(57)【要約】【課題】既存の装置構成を殆ど変更することなく、出力電力の変動を抑制可能なジャイロ式波力発電装置を提供すること。【解決手段】制御装置１０の目標角速度算出部１０３が、発電機４の発電電力の瞬時値から、発電機４の発電電力の平均値を減算した差分値が正の場合には、スピンモータ３２により発電機４の発電電力の一部がフライホイール３１の回転エネルギーに変換されるようにフライホイール３１の回転を加速させる目標角速度を算出し、上記差分値が負の場合には、スピンモータ３２によりフライホイール３１の回転エネルギーの一部が電気エネルギーに変換されるようにフライホイール３１の回転を減速させる目標角速度を算出する。【選択図】図２
2012087643.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
浮体と、
前記浮体に回転自在に軸支されたジンバル軸を有するジンバルと、前記ジンバル軸と直交し、且つ前記ジンバルに回転自在に軸支されたスピン軸を有するフライホイールとを備えたコントロールモーメントジャイロと、
前記ジンバル軸に接続された発電機と
を備え、波浪による前記浮体の揺動により前記ジンバルを回転させ、前記発電機を駆動して発電を行うジャイロ式波力発電装置であって、
前記フライホイールを前記スピン軸中心に回転駆動させ、且つ前記フライホイールの回転エネルギーと電気エネルギーとの相互変換が可能であり、前記発電機の出力系統に接続されたモータと、
前記発電機の発電電力の瞬時値を検出する瞬時値検出手段と、
前記瞬時値検出手段により、所定期間の間に検出された前記瞬時値を用いて、この所定期間における前記発電機の発電電力の平均値を算出する平均値算出手段と、
前記瞬時値検出手段により検出された瞬時値から前記平均値算出手段により算出された前記平均値を減算した差分値を用いて前記フライホイールの目標角速度を算出する目標角速度算出手段と、
前記フライホイールの角速度が、前記目標角速度算出手段により算出された目標角速度となるように前記モータを制御するモータ制御手段と
を備え、
前記目標角速度算出手段は、前記差分値が正の場合には、前記モータにより前記発電機の発電電力の一部が前記フライホイールの回転エネルギーに変換されるように前記フライホイールの回転を加速させる目標角速度を算出し、前記差分値が負の場合には、前記モータにより前記フライホイールの回転エネルギーの一部が電気エネルギーに変換されるように前記フライホイールの回転を減速させる目標角速度を算出することを特徴とするジャイロ式波力発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波浪を利用して発電を行うジャイロ式波力発電装置に関する。より詳細には、発電装置の出力電力の変動を抑制可能な発電電力平準化システム付ジャイロ式波力発電装置に関する。
【０００２】
ジャイロ式波力発電装置として、例えば、下記特許文献１に記載された技術が知られている。特許文献１に記載された技術では、波の上下運動による浮体の往復揺動により、コントロールモーメントジャイロのジンバルを回転させて、このジンバルのジンバル軸に接続された発電機により発電を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許４１８４８０３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、需要家等に電力を供給する場合、発電装置の出力電力の変動は極力小さいことが好ましい。これは波力発電装置のみならず、風力発電装置や太陽光発電装置等の自然エネルギーにより発電を行う発電装置においてもあてはまることである。また、電力会社は安定した電力供給を重要視しているため、供給電力の電圧が変動しないこと、特に電力潮流の方向が変化しないことが好ましい。ここで、波力発電装置を配電系統の端部に追加設置するとき、この配電系統の電力容量が小さいことが多く、その結果、電力潮流の方向が変化する可能性があり、電力会社が安定した電力供給を行うことができない可能性がある。
