅器１０５の差動出力が風速検出信号として取り出される。その一方において、その差動出力はトランジスタ１０２に加えられる結果、トランジスタ１０２がオンし、電源＋Ｖからの電流が風速検知用センサＲＨに流れて気流による放熱分だけ発熱駆動が行われ、風速検出用センサＲＨと温度補償用センサＲＴとの温度差が常に一定になるように制御されるものである（特許文献１参照）。
【０００５】
また、上記風速センサを組み込んだこの種の従来の風力発電装置のひとつには、風車と連結した発電機を一部の風速域において電動機として駆動することで、発電効率の向上を目指すものがある。風車が回転始動する風速（以下カットイン風速）以下の風速を風速センサで検出している場合は、通常は電力を貯蔵する目的で設置する蓄電池より風車に電力を供給し、電動機として駆動することで回転補助駆動を行ない、低風速での風車の回転を促す。カットイン風速以上の風速を検出した時点で風車の補助駆動を止め、発電モードに移行し発電機の発電により蓄電池に電力を貯蔵することで、低風速域における発電効率の向上を図ることができることが知られている。
【特許文献１】特開２００４−３０９２０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、この種の定温度差法の風速センサは風速検出用センサＲＨとともに温度補償用センサＲＴも部品コストの高価な白金センサが使用されており、しかも、風速検出用センサＲＨと温度補償用センサＲＴの抵抗温度係数の揃ったものを使用しなければならないために、風速センサのコストは非常に高価になってしまう。よって風力発電装置も高価となる、という課題があった。
【０００７】
また、測定素子の特性が温度に依存する性質上、夏場と冬場では気温差により同じ風速でも測定値が若干異なり、発電効率を安定維持できない、という課題があった。
【０００８】
また、上記のように低風速での発電効率向上を目指す風力発電においては、カットイン風速の検出が重要であるが、逆に言うと上記手法で低風速域での発電効率向上を目指すのであれば、カットイン風速以外の風速検出は特に行なう必要はないと言える。カットイン風速は個々の風力発電装置に応じてそれぞれ固有の値となるが、小型風速発電装置に関してはおよそ２．５ｍ／ｓｅｃ前後とされている。カットイン風速は風速発電装置においては一点しか存在せず、その一点より上か下かを判断できれば低風速域におけるより効率的な風力発電が可能となる。低風速域の効率的な発電においては風速センサからはカットイン風速より上か下か、というデジタル情報のみ得られればよい、という目的に対して、風速センサはこの風力発電装置には必要のない、風速全般を測定できるが故に高価となってしまう、という課題があった。
【０００９】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、単純な構成かつ安価で、かつ温度に左右されない風速検出機構を実現し、この風速検出機構を風力発電装置に組み込むことで高価な風速センサを不要とし、安価でかつ温度に左右されず、低風速域での風力発電効率を安定維持できる風力発電装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の風力発電装置は上記目的を達成するために、風圧により開閉する開閉手段と、前記開閉手段の状態に応じて電気信号を出力する継電手段と、前記継電手段を駆動するための電源手段を備えたリレー回路と、風車で風を受け発電する風力発電手段と、前記風力発電手段により発電した電力を貯蔵する発電電力貯蔵手段と、前記発電電力貯蔵手段に貯蔵した電力を利用して発電機を電動機として駆動する電動機駆動手段と、前記風力発電手段と前記電動機駆動手段とを切替える切替え手段と、前記切替え手段を制御する制御手段とを備え、前記リレー回路の出力より風圧の有無を判断し、前記制御手段により前記風力発電手段と前記電動機駆動手段を切替える構成としたものである。
【００１１】
この手段により低風速域での風力発電効率の向上を目指す風力発電装置に組み込まれる風速センサにおいて、風速センサに求められる役割を明確にしかつ絞込み、風速の検知点を一点に絞り検出機構を工夫することにより、単純な構成かつ安価で、かつ温度に左右されない風速検出機構を実現し、前記風速検出機構を風力発電装置に組み込むことで、高価な風速センサを不要とし安価でかつ温度に左右されず、低風速域での風力発電効率を安定維持できる風力発電装置が得られる。
【００１２】
また、開閉手段の可動部は導体、あるいは絶縁体に導体を貼り付けた材質により構成するものとする。
【００１３】
これにより、開閉手段をリレー回路に組み込むことで、リレー回路の回路構成を単純な構成とし、かつ確実にリレー回路の信号を出力できる風力検出機構を備えた風力発電装置が得られる。
【００１４】
また、開閉手段の可動部の質量、長さ、受風面積、受風形状を調整できるものとする。
【００１５】
