(57)【要約】  自然力からエネルギーを発生させるための、より詳細には、潮汐作用を用いたエネルギー発生のためのアセンブリーシステムおよび方法が開示されている。潮汐エネルギー変換アセンブリーは、発電機に連結された方向変換器を収容する変位容器を含む。潮汐エネルギー変換アセンブリーは、第１の端部、方向変換器に接続された第２の端部、および第１の端部と第２の端部の間の長さを有するアンカーケーブルをさらに含む。アンカーケーブルは、海底などの静止ロケーションにあるアンカーに通しておいてもよい。上げ潮、下げ潮、および／または潮汐の抗力によって、アンカーケーブルの長さが変化し、方向変換器に力が加わる。方向変換器は、この力を発電機によって利用される回転エネルギーに変換して消費電力を発生させる。
2018514703.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機に連結された方向変換器を支持する変位容器と、  第１の端部と、第２の端部と、前記第１の端部と前記第２の端部の間の長さとを有するアンカーケーブルと  を備え、前記第２の端部は、前記方向変換器に接続され、前記アンカーケーブルは、静止ロケーションに接続され、  前記変位容器は、前記静止ロケーションから第１の距離だけ離れており、  前記方向変換器は、前記変位容器が前記静止ロケーションに対してその位置を変えるときに前記発電機を作動させて発電する  ことを特徴とする潮汐エネルギー変換アセンブリー。
【請求項２】
前記静止ロケーションが、海底または該海底に繋留されたプラットフォームを含む、請求項１に記載のエネルギー変換アセンブリー。
【請求項３】
前記第１の距離が大きくなると、前記アンカーケーブルが前記方向変換器を第１の方向に作動させ、それによって前記発電機に力学的動力を供給する、請求項１に記載のエネルギー変換アセンブリー。
【請求項４】
前記第１の距離が小さくなると、制御機構が前記アンカーケーブルを巻き取る、請求項１に記載のエネルギー変換アセンブリー。
【請求項５】
前記方向変換器が、軸上にスプロケットを有し、前記第２の端部が、当該スプロケットに連結されている、請求項１に記載のエネルギー変換アセンブリー。
【請求項６】
前記変位容器が、コンクリート、ファイバーグラス、ポリマー、軽石、鋼のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のエネルギー変換アセンブリー。
【請求項７】
前記変位容器が、弾力を有し、ふくらませられるよう構成されている、請求項１に記載のエネルギー変換アセンブリー。
【請求項８】
前記方向変換器が歯車機構を含む、請求項１に記載のエネルギー変換アセンブリー。
【請求項９】
前記歯車機構が歯車増速装置である、請求項８に記載のエネルギー変換アセンブリー。
【請求項１０】
前記変位容器が外殻を含み、当該外殻の少なくとも一部が波形形状を有する、請求項１に記載のエネルギー変換アセンブリー。
【請求項１１】
上げ潮となったとしても、前記変位容器を前記静止ロケーションの上方に距離を保つように構成されたロック機構をさらに備えた、請求項１に記載のエネルギー変換アセンブリー。
【請求項１２】
前記ロック装置が前記方向変換器に連結されている、請求項１１に記載のエネルギー変換アセンブリー。
【請求項１３】
前記アンカーケーブルは、少なくとも一部が前記変位容器内に配置されている、請求項１に記載のエネルギー変換アセンブリー。
【請求項１４】
前記変位容器が複数のチャンバーを含む、請求項１に記載のエネルギー変換アセンブリー。
【請求項１５】
前記複数のチャンバーのうちの第１のチャンバーは、第１の厚さを有する壁を備え、前記複数のチャンバーのうちの第２のチャンバーは、第２の厚さを有する壁を備える、請求項１４に記載のエネルギー変換アセンブリー。
【請求項１６】
前記第１の厚さが前記第２の厚さよりも大きい、請求項１５に記載のエネルギー変換アセンブリー。
【請求項１７】
前記複数のチャンバーのうちの前記第１のチャンバーが、前記複数のチャンバーのうちの前記第２のチャンバーよりも上方に配置されている、請求項１６に記載のエネルギー変換アセンブリー。
【請求項１８】
前記変位容器は、その全体が水面下に潜った状態で浮遊するように構成されている、請求項１に記載のエネルギー変換アセンブリー。
【請求項１９】
前記変位容器の外面が、サンゴ礁の構造を実質的に模倣するように構成された表面を有する、請求項１に記載のエネルギー変換アセンブリー。
【請求項２０】
前記方向変換器が、回転可能なドラムを含む、請求項１に記載のエネルギー変換アセンブリー。
【請求項２１】
前記変位容器が前記静止ロケーションに対して水平な方向に引っ張られると、前記アンカーケーブルが前記方向変換器を作動させて、前記発電機に力学的動力を供給する、請求項１に記載のエネルギー変換アセンブリー。
【請求項２２】
受信機と、送信機と、プロセッサーとを有するポジショニングシステムをさらに備える、請求項１に記載のエネルギー変換アセンブリー。
【請求項２３】
前記方向変換器は、ラックアンドピニオンを含む、請求項１に記載のエネルギー変換アセンブリー。
【請求項２４】
複数の変位容器を備えた潮汐エネルギー変換システムであって、当該複数の変位容器がそれぞれ、  発電機に連結された方向変換器と、  第１の端部と、第２の端部と、前記第１の端部と前記第２の端部の間の長さとを有するアンカーケーブルと  を備え、前記第２の端部は、前記方向変換器に接続され、前記第１の端部は、静止ロケーションに接続され、  前記変位容器は、前記静止ロケーションから第１の距離だけ離れており、  前記方向変換器は、前記変位容器が前記静止ロケーションに対してその位置を変えるときに前記発電機を作動させて発電する  ことを特徴とする潮汐エネルギー変換システム。
【請求項２５】
潮汐作用による水面の上昇と下降によって発電する方法であって、  前記潮汐作用が、前記水面にある本体と当該本体より下にある静止ロケーションとの間の垂直距離の変動、すなわち、前記静止ロケーションの上方の第１の距離から前記静止ロケーションの上方の第２の距離までとして定義される垂直距離の変動をもたらすようにし、  前記本体の垂直距離の変動を力学的エネルギーに変換し、  前記力学的エネルギーを発電機に伝達し、  前記発電機で、前記力学的エネルギーを用いて発電する  ことを特徴とする方法。
【請求項２６】
前記力学的エネルギーが回転運動エネルギーである、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記静止ロケーションが湾／海洋の底である、請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
前記本体が、発電機に連結された方向変換器を収容する変位容器であり、当該変位容器が、前記静止ロケーションから前記第１の距離をおいて配置されている、請求項２５に記載の方法。
【請求項２９】
第１の端部および第２の端部を有するアンカーケーブルを用意し、当該第２の端部が前記方向変換器に取り付けられ、前記アンカーケーブルが、前記静止ロケーションで固定されているアンカーまで延び、前記アンカーケーブルは、前記方向変換器と前記アンカーとの間が第１の長さを有することをさらに特徴とする、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記第２の距離が、前記第１の距離よりも大きく、前記垂直距離の変動が前記方向変換器を作動させる、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
貯蔵機構で、前記力学的エネルギーの少なくとも一部を、位置エネルギーとして、貯蔵し、  前記潮汐作用によって、前記変位容器と前記静止ロケーションとの間の前記垂直距離を、前記第２の距離よりも小さい第３の距離へ変動させ、  前記貯蔵機構から前記貯蔵された力学的エネルギーを放出し、  前記貯蔵されていた力学的エネルギーを前記発電機に伝達し、  前記貯蔵されていた力学的エネルギーで発電する  ことをさらに特徴とする請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記貯蔵機構がばねである、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
潮汐作用による水の干満によって発電する方法であって、  前記潮汐作用が、前記水の中に浮かぶ本体と当該本体より下にある静止ロケーションとの間の水平距離の変動をもたらすようにし、  前記本体の水平距離の変動を力学的エネルギーに変換し、  前記力学的エネルギーを発電機に伝達し、  前記発電機で、前記力学的エネルギーを用いて発電する  ことを特徴とする方法。
【請求項３４】
前記力学的エネルギーが回転運動エネルギーである、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記静止ロケーションが湾／海洋の底である、請求項３３に記載の方法。
【請求項３６】
前記本体が、発電機に連結された方向変換器を収容する変位容器であり、当該変位容器が、前記静止ロケーションの真上に配置されている、請求項３３に記載の方法。
【請求項３７】
第１の端部および第２の端部を有するアンカーケーブルを用意し、当該第２の端部が前記方向変換器に取り付けられ、前記アンカーケーブルが、前記静止ロケーションで固定されているアンカーまで延び、前記アンカーケーブルは、前記方向変換器と前記アンカーとの間が第１の長さを有することをさらに特徴とする、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
変位容器と、  発電機に連結され、当該発電機とともに静止ロケーションに配置された方向変換器と、  第１の端部と、第２の端部と、前記第１の端部と前記第２の端部の間の長さとを有するアンカーケーブルと  を備え、前記第１の端部は、前記方向変換器に接続され、前記第２の端部は、前記変位容器に接続され、  前記変位容器は、前記静止ロケーションから第１の距離だけ離れており、  前記方向変換器は、前記変位容器が前記静止ロケーションに対してその位置を変えるときに前記発電機を作動させて発電する  ことを特徴とする潮汐エネルギー変換アセンブリー。
【請求項３９】
前記変位容器が抗力パネルを有する、請求項３８に記載の潮汐エネルギー変換アセンブリー。
【請求項４０】
前記抗力パネルに連結された少なくとも２本の制御ケーブルをさらに備え、当該制御ケーブルが垂直軸線を中心に前記変位容器を回転させるように構成されている、請求項３８に記載の潮汐エネルギー変換アセンブリー。
【請求項４１】
変位容器と、  発電機に連結された第１の方向変換器と、  前記発電機に連結され、前記第１の方向変換器および前記発電機とともに第１の静止ロケーションに配置された第２の方向変換器と、  前記変位容器に連結されたアンカーケーブルと  を備え、前記アンカーケーブルは、第１の端部と、第２の端部と、前記第１の端部と前記第２の端部の間の長さとを有し、前記アンカーケーブルは、第２の静止ロケーションで滑車装置に少なくとも一部が巻き付けられ、前記第１の端部は、前記第１の方向変換器に接続され、前記第２の端部は、前記第２の方向変換器に接続され、  前記変位容器は、前記第１の静止ロケーションから第１の距離だけ離れており、  前記第１の方向変換器は、前記変位容器が前記第１の静止ロケーションに対して第１の方向に移動するときに前記発電機を作動させて発電し、  前記第２の方向変換器は、前記変位容器が前記第１の静止ロケーションに対して第２の方向に移動するときに前記発電機を作動させて発電する  ことを特徴とする潮汐エネルギー変換アセンブリー。
【請求項４２】
潮汐作用による水の干満によって発電する方法であって、  複数の発電機に連結された複数の方向変換器に静止ロケーションで動作可能に連結された変位容器を、前記静止ロケーションから距離を置いて設け、  潮汐作用によって、前記変位容器と前記静止ロケーションとの間の距離を変動させ、  前記複数の発電機の少なくとも１つを作動させ、  前記本体の水平距離の変動を力学的エネルギーに変換し、  前記少なくとも１つの作動させてある発電機に前記力学的エネルギーを伝達し、  前記少なくとも１つの作動させてある発電機で、前記力学的エネルギーを用いて発電する  ことを特徴とする方法。
【請求項４３】
以前、潮汐流の力が増加したときに作動解除された発電機を作動させるステップをさらに有する、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
以前、潮汐流の力が減少したときに作動させた発電機を作動解除させるステップをさらに有する、請求項４２に記載の方法。
【請求項４５】