【０００５】
特許文献１に記載された技術では、波の上下運動に合わせて浮体が揺動されるため、波が上下に大きく運動するときには浮体の揺動は大きいので発電電力は大きくなり、波が上下に小さく運動するときには浮体の揺動は小さいので発電電力は小さくなる。その結果、発電装置の出力電力の変動が大きいものであった。
【０００６】
また、従来から、発電装置の出力電力の変動を抑制する方法として、蓄電池を用いた方法が知られている。この方法は、発電機の発電電力が大きいときに蓄電池にいったん電力を充電し、発電電力が小さいときに放電することで、需要家に平均的な安定した電力を供給する方法である。しかしながら、この方法は、蓄電池を用いる必要があるため、非常にコストがかかり、また発電装置の規模・重量共にも大きくなるという問題がある。特に、波力発電装置は軽量化が要求されるため、この方法は適しているとは言い難い。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、既存の装置構成を殆ど変更することなく、出力電力の変動を抑制可能なジャイロ式波力発電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明のジャイロ式波力発電装置は、浮体と、前記浮体に回転自在に軸支されたジンバル軸を有するジンバルと、前記ジンバル軸と直交し、且つ前記ジンバルに回転自在に軸支されたスピン軸を有するフライホイールとを備えたコントロールモーメントジャイロと、前記ジンバル軸に接続された発電機とを備え、波浪による前記浮体の揺動により前記ジンバルを回転させ、前記発電機を駆動して発電を行うジャイロ式波力発電装置であって、前記フライホイールを前記スピン軸中心に回転駆動させ、且つ前記フライホイールの回転エネルギーと電気エネルギーとの相互変換が可能であり、前記発電機の出力系統に接続されたモータと、前記発電機の発電電力の瞬時値を検出する瞬時値検出手段と、前記瞬時値検出手段により、所定期間の間に検出された前記瞬時値を用いて、この所定期間における前記発電機の発電電力の平均値を算出する平均値算出手段と、前記瞬時値検出手段により検出された瞬時値から前記平均値算出手段により算出された前記平均値を減算した差分値を用いて前記フライホイールの目標角速度を算出する目標角速度算出手段と、前記フライホイールの角速度が、前記目標角速度算出手段により算出された目標角速度となるように前記モータを制御するモータ制御手段とを備え、前記目標角速度算出手段は、前記差分値が正の場合には、前記モータにより前記発電機の発電電力の一部が前記フライホイールの回転エネルギーに変換されるように前記フライホイールの回転を加速させる目標角速度を算出し、前記差分値が負の場合には、前記モータにより前記フライホイールの回転エネルギーの一部が電気エネルギーに変換されるように前記フライホイールの回転を減速させる目標角速度を算出することを特徴とする。
【０００９】
上記の構成によれば、発電機の発電電力の瞬時値が平均値よりも大きい場合には、発電電力の一部がフライホイールの回転エネルギーに変換され、発電機の発電電力の瞬時値が平均値よりも小さい場合には、フライホイールの回転エネルギーの一部が電気エネルギーに変換されることになるので、発電装置の出力電力の変動を抑制することができ、出力電力の平準化を図ることができる。また、発電装置の出力電力の変動の抑制を、上記のように電気エネルギーとコントロールモーメントジャイロのフライホイールの回転エネルギーとの変換により実現しているため、既存のジャイロ式波力発電装置の装置構成を殆ど変更する必要がない。
【発明の効果】
【００１０】
