(57)【要約】【課題】前後に複数段のサボニウム型風車を備え、任意方向からの風に対し各風車を効率よく回転させ、発電効率を高めることが可能な風力発電装置を提供する。【解決手段】サボニウス型風車210を２個並列した３つの風力発電ユニット200Ａ〜200Ｃを互いに略正三角形となるように配置し、風向きW1に対し前段の風車間に狭幅の隙間Sを設けて前方から背後に通過する風力を内寄りの受風バケット213が受け一方が時計回りに他方が反時計回りに回転し、中段は外寄りの受風バケットが前方から通過する風力を受け一方が反時計回りに他方が時計回りに回転し、後段は前段の隙間Sの通過後の風力を内寄りの受風バケットが受け一方が時計回りに他方が反時計回りに回転し、さらに前方から見て、中段は内寄りの受風バケットが前段の同じ側の外寄りの受風バケットと部分的に重なり、後段は外寄りの受風バケットが前段の同じ側の内寄りの受風バケットと部分的に重なるように配置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サボニウス型風車を回転させて発電を行うサボニウス型発電装置であって、前記サボニウス型風車は、垂直軸と、当該垂直軸を保持する上下の端板と、円弧状の湾曲内面が前記垂直軸を挟んで同一回転方向を向くと共に前記上下の端板間に保持された２つの受風バケットを備え、
前記サボニウス型風車を前段と後段に左右２個ずつ配置し、
前段は左右の風車間に狭幅の隙間を設けて前方から背後に通過する風力を内寄りの各受風バケットが受けて一方が時計回りに他方が反時計回りに回転し、
後段は前段の前記隙間を通過した後の風力を内寄りの各受風バケットが受けて一方が時計回りに他方が反時計回りに回転し、
さらに、後段は前段に対し前方から見て後段の外寄りの受風バケットが前段の同じ側の内寄りの受風バケットと部分的に重なるように配置してなることを特徴とするサボニウス型風力発電装置。
【請求項２】
前記サボニウス型風車を前段と後段の間の中段に左右２個配置し、
中段は外寄りの各受風バケットが前方から背後に通過する風力を受けて一方が反時計回りに他方が時計回りに回転し、
さらに、中段は前段に対し前方から見て中段の内寄りの各受風バケットが前段の同じ側の外寄りの受風バケットと部分的に重なるように配置してなることを特徴とする請求項１記載のサボニウス型風力発電装置。
【請求項３】
サボニウム型風車を２個並列した３組の風力発電ユニットを平面視して全体で略三角形となるように配置してなり、風向きに対し手前の２個の風車が前段となり、背後の２個の風車が後段となり、その中間の２個の風車が中段となることを特徴とする請求項２記載のサボニウス型風力発電装置。
【請求項４】
前記３組の風力発電ユニットを、隣接する風力発電ユニット間の内角が略６０度となるように平面視して全体で略正三角形となるように配置してなることを特徴とする請求項３記載のサボニウス型風力発電装置。
【請求項５】
支持部と、前段と後段の各風車または前段と中段と後段の各風車を含む風力発電部と、前記支持部と前記風力発電部の間に介在されて前記風力発電部を風の主流方向に合わせて最適風向配置となるように回動させる回転部を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のサボニウス型風力発電装置。
【請求項６】
支持部と、前段と後段にまたは前段と中段と後段に左右２個ずつサボニウム型風車を配置してなる風力発電部と、前記支持部と前記風力発電部の間に介在された回転部と、制御部を備えるサボニウム型風力発電装置において、
風の主流方向が前記風力発電部の最適風向配置と異なる場合、前記制御部が、風向計からの風向情報、風配図からの風配情報、風車ごとの発電情報のうちいずれか一の情報または複数の情報の組合せに基づき、風の主流方向の向きを算出し、当該算出値に基づき回転部に回動指示を与え、風の主流方向が前記風力発電部の最適風向配置と一致するように前記風力発電部を回動させることを特徴とするサボニウス型風力発電装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直軸型風車の一つであるサボニウス型風車を備えたサボニウス型風力発電装置とその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