非平坦面を有する抗力パネルを含む変位容器と、  アンカーケーブルの平行移動を回転エネルギーに変換するための発電機に連結され、当該発電機とともに静止ロケーションに配置されて、当該発電機を駆動する方向変換器と、  第１の端部と、第２の端部と、前記第１の端部と前記第２の端部の間の長さとを有し、前記第１の端部は、前記方向変換器に接続され、前記第２の端部は、前記変位容器に接続された前記アンカーケーブルと  を備え、  前記変位容器は、前記静止ロケーションから第１の距離だけ離れており、  前記方向変換器は、前記変位容器が前記静止ロケーションに対してその位置を変えるときに前記発電機を作動させて発電する  ことを特徴とする潮汐エネルギー変換アセンブリー。
【請求項４６】
前記変位容器が前記変位容器から延びる第１のアームをさらに有し、当該第１のアームが前記抗力パネルに連結された第１のヒンジを中心に回転可能である、請求項４５に記載の潮汐エネルギー変換アセンブリー。
【請求項４７】
前記変位容器が前記変位容器から延びる第２のアームをさらに有し、当該第２のアームが前記抗力パネルに連結された第２のヒンジを中心に回転可能である、請求項４６に記載の潮汐エネルギー変換アセンブリー。
【請求項４８】
前記第１のアームおよび前記第２のアームが前記抗力パネルの反対側に配置されている、請求項４７に記載の潮汐エネルギー変換アセンブリー。
【請求項４９】
前記変位容器から延びる第３のアームをさらに有し、当該第３のアームが前記抗力パネルに連結された第３のヒンジを中心に回転可能である、請求項４７に記載の潮汐エネルギー変換アセンブリー。
【請求項５０】
前記第１のアーム、第２のアーム、および第３のアームは、前記アンカーケーブルに連結されている、請求項４９に記載の潮汐エネルギー発生アセンブリー。
【請求項５１】
前記非平坦面は、放物面形状、凹面形状、およびロフトカットからなる群から選択される、請求項４５に記載の潮汐エネルギー変換アセンブリー。
【請求項５２】
前記非平坦面が前記抗力パネルの第１の面にある第１の非平坦面であり、前記抗力パネルが、当該抗力パネルの第２の面に第２の非平坦面をさらに有する、請求項４５に記載の潮汐エネルギー変換アセンブリー。
【請求項５３】
第１の制御ケーブルおよび第２の制御ケーブルをさらに備え、前記アンカーケーブルの前記第２の端部が、前記第１の制御ケーブルおよび前記第２の制御ケーブルを介して前記変位容器に接続されている、請求項４５に記載の潮汐エネルギー変換アセンブリー。
【請求項５４】
前記変位容器が浮揚装置を有する、請求項５３に記載の潮汐エネルギー変換アセンブリー。
【請求項５５】
浮揚装置とともに内部に収容されて、前記第１の制御ケーブルおよび／または前記第２の制御ケーブルが巻き取り制御可能となるように構成され、前記変位容器を垂直軸線を中心に回転させる制御機構をさらに備える、請求項５４に記載の潮汐エネルギー変換アセンブリー。
【請求項５６】
前記制御機構が、モーター、あるいはウインチ、あるいはドラムおよび軸に固定したばねを有する、請求項５５に記載の潮汐エネルギー変換アセンブリー。
【請求項５７】
前記第１のアームの動きの範囲を制限するように構成された停止機構をさらに備える、請求項４６に記載の潮汐エネルギー変換アセンブリー。
【請求項５８】
潮汐作用による水の干満によって発電する方法であって、  前記水の中に浮かぶ本体と静止ロケーションとの間の距離を第１の水平距離に変動させ、  前記第１の水平距離の前記変動によって発電し、  前記本体を軸線を中心に回転させ、  前記本体と前記静止ロケーションとの間の距離を第２の水平距離に変動させ、  前記第２の水平距離の前記変動によって発電する  ことを特徴とする方法。
【請求項５９】
前記本体を回転させる際に、  第１の制御機構で、前記本体に連結された第１の制御ケーブルを巻き取り、  第２の制御機構で、本体に連結された第２の制御ケーブルを繰り出す  ことを特徴とする、請求項５８に記載の方法。
【請求項６０】
水域内の変位容器の向きを変動させる方法であって、  水の流れから抗力をとらえるように構成された第１の面および第２の面を有する変位容器を用意し、  第１の端部と第２の端部の間で定義される第１の長さを有し、前記第１の端部で前記変位容器の第１の面に連結され、前記第２の端部でアンカーケーブルに連結された制御ケーブルを用意し、前記アンカーケーブルは、静止ロケーションに配置された方向変換器および発電機に連結され、  前記制御ケーブルの長さを変動させて前記水域内の前記変位容器を回転させる  ことを特徴とする方法。
【請求項６１】
水域内に浮かぶ変位容器の回転を制御するための係留索であって、制御機構が、  少なくとも２本の制御ケーブルを有し、各制御ケーブルが、制御機構を介して前記変位容器の面に連結され、各制御機構が、前記変位容器を回転させるために前記各制御ケーブルを巻き上げ、または、繰り出すことを制御可能に構成されている  ことを特徴とする係留索。
【請求項６２】
変位容器と、  アンカーケーブルの平行移動を回転エネルギーに変換して発電機を駆動するために当該発電機に連結され、当該発電機とともにクレーンのベース部に装着された方向変換器と、  第１の端部と、第２の端部と、前記第１の端部と前記第２の端部の間の長さとを有し、前記第１の端部は、前記方向変換器に接続され、前記第２の端部は、前記変位容器に接続された前記アンカーケーブルと  を備え、  前記変位容器は、前記静止ロケーションから第１の距離だけ離れており、  前記方向変換器は、前記変位容器が前記静止ロケーションに対してその位置を変えるときに前記発電機を作動させて発電する  ことを特徴とする潮汐エネルギー変換アセンブリー。
【請求項６３】
前記静止ロケーションがバージである、請求項４０に記載のアセンブリー。
【請求項６４】
前記静止ロケーションがバージである、請求項６２に記載のアセンブリー。
【請求項６５】
タービンと、  発電機に連結され、当該発電機とともに静止ロケーションに配置されている方向変換器と、  第１の端部と、第２の端部と、前記第１の端部と前記第２の端部の間の長さとを有し、前記第１の端部は、前記方向変換器に接続され、前記第２の端部は、前記タービンに接続されたアンカーケーブルと  を備え、  前記方向変換器は、前記タービンが水の流れによって回転するときに前記発電機を作動させて発電する  ことを特徴とする潮汐エネルギー変換アセンブリー。
【請求項６６】
前記タービンがインペラーを有する、請求項６５に記載の潮汐エネルギー変換アセンブリー。
【請求項６７】
前記タービンが複数のプロペラを有する、請求項６５に記載の潮汐エネルギー変換アセンブリー。
【請求項６８】
前記タービンが湾／海洋の底に連結されている、請求項６５に記載の潮汐エネルギー変換アセンブリー。
【請求項６９】
前記タービンが水面またはその近くに浮かぶように構成されている、請求項６５に記載の潮汐エネルギー変換アセンブリー。
【請求項７０】
前記タービンがバージに連結されている、請求項６５に記載の潮汐エネルギー変換アセンブリー。
【請求項７１】
前記タービンが複数のタービンのうちの第１のタービンである、請求項６５に記載の潮汐エネルギー変換アセンブリー。
【請求項７２】
前記静止ロケーションが陸地である、請求項６５に記載の潮汐エネルギー変換アセンブリー。
【請求項７３】
前記静止ロケーションがバージである、請求項６５に記載の潮汐エネルギー変換アセンブリー。
【請求項７４】
タービンを含む変位容器と、  前記変位容器上に配置され、前記タービンの回転運動を電気エネルギーに変換する発電機と、  静止ロケーションに配置された巻き取りアセンブリーに連結されたアンカーケーブルと、  それぞれが、第１の端部と、第２の端部と、前記第１の端部と前記第２の端部の間の長さとを有し、前記第１の端部が、前記方向変換器に接続され、前記第２の端部が、前記アンカーケーブルに接続された、第１の制御ケーブルおよび第２の制御ケーブルと  を備えた潮汐エネルギー発生アセンブリー。
【請求項７５】
前記変位容器から延びる抗力パネルをさらに備えた、請求項７４に記載の潮汐エネルギー発生アセンブリー。
【請求項７６】
前記抗力パネルが、前記タービンを含む、請求項７５に記載の潮汐エネルギー発生アセンブリー。
【請求項７７】
前記第１の制御ケーブルの第１の端部に連結された第１の制御機構をさらに備え、当該第１の制御機構が前記第１の制御ケーブルを巻き取ったり繰り出したりするように構成されている、請求項７４に記載の潮汐エネルギー発生アセンブリー。
【請求項７８】
前記第２の制御ケーブルの第１の端部に連結された第２の制御機構をさらに備え、当該第２の制御機構が前記第２の制御ケーブルを巻き取ったり繰り出したりするように構成されている、請求項７７に記載の潮汐エネルギー発生アセンブリー。
【請求項７９】
干潮および満潮の両方で電気を発生する、請求項１に記載の潮汐エネルギーシステム。
【請求項８０】
抗力パネルを有する変位容器と、  第１の発電機に連結され、当該第１の発電機とともに第１の静止ロケーションに配置された第１の方向変換器と、  第２の発電機に連結され、当該第２の発電機とともに第２の静止ロケーションに配置された第２の方向変換器と、  第１の端部と、第２の端部と、前記第１の端部と前記第２の端部の間の長さとを有し、前記第１の端部が、前記第１の方向変換器に接続され、前記第２の端部が、前記変位容器に接続された第１のアンカーケーブルと  第１の端部と、第２の端部と、前記第１の端部と前記第２の端部の間の長さとを有し、前記第１の端部が、前記第２の方向変換器に接続され、前記第２の端部が、前記変位容器に接続された第２のアンカーケーブルと  を備え、前記変位容器は、前記第１の静止ロケーションから第１の距離だけ離れており、  前記第１の方向変換器は、前記変位容器が前記第１の静止ロケーションから離れる方向に移動するときに前記第１の発電機を作動させて発電し、  前記第２の方向変換器は、前記変位容器が前記第２の静止ロケーションから離れる方向に移動するときに前記第２の発電機を作動させて発電する  ことを特徴とする潮汐エネルギー発生アセンブリー。
【請求項８１】
前記第１の方向変換器は、干潮時に前記第１の発電機を作動させ、前記第２の方向変換器は、満潮時に前記第２の発電機を作動させる、請求項７８に記載のアセンブリー。
【請求項８２】
抗力パネルを有する変位容器と、  発電機に連結され、当該発電機とともに前記変位容器上に配置された第１の方向変換器と、  前記発電機に連結され、前記変位容器上に配置された第２の方向変換器と、  第１の端部と、第２の端部と、前記第１の端部と前記第２の端部の間の長さとを有し、前記第１の端部が、前記第１の方向変換器に接続され、前記第２の端部が、第１の静止ロケーションに接続された第１のアンカーケーブルと  第１の端部と、第２の端部と、前記第１の端部と前記第２の端部の間の長さとを有し、前記第１の端部が、前記第２の方向変換器に接続され、前記第２の端部が、第２の静止ロケーションに接続された第２のアンカーケーブルと  を備え、  前記第１の方向変換器は、前記変位容器が前記第１の静止ロケーションから離れる方向に移動するときに前記第１の発電機を作動させて発電し、  前記第２の方向変換器は、前記変位容器が前記第２の静止ロケーションから離れる方向に移動するときに前記第２の発電機を作動させて発電する  ことを特徴とする潮汐エネルギー変換アセンブリー。
【請求項８３】
潮汐作用による水の干満によって発電する方法であって、  第１の発電機に連結された第１の方向変換器に第１の静止ロケーションで、第２の発電機に連結された第２の方向変換器に第２の静止ロケーションで、それぞれ動作可能に連結された変位容器を前記第１の静止ロケーションから距離を置いて設け、  潮汐作用によって、前記変位容器と前記第１の静止ロケーションとの間の水平距離を第１の方向に変動させ、  前記第１の発電機を作動させて発電し、  潮汐作用によって、前記変位容器と前記第１の静止ロケーションとの間の水平距離を第１の方向に変動させ、  少なくとも前記第１の発電機を作動させて発電し、  潮汐作用によって、前記変位容器と前記第１の静止ロケーションとの間の水平距離を第２の方向に変動させ、  少なくとも前記第２の発電機を作動させて発電する  ことを特徴とする方法。
【請求項８４】
前記抗力パネルが軸線を中心に回転可能である、請求項３９に記載の潮汐エネルギー変換アセンブリー。
【請求項８５】
前記回転可能な抗力パネルに連結された制御機構をさらに備えた、請求項８４に記載の潮汐エネルギー変換アセンブリー。
【請求項８６】
複数の抗力パネルを有する変位容器と、  発電機に連結され、当該発電機とともに静止ロケーションに配置された方向変換器と、  第
１の端部と、第２の端部と、前記第１の端部と前記第２の端部の間の長さとを有するアンカーケーブルと  を備え、前記第１の端部は、前記方向変換器に接続され、前記第２の端部は、前記変位容器に接続され、  前記変位容器は、前記静止ロケーションから第１の距離だけ離れている  ことを特徴とする潮汐エネルギー変換アセンブリー。