既存の装置構成を殆ど変更することなく、ジャイロ式波力発電装置の出力電力の変動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係るジャイロ式波力発電装置の全体断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るジャイロ式波力発電装置の電気的な接続関係を表した図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るジャイロ式波力発電装置の制御装置の概略構成図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るジャイロ式波力発電装置の動作を表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、図を参照しつつ説明する。
【００１３】
（ジャイロ式波力発電装置の構成）
図１に示すように、本実施形態のジャイロ式波力発電装置１は、既存の装置構成と殆ど同じであり、浮体２と、コントロールモーメントジャイロ３と、発電機４とを備えている。
【００１４】
（浮体２）
浮体２は、バラスト水が注入される左右の浮体２ａ、２ｂを連結部材（図示せず）で結合した有底の略四角形をしており、ジャイロ式波力発電装置１を海上に浮かべるためのものである。また、浮体２は、アンカー２０により海底に固定されている。なお、浮体２は四角形である必要はなく、転覆するおそれのない形状、例えば、船体体、円形、多角形とすることができる。
【００１５】
また、浮体２には、ジャイロ式波力発電装置１全体を制御する制御装置１０、並びに浮体２ａ、２ｂのバラスト水の水量を調整するためのポンプ及びバルブ（図示せず）が設けられている。制御装置１０がポンプ及びバルブを制御して、浮体２ａ、２ｂのバラスト水の水量を調整することで、浮体２の揺れの固有周波数と波の周波数とを合わせることができ、その結果、発電効率を上げることができる。また、浮体２には浮体２（ジャイロ式波力発電装置１）の傾きや角速度を検出する揺れセンサ１４が設置されており、この揺れセンサ１４は制御装置１０と電気的に接続されている。またさらに、浮体２には、コントロールモーメントジャイロ３や発電機４等を含む各種機器全体を覆うカバー１６が設けられており、これら各種機器に海水等がかからないようにされている。
【００１６】
浮体２の底面２ｃの中央部には、上部にジンバル軸受３５を有するジンバル軸受台３６が対向して立設されている。後述のジンバル３０のジンバル軸３０ａ、３０ｂは、ジンバル軸受３５に回転自在に軸支されている。
【００１７】
（コントロールモーメントジャイロ３）
コントロールモーメントジャイロ３は、ジャイロ効果を利用したモーメント発生装置であり、図２に示すように、ジンバル軸３０ａ、３０ｂを有するジンバル３０と、ジンバル３０内に設けられ、ジンバル軸３０ａ、３０ｂと直交するスピン軸３１ａを有するフライホイール３１とを有している。
【００１８】
ジンバル３０は円筒型をした密閉容器として形成されている。このジンバル３０内には、スピン軸受３７が、ジンバル軸３０ａ、３０ｂ（ジンバル軸の軸方向）と直交する方向に対向して設けられており、このスピン軸受３７にフライホイール３１のスピン軸３１ａが回転自在に軸支されている。
【００１９】
また、ジンバル３０内には、フライホイール３１をスピン軸３１ａ中心に回転駆動させるスピンモータ（モータ）３２が設けられている。このスピンモータ３２は、フライホイール３１の回転エネルギーと電気エネルギーとの相互変換が可能なモータである。即ち、スピンモータ３２は、フライホイール３１の回転エネルギーを電気エネルギーへと変換する発電機としても機能する。このスピンモータ３２は、インバータシステム４２（モータ制御手段）によりその回転数が制御されている。
【００２０】
インバータシステム４２は、回生能力を有するものであり、例えば、マトリックスコンバータ、ＤＣコントローラ、サーボドライバなどからなる。このインバータシステム４２は、制御装置１０の後述する目標角速度算出部１０３から送信されてきた目標角速度の情報に基づいて、スピンモータ３２を制御する。
【００２１】
また、ジンバル３０内は、真空ポンプ等の負圧ポンプ（図示せず）に接続されており、この負圧ポンプによって、ジンバル３０内の気圧を下げて、フライホイール３１に対する空気抵抗を少なくすることで、フライホイール３１の風損を減らしている。なお、ジンバル３０内には、事故時など非常事態にフライホイール３１の回転を適切に止めるブレーキを適宜設置することもある。