風力発電装置に用いられる風車には、多翼型、セイルウィング型、オランダ型、プロペラ型などの水平軸型と、クロスフロー型、サボニウス型、ダリウス型、ジャイロミル型などの垂直軸型がある。水平軸型は一般に発電効率がよく、大型化しやすい利点があり、垂直軸型は設置やメンテナンスが容易で、３６０度のあらゆる方向の風を受けることができ、狭い設置スペースに多数台数を設置できる利点がある。特にサボニウス型は微風でも回転し、大きなトルクが得られるという利点がある。【０００３】
従来より、サボニウス型風車を用いた例として、サボニウス型翼の形状を変更して回転効率を上げるようにした風車（特許文献１〜２）、ダリウス型とサボニウス型の翼を備え、微風時には低速回転特性に優れたサボニウス型翼による回転を利用し、風速が所定値を越えると高速回転特性に優れたダリウス型翼による回転を利用するようにした風力発電装置（特許文献３）などが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２９３９２８号公報
【特許文献２】特開２００７−１１３５１２号公報
【特許文献３】特開２００７−１１３５６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、サボニウス型風車は、図１０に示すように、回転軸１に対する１対の受風バケット２が回転を生み出す正の風と回転を制止しようとする負の風を同時に受けるため、風速に対する回転効率が悪く、回転効率を上げようとすると上記特許文献１〜２のように翼形状が複雑化する。さらに、特許文献３の発電装置は、回転軸が長いダリウス型翼を組み合わせるため装置が大型化し、またダリウス型翼は高速回転するから装置を地面に安全に強固に設置しなければならない。【０００６】
近年は環境アセスメントや景観維持の観点から大型風力発電の建設が伸び悩んでおり、駅前広場や公園内などにも設置できる小型風力発電装置への期待が高まっている。【０００７】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、前後に複数段のサボニウム型風車を備え、任意方向からの風に対し各風車を効率よく回転させ、発電効率を高めることが可能なサボニウス型風力発電装置とその制御方法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】
本発明に係るサボニウス型風力発電装置は、
サボニウス型風車を回転させて発電機により発電を行うサボニウス型発電装置であって、前記サボニウス型風車は、垂直回転軸と、当該垂直回転軸を保持する上下の端板と、円弧状の湾曲する内面が前記垂直回転軸を挟んで同一回転方向を向くと共に前記上下の端板間に保持された２つの受風バケットを備え、
前記サボニウス型風車を前段と後段に左右２個ずつ配置し、
前段は左右の風車間に狭幅の隙間を設けて前方から背後に通過する風力を内寄りの各受風バケットが受けて一方が時計回りに他方が反時計回りに回転し、
後段は前段の前記隙間を通過した後の風力を内寄りの各受風バケットが受けて一方が時計回りに他方が反時計回りに回転し、
さらに、後段は前段に対し前方から見て後段の外寄りの受風バケットが前段の同じ側の内寄りの受風バケットと部分的に重なるように配置したことを第１の特徴とする。【０００９】
本発明に係るサボニウス型風力発電装置は、
前記サボニウス型風車を前段と後段の間の中段に左右２個配置し、
中段は外寄りの各受風バケットが前方から背後に通過する風力を受けて一方が反時計回りに他方が時計回りに回転し、
さらに、中段は前段に対し前方から見て中段の内寄りの各受風バケットが前段の同じ側の外寄りの受風バケットと部分的に重なるように配置されていることを第２の特徴とする。【００１０】
本発明に係るサボニウス型風力発電装置は、
サボニウム型風車を２個並列した３組の風力発電ユニットを平面視して全体で略三角形となるように配置してなり、風向きに対し手前の２個の風車が前段となり、背後の２個の風車が後段となり、その中間の２個の風車が中段となることを第３の特徴とする。【００１１】
本発明に係るサボニウス型風力発電装置は、
前記３組の風力発電ユニットを、隣接する風力発電ユニット間の内角が略６０度となるように平面視して全体で略正三角形となるように配置したことを第４の特徴とする。ここで略６０度とは例えば５５度以上、６５度未満を意味する。【００１２】
本発明に係るサボニウス型風力発電装置は、
支持部と、前段と後段の各風車または前段と中段と後段の各風車を含む風力発電部と、前記支持部と前記風力発電部の間に介在されて前記風力発電部を風の主流方向に合わせて最適風向配置となるように回動させる回転部を備えることを第５の特徴とする。【００１３】