【請求項８７】
前記複数の抗力パネルがそれぞれ前記変位容器に回転可能に連結されている、請求項８６に記載の潮汐エネルギー変換アセンブリー。
【請求項８８】
複数の制御機構をさらに備え、当該複数の制御機構のそれぞれが、前記複数の抗力パネルのうちの対応する抗力パネルに連結されて、当該対応する抗力パネルを回転させる、請求項８６に記載の潮汐エネルギー変換アセンブリー。
【請求項８９】
前記複数の抗力パネルのそれぞれが、対応する軸に連結されている、請求項８８に記載の潮汐エネルギー変換アセンブリー。
【請求項９０】
前記抗力パネルに連結された少なくとも２本の制御ケーブルをさらに備え、当該制御ケーブルが垂直軸線を中心に前記変位容器を回転させるように構成されている、請求項８６に記載の潮汐エネルギー変換アセンブリー。
【請求項９１】
前記静止ロケーションが陸地またはバージを含む、請求項８６に記載の潮汐エネルギー変換アセンブリー。
【請求項９２】
前記第１の距離が大きくなると、前記アンカーケーブルが前記方向変換器を第１の方向に作動させ、それによって前記発電機に力学的動力を供給する、請求項８６に記載の潮汐エネルギー変換アセンブリー。
【請求項９３】
前記方向変換器が、回転可能なドラムを含む、請求項８６に記載の潮汐エネルギー変換アセンブリー。
【請求項９４】
前記方向変換器が均等巻きアセンブリーを含む、請求項９３に記載の潮汐エネルギー変換アセンブリー。
【請求項９５】
ケーブルの第１の端部を介して方向変換器に連結された第１の変位容器と、  ケーブルの第２の端部を介して方向変換器に連結された第２の変位容器と、  発電機に連結された前記方向変換器と  を備え、前記ケーブルは前記第１の端部と前記第２の端部の間の長さを有し、前記方向変換器および前記発電機が静止ロケーションに配置されていることを特徴とする潮汐エネルギー変換アセンブリー。
【請求項９６】
前記第１の変位容器が第１の抗力パネルを有し、前記第２の変位容器が第２の抗力パネルを有する、請求項９５に記載の潮汐エネルギー変換アセンブリー。
【請求項９７】
河川の水の流れを利用して発電する方法であって、  前記河川の下流側に第１の変位容器を放流し、  前記河川の下流側に前記第１の変位容器が流れていくときに発電し、  前記河川の下流側に第２の変位容器を放流し、  前記河川の下流側に前記第２の変位容器が流れていくときに発電し、  前記河川の下流側に前記第２の変位容器が流れていくときに前記第１の変位容器を上流側に巻き取る  ことを特徴とする方法。
【請求項９８】
前記第１の変位容器を巻き取る前に、前記第１の変位容器を回転させることをさらに特徴とする請求項９７に記載の方法。
【請求項９９】
第１のケーブルを介して第１の方向変換器に連結された変位容器と、  第２のケーブルを介して第２の方向変換器に連結された前記第１の変位容器と  を備え、  前記第１の方向変換器は第１の発電機に連結され、前記第２の方向変換器は第２の発電機に連結され、前記第１の方向変換器および前記第１の発電機は、第１の静止ロケーションに配置され、前記第２の方向変換器および前記第２の発電機は第２の静止ロケーションに配置されていることを特徴とする潮汐エネルギー変換アセンブリー。 
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
この出願は、２０１６年４月４日に出願された米国仮特許出願第６２／３２２，５０１号、２０１５年１２月３０日に出願された米国仮特許出願第６２／２７２，７５９号、２０１５年１２月１日に出願された米国仮特許出願第６２／２６１，５６５号および２０１５年５月１日に出願された米国仮特許出願第６２／１５５，５３８号（これら各文献については、ここに、参照文献とすることで、それぞれ全体が本明細書に組み込まれるものとする）について、合衆国法律集第１１９条（ｅ）項（35 U.S.C. 119(e)）に基づく優先権の利益を主張するものである。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、自然力などの再生可能エネルギー源から電力を発生させるためのシステムおよび方法に関し、より詳細には、潮汐作用からの電気エネルギーの発生に関する。具体的には、本開示は、海洋の潮汐運動から（すなわち、絶えず繰り返す潮汐変動パターンにより引き起こされる水の鉛直方向の上下動および／または水平方向の干満のいずれかもしくは両方から）の位置エネルギーおよび運動エネルギーを、貯蔵および／または消費可能な電気エネルギーすなわち電力に変換するシステムおよび方法について例を挙げて説明する。また、本開示は、本発明による潮汐エネルギー変換システムにおいて利用することができる変位容器を製造するための新規な方法について記載する。
【背景技術】
【０００３】
２０１４〜１５年の原油価格の大幅な下落にもかかわらず、化石燃料価格の長期的な傾向としては、世界の石油・天然ガス埋蔵量の減少を原因として上昇が見込まれており、特に、化石燃料の生産が引き続き減少しない徴候もあって、代替（好ましくは再生可能）エネルギー発生システムは、ますます世界中の国々の利害がからむ重要課題となりつつある。その結果、増え続けるエネルギー需要をまかなうために、太陽エネルギーや、水流、風力などの再生可能資源を利用した代替電気エネルギー発生システムの研究開発に多大な時間と資源と資金が投入されてきた。比較的活用されていないが関心の高まりつつある再生可能エネルギー源の一つに、海洋の絶えることのない潮汐、波浪、および／または海流の流れが備える潜在的に無限のエネルギー源など、海洋の動きから取り出されて利用される位置エネルギーがある。  
【０００４】
海洋現象の作用から電気エネルギーを発生させるため利用可能な資源としては、一般に、海洋温度差エネルギー、波力、潮汐力（潮力）の３つがある。海洋温度差発電は、相対的に低温の深層水と、太陽により昇温されるため相対的に高温になる表層水との間の温度差を利用し、その温度差を発電用熱機関の運転に活用する。しかし、海洋温度差発電は、費用がかさみ、熱効率が非常に低く、住宅地の近くにあると目障りなものとなりがちな設備が必要とされる可能性もある。さらに、海洋温度差発電は、適切に機能するためには大きな温度勾配すなわち温度差が必要である。多くの海域では、実際には、需要を満たすだけの電気エネルギーを発生させるのに充分な大きさの温度差はない。  
【０００５】
波力発電は、風が水の自由表面で相互作用するときに海面に生成される波を利用する。もっとも、波力発電は、波長に大きく依存するので、海洋でも大きな波長の存在する特定の場所にしか適さない。また、波の質にはむらがあり予測が難しいので、当てにすることができず、エネルギー発生の確実性に欠ける。海洋温度差発電と同様、波力は、波エネルギー発生設備が住宅地の近くにあると、騒音や視覚公害の原因となる可能性がある。  
【０００６】
潮力発電技術は、月の引力作用による海洋やその他の潮汐水の水位の差を利用しようとするものである。潮汐変動中の垂直方向の水位の差は、発電が見込める位置エネルギーを表すものであり、比較的規則的なパターンに従うものであるという点で特に価値がある。潮汐作用をエネルギー発生源として利用する技術は、まだ比較的初期の段階にある。公知の潮汐エネルギー発生システムの一つとして、潮汐変動中の水の流れを活用するために潮流内に設置した複数の大型タービンを利用するものがある。潮流は、上げ潮および下げ潮によりつくられる比較的流れの速い水流であり、タービンは、水平方向の水流をとらえることによって発電するよう配置されている。そのようにして、流れの速い水流をタービン内に導き通流させ、それによって、磁気回転子に取り付けられたシャフトを回転させ、力学的エネルギーを電気エネルギーに変換する。これらのタービンは、比較的高価であるとともに、その寿命を通じて大掛かりな保守整備が必要となることもあり、運転コストがかさむ。  
【０００７】
潮汐エネルギーを利用する公知の方法に、堰（barrage）を利用するものもある。堰は、大規模なダムであり、そこでは、潮が満ちてくるとダムから水があふれる。あふれる水は、タービン内を通流させることが可能であり、それによって、磁気回転子に取り付けられたシャフトを回転させ力学的エネルギーを電気エネルギーに変換する。堰を使用するこのプロセスには、潮流プロセスと同様のマイナス面があり、ダムを建設することができる感潮河川や湾や河口等の地域に限定される。
【０００８】
他の公知の潮汐エネルギーシステムは、米国特許第５４２６３３２号や米国特許第５８７２４０６号や米国特許出願公開第２０１３／０１３４７１４号の各明細書に記載されているように、水面上高くそびえる液圧装置や可動タンク等の機械類を建設し設置する必要がある。別の例としての公知の潮汐エネルギーシステムは、米国特許第４２８８９８５号に記載されているように、大きなダクトシステムが水流を取り込むことができるように、満タンにする必要がある大きな貯水槽を、陸上に、建設することが必要となることがある。このような潮汐エネルギーシステムは、水上または岸辺に大規模な構造物を建造する必要があり、土木工事および土地に多大なコストがかかる。
【０００９】
したがって、変動する潮汐作用によって、水位が上昇および下降するとき、および／または、干満時に、潮汐作用の位置エネルギーおよび運動エネルギーを利用して、発電して消費に供することができる効率的かつ費用対効果の高いエネルギー変換／発電システムに対するニーズが存在する。
【発明の概要】
【００１０】
新しい潮汐エネルギー変換アセンブリーおよび発電方法を以下に開示する。一態様において、本発明の潮汐エネルギー変換アセンブリーは、上げ潮および／または下げ潮からエネルギーを取り込む。特に、潮汐エネルギー発生アセンブリーは、静止ロケーション（例えば、湾や海洋の底、陸上、もしくはクレーン）に繋留された浮揚性変位容器を利用するものとしてもよい。変位容器は、垂直方向の上げ潮／下げ潮によって、および／または、静止ロケーションからの距離の変化によって、放出されるエネルギーを、電力を発生させるための発電機に与えられる回転エネルギーに変換することで、電力を発生させるための発電機に動作可能に連結された方向変換器を収容する（もしくはそれに取り付けられる）ものであってもよい。変位容器は、水中で浮力を維持することで、潮汐とともにほぼ垂直方向に上下動し、および／または、潮汐作用中の水の干満などの流れが起こす流体抗力によって水平方向に漂流する任意の構造体であってもよい。変位容器は、変位容器の垂直方向の移動を、発電機を動作させて電力を発生させるために利用することができる回転運動に変換するための方向変換器に動作可能に連結された少なくとも１本のアンカーケーブルによって、湾や海洋の底や陸地に、繋留するすなわちつなぐことができる。  
【００１１】
方向変換器は、変位容器に接触させて収容されていてもよく、変位容器から離して配置されていてもよい。動作可能な連結の一例としては、方向変換器は、軸に固定された回転ドラムを含み、アンカーケーブルの少なくとも一部をドラムに巻き付けるようにしてもよい。このようにすると、流入する潮流で変位容器が上昇するとアンカーケーブルが繰り出され始めてドラムを回転させ、方向変換器が変位容器の垂直方向の移動を力学的エネルギー（例えば、回転運動エネルギー）に変換し、それによって発電機に動力が供給されて電気エネルギーを発生させる。反対方向については、下げ潮で変位容器が下降するとき、オプションの静止フレームを変位容器よりも上側に配置し、方向変換器にケーブルもしくは他の接続機構で連結しておくことで、変位容器の下降による反対方向の位置エネルギー変化をとらえるようにしてもよい。静止フレームは、一般に、水の動きとの関係では静止しており、変位容器が潮汐によって下降すると、変位容器がフレームに取り付けられたケーブルを引っ張り、ケーブルによって方向変換器が回転してエネルギーを取り込む。  
【００１２】
方向変換器は、軸またはスピンドルに少なくとも１つのスプロケットを備えた歯車機構と歯車箱とを利用するものであってもよい。歯車箱は、発電機に伝達される回転エネルギーを増加させるために、入力毎分回転数（ＲＰＭ）を入力ＲＰＭと異なる（好ましくは入力ＲＰＭより大きい）出力ＲＰＭに変換する。これは、例えば、半径の異なる一連の歯車を互いに（あるいはチェーンを介して）連結させたものを使用することによって実現可能である。歯車機構、または代替的に、歯車箱は、発電機に与える方向変換器の出力ＲＰＭを大きくするために、歯車増速装置を含むものであってもよい。潮汐による湾／海洋の底と水面との間の高さの変動は、比較的低速で（例えば、世界最大の潮汐変動のあるファンディ湾 Bay of Fundy でも、およそ１．８インチ／分に過ぎない）起こるので、この高さの変動によるドラムの回転、ひいては歯車機構の回転も、比較的低速である。しかし、発電機には、歯車増速装置を含まない比較的シンプルな歯車機構によって提供可能な回転入力よりも高速の回転入力が必要とされるかもしれない。そこで、高速ＲＰＭが発電機に伝わるように、ドラムの低速ＲＰＭを歯車増速装置によって高速ＲＰＭに変換してもよい。歯車増速装置は、例えば、入力歯車が低速ＲＰＭとなる大きな半径を有し、出力歯車が高速ＲＰＭとなるような小さな半径を有するように、互いにチェーンによって連結させた半径の異なる一連の歯車を含んでいてもよい。  