【００２２】
ジンバル３０の一側のジンバル軸３０ｂには、ギヤ機構等からなる増速装置３３を介して発電機４が接続されている。従って、ジンバル３０が回転することにより、この発電機４により発電が行われる。この発電機４は、図２に示すように、配電線４５により発電機用インバータ（瞬時値検出手段）４０を介して送電線４１に接続されており、発電機４により発電された電力は、送電線４１へ出力される。発電機用インバータ４０は、発電機４により出力された直流電力を交流電力に変換するものである。また、発電機用インバータ４０は、制御装置１０の後述のジンバル回転数制御部１００からの制御信号に基づいて、発電機４を制御して、ジンバル３０の回転数を制御する。なお、本実施形態において、発電機用インバータ４０は、発電機４の発電電力の瞬時値を検出も行い、この検出した瞬時値に係る情報を制御装置１０に送信する。
【００２３】
また、配電線４５は、インバータシステム４２を介して、スピンモータ３２に接続されており、発電機４により発電された一部の電力をスピンモータ３２へ出力すること、及びスピンモータ３２から出力された電気エネルギーを送電線４１へ出力することが可能にされている。つまり、スピンモータ３２は、発電機４の出力系統と接続されており、この発電機４で発電された発電電力の一部により回転駆動させることが可能にされている。なお、この発電機４は、浮体２の底面２ｃ上に設けた台５上に載置固定されている。
【００２４】
また、ジンバル３０の他側のジンバル軸３０ａには、スリップリング３４が設けられている。このスリップリング３４は、インバータシステム４２とスピンモータ３２との間で、電力や信号の伝達を行うためのものである。
【００２５】
また、ジンバル３０には、ジンバル３０の回転角や姿勢を検出するジンバル軸方向センサ（エンコーダ）１５が設けられており、このジンバル軸方向センサ１５は制御装置１０に電気的に接続されている。制御装置１０の後述のジンバル回転数制御部１００は、このジンバル軸方向センサ１５により検出されたジンバル３０の回転角や姿勢に係る情報と、揺れセンサ１４により検出された浮体２の傾きや角速度に係る情報とを用いて、ジンバル３０の回転が浮体２の揺れと同期するように、発電機４を制御する。
【００２６】
（制御装置１０）
次に、図３を参照しつつ、制御装置１０について説明する。制御装置１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＣＰＵが実行するプログラムが記憶されているＲＯＭ（Read Only Memory）と、プログラム実行時にデータを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）とを含んでいる。制御装置１０が有する各機能部は、これらハードウェアとＲＯＭ内のソフトウェアとが協働して構築されている。図３に示すように、制御装置１０は、ジャイロ式波力発電装置１全体を制御するものであり、ジンバル回転数制御部１００、瞬時値受付部１０１、平均値算出部（平均値算出手段）１０２、及び目標角速度算出部（目標角速度算出手段）１０３を有している。
【００２７】
ジンバル回転数制御部１００は、ジンバル軸方向センサ１５により検出されたジンバル３０の回転角や姿勢に係る情報と、揺れセンサ１４により検出された浮体２の傾きや角速度に係る情報とを用いて、ジンバル３０の回転が浮体２の揺れと同期するように、発電機用インバータ４０を介して発電機４を制御する。
【００２８】
瞬時値受付部１０１は、発電機用インバータ４０から出力される発電機４の発電電力の瞬時値に係る情報を受け付ける。
【００２９】
平均値算出部１０２は、瞬時値受付部１０１により、所定期間の間に受け付けた瞬時値に係る情報、即ち、発電機用インバータ４０により、所定期間の間に検出された瞬時値を用いて、この所定期間における発電機４の発電電力の平均値を算出する。本実施形態においては、現在時刻の一定時間前から現在時刻までの間に、発電機用インバータ４０により検出された発電機４の発電電力の瞬時値を平均することで平均値を算出する。ここで、一定時間とは、浮体２が少なくとも１往復揺動するのにかかる時間以上の時間である。