本発明に係るサボニウス型風力発電装置の制御方法は、
支持部と、前段と後段にまたは前段と中段と後段に左右２個ずつサボニウム型風車を配置してなる風力発電部と、前記支持部と前記風力発電部の間に介在された回転部と、制御部を備えるサボニウム型風力発電装置において、
風の主流方向が前記風力発電部の最適風向配置と異なる場合、前記制御部が、風向計からの風向情報、風配図からの風配情報、風車ごとの発電情報のうちいずれか一の情報または複数の情報の組合せに基づき、風の主流方向の向きを算出し、当該算出値に基づき回転部に回動指示を与え、風の主流方向が前記風力発電部の最適風向配置と一致するように前記風力発電部を回動させることを特徴とするサボニウス型風力発電装置の制御方法。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明のサボニウス型風力発電装置によれば、任意方向からの風に対し、手前の風車で増幅された風力を効率よく背後の風車で受けることができ、これにより発電効率を向上させることができ、最適な小型風力発電装置を実現できるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係るサボニウス型風力発電装置の全体構成例を示す正面図、
【図２】図１の風力発電装置の風力発電部を示す平面図、
【図３】図２の風力発電部に対する風力の作用を示す平面図、
【図４】２個のサボニウス型風車間を通過する風が増速する様子を示すモデル図、
【図５】サボニウム型風車における風速と電力の関係を示す図、
【図６】比較例として多数の風車を横一列に並列したタイプを示す平面図、
【図７】制御部の構成例を示す図、
【図８】図２の風力発電部に対する三方向からの風向きを示す平面図、
【図９】風配図モデルを示す図、
【図１０】サボニウス型風車に対する風力の作用を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図１に示すように、サボニウス型風力発電装置Ｓ（以下、風力発電装置Ｓという）は、一例として公園や駅前広場などの平坦な土地Ｇに設置される。土地Ｇは高台、斜面、風が通過する山間などでもよい。風力発電装置Ｓは支持部１００と風力発電部２００と制御部３００とパワーコンディショナー４００を備えている。
【００１８】
支持部１００は、土地Ｇ上に垂直に固定された固定支柱１１０と、固定支柱１１０の上端に回転部１２０を介して回動可能に支持された回転支持部１３０を備えている。回転部１２０は図示しない駆動モータを備え、制御部３００からの制御によって駆動モータを正逆回転させ、回転支持部１３０に支持された風力発電部２００を風向きに応じて回動させるようになっている。
【００１９】
風力発電部２００は、ベース２０１と、ベース２０１上に配置された３組の発電ユニット２００Ａ〜２００Ｃから構成されている。発電ユニット２００Ａ〜２００Ｃは、水平方向一列に連設された複数個（２〜ｎ個、図示例は２個）のサボニウム型風車２１０と、各風車２１０に接続された複数の発電機２２０を備えている。
【００２０】
サボニウム型風車２１０は、垂直軸型風車、すなわち風向きに依存しない全方位型の風車で、垂直回転軸２１１と、垂直回転軸２１１を保持する上下の端板２１２と、円弧状に湾曲する湾曲内面２１３ａが前記垂直回転軸２１１を挟んで同一回転方向を向きかつ前記上下の端板２１２間に保持された２つの受風バケット２１３を備えている。そして、全方位からの風力エネルギを受風バケット２１３が受けて、垂直回転軸２１１を回転させるようになっている。本実施形態のサボニウム型風車２１０は、低速（１．０〜１．５ｍ／Ｓ）の風力で回転起動する。
【００２１】
発電機２２０は、サボニウム型風車２１０（以下、風車２１０という）の垂直回転軸２１１の回転により発電を行う。発電機２２０には交流発電機（誘導発電機、同期発電機）が通常用いられる。発電機２２０で発電された電力は送電線１６０を介してパワーコンディショナー４００に送電される。また強風時などは制御部３００からの制御により発電電力の出力が抑制される。
【００２２】