【００１３】
発電機は、固定磁石（すなわち、永久磁石）発電機を含んでいてもよい。固定磁石発電機は、シャフトに固定され固定電機子内に収容された永久磁石を含む。電機子は、永久磁石の磁界範囲内に１本または複数本の金属ワイヤー／コイルを含み、永久磁石が回転するとワイヤーに電流が誘導されるようになっている。固定磁石発電機は、例えば１０００ＲＰＭ未満の回転速度程度の低速回転速度を利用する発電に適したものとすることができる。代替実施形態においては、上げ潮および下げ潮からエネルギーを取り込むために、ラックアンドピニオン機構を用いることができる。  
【００１４】
潮汐エネルギー変換システムは、１つまたは複数の発電機を用いて発電する能力を向上させるために前記した変位容器と方向変換器のアセンブリーを複数含んでいてもよい。  
【００１５】
本発明の他の態様において、本発明は、潮汐作用から電気を発生させる方法を含む。本発明による方法は、上げ潮および下げ潮といった潮汐作用により生じる垂直方向の動きを回転エネルギーに変換し、得られた回転エネルギーを伝達して発電するための発電機を作動させることを含む。上げ潮および／または下げ潮のときには、水面と静止ロケーションとの間の垂直距離が変化する。この垂直距離変化を、発電するための発電機の駆動に利用する回転エネルギーに変換することができる。特定の実施形態において、本発明の方法は、潮汐作用によって、水面にある本体と本体より下にある静止ロケーションとの間の垂直距離を変動させるステップ（ここで、垂直距離の変動とは、静止ロケーションより上の第１の距離から静止ロケーションより上の第２の距離への変動として定義される）と、本体の垂直距離の変動を力学的エネルギーに変換するステップと、力学的エネルギーを発電機に伝達するステップと、力学的エネルギーを用いて発電機で電気を発生させるステップとを有する。力学的エネルギーは、回転運動エネルギーであってもよい。  
【００１６】
静止ロケーションは、湾／海洋の底であってもよい。本体は、発電機に連結された方向変換器を収容する変位容器であってもよく、変位容器は、静止ロケーションから第１の距離のところに配置されていてもよい。この方法は、第１の端部と第２の端部とを有するアンカーケーブルを設け、第２の端部が方向変換器に取り付けられ、アンカーケーブルが静止ロケーションに固定されたアンカーまで延在するようにすることをさらに含んでいてもよい。アンカーケーブルは、方向変換器とアンカーとの間に第１の長さを有する。第２の距離は、第１の距離よりも大きいものとすることができる。そして、垂直距離の変動が、方向変換器を作動させるものであってもよい。この方法は、貯蔵機構で、力学的エネルギーの少なくとも一部を位置エネルギーとして貯蔵すること、潮汐作用によって変位容器と静止ロケーションとの間の垂直距離を第２の距離よりも小さい第３の距離になるまで変動させること、貯蔵された力学的エネルギーを貯蔵機構から放出すること、貯蔵されていた力学的エネルギーを発電機に伝達すること、そして、貯蔵されていた力学的エネルギーで発電すること、をさらに含むものであってもよい。貯蔵機構は、ばねであってもよい。  
【００１７】
本発明の他の態様において、潮汐エネルギー変換アセンブリーは、潮汐干満および／または海流に由来する漂流力／抗力を利用してエネルギーを発生させるものであってもよい。この構成においては、潮汐エネルギー変換アセンブリーは、変位容器と、前述の変位容器と実質的に同様の方向変換器とを含んでいてもよい。変位容器は、一般に、上で実質的に記載した発電機に動作可能に連結された方向変換器上の回転可能なドラムに動作可能に連結された少なくとも１本のアンカーケーブルによって静止ロケーションに繋留されていてもよい。この例において、潮汐干満の作用で変位容器が静止ロケーションに対して相対的に水平方向に漂流させられると、アンカーケーブルが巻かれた状態から繰り出される際にドラムを回転させ、その結果得られる方向変換器の力学的エネルギー（例えば、回転運動エネルギー）が、電気エネルギーを発生させる発電機に伝達される。上述のように、アセンブリーは、必要であれば、発電機に与えられる出力の速度（ＲＰＭ）を大きくするために、歯車増速装置を含むものとすることができる。  
【００１８】
このように、潮汐干満や海流等の流れが変位容器を静止ロケーションに対して相対的にほぼ水平方向に漂流させると、水平方向の漂流では、アンカーケーブルの移動距離が非常に大きいものとなり得るため、発電機へ伝達可能な回転エネルギーが大きくなるので、発電の潜在能力が大きいといえるかもしれない。さらに、繋留されたケーブルをアセンブリーのほぼ反対側に適正配置すれば、アセンブリーが双方向に（入ってくる潮汐流および出ていく潮汐流で）動くときに発電が可能である。すなわち、１本のケーブルが巻かれた状態から繰り出されていって発電機を作動させるときに、もう一本のケーブルが次の潮汐周期に備えて巻き取られていくことになるように、ケーブルを方向変換器の異なるドラムに装着しておくことができる。なお、前記内容に照らせば、本明細書に記載されている垂直方向という概念と水平方向という概念は、可能性として発電量を最大化させるために組み合わせることができると理解されることは言うまでもない。  
【００１９】
本発明の一実施形態において、抗力をとらえるよう構成されたシステムが記述されている。ここで、変位容器は、変位容器の外表面から延びる抗力パネルを含む。抗力パネルによって、潮汐作用によって引き起こされる干満による抗力（あるいは他の海流を原因とする抗力）が作用する表面積を大きくし、変位容器を、水の干満によって引き起こされる抗力で、より効果的に移動させることができるようになる。抗力パネルは、高さが１ｆｔ〜１００ｆｔの間となるようにすることができる。実施形態によっては、抗力パネルの高さは５ｆｔとしてもよい。もっとも、抗力パネルを、とらえる抗力を上乗せするために任意の適切な高さをもつものとすることができることは、当業者が認めるところであろう。抗力パネルの厚みは、０．１インチ〜２４インチの間となるようにすることができるが、任意の適切な厚みが採用できることは、当業者が認めるところであろう。一例において、抗力パネルは、押し出し成形された板金パネルまたは他の耐久性のある構造体から製造することができる。  
【００２０】
本発明の一態様において、変位容器は、静止ロケーション（例えば、陸地）に配置された１つまたは複数の方向変換器に、１本または複数本のアンカーケーブルによって連結されていてもよい。方向変換器は、それぞれが、アンカーケーブルが巻かれたドラムと、そのドラムに動作可能に連結された歯車箱と、その歯車箱に動作可能に連結された発電機とを含むものであってもよい。このように、変位容器は、複数の発電機からなるアレイに取り付けられていてもよい。複数の発電機は、ほぼ同等の電気出力定格であってもよく、異なる電気出力定格であってもよい。異なる電気出力定格を採用する場合、発電機は、それぞれが、例えば流速に基づいて、オン・オフが制御できるようにされていてもよい。  
【００２１】
他の実施形態において、潮汐エネルギー発生アセンブリーは、静止ロケーション（例えば、陸地）に配置された方向変換器に、アンカーケーブルによって回転可能に連結された変位容器を含むものとすることができる。水の速度と方向は、１潮汐周期の間に変動するので、変位容器は、水の流れに対して向きを変えるために回転が必要かもしれない。この回転は、変位容器に取り付けられて−「係留索（bridle）」を形成する−一連の制御ケーブル（操縦索control cable）を用いて、変位容器が双方向の水流を取り込むことができるようにすることで実現可能である。制御ケーブルによって、変位容器は、垂直軸線を中心に回転して、多方向の水流から抗力を取り込むことができる。また、変位容器は、変位容器にかかる抗力量を調整する（そのようにして、発電機で発電される電気の量を調整する）ために水流の方向に対して一定の角度で動作するように回転するものとしてもよい
。変位容器は、水面またはその近くに浮遊するよう構成された１つまたは複数の浮揚装置によって支持された抗力パネルを含む。抗力パネルは、平坦な面よりも効果的に抗力をとらえるように構成された１つまたは複数の平坦でない面を有していてもよい。一例において、抗力パネルの面は、放物面形状や凹面形状やロフトカット（lofted cut）を有するものであってもよい。前記内容に照らせば、当業者は、他の形状に、採用することが適切なものがあるかもしれないことを認めるだろう。  
【００２２】
係留索−すなわち、一連の制御ケーブル−は、適切な数の制御ケーブルを含んでいてもよく、各制御ケーブルは接続ポイントで変位容器に接続されていてもよい。変位容器沿いの接続ポイントの具体例としては、変位容器の端部または側部が挙げられる。動きの角度に対する調節範囲を可能な限り最大化するために、４点ハーネスを採用して、抗力パネルを垂直軸線および１つまたは複数の水平軸線を中心に回転させることができるようにすることができる。他の実施形態として、システムの信頼性を高めること、および／または、システムの調節範囲を拡げることを目的に、重複ケーブル（および制御機構）を採用して８点ハーネスを形成してもよい。変位容器は、制御ケーブルの巻き上げおよび／または繰り出しによって変位容器を回転させるための、例えば、モーター、ウインチ、あるいはドラムと（軸に固定した）ばね、といった制御機構をさらに収容するものであってもよい。  
【００２３】
他の実施形態において、方向変換器および発電機は、水中の静止ロケーションに付着させて配置されていてもよい。静止ロケーションとしては、例えば、水中に、浮いている、すなわち固定されているバージ（例えば、作業船やスパッド船）が挙げられる。特に有用な実施形態として、１つまたは複数の方向変換器をバージに搭載することが考えられる。方向変換器（単数または複数）は、本明細書に記載されている任意の方向変換器を含むものとすることができる。１本または複数本のアンカーケーブルが、方向変換器（単数または複数）から、アンカーケーブルの向きを水中に向けるピボットフレームを通って延出し、水中の変位容器に達するようにしてもよい。アンカーケーブルは、動作中に変位容器からアンカーケーブルに及ぼされる力に関するデータの記録／オペレーターへの転送を実行する張力計をさらに備えるものであってもよい。変位容器は、本明細書に記載されている任意の変位容器からなるものとすることができるとともに、潮汐作用による上げ潮／下げ潮からのエネルギー、および／または、潮汐作用または他の流れによる水流に起因する抗力を取り込むよう構成されていてもよい。バージは、例えば、方向変換器の部品にリバースモーターやウインチのような流体動力を必要とするものがあればそれに動力を供給する流体動力機構をさらに含んでいてもよい。  
【００２４】
他の態様において、本発明による方法は、潮汐作用による水の干満によって引き起こされる水平方向の動きをエネルギーに変換することを含む。潮汐作用による水の干満は、湾／海洋内の本体を水平方向に漂流させ、静止ロケーションにおける定位置に対して変位させる。上述の原理にしたがえば、この水平距離の変動を、発電するための発電機の駆動に利用する回転エネルギーに変換することができる。潮汐作用による水平方向の水の干満から発電するこの方法は、水中に浮かぶ本体と、本体より下にある静止ロケーションとの間の水平距離を、潮汐作用が変動させることを可能にするステップと、本体の水平距離の変動を力学的エネルギーに変換するステップと、その力学的エネルギーを発電機に伝達するステップと、当該力学的エネルギーを用いて発電機で発電するステップとを含むものとすることができる。力学的エネルギーは、回転運動エネルギーであってもよい。静止ロケーションとしては、湾／海洋の底が挙げられる。本体は、発電機に連結された方向変換器を収容する変位容器とすることができるし、変位容器は、静止ロケーションの真上に配置することができる。この方法は、第１の端部と第２の端部とを有するアンカーケーブルであって、その第２の端部が前記方向変換器に取り付けられ、アンカーケーブルが前記静止ロケーションに固定されたアンカーまで延びるような、アンカーケーブルを設けることをさらに特徴とするものであってもよい。アンカーケーブルは、前記方向変換器と前記アンカーとの間の第１の長さを有するものとすることができる。  
【００２５】