これにより、開閉手段が開閉する風速を任意に調整することができる風力検出機構を備えた風力発電装置が得られる。
【００１６】
また、リレー回路を４点以上対角に配置する構成としたものである。
【００１７】
これにより、風速検出における無指向性を確保した風力検出機構を備えた風力発電装置が得られる。
【００１８】
また、対角に４点以上配置されたリレー回路を全ての出力を直列に接続する構成とする。
【００１９】
これにより、風速検出有無の出力を一点にまとめ、制御手段に伝達できる風速検出機構を備えた風力発電装置が得られる。
【００２０】
また、制御手段は発電電力貯蔵手段の電圧が一定値以上である時のみ電動機駆動手段を使用可能である構成としたものである。
【００２１】
これにより、電力貯蔵手段の蓄電性能の劣化を防ぎ、長寿命化を図ることができる風力発電装置が得られる。
【００２２】
また、駆動発電切替え手段はリレー回路の出力より風速があると判断された場合に風力発電へ切替える構成としたものである。
【００２３】
これにより、自然風がある風速以上になった時にただちに発電モードに切替えることで発電効率の向上を図ることができる風力発電装置が得られる。
【００２４】
また、駆動発電切替え手段はリレー回路の出力より風速がないと判断された場合、それを条件の一つとして発電機を電動機として駆動する構成としたものである。
【００２５】
これにより、ある風速以下で発電機を電動機として補助回転駆動させることで低風速域での発電可能領域を拡大し、発電効率の向上を図ることができる風力発電装置が得られる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、風圧により開閉する開閉手段と、前記開閉手段の状態に応じて電気信号を出力する継電手段と、前記継電手段を駆動するための電源手段を備えたリレー回路と、風車で風を受け発電する風力発電手段と、前記風力発電手段により発電した電力を貯蔵する発電電力貯蔵手段と、前記発電電力貯蔵手段に貯蔵した電力を利用して発電機を電動機として駆動する電動機駆動手段と、前記風力発電手段と前記電動機駆動手段とを切替える切替え手段と、前記切替え手段を制御する制御手段とを備え、前記リレー回路の出力より風圧の有無を判断し、前記制御手段により前記風力発電手段と前記電動機駆動手段を切替える構成とすることで、単純な構成かつ安価で、かつ温度に左右されない風速検出機構を実現し、前記風速検出機構を風力発電装置に組み込むことで、高価な風速センサを不要とし安価でかつ温度に左右されず、低風速域での風力発電効率を安定維持できる風力発電装置を提供できる。
【００２７】
また、開閉手段の可動部は導体、あるいは絶縁体に導体を貼り付けた材質により構成し、開閉手段をリレー回路に組み込むことで、リレー回路の回路構成を単純な構成とし、かつ確実にリレー回路の信号を出力できる風力検出機構を備えた風力発電装置を提供できる。
【００２８】
また、開閉手段の可動部の質量、長さ、受風面積、受風形状を調整できるものとすることで、開閉手段が開閉する風速を任意に調整することができる風力検出機構を備えた風力発電装置を提供できる。
【００２９】
また、リレー回路を４点以上対角に配置する構成とすることで、風速検出における無指向性を確保した風力検出機構を備えた風力発電装置を提供できる。
【００３０】
また、対角に４点以上配置されたリレー回路を全ての出力を直列に接続する構成とすることで風速検出有無の出力を一点にまとめ、制御手段に伝達できる風速検出機構を備えた風力発電装置を提供できる。
【００３１】
また、制御手段は発電電力貯蔵手段の電圧が一定値以上である時のみ電動機駆動手段を使用可能である構成とすることで、電力貯蔵手段の蓄電性能の劣化を防ぎ、長寿命化を図ることができる風力発電装置を提供できる。
【００３２】
また、駆動発電切替え手段はリレー回路の出力より風速があると判断された場合に風力発電へ切替える構成とすることで自然風がある風速以上になった時にただちに発電モードに切替えることで発電効率の向上を図ることができる風力発電装置を提供できる。
【００３３】
また、駆動発電切替え手段はリレー回路の出力より風速がないと判断された場合、それを条件の一つとして発電機を電動機として駆動する構成とすることで、ある風速以下で発電機を電動機として補助回転駆動させることにより低風速域での発電可能領域を拡大し、発電効率の向上を図ることができる風力発電装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
