(57)【要約】【課題】従来、重油等の燃焼による温水を熱源として行われて来た、温室などの農業用温度制御は、石油価格の高騰に伴い多大な費用が掛かる事になった。そこで、多目的として、自然エネルギーの導入や夜間電力の利用などでコストの分担を計り、独立電源としてあるいは売電事業を併設する自然エネルギーとして、依託設置やコマーシァルの宣伝広告を引受ける等各種の収入源を作るエネルギーの供給形態が必要となった。【解決手段】未來の事を考え、できれば全て自然エネルギーで賄い、変動が起きた時やピーク時だけ補助的に化石燃料系のエネルギー供給に切り換る様にする。そうしないと、我が国の将來にとっても危険がある。今が化石燃料離れの第一歩で、地球環境保全上究めて価値がある。この実現には、風力の変動負荷を安定化する蓄電設備やエコキュートと言われる温水器も有効であり、太陽光など種々の自然エネルギーの共用の方法も探る必要があります。此れは多くの雇用を産み景気を押し上げ産業上の優位性も高い。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
農場や温室上に建てた橋梁や水門等は年間通して風量が多く、
基礎が出來ているのでかなり大きな風車の設置も可能であり、
此の場所を電力会社に賃貸したり、風力発電機を稼動させ運営するための電力ならびにエネルギーの供給システム。
【請求項２】
自治体は自然の河川側壁や岩場から暗岩、状況により山頂付近や河川等にも至る迄、
風力発電やマイクロ水力発電さらには潮汐発電用に賃貸したり、賃貸の対象になる
電力ならびにエネルギーの供給システム。
【請求項３】
上記請求項１ならびに乃至は請求項２に記載のシステムに蓄電池ならびに乃至はヒートポンプ式温水システムを備える事に特徴のある
電力ならびにエネルギーの供給システム。
【請求項４】
上記請求項１ならびに乃至は請求項２ならびに乃至は請求項３に記載のシステムに
太陽光発電ならびに乃至はマイクロ水力ならびに乃至はバイオマス発電またはその一部を備える事に特徴のある
電力ならびにエネルギーの供給システム。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】風を動力とする風車は人家から離れた農場や畑や田、あるいは交通不便な山の上とか、海上に有効な設置場所がある。そのため、基礎工事に多大の費用を要したが、既存の建造物を利用する場合、基礎工事は不用となる。特に、無音型の小型風車の場合は、設備効率の点からも温室ハウスの屋根の上などが利用価値が高い。
【背景技術】
【０００２】農場は野菜や生花や果実を作る所、発電所は電気を作る所と別に考えられていた。しかし分散電源という考え方は、もはや一カ所で両方の作成が行われる事を前提にし始めている。以前の方式では送電線など設備効率が悪く成るとこでは電気の利用を諦めるため、保存運搬の楽な重油等に頼らざるを得なかったが、もう化石燃料は枯渇しつつ有り、早急な対策が必要である。
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  従来、重油等の燃焼による温水を熱源として行われて来た、温室などの農業用温度制御は、石油価格の高騰に伴い多大な費用が掛かる事になった。そこで、多目的として、自然エネルギーの導入や夜間電力の利用などでコストの分担を計り、独立電源としてあるいは売電事業を併設する自然エネルギーとして、依託設置やコマーシァルの宣伝広告を引受ける等各種の収入源を作るエネルギーの供給形態が必要となった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  未來の事を考え、できれば全て自然エネルギーで賄い、変動が起きた時やピーク時だけ補助的に化石燃料系のエネルギー供給に切り換る様にする。そうしないと、我が国の将來にとっても危険がある。今が化石燃料離れの第一歩で、地球環境保全上究めて価値がある。この実現には、風力の変動負荷を安定化する蓄電設備やエコキュートと言われる温水器も有効であり、太陽光など種々の自然エネルギーの共用の方法も探る必要があります。此れは多くの雇用を産み景気を押し上げ産業上の優位性も高い。
自然地形や既存の建造物を有効に使い、基礎にかかる経費を安くする。本来は風力の落ちた時だけ瞬発的に化石エネルギーを使い、殆んどを自然エネルギーで賄う様に計画する。
【実施例】
【０００５】  以下のような新型風力発電システム（Ｌ１基）を設置する。
（１）  新型風力発電システム本体１基
（２）  回転台座  （ＲＥＰ回転軸ローター）
（３）  定価  ￥４，５００，０００−
（４）  上記システム機本体組立
（５）  ※本商品の工事及び台座は別途とする。
【システム機器構成】
・電力供給装置
風力発電設備  定格出力３．２ｋＷ  ローター外径１．２ｍ×１基
密閉型蓄電装置  ３万サイクル保障
・統合制御盤
電力供給（系統、風力発電機、バッテリー）の適正配分判断を行なう。
負荷分散機能付き。  系統連系３．２ｋＶＡ。
インバーター  １Φ１００ＶＡＣ，５０／６０Ｈｚ内蔵
・風向追尾ならび風速制御システム
・リモート制御通信システム  セキュリティＩＰシステム
・監視カメラ  ＩＰ通信機能付  ｉモード可
註）今回、認定は申請中である事を御了承下さい。認可次第ご報告致します。
電力機器認定  ／  自然エネルギー環境省認定  ／  ＪＩＳ認定
災害保険