さらに別の実施形態において、潮汐エネルギー発生アセンブリーは、変位容器の抗力パネル内に装着されたタービンと、変位容器上に装着された方向変換器とを有するものとすることができる。変位容器は、例えば、アンカーケーブルに連結された制御ケーブルによって、陸地やスパッドバージなどの静止ロケーションに接続されたものとすることができる。アンカーケーブルの巻き取りを制御して静止ロケーションからの変位容器の距離を変動させる（すなわち、大きくまたは小さくする）ために１つまたは複数の巻き取りアセンブリー（rewind assemblies）を静止ロケーションに収容しておいてもよい。また、変位容器は、変位容器へ／から電力を送るための、変位容器から静止ロケーションまで延びる電力ケーブルを有するものであってもよい。各制御ケーブルは、対応する制御機構に連結されていてもよく、各制御機構は、変位容器内に収容されていても、変位容器上に装着されていてもよい。制御機構は、水中の変位容器の操舵を実現するため、各制御ケーブルの巻き取り／繰り出しを独立に制御するものとすることができる。制御機構は、例えば、変位容器のヨー（yaw）、ピッチ（pitch）、および／またはロール（roll）を調整することによって、水流／流れに対する変位容器の向きを調整するために、それぞれ対応する制御ケーブルの巻き取り／繰り出しを行うものであってもよい。例えば、変位容器のヨーは、制御ケーブルを用いて変位容器を水中で時計回り方向に回転させることで調整することができる。  
【００２６】
また、制御機構は、発電量を制御するために用いることもできる。例えば、変位容器を水流の方向からはずれる角度まで回転させることによって、抗力パネル（およびタービン）にかかる抗力を減らして、発電機が発生する電気の量を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
前記した目的および他の目的および利点は、添付の図面と併せて以下の詳細な説明を検討することにより明らかになるであろう。なお、明細書および図面の全体を通じて、同じ参照文字は同じ部品を示している。ここで、特定の参照文字については、類似構造間の対応関係をわかりやすくするため、優先権仮出願からの変更が施されていることが理解されるだろう。  
【００２８】
【図１Ａ】本開示の実施形態による潮汐エネルギー変換アセンブリーの断面図を示す。
【図１Ｂ】上げ潮後の潮汐エネルギー変換アセンブリーを示す。
【図１Ｃ】潮汐エネルギー変換アセンブリーの方向変換器の拡大図を示す。
【図１Ｄ】ラックアンドピニオン機構を有する方向変換器の代替実施形態の拡大図を示す。
【図１Ｅ】上げ潮および下げ潮からエネルギーを取り込むためのラックアンドピニオン機構の一般的な実施形態を示す。
【図２】円柱形変位容器を有する潮汐エネルギー変換アセンブリーを示す。
【図３】複数の潮汐エネルギー変換アセンブリーからなるシステムを示す。
【図４】複数のチャンバーを有する変位容器を備えた潮汐エネルギー変換アセンブリーを示す。
【図５Ａ】抗力エネルギー変換器を含む方向変換器を有する潮汐エネルギー変換アセンブリーを示す。
【図５Ｂ】抗力エネルギー変換器を含む方向変換器を有する潮汐エネルギー変換アセンブリーを示す。
【図５Ｃ】抗力エネルギー変換器を含む方向変換器を有する潮汐エネルギー変換アセンブリーを示す。
【図５Ｄ】抗力エネルギー変換器を含む方向変換器の拡大図を示す。
【図６Ａ】抗力エネルギー変換器を含む方向変換器を示す。
【図６Ｂ】変位容器フレームを示す。
【図６Ｃ】外板（skin）を有する変位容器を示す。
【図７】それ自体が抗力パネルである変位容器を示す。
【図８】陸上に複数の方向変換器と複数の発電機を整列させたアレイを有する変位容器を示す。
【図９】陸上に複数の方向変換器を配列したアレイを有する変位容器と、滑車装置とを示す。
【図１０】本発明の別の態様による変位容器の底面図を示す。
【図１１Ａ】図１０に関して説明した態様による変位容器の等角正面図を示す。
【図１１Ｂ】図１０に関して説明した態様による、回転前の変位容器の底面図を示す。
【図１１Ｃ】図１０に関して説明した態様による、回転中の変位容器の底面図を示す。
【図１１Ｄ】図１０に関して記載された態様による、回転後の変位容器の底面図を示す。
【図１１Ｅ】図１０に関して記載された態様による変位容器の側面図を示す。
【図１２Ａ】変位容器の背面図を示す。
【図１２Ｂ】変位容器の上面図を示す。
【図１２Ｃ】変位容器の側面図を示す。
【図１３Ａ】放物面形状の抗力パネルを有する変位のレンダリングを示す。
【図１３Ｂ】放物面形状の抗力パネルを有する変位のレンダリングを示す。
【図１４Ａ】代替表面形状の抗力パネルを有する変位容器のレンダリングを示す。
【図１４Ｂ】代替表面形状の抗力パネルを有する変位容器のレンダリングを示す。
【図１５Ａ】バージ上に配置された方向変換器を有する潮汐エネルギー発生システムのレイアウトの上面図を示す。
【図１５Ｂ】バージ上に配置された方向変換器を有する潮汐エネルギー発生システムのレイアウトの側面図を示す。
【図１５Ｃ】バージ上に配置された方向変換器を有する潮汐エネルギー発生システムのレイアウトの側面図を示す。
【図１６Ａ】クレーンのベース部に配置された方向変換器を有するクレーンシステムのレンダリングを示す。
【図１６Ｂ】クレーンのベース部に配置された方向変換器を有するクレーンシステムのレンダリングを示す。
【図１７】方向変換器に連結されたタービンを含む潮汐エネルギー発生アセンブリーを示す。
【図１８】抗力パネル内に装着されたタービンおよび方向変換器を含む潮汐エネルギー発生アセンブリーを示す。
【図１９】変位容器の底部に直接装着されたタービンを含む潮汐エネルギー発生アセンブリーを示す。
【図２０Ａ】例示的な変位容器の等角図を示す。
【図２０Ｂ】例示的な変位容器の側面図を示す。
【図２１Ａ】河川流をとらえるように構成された潮汐エネルギー発生システムを示す。
【図２１Ｂ】河川流をとらえるように構成された潮汐エネルギー発生システムを示す。
【図２２】水流の２方向の抗力をとらえるように構成された潮汐エネルギー発生システムを示す。
【図２３Ａ】回転可能な抗力パネルを有する変位容器を示す。
【図２３Ｂ】複数の回転可能な抗力パネルを有する変位容器を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本明細書に記載のシステム、装置、アセンブリー、および方法の全体像の理解を促進するために、いくつかの例示的な実施形態について説明する。明快な説明のため、これらのシステムおよび方法は、電気エネルギーを発生させるための潮汐エネルギー変換アセンブリーについて説明する。ここに説明するシステム、装置、方法が、適宜、改造や変更が可能であり、これらのシステム、装置、方法が、例えば、他のタイプのエネルギー変換装置のような他の適切な用途に使用可能であること、そして、他のそのような追加や変更が発明および特許請求の範囲から逸脱するものではないことは、当業者であれば、理解されるであろう。  
【００３０】
本発明の潮汐電気エネルギー発生アセンブリーは、潮汐作用の垂直方向の上げ潮／下げ潮、および／または、潮汐作用中の水の干満によっておこる抗力による水平方向の漂流を利用して、エネルギーを発生させる。本発明のひとつの基本概念によれば、潮汐エネルギー変換アセンブリーは、上げ潮および下げ潮に応じて上下に浮遊するように、アンカーケーブルによって、静止ロケーション、例えば、湾／海洋の底（ときには、広く、海底と呼称される）や、クレーンや、岸辺や、海底に固定されたバージやプラットフォームや橋脚の類に、固定され、もしくは、つながれている。一般に、潮汐エネルギー変換アセンブリーは、変位容器を静止ロケーションに接続する少なくとも１本のアンカーケーブルを備え、アンカーケーブルは、静止ロケーションで固定されていてもよい。潮汐作用の結果として生ずる静止ロケーションに対するアセンブリーの動きによって、アンカーケーブルがアセンブリーに力を加え、その力は変換機構を通じて力学的エネルギーに変換可能で、変換機構が力学的エネルギーを発電機に伝達すると、発電機は、蓄電および／または消費のための電気を発生させる。図１７〜１９に示し以下に説明する例を除けば、潮汐エネルギー発生システムは、タービンを含まない。本発明の他の態様において、潮汐エネルギー発生アセンブリーは、主に、潮汐作用中の水の干満による静止ロケーションに対するアセンブリーの水平方向の動き（すなわち、漂流）の結果として、電気エネルギーを発生させる。電力の発生を増加させるために、本発明の潮汐エネルギー変換システムは、本明細書で説明するように、複数の潮汐エネルギー変換アセンブリーを有するものであってもよい。  
【００３１】
変位容器は、静止ロケーション、例えば、湾／海洋の底や、湾／海洋の底より上にある固定されたバージまたはプラットフォーム（詳細は後述する）や、岸辺やクレーンといった静止ロケーションの上方に（あるいは静止ロケーションから）ある距離だけ離れたところで浮遊することで、上げ潮および下げ潮のとき、変位容器が、その静止ロケーションまでの距離を変動させること、あるいは、潮汐作用中の水の干満による水平方向に引っ張られること（あるいはその両方）が可能な構造である。変位容器またはバージの高さと幅と長さの典型的な、しかし非制限的な、寸法は、１ｍ〜１００ｍの間の範囲、体積は、１ｍ３〜１，０００，０００ｍ３の間の範囲とすることができる。変位容器は、ポリマー（例えば、ポリエチレンテレフタラート）、コンクリート、セメント、ファイバーグラス、軽石、鋼、アモルファス合金等の材料や、その他の適切な材料を用いて製造することができる。少なくとも１本のアンカーケーブルが、変位容器を静止ロケーションに接続している。また、アンカーケーブルは、変位容器によって支持されている方位変換器にも、動作可能に接続されている。垂直方向の上げ潮および下げ潮、および／または、潮汐作用中の水の干満によって引き起こされる抗力による水平方向の漂流によって、変位容器が、静止ロケーションに対して移動して、変位容器と静止ロケーションとの間のアンカーケーブルの長さが変動する。変位容器の静止ロケーションに対する位置のこのような移動によって、アンカーケーブルは、方向変換器に力を加え、その力を、電気エネルギーを発生させる発電機に伝達する。  
【００３２】
変位容器は、少なくとも１本のアンカーケーブルによって、例えば、海底や、陸地や、水没させもしくは固定したプラットフォームなどの静止ロケーションに繋留されていてもよい。各アンカーケーブルは、変位容器を固定するために、同じもしくは異なった静止ロケーションの、同じもしくは異なったアンカーに取り付けられていてもよい。アンカーケーブルは、編組鋼、複合材料、繊維、ナイロン、アモルファス金属合金や、その他の、変位容器を固定し海の環境に耐える適切な材料で作ることができる。各アンカーケーブルは、直径を０．１〜８インチの範囲とすることができる。アンカーケーブルは、それぞれ、長さが５０ｆｔ〜１５０，０００ｆｔの範囲であってもよい。アンカーケーブルの直径については、当業者であれば、アンカーケーブルを軸方向に引っ張る変位容器の力に耐えうるだけの大きさであるべきことが理解されるだろう。例えば、１本のアンカーケーブルを用いて変位容器を繋留する場合、上げ潮および下げ潮にともない垂直方向に動くとき、もしくは、潮汐作用の干満により水平方向に動くときの、変位容器の引っ張る力に耐えるだけの大きな直径のケーブルが必要となるかもしれない。とはいえ、当業者であれば、そのようなアンカーケーブルに必要な適切な長さおよび直径を認定するだろう。  
【００３３】
水没させもしくは固定した浮きプラットフォームを静止ロケーションとして採用する場合には、プラットフォームは、湾／海洋の底よりも固定距離すなわち固定高さだけ高く持ち上げられた実質的に固体の構造もしくはフレームを含むものであってもよい。プラットフォームは、例えば、海底に固定されたトラス構造によって、または、上述のアンカーケーブルと同様の１本または複数本のアンカーケーブルによって、持ち上げられているものであってもよい。プラットフォームは、１本または複数本のアンカーケーブルによって湾／海洋の底に接続される場合には、プラットフォームが湾／海洋の底の上方で浮かぶことができるようにする浮力を供給する１つまたは複数の浮力チャンバーをさらに含むものとしてもよい。このようなチャンバーは、図４に関連して後述するチャンバーと実質的に同様のものとすることができる。  
【００３４】