本発明の請求項１記載の発明は、上記目的を達成するために、風圧により開閉する開閉手段と、前記開閉手段の状態に応じて電気信号を出力する継電手段と、前記継電手段を駆動するための電源手段を備えたリレー回路と、風車で風を受け発電する風力発電手段と、前記風力発電手段により発電した電力を貯蔵する発電電力貯蔵手段と、前記発電電力貯蔵手段に貯蔵した電力を利用して発電機を電動機として駆動する電動機駆動手段と、前記風力発電手段と前記電動機駆動手段とを切替える切替え手段と、前記切替え手段を制御する制御手段とを備え、前記リレー回路の出力より風圧の有無を判断し、前記制御手段により前記風力発電手段と前記電動機駆動手段を切替える構成とすることで、風力で開閉する開閉手段、すなわち、ＯＮ／ＯＦＦするスイッチ機構により、単純な構成かつ安価で、かつ温度に左右されない風速検出機構を実現し、前記風速検出機構を風力発電装置に組み込むことで、高価な風速センサを不要とし、安価でかつ温度に左右されず、低風速域での風力発電効率を安定維持できるという作用を有し、温度に左右されることなく常に最適のポイントの電動機駆動、発電モードを切替えることができるので、発電効率の低下を防ぎ、無駄な電力を消費することがなく、無駄に蓄電池の電力を使うことがなく、安定した発電効率を維持することができる。
【００３５】
温度変化により風速センサの出力にズレが生じると、風速を正確に検出できなくなり、低風速で風車が回転していない時は風力発電電力を蓄電していた蓄電池により風車のモニュメント上、景観上、風車を回転させる必要があるが、低風速で風車が自力回転しない時に蓄電池により風車を回転させなかったり、十分な風速があり風力により風車が自力回転し風力発電できる時に風力発電電力を蓄電していた蓄電池により風車を回転させたりして、無駄に蓄電池の電力を使うなど、発電効率が低下し、安定維持できないことになる。風車が風力により自力回転できる風力の風速と、開閉手段の開閉する風速を合わせることで、風車が風力により自力回転できる風速時には発電モードにし、風車が風力により自力で回転できない低風速時には、風車を電動機により回転させる風車の電動機駆動回転に切替えることができ、発電効率の低下を防ぎ、無駄な電力を消費することがなく、無駄に蓄電池の電力を使うことがなく、安定した発電効率を維持することができることとなる。
【００３６】
また、開閉手段の可動部は導体、あるいは絶縁体に導体を貼り付けた材質により構成し、開閉手段をリレー回路に組み込むことで、リレー回路の回路構成を単純な構成とし、かつ確実にリレー回路の信号を出力できるという作用を有する。
【００３７】
また、開閉手段の可動部の質量、長さ、受風面積、受風形状を調整できるものとすることで、開閉手段が開閉する風速を任意に調整することができるという作用を有する。
【００３８】
また、リレー回路を４点以上対角に配置する構成とすることで、風速検出における無指向性を確保できるという作用を有する。
【００３９】
また、対角に４点以上配置されたリレー回路を全ての出力を直列に接続する構成とすることで風速検出有無の出力を一点にまとめ、制御手段に伝達できるという作用を有する。
【００４０】
また、制御手段は発電電力貯蔵手段の電圧が一定値以上である時のみ電動機駆動手段を使用可能である構成とすることで、電力貯蔵手段の蓄電性能の劣化を防ぎ、長寿命化を図ることができるという作用を有する。
【００４１】
また、駆動発電切替え手段はリレー回路の出力より風速があると判断された場合に風力発電へ切替える構成とすることで、自然風がある風速以上になった時にただちに発電モードに切替えることで発電効率の向上を図ることができるという作用を有する。
【００４２】
また、駆動発電切替え手段はリレー回路の出力より風速がないと判断された場合、それを条件の一つとして発電機を電動機として駆動する構成とすることで、ある風速以下で発電機を電動機として補助回転駆動させることにより低風速域での発電可能領域を拡大し、発電効率の向上を図ることができる作用を有する。
【００４３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００４４】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１による風力検出機構の構成を示している。図１に示すように固定軸１と、固定軸１の端を支点とし自然風を受けて可動する可動軸２と、風圧のない時は可動軸と接触状態にある対抗軸３の３本の軸より構成される開閉手段１３と、可動軸２と対抗軸３との接触状態を出力するための継電手段としての継電器４と、継電器４を駆動するための電源手段としての電源５よりリレー回路が構成されている。
【００４５】
固定軸１、可動軸２、対抗軸３とも導電性または絶縁体に導電性物質を貼り付けた導電性の物で構成するものとし、固定軸１、可動軸２、対抗軸３、継電器４のコイル、電源５により閉回路を構成するものとする。自然風が吹いていない状況では可動軸２と対抗軸３は接触しており、継電器４のコイルには電源５の電源電圧が通電されている状態となる。この時継電器４からはオープンまたはクローズ状態が出力されている。オープンまたはクローズのいずれを無風状態と設定してもかまわない。自然風が徐々に強くなりある風速に達すると、支点を軸として可動軸２が風圧により回転可動し、対抗軸３と可動軸２が離れる。対抗軸３と可動軸２が離れた時点で継電器４のコイルに通電され、継電器４からの出力は無風状態と反転した状態となる。風力により可動軸２が可動し、開閉し、開閉手段１３が開閉し、すなわち、スイッチがＯＮ／ＯＦＦするものである。