【００３０】
目標角速度算出部１０３は、フライホイール３１の現在時刻の角速度ω０を、インバータシステム４２を介して検出する。また、目標角速度算出部１０３は、瞬時値受付部１０１により受け付けた（発電機用インバータ４０により検出された）現在時刻の発電機４の発電電力の瞬時値から、平均値算出部１０２により算出された発電機４の発電電力の平均値を減算した差分値を用いて、フライホイール３１の目標角速度ωを算出する。目標角速度算出部１０３は、算出した目標角速度ωに係る情報をインバータシステム４２に送信する。
【００３１】
本実施形態においては、目標角速度算出部１０３のフライホイールの目標角速度ωの算出は下記の数式１により行う。
【００３２】
(数式１)
ω＝ω０（１+α（ＲＰ−ＭＰ））
（ω：フライホイールの目標角速度、ω０：フライホイールの現在時刻の角速度、α：係数、ＲＰ：発電機の発電電力の瞬時値、ＭＰ：発電機の発電電力の平均値）
【００３３】
なお、係数αは、フライホイール３１の慣性モーメントとフライホイールの現在時刻の角速度ω０により決定する。
【００３４】
上記の式よりも分かるように、目標角速度算出部１０３は、上記差分値が正の場合には、フライホイール３１の回転を加速させる目標角速度ωを算出する。これにより、目標角速度ωに係る情報を受信したインバータシステム４２が、フライホイール３１の角速度が、このフライホイール３１の回転を加速させる目標角速度ωになるように（追随するように）スピンモータ３２を制御することになり、その結果、スピンモータ３２において、発電機４の発電電力の一部がフライホイール３１の回転エネルギーに変換されることになる。
【００３５】
一方、上記差分値が負の場合には、目標角速度算出部１０３は、フライホイールの回転を減速させる目標角速度を算出する。これにより、目標角速度ωに係る情報を受信したインバータシステム４２が、フライホイール３１の角速度が、このフライホイール３１の回転を減速させる目標角速度ωになるようにスピンモータ３２を制御することになり、その結果、スピンモータ３２において、フライホイール３１の回転エネルギーが電気エネルギーに変換され、この電気エネルギーが送電線４１に供給されることになる。
【００３６】
また、目標角速度算出部１０３は、フライホイール３１の角速度が所定の範囲内に収まるように、算出した目標角速度ωを補正する。ここで、所定の範囲とは、フライホイール３１の角速度の上昇又は下降によりジャイロ式波力発電装置１の発電に支障を来たすことがないように設定された範囲である。本実施形態においては、目標角速度算出部１０３は、算出した目標角速度ωが所定の範囲内に収まるように補正する。具体的には、算出した目標角速度ωが所定の範囲よりも下の値である場合には、目標角速度ωを所定の範囲の下限値に補正する。一方、算出した目標角速度ωが所定の範囲よりも上の値である場合には、目標角速度ωを所定の範囲の上限値に補正する。このようにすることにより、例えば、スピンモータ３２におけるフライホイールの回転エネルギーと電気エネルギーとの相互変換により若干のエネルギー損失が生じ、フライホイール３１の角速度が下がり過ぎる可能性があるが、目標角速度ωを上記のように補正することにより、その可能性を低減することができる。
【００３７】
（ジャイロ式波力発電装置１の動作）
次に、ジャイロ式波力発電装置１の動作について、図４を参照しつつ説明する。ジャイロ式波力発電装置１を海上に浮かべ、フライホイール３１をスピンモータ３２により高速で回転させた状態にする（Ｓ１）。
【００３８】
次に、ジンバル回転数制御部１００は、ジンバル３０の回転が浮体２の揺動と同期するように、ジンバル３０の回転数を制御する（Ｓ２）。ここで、ジンバル３０の回転と浮体２の揺動を同期させる理由について、下記で簡単に説明する。
【００３９】