変位容器は、少なくとも１本のアンカーケーブルおよび発電機に動作可能に連結された方向変換器を収容しているか、支持しているか、あるいはそれに取付けられている。ここで採用されているように、方向変換器は、１つの方向の動きまたは力を、他の方向の動きまたは力に変換する装置である。例えば、方向変換器は、部材の、実質的に直線的な（例えば、垂直方向の）運動を、例えばドラムを用いて、軸の回転運動に変換するものであってもよい。方向変換器は、例えば、アンカーケーブルを巻き取るための回転力を提供するために、流体圧力モーター（hydraulic motor）をドラムに連結してなるものなどのような流体操作器（hydraulic actuator）を含むものであってもよい。方向変換器は、少なくとも１本のアンカーケーブルに接続された駆動ケーブルと、当該駆動ケーブルと発電機とを連結する駆動歯車とを備えるものとすることができる。上げ潮／下げ潮にともなう変位容器の垂直方向の上昇／下降時に、変位容器の、静止ロケーションに対する位置の変動によって、アンカーケーブルが方向変換器に（例えば、方向変換器のドラムに巻き付けたケーブル、または、ラックアンドピニオン歯車装置によって）力を付与し、すると方向変換器は力ないしは運動を、例えば、回転力に変換し、そして、これが発電機に伝達されて発電に使用される。ラックアンドピニオンのような機構を有する実施形態においては、エネルギーは、上げ潮と下げ潮の両方で発生させることができる。  
【００３５】
非限定的な例として、発電機は、固定磁石（すなわち永久磁石）発電機であってもよい。固定磁石発電機は、シャフトに固定された永久磁石を有し、永久磁石の回転が発電機内で固定子電機子内に電流を誘導する。電機子は、永久磁石の磁界内に１つまたは複数の金属製ワイヤー／コイルを含み、磁石の回転がワイヤー内に電流を誘導することで発電するようになっている。この発電電力は、蓄電設備に伝送されるか、直接、消費者のもと（消費機器）に送られて消費される。固定磁石発電機は、採用する軸回転速度が遅い（例えば、回転速度１０００ＲＰＭ未満の）場合の発電に向いているかもしれない。固定磁石発電機は、従来の発電機よりも低速回転で発電することができるので、方向変換器を動作可能に発電機に連結する方法に、ダイレクトドライブ方式を採用することができる。ダイレクトドライブ方式は、方向変換器のＲＰＭを発電機に入力する異なるＲＰＭに変換するために歯車機構すなわち歯車箱を使用することなく、方向変換器を、例えばチェーンで直接、発電機に連結するものである。一例において、ドラムが固定される軸は、固定磁石発電機の軸に付いている歯車にチェーンで動作可能に連結される歯車を含むものであってもよい。ドラムが回転することで、ドラムが固定されている軸も回転すると、チェーンが、固定磁石発電機の軸に、直接、回転力を伝達し、永久磁石を回転させ、電機子内に電流を誘導させて、蓄電または消費のための電力を発生させる。固定磁石発電機は、１ｋＷから１ＭＷ以上の範囲の出力を有するものとすることができる（実際に実現可能な実施形態としては、５〜６ＭＷの発電機が使用できる）。もっとも、当業者であれば、潮汐作用による、上げ潮および下げ潮、および／または、水の干満を、電力に変換するのに、任意の適切な発電機を使用することができることを認めるであろう。本発明で使用することができる発電機の例として、１２５ＲＰＭで定格が１５ｋＷのGinlong Technologies GL-PMG-15K発電機がある。特に実際的な実施形態において、本発明に、本明細書において説明した発電機に加えて、あるいは本明細書において説明した発電機の代わりに、１００ｋＷの発電機を使用してもよい。本発明の範囲内にある他の発電機の例としては、『発電機：２０１４年ＧＥ電力変換製品カタログ（Generators, a 2014 GE Power Conversion Product Catalogue）』に紹介されているものがある。  
【００３６】
変位容器は、方向変換器としての抗力エネルギー変換器をさらに含むものであってもよい。ここで、抗力エネルギー変換器は、少なくとも１本のアンカーケーブルまたは駆動ケーブルによって作動させることが可能であり、発電機に連結されている。潮汐変動時には、潮汐作用中の水の干満による潮汐流が、（上げ潮または下げ潮とともに、）初期の開始点に対して水平方向に変位容器を引っ張ることになるだろう。他の海流、例えば、風や、水の温度差により引き起こされる海流も、変位容器を水平方向に引っ張ることに貢献するかもしれない。一実施形態において、抗力エネルギー変換器は、歯車機構によって発電機に接続されたスピンドルすなわち回転ドラムを備え、少なくとも１本のアンカーケーブルが当該ドラムに巻き付けてあるものであってもよい。潮汐作用中の水の干満によっておこる流れが、変位容器を初期の開始点から水平に引っ張ると、変位容器の水平方向の動きによってアンカーケーブルがドラムに引っ張り力を与えることで、ドラムが回転する。ドラムが回転すると、ドラムの回転運動エネルギーが、歯車機構を介して発電機に伝達されて、回転運動エネルギーを、消費（あるいは適宜貯蔵）される電気エネルギーに変換することができる。潮汐がふたたび変動し、変位容器が静止ロケーションに対して水平かつ異なる（一般に反対の）方向に動くときに、アンカーケーブルにたるみがあれば、従来の機構によって（例えばモーターやばねによって）ドラムに巻き取らせることができる。  
【００３７】
他の実施形態において、方向変換器は、発電に複数の方向の水平移動を活用する（より詳しくは後述する）ため、複数のドラムと複数のケーブルを有するものとすることができる。例えば、２つのドラム−それぞれ少なくとも１本のアンカーケーブルに取り付けられている−を、変位容器上に、あるいは、岸辺の異なる地
点に、あるいはそれらを組み合わせた位置に、配置して、変位容器が第１の方向に水平移動すると、第１のアンカーケーブルが第１のドラムから繰り出されて第１のドラムを回転させるようにしてもよい。このような第１のドラムの回転は、変位容器の第１の水平方向への移動時に、発電機に伝達されて発電がおこなわれる。第１の水平方向への移動時に、第２のアンカーケーブルがたるみを得ることができる。方向変換器は、第２のアンカーケーブルを第２のドラムに巻き戻すための制御機構（例えば、ばねまたはモーター）を有するものとしてもよい。代替的に、２つのドラムを動作可能に連結して、第１のドラムのケーブルが繰り出されると第２のケーブルが自動的にそのドラムに巻き取られることで、変位容器が他の／反対の方向に動いたときに繰り出される準備がされるようにしてもよい。  
【００３８】
変位容器が第２の方向に水平移動すると、第１のアンカーケーブルが制御機構によって第１のドラムに巻き戻されるときに、第２のアンカーケーブルが第２のドラムから繰り出されて、第２のドラムを回転させるようにしてもよい。第２のドラムの回転は、発電機に伝達されるので、変位容器が第２の水平方向に移動すると、発電機が発電する。第２のアンカーケーブルは、変位容器が再び第１の方向に動くとき、第２のドラムに巻き取られるようにしてもよい。そうすることで、一般的な双方向移動の両方の移動中に発電することができる。これらの考え方に基づくならば、変位容器が他の方向に水平移動したらエネルギーが取り込まれるように、追加のドラムを使用することができる。  
【００３９】
変位容器は、変位容器の外面から延びる抗力パネルをさらに有していてもよい。抗力パネルは、潮汐作用によって起こる水の干満に起因する抗力（または他の海流によって起こる抗力）が作用する表面積を大きくすることで、変位容器を、水の干満によってより効果的に水平方向移動させることができる。抗力パネルは、変位容器の外面からほぼ下向きに延びるものであってもよい。抗力パネルは、高さが１ｆｔ〜１００ｆｔの間であってもよい。いくつかの実施形態において、抗力パネルの高さを５ｆｔとすることができる。もっとも、当業者であれば、抗力パネルは、さらに追加の抗力をとらえるために任意の適切な高さを有するものとすることができることを認めるだろう。抗力パネルの厚みは、０．１インチ〜２４インチの間とすることができる。もっとも当業者であれば、任意の適切な厚みを採用することができることを認めるだろう。抗力パネルは、変位容器と実質的に同程度の幅を有するものとしてもよいし、抗力パネルは、変器の幅よりも幅狭にしてもよい。抗力パネルは、変位容器に関して上述したような、任意の適切な材料から製造することができる。抗力パネルは、平坦な形状を有するものであってもよく、あるいは、抗力をとらえるように構成された１つまたは複数の非平坦面を有するものであってもよい。一例として、抗力パネルの面は、放物面形状、凹面形状、またはロフトカットを含むものとすることができる。  
【００４０】
一般に、抗力パネルは、潮汐作用の干満、および／または、他の流れからの抗力に耐えるのに適した１種または多種の材料から製造することができる。一例として、抗力パネルは、押し出し成形された金属のシートまたはパネルから製造することができる。  
【００４１】
変位容器は、抗力パネルを変位容器から展開し格納する制御機構を含むものであってもよい。例えば、抗力パネルは、変位容器内の第１の位置に格納されるものとすることができる。制御機構は、流れが強い条件のときなど特定のタイミングで、抗力パネルを第２の位置に展開するよう制御可能なものであってもよい。抗力パネルが必要でない場合に、制御機構は、抗力パネルを変位容器内に格納するものであってもよい。制御機構は、変位容器によって発生させたエネルギーによって動力供給される液圧装置や電動機を含んでいてもよい。  
【００４２】
変位容器は、抗力パネルの表面積を制御するための制御機構をさらに含むものであってもよい。抗力パネルは、抵抗パネル内に任意の適切なサイズの「ウィンドウ（windows）」を有するものとして、変位容器にかかる望ましい抗力を調整するためにこのウィンドウを開閉制御可能に構成してもよい。このようなウィンドウは、抗力パネルに１つまたは複数の開口をあけて、ウィンドウを塞ぐ摺動可能な第２のパネルを該ウィンドウに平行に固定することで製造することができる。例えば、水撃ポンプで、潮汐流が相互作用する表面積を変えるために抗力パネルのウィンドウ（すなわち貫通孔）を開閉することができる。作動させると、水撃ポンプは、抗力パネルのウィンドウすなわち貫通孔を覆うようにプレートを平行移動させて、抗力パネルの表面積を拡げ、変位容器が受ける抗力を増加させることができる。また、水撃ポンプは、抗力パネルのウィンドウすなわち貫通孔からプレートを引っ込めることで、抗力パネルの表面積を小さくして、変位容器が受ける抗力を減少させることもできる。  
【００４３】
変位容器は、その水中での動作深度を制御可能に変えることができる深度制御機構をさらに有するものとすることで、水中に配置されるボートなどの装置のキール、プロペラ、ラダーのような水中の物体を避ける「安全」深度で動作できるようにしてもよい。一例において、深度制御機構は、変位容器内に１つまたは複数のバラストタンクを有するものであってもよい。バラストタンクは、変位容器がその深度を大きくする必要があるときに、水を充填すればよい。その深度を小さくする（すなわち浮上させる）ためには、例えばポンプを使用して、バラストタンク内の水を放出すれば（すなわち吸い出せば）よい。他の例において、深度制御機構は、変位容器を、湾／海洋の底の方向へ、もしくは水面の方向へ向けるべく操舵する（すなわちピッチ角を変える）ための１つまたは複数の水平または垂直な平面を有するものであってもよい。この１つまたは複数の平面は、例えば変位容器のサイドパネルのような、変位容器の任意の適切な場所に設けることができる。水平な面は、変位容器が水中を移動するときに変位容器のピッチ角を変えてその深度を大きくしたり小さくしたりするために、変位容器に接続されていながらも、軸線を中心に回転させることができるようになっている。深度制御機構は、変位容器を指定された時点に沈み、その後のある時点で再浮上するよう制御可能に構成してもよい。変位容器の実際の深度は、水面から水面下１００フィートを超える深さまで変動するものとしてもよい。  
【００４４】
潮汐エネルギー発生アセンブリーは、回転可能な変位容器を含んでいてもよい。上述のように、変位容器は、静止ロケーションに配置された方向変換器に、アンカーケーブルによって、連結されている。水の速度と方向は、潮汐１周期の間に変動するので、変位容器によって取り込む水の力を最大化するために、変機器を、水の流れに対して向きを合わせるべく回転させてもよいし、別の方法で、その時点の流れの条件によって抗力パネルがとらえる力の量を制御してもよい。  
【００４５】