【００４６】
よって継電器４の出力状態を確認することで風圧の有り無しを検出、判断することができる。
【００４７】
また風速を検出する閾値、レベルの設定については、可動軸２の軸長、質量、受風面積、形状を調整することで、個々の風力発電装置に応じた検出風速を任意に設定することができる。
【００４８】
継電器４はリレー、半導体開閉等いずれも使用可能であるが開閉手段の開閉回数が多い場合は半導体リレーを使用するほうが望ましい。
【００４９】
また電源５の電圧はＡＣ／ＤＣどちらでもかまわないが、安全性の観点から電圧値は低いほうが望ましく、場合によっては蓄電池の電源電圧をそのまま適用してもかまわない。蓄電池をリレー回路の電源電圧として使用する場合は、蓄電池出力の短絡保護のため、ヒューズ等保護装置の検討が必要となる。
【００５０】
図２は本発明の実施の形態１の他の例による風力検出機構の構成を示している。図２（ａ）に示すように固定軸１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄと、固定軸１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの端を支点とし自然風を受けてそれぞれ可動する可動軸２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄと、風圧のない時は可動軸とそれぞれ接触状態にある対抗軸３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの３セットより構成される４つの開閉手段と、図２（ｂ）に示すように可動軸２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄと対抗軸３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄとの接触状態を出力するための継電手段としての継電器４と、継電器４を駆動するための電源手段としての電源５よりリレー回路が構成されている。
【００５１】
また図２（ａ）はＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄは固定軸１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの可動軸と接続されていない端を表し、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈは対抗軸３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの可動軸と接触しない側の端を表し、図２（ｂ）のＩは継電器４の入力部の一端、Ｊは電源５のいずれかの極性の一端を表す。
【００５２】
風速検出機構一つでは一定方向からの風速しか検出することができない。そこで風速検出機構を４つ以上、例えば東西南北に対角に配置することで、どの方向から風が吹いても風速を検出することができるようになる。さらにこの４つの風速検出機構の接続において、Ａ−Ｆ間、Ｂ−Ｇ間、Ｃ−Ｈ間を接続し、Ｄ−Ｉ間、Ｅ−Ｊ間を接続すれば可動軸２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄと対抗軸３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの対をすべて直列に接続することになり、継電器４と電源５を４つの開閉手段で共有することができる。
【００５３】
この状態においてはどの方向で風が吹いても風速検出機構の可動軸がひとつでも回転可動すれば、可動軸２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄと対抗軸３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄいずれか一つが離れることで、継電器４のコイルに通電されなくなり、その時点で継電器４の出力が反転し、その結果いずれの風力検出機構が動作しても漏れなく風速の有無を検出することができる。
【００５４】