【０００６】風力発電装置としては以下の内容である。
平均風速４ｍ／ｓで動作するとしている点については次の通りです。地上での平均風速３ｍ／ｓの地域では、ビルの屋上など地上より１０ｍ以上高い場所では、４ｍ／ｓ前後の平均風速が観測される事が多いでしょう。また万一、それほど風速があがらないケースでもオプション部品を用意しています。
発電効率については次の通りです。
平均風速４ｍ／ｓの場所に設置した場合、３．２Ｋｗの発電機が平均効率４２％で運転されます。季節や時間の差は蓄電システムで調節して、風が吹いてない時でも必要な電力を確保できるようにしています。
【０００７】重油代節約効果については以下のとおりです。
モデルケースを本に、実地の状態をシミレーションによって推定して見ます。後半に電力価格表を付けておきましたので不明の点は参考に御覧下さい。また、この数字を変えれば、地方毎に対応できると思います。
設置前については以下の通りです。
まず、概観を計算して看て、その後、契約の状態などを詳しく検討して見ます。
１、年間重油代が３３０万円の場合（冬期月間８３万円）
２、重油が５５円／ｌだとした場合、６、００００リットルすなわち６０トンにあたります。３、この熱量は、９３４１ｋｃａｌ／ｌだとして、５６、０００万ｋｃａｌに当たります。冬場にほとんどが使われるため、１ヶ月当り１１、２００万ｋｃａｌにあたるわけです。
４、一日当りに直すと、気温による差があるとしても、３７４万ｋｃａｌ＝１５６５万ｋＪですので、時間当りでは１８１２ｋＷになるはずです。（ここで、１ｃａｌ＝４．１９Ｊｏｕｌｅ，１Ｊｏｕｌｅ／ｓ＝１ｗａｔｔ＝３６００Ｊｏｕｌｅ／ｈによって計算した。）
５、また重油は燃焼させたエネルギーが全て温水に伝わるわけではなく、通常５〜２５％が水に伝わるだけです。燃焼炎の温度が１０００度であるのに対し、水の温度がせいぜい１００度であるので、温度差による熱の伝搬の限界が存在しているからです（完全に伝搬するなら同じ温度になるはずである）。石油が安価なうちは、あまり問題にならなかった事が、高価になると徐々に問題になるし、環境に対する配慮の点からは効率の良い熱源に変える事は非常に重要な事になるはずです。仮にこの効率を２５％とすると、本当に必要な熱量は、１日当り  ９３５、０００ｋｃａｌ＝３９２万ｋＪ＝１０８８ｋＷｈ、１時間当りでは、４５．３ｋＷになります。
【０００８】導入商品である、エコキュートについては以下の通りです。
俗にエコキュートと言われる、温水供給機がありますが、これは電力を使って熱を移動させるシステムですので、正式には“ヒートポンプ式温水システム”と言われるものです。発熱量は、消費電力量の５〜６倍で、内外の気温差で多少変動します。いわゆる電気ヒーターとは全く異なる原理によるため、消費電力の５〜６倍の熱移動供給が行われています。
これをクリーンエネルギーと組み合わせる事で、従来にない高効率の熱供給システムが可能となります。
【０００９】動作状態については次のように成ります。
弊社の風力発電機とインバーターとエコキュートを使い、この熱を発生させる事を考えますが、その基本的な性能は以下の通りです。
バッテリー１個当り    ６０Ａ最大、２．４ｋＷｈ、
エコキュート  変換効率  ５００％、
（参考例  定格加熱能力６．０ｋｗ／消費電力１．３３ｋＷ）
風力発電機  ３．２ｋＷ定格、この地域での効率は４２％
と仮定します。
１日に必要な熱量１０８８ｋＷｈ＝９３５、０００ｋｃａｌに対して
風力発電で供給できる電気量は  ３．２ｋＷ×２４時間×４２％＝３２３ｋＷｈ
である。さらに、これをエコキュートに供給して得られる
熱量は  ３２３ｋＷｈ×５００％＝１６００ｋＷｈ＝１３９万ｋｃａｌ
となるので、必要量９３．５万ｋｃａｌを上回っている。
ただ、ここで注意しなければならないのは、上記は一日あたりの集計値を使って計算している点である。実際の現場で１００％カットは以下の理由により不可能である。
まず、現在利用されているボイラーの最大容量が１８７、０００ｋｃａｌ／ｈである。これの温水への熱効率を先ほどと同じように評価してみると４、６７５０ｋｃａｌ／ｈである。これを完全に動かすのは、一日のうちごく限られて時間であるはずだが、電気ですべて賄うには、
４６７５０÷５００％＝９３５０ｋｃａｌ／ｈ＝１０．９ｋＷ
の出力能力のエコキュートが必要である。通常家庭用のエコキュートの出力は６．０ｋＷですので、最大出力の５５％しか賄えないため、４５％は重油からの熱を利用して、全体での重油削減の効果を狙うのが正しい運用と言える。別に２台設置する方法も考えられるが、価格も追加するので、それは別の検討課題とし、ここでの判断からは除く。
気候条件によっても異なりますが、標準的な温度変化を仮定して、全体の消費の８０％が上記のフル運転になっていて、残りは電気で全て賄えるとすると、
重油での必要量  ９３．５万ｋｃａｌ×８０％×４５％＝３５．５万ｋｃａｌとなるので、１ヶ月では１０６５万ｋｃａｌだが、変換効率を考慮して、４２６０万ｋｃａｌが１ヶ月、さらに年間では、その５倍の２１、３００万ｋｃａｌの重油による燃焼が必要である。これは２２、１８８  リットルの重油に相当し、その価格は１２２万円ですので、もとの費用の３７％であるので、６３％の削減に成功している。
【発明の効果】
【００１０】風力発電は、既存の建造物を有効に利用するため新らたに場所を確保する必要なく、大規模な発電所や遠方からの送電系統を作るより遥かに安い。