このような回転は、変位容器の面に取り付けられ−「係留索」を形成する−制御ケーブルを用いて実現可能である。すなわち、制御ケーブルの長さを短くしたりゆるめて伸ばしたりすることによって、変位容器の向きを変え、回転させ、あるいは他の方法で、水流に対する抗力パネルの角度を変えることができる。制御ケーブルは、アンカーケーブルに変位容器を接続する任意の適切な数の接続ポイントを用いて変位容器の端部または面に取り付けることができる。以下により詳細な説明を加える例において、変位容器は、４つの別個の制御ケーブルに対応する４つの接続ポイントを含み、この接続ポイントは、一般に、変位容器の角部に配置されるものとしてもよい。以下により詳細な説明を加える他の例において、変位容器は、重複制御ケーブルを（そして、必要に応じて、重複制御機構も）含み、変位容器の一般に角部に接続される８本の制御ケーブルを有するものとすることができる。制御ケーブルは、例えば、制御ケーブルの長さを独立にあるいは協調して制御（すなわち調節）するよう構成された、モーターやウインチなどの制御機構によって、変位容器に取り付けられていてもよい。制御機構は、変位容器の中または外側に装着されていてもよい。上述の例を続けると、４本の制御ケーブルを独立に制御するために、４つの制御機構を、変位容器の４つの接続ポイントのそれぞれに装着してもよい。制御機構は、制御ケーブルを長くしたり短くしたりして、容器を回転させ、それによって、制御ケーブルに取り付けられた変位容器の端部とアンカーケーブルとの間の距離を短くしたり長くしたりすることができる。別の実施形態において、変位容器は、ケーブルが破断したり制御機構が故障したりした場合に動作が確保されるように重複制御機構に接続された重複ケーブルを含んでいてもよい。  
【００４６】
係留索−すなわち一連の制御ケーブルは、任意の適切な数の制御ケーブルを含むものであってもよく、各制御ケーブルは、接続ポイントで変位容器に接続されるものであってもよい。変位容器沿いの接続ポイントの例としては、変位容器の端部、角部、側面部が挙げられる。上で述べたように、変位容器には、接続ポイントに制御機構が取り付けられてもよく、各制御機構は、変位容器を個々の制御ケーブルに接続するものであってもよい。各制御機構は、その対応する制御ケーブルを、独立に、短くしたり長くしたり（巻き取ったり繰り出したり）するものであってもよいので、係留索は、水中の変位容器の向きを制御することができる。特に、係留索は、水／流れに対する変位容器の迎え角、例えば、ヨー（yaw）、ピッチ（pitch）、および／またはロール（roll）を変えるために使用することができる。例えば、変位容器を下方向に向くように変位容器のピッチを変えて、変位容器を沈めたり、すでに沈んでいる場合にはさらに深く潜らせたりすることができる。変位容器を下向きに向ける方法の一例としては、変位容器の一般に上部に配置されている１つもしくは複数の制御機構が制御ケーブルを巻き取ればよい。さらに追加して、すなわちオプションとして、変位容器の一般に下部に配置されている１つもしくは複数の制御機構が制御ケーブルを繰り出して、変位容器のピッチを変動させることもできる。同様の方法を用いて変位容器を上向きに回転させて、変位容器を浮上させる、すなわち水中でのその深度を小さくすることもできる。  
【００４７】
オプションとして、変位容器は、変位容器に連結されて遠ざかるように延びる少なくとも１つのアームをさらに有していてもよい。アームは、前述のように、変位容器からアンカーケーブルまで延びる制御ケーブルを収容し保護するのに用いられてもよい。アーム内の制御ケーブルが長くなったり短くなったりして変位容器を回転させるときに、アームが、回動して、変位容器から延びる角度を変えることにより、制御ケーブルの伸縮時に変位容器の回転に干渉しないようにしてもよい。したがって、アームは、干渉せずにケーブルの機能を達成するために適切な任意の材料からなるものとすることができる。例えば、アームは、ポリウレタンフォームのようなポリマーを含むものであってもよい。  
【００４８】
制御ケーブルは、変位容器が、垂直軸線を中心に回転できるようにすることで、様々な方向の水の流れから抗力パネルにかかる抗力の量を調節し（取り込み、減少させ）、それによって発電量の制御も行っている。変位容器を回転させると、変位容器上の抗力パネルも回転し、それによって、抗力パネルの水の力に曝されている表面積の調節を制御可能である。例えば、変位容器を、水の流れに対して垂直な方向から、その垂直な方向に対して鋭角をなす向きに回転させると、水の流れから抗力パネルにかかる力を小さくすることができる。このように、方向変換器に伝わる力が小さくなり、最終的に、発電機が発生させるエネルギーが小さくなる。  
【００４９】
動作中、変位容器は、水中にあって、抗力パネルに対する水の流れによって抗力パネルにかかる圧力に起因する抗力を抗力パネルの１つの面がとらえる
ように、配置されている。変位容器の回転を起こすために、第１の制御機構は、変位容器の１つの面がアンカーケーブルに対するその距離を変化させるように、第１の制御ケーブルを巻き取りまたは繰り出すことができる。変位容器が複数の制御ケーブルを有するものである場合、第２の制御機構が第２の制御ケーブルを巻き取る（または繰り出す）一方で、第１の制御機構が第１の制御ケーブルを繰り出す（または巻き取る）ことができるので、やはり、変位容器がアンカーケーブルに対してその向きを変えることが可能である。このような制御ケーブルは、変位容器が制御ケーブルの伸縮により水中で回転すると変位容器を揺動中心として揺動するアームの内部に収容されていてもよい。変位容器は、水の流れに垂直な向きのときには、最大量の抗力を受ける。垂直な向きからずれた角度に変位容器が回転すると、抗力パネルが受ける抗力は小さくなるので、変位容器にかかる抗力の量の調整を制御可能とすることができる。  
【００５０】
本発明の別の態様において、本明細書に記載した変位容器を、潮汐および／または他の流れによる水の干満を取り込むのに適した他の機構に置き換えることができる。そのような機構は、１つまたは複数のプロペラ、ローター、またはインペラーを有するタービンを含むものであってもよい。代替的に、前述の構成のうちの１つを有するタービンのアレイを、変位容器の代わりに採用してもよい。このアプローチにおいて、システムは、前記したような、潮汐流および／または他の流れによるタービンの回転駆動と、陸地に基盤をおいた発電機の配置というメリットを有する。  
【００５１】
いずれの場合でも、タービンは、海洋／湾の底に、繋留され、または、取り付けられていてもよく、あるいは、上述の浮揚装置を介して水面または水面近傍に浮いていてもよい。タービンは、例えば、チェーンやケーブルなどの連結機構を介して水中の（代替的に、タービンが水面に浮いている場合には水上の）ドラムに連結されていてもよい。水がタービンを通過して流れると、タービンが回転し、ドラムを回転させ、アンカーケーブルの巻き取り、または、繰り出しを実行する。アンカーケーブルは、海洋／湾の底に沿って延び、陸上に定置されている方向変換器に連結されていてもよい。方向変換器は、本明細書に説明されている方向変換器と実質的に同様の構成が採用可能であり、アンカーケーブルから方向変換器に伝達される力学的エネルギーを貯蔵および／または消費される電気エネルギーに変換する。  
【００５２】
＜上げ潮／下げ潮を利用したエネルギー発生＞  本発明の基本的態様において、潮汐エネルギー変換アセンブリーは、垂直方向の上げ潮／下げ潮を利用して発電する。潮汐エネルギー変換アセンブリーは、少なくとも１本のアンカーケーブルを介して、静止ロケーションのような静止ロケーションに繋留された変位容器を含む。上げ潮や下げ潮のとき、静止ロケーションと変位容器との間の距離が変化し、（以下で詳述するように）変位容器上に支持された方向変換器に力が作用する。方向変換器は、この力を力学的エネルギー（例えば、回転エネルギー）に変換し、その力学的エネルギーは、発電のために発電機に伝達される。  
【００５３】
図１Ａは、例示的な実施形態による、潮汐エネルギー変換アセンブリー１００の断面図を示す。潮汐エネルギー変換アセンブリー１００は、静止ロケーション１０６のアンカー１０８ａ〜１０８ｅに接続された複数のアンカーケーブル１０３ａ〜１０３ｃおよびアンカーケーブル１０５ａ，１０５ｂに取り付けられた変位容器１０２を含む。アンカーケーブル１０３ａ〜１０３ｃは、それぞれ、（例えば、ラッチ１０７ａ〜１０７ｅに）第１端部と、（例えば、コネクタ１１１に）第２端部と、第１端部と第２端部との間の長さとを有する。アンカーケーブル１０５ａ，１０５ｂは、それぞれ、アンカー１０８ｅ，１０８ｄに第１端部と、コネクタ１１１に第２端部とを有する。この実施形態では、変位容器１０２は、アンカーケーブル１０３ａ〜１０３ｃおよび１０５ａ，１０５ｂと発電機１１６とに連結される方向変換器１０９を収容している。方向変換器１０９は、コネクタ１１１を有する駆動ケーブル１１０を含み、駆動ケーブル１１０の一端は（コネクタ１１１を介して）アンカーケーブルに連結され、第２端部はドラム１１３に連結されている。図１Ａは構成要素を変位容器内に配置されたものとして示しているが、以下にさらに説明するように、同じ構成要素を変位容器の外側に配置してもよいことは当業者に理解される。  
【００５４】
アンカーケーブル１０３ａ〜１０３ｃは、変位容器１０２のそれぞれのラッチ１０７ａ〜１０７ｃから延び、アンカー１０８ａ〜１０８ｃを挿通させてコネクタ１１１に達する。各アンカー１０８ａ〜１０８ｅは、静止ロケーション１０６に埋め込まれる尖った先端と、アンカーケーブルを挿通可能な他端のアイループとを有する。アンカー１０８ａ〜１０８ｃは、海底または湾／海洋の底よりも高い位置にあるプラットフォーム等の静止ロケーション１０６に固定される。当業者であれば、変位容器１０２の表面に沿った任意の点で任意の適切な数のケーブルを変位容器１０２に取り付けることができ、任意の適切な数のアンカーを用いてアンカーケーブル１０３ａ〜１０３ｃを固定できることを認識するであろう。コネクタ１１１としては、例えば、アンカーケーブルを駆動ケーブル１１０に連結するための金属リングやラッチなどの任意の適切な装置が採用できる。代替的に、図１Ａには示していないが、アンカーは、摩擦を最小限にすることができるようにアンカーケーブルをかける滑車を含んでもよい。  
【００５５】
潮汐エネルギー変換アセンブリー１００は、一端がアンカー１０８ｄ，１０８ｅに、他端が方向変換器１０９に、それぞれ取り付けられたアンカーケーブル１０５ａ，１０５ｂをさらに含む。図１Ａは、アンカーケーブル１０３とアンカーケーブル１０５を組み合わせて使用することを示しているが、本発明が想定する装置としては、複数のアンカーケーブル１０３のみを有するもの、あるいは、複数のアンカーケーブル１０５のみを有するものもある。  
【００５６】
変位容器１０２は、水中で浮遊するように、部分的または完全に中空で、実質的または完全に防水とすることができる。しかしながら、他の非中空の実施形態を採用することもできる。本実施形態においては、水面１１８またはその付近を浮遊することで、上げ潮や下げ潮のとき、静止ロケーションに対する変位容器１０２の高さ、すなわち距離１１９ａが変化する。例えば、上げ潮時には、変位容器１０２と静止ロケーションとの間の垂直距離１１９ａが大きくなる。逆に、下げ潮時には、変位容器１０２と静止ロケーションとの間の垂直距離１１９ａは小さくなる。  
【００５７】
図１Ａにおいて、方向変換器１０９は、少なくとも１本のアンカーケーブルに取り付けられ、変位容器１０２内またはその上に収容される。アンカーケーブルへの取り付けにより、方向変換器１０９は、上げ潮によって変位容器が垂直に上昇する力を取り込んで、発電機１１６による変換／への伝達が可能な力学的エネルギーとする。このように、方向変換器は、駆動ケーブル１１０を、駆動歯車１１２、ドラム１１３、および歯車機構１１４と共に利用して、垂直上昇により発生した力を、発電機１１６を作動させることができる回転運動／回転力に変換することができる。駆動ケーブル１１０の張力によってドラム１１３が回転するように、ドラム１１３を変換器の軸に固定し、駆動ケーブル１１０と接続してもよい。駆動歯車１１２をドラム１１３と同じ軸に固定し、最終的に発電機に伝達するために歯車機構１１４と動作可能に連結させてもよい。歯車機構１１４は、低速の回転入力を高速の回転出力に変換する歯車増速装置（例えば、歯車増速箱）を含んでもよい。例えば、歯車機構１１４は、大きな歯車の低速回転を取得して、その入力された回転を、小さな歯車の高速出力回転に変換することができる。さらに、歯車機構１１４は、時計回りおよび反時計回りの両方向の入力回転を、発電機１１６用に単一回転方向の出力に変換することができる。駆動歯車１１２または歯車機構１１４のいずれか一方は、発電機１１６に連結することができる。  
【００５８】
上述したように、駆動ケーブル１１０の一端は、アンカーケーブル１０３ａ〜１０３ｃおよび１０５ａ，１０５ｂに取り付けられたコネクタ１１１に取り付けられ、他端はドラム１１３に取り付けられている。上げ潮になり変位容器も垂直に上昇すると、（以下にさらに説明するように）駆動ケーブル１１０の動きにより、ドラム１１３、ひいては駆動歯車１１２を時計回りまたは反時計回りのいずれかの方向に回転させる。駆動歯車１１２は、軸上に、歯車サイズと歯車タイプを適宜組み合わせて配置した１つまたは複数の歯車を、含んでいてもよい。例えば、駆動歯車１１２は、軸に固定された単一のスプロケットを含んでいてもよく、スプロケットはチェーンと噛合うように構成することができる。別の実施例では、駆動歯車１１２は、別々の軸に固定されて相互に機械的に連結された異なる半径の２つの歯車を含むものとすることができる。任意追加的に、駆動歯車１１２は、歯車機構１１４に機械的に連結されてもよい。例えば、駆動１１２歯車は、チェーンまたはベルトを介して歯車機構に連結させてもよい。代替的に、別の実施例として、駆動歯車１１２を、歯車機構１１４の一部である他の１つ以上の歯車に直接連結させてもよい。  