制御部３００は、風力発電装置Ｓ全体を制御すると共に、回線１５０を通じて風向計１４０から風向情報を収集し、また、外部から設置地域の年間の風配図に基づく風配情報（風速、出現頻度、方角）を収集し、さらに、回線１５０を通じて風力発電部２００の発電電力取得部２２１から風車ごとの発電情報（発電電力量、回転数）を収集する。そして、収集した風向情報、風配情報、風車ごとの発電情報のいずれか一の情報または複数の情報の組合せに基づき、風の主流方向の向きを算出し、回転部１２０に回動指示を与え、風力発電部２００を最大発電効率となる向き（最適風向配置）に回動させるようになっている。
【００２３】
パワーコンディショナー４００は風力発電部２００で発電された電力を直流から交流に変換する。交流に変換された電力は送電線１６０を通じて電力会社その他に送電されるようになっている。
【００２４】
図２は風力発電部２００における３組の発電ユニット２００Ａ〜２００Ｃのレイアウトを示している。図２に示すように３組の発電ユニット２００Ａ〜２００Ｃは、ベース２０１の上面に平面視して各ユニットで形成される内側空間が略正三角形となるように配置されている。具体的には、各ユニット内の２個の風車２１０の垂直回転軸２１１を結ぶ線の延長線どうしのなす角度が略６０度となるように各ユニットが配置されている。
【００２５】
各発電ユニット２００Ａ〜２００Ｃの各風車２１０は、本発明の効果を最大限に発揮させるべく、回転方向と上記正三角形配置による互いの位置関係に規制が加えられている。
【００２６】
まず、各段の風車の回転方向について説明すると、図２のレイアウトにおいて、風向きＷ１（図の上から下）に対し、前段となる風車のうち、左の発電ユニット２００Ａの風車２１０1Lが時計回り、右の発電ユニット２００Ｂの風車２１０1Rが反時計回りになるように、各受風バケット２１３の湾曲内面２１３ａの向きがそれぞれ設定されている。
【００２７】
同様に、風向きＷ１に対し、中段となる風車のうち、左の発電ユニット２００Ａの風車２１０2Lが反時計回り、右の発電ユニット２００Ｂの風車２１０2Rが時計回りになるように、各受風バケット２１３の湾曲内面２１３aの向きがそれぞれ設定されている。さらには、風向きＷ１に対し、後段となる風車のうち、正対する発電ユニット２００Ｃの左の風車２１０3Lが時計回り、右の風車２１０3Rが反時計回りになるように、各受風バケット２１３の湾曲内面２１３aの向きがそれぞれ設定されている。
【００２８】
次に、互いの位置関係について説明すると、図２のレイアウトにおいて、風向きＷ１（主流方向：図の上から下）に対し、前段の風車、すなわち左側に傾斜配置された発電ユニット２００Ａの前方内寄りの風車２１０1Lと右側に傾斜配置された発電ユニット２００Ｂの前方内寄りの風車２１０1Rの隙間Ｓが狭幅（左記風車の直径よりも狭い幅）に設定されている。
【００２９】
また、中段の風車、すなわち左側に傾斜配置された発電ユニット２００Ａの後方外寄りの風車２１０2Lと右側に傾斜配置された発電ユニット２００Ｂの後方外寄りの風車２１０2Rが、前段の同一ユニット側の風車に対し風向きＷ１に見て部分的に重なるように、より詳しくは中段の前記風車２１０2Lと前記風車２１０2Rの各受風バケット２１３が内寄りに位置するときに、前段の風車２１０1Lと風車２１０1Rの各外寄りに位置する受風バケット２１３に対し風向きＷ１に見て１／２以上（図示例は約２／３）重なるように配置されている。
【００３０】
同様に、後段の風車、すなわち風向きＷ１に正対する発電ユニット２００Ｃの左側の風車２１０3Lと右側の風車２１０3Rが、それぞれ前段の同一側の風車と中段の同一側の風車に対し風向きＷ１に見て部分的に重なるように、より詳しくは後段の風車２１０3Lと風車２１０3Rの各受風バケット２１３が外寄りに位置するときに、前段の風車２１０1Lと風車２１０1Rの各内寄りに位置する受風バケット２１３に対し風向きＷ１に見て１／２以上（図示例は約１００％）重なり、かつ、中段の風車２１０2Lと風車２１０2Rの各内寄りに位置する受風バケット２１３に対し風向きＷ１に見て部分的に（図示例は約１／４）重なるように配置されている。
【００３１】
これによって、上記風力発電部２００は、各風車の回転方向の規制と発電ユニット２００Ａ〜２００Ｃのレイアウトにより、図２および図３を参照して、まず、前段の風車２１０1L，２１０1Rに対しては、風向きＷ１の風（例えば風速４ｍ／秒）を内寄りの受風バケット２１３が受けて左の風車２１０1Lが時計回りに回転し、右の風車２１０1Rが反時計回りに回転し、それぞれ発電する。
【００３２】