図２に示すようにフライホイール３１のスピン軸３１ａ（ｚ軸）が鉛直方向の向きの状態のときに、波浪の力により浮体２がｙ軸まわりに図中の矢印方向に傾き速度があると、ジャイロモーメントが発生してジンバル３０がｘ軸まわりに回転される。また、このとき、ジンバル３０がｘ軸まわりに回転することにより、フライホイール３１も同様にｘ軸まわりに回転されることになる。
【００４０】
ここで、フライホイール３１が図２の状態からｘ軸まわりに１８０度回転したときに、波浪の力により浮体２がｙ軸まわりに図中の矢印とは逆方向に傾き速度があると、図２の状態と同じ方向にジャイロモーメントが発生し、ジンバル３０が回転される。つまり、浮体２の揺動方向が逆方向になるときに、フライホイール３１の回転方向も逆方向となることによって、ジャイロモーメントは同じ方向となる。ジンバル回転数制御部１００は、ジャイロモーメントを一方向に発生させて、ジンバル３０を一方向に連続的に回転させるために、このジンバル軸方向センサ１５により検出されたジンバル３０の回転角や姿勢の情報と、揺れセンサ１４により検出された浮体２の傾きや角速度の情報とを用いて、浮体２が傾くタイミングとフライホイール３１のスピン軸３１ａの方向が鉛直方向となるタイミングとを合わせつつ、浮体２の揺動とジンバル３０の回転とを同期させる。こうすることにより、浮体２が一往復揺動したとき（浮体２が一波を受けたとき）に、ジャイロモーメントが２回生じ、ジンバル３０が回転されることにより、発電機４から図２中の（ａ）のグラフが示すような発電電力が得られることになる。なお、発電機４から出力される発電電力は、図２中の（ａ）のグラフが示すように変動が大きいものとなっている。
【００４１】
図４に戻り、Ｓ２が終わると、次に、目標角速度算出部１０３が、フライホイール３１の現在時刻の角速度ω０を、発電機用インバータ４０を介して検出する（Ｓ３）。次に、瞬時値受付部１０１が、発電機用インバータ４０により検出された発電機４の発電電力の瞬時値を受け付ける（Ｓ４）。
【００４２】
次に、平均値算出部１０２は、現在時刻の一定時間前から現在時刻までの間に、発電機用インバータ４０により検出された発電機４の発電電力の瞬時値を平均することで、図２中の（ａ）に示すように、発電機４の発電電力の平均値を算出する（Ｓ５）。このように、平均値算出部１０２は、現在時刻に近い時刻に算出された発電機４の発電電力の瞬時値を平均することにより平均値を算出しているため、現在時刻の発電機４の発電電力の瞬時値と、算出した平均値との偏差を小さくすることができ、その結果、電気エネルギーとフライホイール３１の回転エネルギーとの変換による動力損失を少なくすることができる。
【００４３】
次に、目標角速度算出部１０３は、発電機用インバータ４０により検出された現在時刻の発電機４の発電電力の瞬時値から、平均値算出部１０２により算出された発電機４の発電電力の平均値の差分値が正であるか否かを判定し（Ｓ６）、正である場合（Ｓ６：ＹＥＳ）には、フライホイール３１の回転を加速させる目標角速度ωを算出し（Ｓ７）、Ｓ９に移る。一方、差分値が負である場合（Ｓ６：ＮＯ）には、目標角速度算出部１０３は、フライホイール３１の回転を減速させる目標角速度ωを算出し（Ｓ８）、Ｓ９に移る。
【００４４】
Ｓ９においては、目標角速度算出部１０３は、Ｓ６又はＳ７において算出した目標角速度ωが所定の範囲内であるか否かを判定する。そして、目標角速度ωが所定の範囲内であると判定した場合（Ｓ９：ＹＥＳ）には、Ｓ１０に移る。一方、目標角速度ωが所定の範囲内にないと判定した場合（Ｓ９：ＮＯ）には、目標角速度算出部１０３は、目標角速度ωが所定の範囲内に収まるように補正し（Ｓ１０）、Ｓ１１に移る。
【００４５】