図３は本発明の実施の形態１の他の例による風力検出機構とそれを組み込んだ風力発電装置の構成を示している。図３（ａ）に示すよう固定軸１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄと、固定軸１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの端を支点とし自然風を受けてそれぞれ可動する可動軸２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄと、風圧のない時は可動軸とそれぞれ接触状態にある対抗軸３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの３セットより構成される４つの開閉手段と、図３（ｂ）に示すように可動軸２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄと対抗軸３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄとの接触状態を出力するための継電手段としての継電器４と、継電器４を駆動するための電源手段としての電源５よりリレー回路が構成されている。
【００５５】
また図３（ａ）のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄは固定軸１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの可動軸と接続されていない端を表し、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈは対抗軸３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの可動軸と接触しない側の端を表し、図３（ｂ）Ｉは継電器４の入力部の一端、Ｊは電源５のいずれかの極性の一端を表す。
【００５６】
風速検出機構一つでは一定方向からの風速しか検出することができない。そこで風速検出機構を４つ以上、例えば東西南北に対角に配置することで、どの方向から風が吹いても風速を検出することができるようになる。さらにこの４つの風速検出機構の接続において、Ａ−Ｆ間、Ｂ−Ｇ間、Ｃ−Ｈ間を接続し、Ｄ−Ｉ間、Ｅ−Ｊ間を接続する。
【００５７】
また、図３（ｃ）に示すように風力発電手段としての風車６と発電機７、前記発電機７により発電した電力を貯蔵する発電電力貯蔵手段としての蓄電池８、前記蓄電池８に貯蔵した電力を利用して発電機を電動機として駆動する電動機駆動手段としても駆動回路９、前記風力発電手段と前記電動機駆動手段とを切替える切替え手段としての切替え回路１０、前記切替え回路１０を制御する制御手段としてのコントローラ１１により構成されている。
【００５８】
前述と同様、風速の有り無しに応じて継電器４の出力４ｏｕｔは変化し反転状態となる。その４ｏｕｔの出力信号をコントローラ１１が常時監視しているものとする。４ｏｕｔの出力により風速がないとコントローラ１１で判断されている場合は、コントローラ１１より切替え回路１０を制御し、発電機と駆動回路９を接続する。さらにコントローラ１１より駆動回路９を制御し、発電機７を電動機として駆動する。自然風が徐々に強くなり、ある風速以上に達すると、継電器４の信号出力４ｏｕｔが反転し、継電器４からの出力４ｏｕｔの変化をコントローラ１１が検知し、切替え回路１０により発電機７を駆動回路９から切り離して発電機７を蓄電池８と接続する。その時点で発電機は自然風により回転し発電し、その電力を蓄電池８に充電することになる。
【００５９】
これにより任意に設定した風速に応じて発電機７を電動機として補助駆動し発電モードへの移行を促進する一方、回転可能な風速が得られれば直ちに発電機７を発電機として利用することで、低風速域における効率的な発電を実現することができる。
【００６０】
風の吹き方によっては、開閉手段１３の開閉は、非常に短い間隔で頻繁にＯＮ／ＯＦＦする可能性がある。この場合はコントローラ内部で一旦信号が入力された後は一定時間は信号の変化を無視する、という処理を追加することで発電機７の駆動と発電の頻繁な切替えを防ぐことができる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、サボニウス、ダリウスといった風車を使用した風力発電装置全般などにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施の形態１による風力検出機構の構成図
【図２】同他の例による風力検出機構を示す図（（ａ）構成図、（ｂ）回路を示す図）
【図３】同他の例による風力検出機構を組み込んだ風力発電装置を示す図（（ａ）構成図、（ｂ）回路を示す図（ｃ）回路構成を示す図）
【図４】従来例の風速センサである定温度差法方式の基本回路を示す図
【符号の説明】
【００６３】
１    固定軸
２    可動軸
３    対抗軸
４    継電器
５    電源
６    風車
７    発電機
８    蓄電池
９    駆動回路
１０  切替え回路
１１  コントローラ
１３  開閉手段
【図１】
2008193781.tif 000003
【図２】
2008193781.tif 000004
【図３】
2008193781.tif 000005
【図４】
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