次いで、中段の風車２１０2L，２１０2Rに対しては、風向きＷ１の風（例えば風速４ｍ／秒）を外寄りの受風バケット２１３が受けて左の風車２１０2Lが反時計回りに回転し、右の風車２１０2Rが時計回りに回転し、それぞれ発電する。このとき、中段の風車２１０2L，２１０2Rは、内寄りの受風バケット２１３が、前段の風車２１０1L，２１０1Rの外寄りの受風バケット２１３と風向きＷ１に見て重なる位置関係にあるので、回転を制止する負の風が遮られる（図３の楕円Ａおよび図１０参照）。その結果、中段の風車２１０2L，２１０2Rは、回転数が増加して発電電力が増加する。
【００３３】
次に、後段の風車２１０3L，２１０3Rに対しては、前段の風車２１０1L，２１０1R間の隙間Ｓを通過した風を内寄りの受風バケット２１３が受けて左の風車２１０3Lが時計回りに、右の風車２１０3Rが反時計回りに回転し、それぞれ発電する。このとき、後段の風車２１０3L，２１０3Rに向かう風は、前段の風車２１０1L，２１０1R間の狭幅の隙間Ｓを通過する際のベンチュリ効果により増速（風速８ｍ／秒）して風力が増大し、後段の風車２１０3L，２１０3Rの回転数を増加させ、発電電力が大きく増加する。
【００３４】
図４は２個のサボニウス型風車に対し風速４ｍ／ｓの風が入力した場合の風の流れモデルを示している。風速４ｍ／ｓの一定幅（Ｓ１）の風が２個の風車間の隙間（Ｓ２）を通過するとベンチュリ効果により風速が約８ｍ／ｓに増速する。本発明の風力発電装置Ｓは同ベンチュリ効果を利用して後段の風車の回転数を増加させている。
【００３５】
図５はサボニウム型風車における風速（ｍ／ｓ）と電力（Ｗ）の関係を示している。同図に示すように、風速が４ｍ／ｓのときの電力は約１００Ｗであるが、５ｍ／ｓになると約２５０Ｗ、８ｍ／ｓになると約７５０Ｗ、１０ｍ／ｓになると約１４５０Ｗに達する。
【００３６】
本発明に係る風力発電装置Ｓは、図３および図５を参照して前段の風車は４ｍ／ｓの正負の風を受けてそれぞれ約１００Ｗを発電し、中段の風車は４ｍ／ｓの正の風（と負の風の遮り）を受けて実質的に５ｍ／ｓに増速し、それぞれ約２５０Ｗを発電し、後段の風車はベンチュリ―効果により８ｍ／ｓに増速された正の風（と負の風の遮り）を受けて実質的に１０ｍ／ｓに増速し、それぞれ約１４５０Ｗを発電する。システム全体として合計３６００Ｗの発電が可能である。また稼働率も２０％（３．６ｋＷ／１８ｋＷ＝０．２）になる。
【００３７】
図６は比較例として風向きＷ１に対し風車を同数（６個）だけ並列配置したレイアウトであるが、４ｍ／ｓの風力に対し、１００×６＝６００Ｗの発電、稼働率３％（０．６ｋＷ／１８ｋＷ＝０．０３）に留まる。本発明に係る風力発電装置Ｓは、同数の風車を並列配置した図６の例に比べると、最大約７倍の発電効率が得られる。
【００３８】
風の主流方向が風力発電部２００の最適風向配置（図２の配置）とならない場合がある。この場合は制御部３００と回転部１２０の作動により最大±６０度の範囲で風力発電部２００の最適風向配置を風の主流方向に一致させるようにする。すなわち、制御部３００が風向計１４０からの風向情報を収集し、また、設置地域の風配図に基づく風配情報を収集し、また、風力発電部２００の発電電力取得部２２１から風車ごとの発電情報（発電電力量、回転数）を収集し、収集した風向情報、風配情報、風車ごとの発電情報のいずれか一の情報または複数の情報の組合せに基づき、風の主流方向の向きを算出し（１時間毎／数時間毎／昼夜別／１日毎／月毎／季節毎）、回転部１２０に回動指示を与え、回転支持部１３０を回動させる（最大±６０度）。これにより、風の主流方向と風力発電部２００の最適風向配置を一致させ、発電効率を最大化できる。
【００３９】
図７は制御部３００の構成例を示している。同図に示すように、制御部３００は、上記した回転部１２０に対する回動制御を実現すべく、風向情報収集部３１０と風配情報収集部３２０と発電情報収集部３３０と風向計算部３４０と回転指示部３５０を備えている。制御部３００は、回転支持部１３０を最大６０度回動させ、途中で合計発電量が最大になる位置で停止するようにしてもよい。
【００４０】
風の主流方向が互いに略１２０度をなす三方向である場合、３組の風力発電ユニット２００Ａ〜２００Ｃが互いに正三角形をなすように配置されているので、風力発電部２００を回動させることなく最適風向位置に一致させることができる。すなわち、図８に示す異なる三方向の風向き（Ｗ１〜Ｗ３：間隔１２０度）のうち、風向きＷ２（右下から左斜め上）の風に対しては、発電ユニット２００Ｂの風車２１０2Rと発電ユニット２００Ｃの風車２１０3Rが前段となり、発電ユニット２００Ｂの風車２１０1Rと発電ユニット２００Ｃの風車２１０3Lが中段となり、発電ユニット２００Ａの風車２１０1Lと風車２１０2Lが後段となって対応する。風向きＷ２の風に対する各風車の回転方向の向きは風向きＷ１の風に対する場合と同一となる。