Ｓ１１においては、インバータシステム４２が、フライホイール３１の角速度が、目標角速度算出部１０３により算出された目標角速度ωに追随するように、スピンモータ３２を制御する。ここで、目標角速度がフライホイール３１の回転を加速させる目標角速度ωである場合には、スピンモータ３２において発電機４の発電電力の一部がフライホイール３１の回転エネルギーに変換されることになる。一方、目標角速度ωがフライホイール３１の回転を減速させる目標角速度である場合には、スピンモータ３２においてフライホイール３１の回転エネルギーの一部が回生エネルギーとして電気エネルギーに変換され、この変換された電気エネルギーがインバータシステム４２を介して送電線４１に供給されることになる。
【００４６】
制御装置１０の上記の制御により、発電機４の発電電力の瞬時値が平均値よりも大きい場合には、発電機４の発電電力からスピンモータ３２に供給する電力を減算した電力が、送電線４１から需要家に対して出力されることになる。一方、発電機４の発電電力の瞬時値が平均値よりも小さい場合には、発電機４の発電電力に、スピンモータ３２から出力された電力を加算した電力が送電線４１から需要家に対して出力されることになる。その結果、図２中の（ｂ）のグラフに示すように、ジャイロ式波力発電装置１の出力電力の変動は抑制され、需要家に平均的な安定した電力を供給することができる。
【００４７】
Ｓ１１が終了すると、Ｓ２に戻る。以上、ジャイロ式波力発電装置１の動作について説明した。
【００４８】
以上、本実施形態によると、発電機４の発電電力の瞬時値が平均値よりも大きい場合には、発電電力の一部がフライホイール３１の回転エネルギーに変換され、発電機４の発電電力の瞬時値が平均値よりも小さい場合には、フライホイール３１の回転エネルギーの一部が電気エネルギーに変換されることになるので、ジャイロ式波力発電装置１の出力電力の変動を抑制することができ、出力電力の平準化を図ることができる。また、ジャイロ式波力発電装置１の出力電力の変動の抑制を、電気エネルギーとコントロールモーメントジャイロ３のフライホイール３１の回転エネルギーとの変換により実現しているため、既存のジャイロ式波力発電装置の装置構成を殆ど変更する必要がない。
【００４９】
また、本実施形態によると、平均値算出部１０２は、現在時刻に近い時刻に算出された発電機４の発電電力の瞬時値を平均することにより平均値を算出しているため、現在時刻の発電機４の発電電力の瞬時値と平均値との偏差を小さくすることができ、その結果、電気エネルギーとフライホイール３１の回転エネルギーとの変換による動力損失を少なくすることができる。
【００５０】
また、本実施形態によると、目標角速度算出部１０３は、フライホイール３１の角速度が所定の範囲内に収まるように、目標角速度ωを補正しているため、フライホイール３１の角速度が、発電に支障をきたす程に上昇又は下降することを防ぐことができる。
【００５１】
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態及び実施例に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態及び実施例の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００５２】
例えば、上記実施形態においては、フライホイール３１の現在時刻の角速度はインバータシステム４２により検出しているが、フライホイール３１にセンサを取りつけて、このセンサによりフライホイールの現在時刻の角速度を検出してもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１  ジャイロ式波力発電装置
２  浮体
３  コントロールモーメントジャイロ
４  発電機
３０  ジンバル
３０ａ、３０ｂ  ジンバル軸
３１  フライホイール
３１ａ  スピン軸
３２  スピンモータ（モータ）
４０  発電機用インバータ（瞬時値検出手段）
４２  インバータシステム（モータ制御手段）
１０２  平均値算出部（平均値算出手段）
１０３  目標角速度算出部（目標角速度算出手段）
【図１】
2012087643.tif 000003
【図２】
2012087643.tif 000004
【図３】
2012087643.tif 000005
【図４】
2012087643.tif 000006