【００４１】
同様に、風向きＷ３（左下から右斜め上）の風に対しては、発電ユニット２００Ｃの風車２１０3Lと発電ユニット２００Ａの風車２１０2Lが前段となり、発電ユニット２００Ｃの風車２１０3Rと発電ユニット２００Ａの風車２１０1Lが中段となり、発電ユニット２００Ｂの風車２１０2Rと風車２１０1Rが後段となって対応する。風向きＷ３の風に対する各風車の回転方向の向きは風向きＷ１の風に対する場合と同一となる。したがって、風向きＷ２と風向きＷ３のどちらの風に対しても風向きＷ１の風と同様の発電電力が得られる。
【００４２】
図９は日本国内のある地域の風配図を示しており、同風配図から得られる年間の風データ（風速、出現頻度、方角）を基に発電効率が最大となるように風力発電部２００の向きを最適配置するようにしてよい。図９の例で言えば、年間を通して風速７ｍ／ｓの風の出現頻度が高い方角は北北西、東、南南西であるから、このような地域では三方向（北北西、東、南南西）に合わせて上記風力発電部２００の向きを最適配置すればよい（図２の風向きW１が北北西になるように風力発電部２００の向きを合わせる）。これにより発電効率を極力高めることができる。
【００４３】
以上説明したように、本発明に係る風力発電装置Ｓによると、前段の風車に比して中段の風車の回転数を増速させて回転率を高めることができ、後段の風車は回転数をさらに増速させて回転率を高めることができ、これによりシステム全体の発電量の増加と発電効率の向上を図ることができる。特に同数の風車を並列に並べたレイアウト（図６）に比べて約７倍の発電効率を実現することができる。
【００４４】
上記風力発電装置Ｓは、水平展開した３組の風力発電ユニット２００Ａ〜２００Ｃをそのままの形態で縦方向に複数または多段に積み上げてよい。また、各風力発電ユニット２００Ａ〜２００Ｃ内の風車２１２のみをを縦方向に複数または多段に積み上げてもよい。
【００４５】
上記風力発電装置Ｓは、サボニウム型風車の例を説明したが、他の垂直軸型風車にも適用可能で、複数個の垂直軸型風車を前後に複数段配置し、後段の風車がベンチュリ―効果により増速されることで、小型で発電効率の高い風力発電装置を実現できる。さらにはサボニウム型風車と他の垂直軸型風車との組合せにも適用可能である。
【００４６】
かくして、本発明に係る風力発電装置によると、複数個のサボニウム型風車を、前後に複数段最適配置しかつ各風車の回転方向を最適化することで、小型で発電効率の高い風力発電装置を実現することができた。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明に係る風力発電装置は、平地、高台、斜面、風が通過する山間等の土地に設置して幅広く利用可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１００  支持部
１１０  固定支柱
１２０  回転部
１３０  回転支持部
１４０  風向計
１５０  回線
１６０  送電線
２００  風力発電部
２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃ  発電ユニット
２０１  ベース
２１０  サボニウム型風車（風車）
２１１  垂直回転軸
２１２  端板
２１３  受風バケット
２１３ａ  湾曲内面
２２０  発電機
２２１  発電電力取得部
３００  制御部
３１０  風向情報収集部
３２０  風配情報収集部
３３０  発電情報収集部
３４０  風向計算部
３５０  回転指示部
４００  パワーコンディショナー
Ｇ  土地
Ｓ  風力発電装置
【図１】
2017170663.tif 000003
【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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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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