【００５９】
図１Ｄは、ラック１１７ａアンドピニオン１１７ｂ機構を有する別の方向変換器１０９の拡大図を示す。ラック１１７ａアンドピニオン１１７ｂ機構は、駆動ケーブル１１０および駆動歯車１１２に、もしくはその代わりに歯車機構１１４の歯車に、連結されている。上げ潮になると、アンカーケーブルへの取り付けを介して、駆動ケーブル１１０がラック１１７ａアンドピニオン１１７ｂ機構を引っ張ることで、ラック１１７ａがピニオン１１７ｂに沿って平行移動する。ピニオンは軸１１５に固定された歯車に連結されているため、ピニオンの回転により、軸１１５に付設された歯車が回転する。駆動歯車１１２も軸１１５に固定されているので、軸１１５の回転によって回転する。駆動歯車１１２は、歯車機構１１４を介して回転が（ひいては回転エネルギーが）発電機に伝達されて発電するように、歯車機構１１４に連結されてもよい。この構成では、上述したようなドラム１１３を使用しなくてもよく、大きなドラムと長いケーブルが不要となるため、潮汐作用による水面の変化が小さい海域で使用される潮汐エネルギー変換アセンブリーには有益である。図１Ｅは、上げ潮および下げ潮からエネルギーを取り込むためのラック１１７ａアンドピニオン１１７ｂ機構の一般的な実施形態を示す。  
【００６０】
図１Ａと対比して図１Ｂに示すように、上げ潮になると、変位容器１０２は、静止ロケーション１０６と変位容器１０２との間で、距離１１９ａから第２の高い距離１１９ｂまで上昇する。変位容器のこのような上昇により、アンカーケーブル１０３ａ〜１０３ｃの取付点１０７ａ〜１０７ｃとそれらのアンカー１０８ａ〜１０８ｃとの間の部分が伸長する一方で、アンカー１０８ａ〜１０８ｃとコネクタ１１１との間の部分が短くなる。その結果、アンカーケーブル１０３ａ〜１０３ｃは、コネクタ１１１、ひいては駆動ケーブル１１０に下向きの力を加え、それによりケーブル１１１が繰り出されるのにともなってドラム１１３を回転させることになる。駆動歯車１１２は、ドラム１１３と同一の軸に連結されているので、ドラム１１３の回転により、駆動歯車１１２が回転する。駆動歯車１１２の回転は、歯車機構１１４に伝達され、駆動歯車のＲＰＭをより速いＲＰＭ出力に変換することができる。歯車機構１１４の出力は、発電機１１６に伝達されて、発電がおこなわれる。  
【００６１】
変位容器は垂直に上昇するので、潮汐に伴って変位容器１０２が上昇および下降すると、アンカーケーブル１０３ａ〜１０３ｃは、アンカー１０８ａ〜１０８ｃのループを通って自由に摺動する。しかしながら、アンカー１０８ａ〜１０８ｃは、アン
カーケーブル１０３ａ〜１０３ｃとアンカー１０８ａ〜１０８ｃとの間の摩擦を低減するために、アンカーケーブルをかける滑車機構を含むことができる。また、変位容器が距離１１９ｂまで上昇するので、アンカーケーブル１０５ａ，１０５ｂによって駆動ケーブルを静止ロケーション１０６に対して固定してもよい。アンカーケーブル１０５ａ，１０５ｂの位置を固定してあっても、変位容器１０２が静止ロケーション１０６に対してその位置を変えるときに、駆動ケーブル１１０が作動する。アンカーケーブル１０３ａ〜１０３ｃおよび１０５ａ，１０５ｂの個々のおよび全体的な組み合わさっての機能により、駆動ケーブル１１０がドラム１１３および駆動歯車１１２を回転させて、発電機１１６に力学的動力を供給する。  
【００６２】
別の実施例では、垂直方向に下げ潮が生じると、変位容器１０２が下がり、アンカーポイント１０８ａ〜１０８ｅと変位容器１０２との間の垂直距離１１９ａが小さくなる。逆方向には、変位容器１０２が下げ潮で垂直に下降するので、任意追加可能なフレームを変位容器１０２よりも上方に配置してもよい。当該フレームは、変位容器１０２の下降による反対方向の位置エネルギーの変化をとらえるために、方向変換器１０９に連結される取付機構（例えば、ケーブル）を含んでいてもよい。静止フレームは、水の動きに対して静止しており、変位容器１０２が潮汐に伴って垂直に下降すると、変位容器は、フレームからの距離が大きくなり、フレームに取り付けられたケーブルに引張力を発生させる。方向変換器１０９が、この引張力を力学的エネルギーに変換し、その力学的エネルギーを発電のために発電機に伝達することで、下げ潮からエネルギーを取り込む。同時に、下げ潮時におけるフレームとケーブルの作用により、ドラムにケーブル１１０を巻き取らせて、次の上げ潮周期で発電を繰り返すことができるようにしてもよい。  
【００６３】
静止フレームは、海洋作業で使用されるスパッドバージと実質的に同様のものでよい。スパッドバージすなわちジャッキアップバージは、重量のある機械または装置を水面で支持することを含む沖合作業用の丈夫で安定したプラットフォームを提供することができる浮揚性容器の一種である。各スパッドバージは、バージ（通常はバージの外周部）に連結され、バージの安定性を高めるために海底に打ち込まれる少なくとも１つの支持梁または支持パイプを含んでいてもよい。  
【００６４】
下げ潮時に位置エネルギーを取り込む別の手法では、方向変換器１０９は、ドラム１１３が固定された軸１１５に連結された圧縮ばねを含んでいてもよい。ばねは、ドラム１１３からアンカーケーブルまたは駆動ケーブルが繰り出されることによるドラム１１３の回転によって、そのコイルが圧縮されると、位置エネルギーを蓄えることができる。潮汐に伴って変位容器１０２が下降すると、ばねのコイルが（圧縮されたコイルに蓄えられた力によって）伸長して、軸１１５を反対方向に回転させて、回転エネルギーを発生させる。この回転エネルギーは、下げ潮時発電用の発電機に伝達される。このばね機構は、次の上げ潮で発電シーケンスが繰り返し実行できるように、アンカーケーブルを巻き取る（re-windすなわちreel-in）役割も果たす。  
【００６５】
代替的に、下げ潮時に、次に到来する潮汐周期に備えてアセンブリーを準備させるべくケーブルを巻き取るのに、小型の低出力モーターを使用してもよい。別の実施形態では、例えば、歯車機構内にばねを配置してもよい。この場合、ばね機構は、歯車機構の歯車の軸に連結されてもよい。ばね機構がドラム１１３から分離されているこのような構成は、方向変換器の部品の保守／修理すなわち作業性において有利である。  
【００６６】
図１Ａおよび図１Ｂに示すように、発電機１１６は、方向変換器１０９から力学的動力を受けて、その力学的動力で発電し、発電した電気をワイヤー１０４を介して出力する。電気は、電気貯蔵設備に貯蔵してもよく、消費者によってすぐに使用されるように電力網に送電することもできる。一実施形態では、ワイヤー１０４は、海底に沿って敷設された電気接続ケーブルを介して電力網に接続されるものとし、アンカー１０８ａ〜１０８ｅまたはその付近に配置することができる。一実施形態では、発電機１１６は、歯車機構１１４または駆動歯車１１２からの第１および第２の方向の回転を電気エネルギーに変換するように構成してもよい。別の実施形態では、発電機１１６は、第１または第２の方向の回転を電気エネルギーに変換してもよい。発電機は、直流（ＤＣ）または交流（ＡＣ）電気を発生するように構成することができる。したがって、電力は、直流または交流のいずれかで消費者に供給することができる。発電機は、直流を交流に変換するインバータをさらに含むことができる。代替的に、発電機は、交流を直流に変換する整流器をさらに含んでもよい。発電機は、後で使用したり消費者に送電したりするために、バッテリなどの貯蔵設備に直流電力を蓄えることができる。潮汐エネルギー変換システムは、例えば、電圧調整器または変圧器等の他の好適な支援電気機器を含んでいてもよい。  
【００６７】
図１Ｃは、方向変換器１０９の一実施形態の拡大図を示す。図１Ｃに示すように、駆動ケーブル１１０は、軸１１５に固定されたドラム１１３に巻き付けられている。駆動歯車１１２もドラム１１３と同じ軸１１５に固定されており、駆動ケーブル１１０の動きを特定のＲＰＭで回転運動エネルギーに変換するのに適した複数の歯車をさらに含んでいてもよい。駆動歯車１１２は、チェーンまたはベルトによって歯車機構１１４に接続されている。駆動ケーブル１１０は、編組鋼線、繊維ロープ、チェーン、押出金属またはポリマー等の材料またはこれらの材料の任意適切な組み合わせからなるものとすることができる。駆動ケーブル１１０は、ラッチ、リング、クランプ、テーパ付きロック、フランジ、または他の好適な連結機構など、任意の適切な方法で１本または複数本のアンカーケーブルに取り付けることができる。  
【００６８】
図６Ａは、方向変換器１０９の別の実施形態を示す。特に、方向変換器６０９は、軸６１５に固定された回転可能なドラム６１３を含む。アンカーケーブルは、ドラム６１３に巻き付けたり、ドラム６１３から繰り出されたりできるように、回転可能なドラムに連結しておくことができる。駆動歯車６１２も、回転可能なドラム６１３と同じ軸６１５に固定されている。駆動歯車６１２は、例えば、チェーンによって歯車機構６１４に接続され、歯車機構６１４は、複数の歯車６１４ａ〜６１４ｃを含む。方向変換器６０９では、歯車機構６１４は、歯車増速装置として構成されている。駆動歯車６１２が第１のＲＰＭで回転すると、歯車６１４ａは駆動歯車６１２よりも小さい直径を有するので、第１のＲＰＭよりも速い第２のＲＰＭで回転する。歯車６１４ｂは、歯車６１４ａと同じ軸に固定されているので、同じ第２のＲＰＭで回転する。歯車６１４ｃは、チェーンによって歯車６１４ｂに連結され、第２のＲＰＭよりも速い第３のＲＰＭで回転する。なぜなら、歯車６１４ｃの直径は歯車６１４ｂの直径よりも小さいからである。歯車機構６１４は、歯車機構６１４を介してドラム６１３の回転が発電機６１６に伝達されて発電が行われるように、発電機６１６にも連結されている。  
【００６９】
図２は、円柱形変位容器を有する潮汐エネルギー変換アセンブリー２００を示す。潮汐エネルギー変換アセンブリー２００は、図１Ａおよび図１Ｂの潮汐エネルギー変換アセンブリー１００と実質的に同様である。この実施形態では、変位容器２０２は、水面２１８またはその付近に浮遊する円柱形状である。変位容器２０２は、アンカーケーブル２０３ａ〜２０３ｅを介して接続されたアンカー２０８ａ〜２０８ｅによって静止ロケーション２０６に繋留される。アンカーケーブル２０３ａ〜２０３ｅは、それぞれ、第１の端部（例えば、対応するラッチ２０７ａ〜２０７ｅ）からアンカー２０８ａ〜２０８ｅに挿通されて第２の端部（例えば、コネクタ２１１）まで延びる長さを有する。  
【００７０】
図２には図示しないが、方向変換器２０９は、図１の発電機１１６と同様に、変位容器の内部に少なくとも部分的に配置された発電機に連結されている。発電機は、変位容器２０２が上昇または下降するときに方向変換器２０９によって供給される力学的エネルギー（例えば、回転エネルギー）を電気エネルギーに変換し、ワイヤー２０４を介してその電気エネルギーを出力する。  
【００７１】
図３は、潮汐エネルギー変換アセンブリーのシステム３００を示す。システム３００における各個々の潮汐エネルギー変換アセンブリーは、概要を上で説明した、すなわち図１Ａ〜図１Ｃ、図２、図４または図５Ａ〜図５Ｃに関連する装置と実質的に同様のものでよい。システム３００は、水面３１８で浮遊する変位容器３０２ａ〜３０２ｃを含む。各変位容器３０２ａ〜３０２ｃは、アンカーケーブル３０３ａ〜３０３ｄ、アンカーケーブル３０３ｅ〜３０３ｈ、およびアンカーケーブル３０３ｉ〜３０３ｌを介して、アンカー３０８ａ〜３０８ｌによって静止ロケーション３０６に繋留される。アンカーケーブルの第１の端部はラッチ３０７ａ〜３０７ｌに接続され、第２の端部はコネクタ３１１ａ〜３１１ｃに接続され、アンカーケーブルはアンカー３０８ａ〜３０８ｌに挿通される。  
【００７２】
各潮汐エネルギー変換アセンブリー３０２ａ〜３０２ｃは、図１Ａ〜図１Ｃおよび図６Ａに関して説明した方向変換器と実質的に同様のものとすることができる方向エネルギー変換器３０９ａ〜３０９ｃを収容または支持する。方向変換器３０９ａ〜３０９ｃは、図１Ａ〜図１Ｃおよび図６Ａに関して説明した発電機と実質的に同様のものとすることができる発電機に機械的に連結されている。各発電機は、発生した電気エネルギーを、それぞれの電線３０４ａ〜３０４ｃを介して出力する。電線３０４ａ〜３０４ｃをひとつに結合し、発電された電気を蓄電設備に送ったり、消費者に直接送電して消費させたりすることができる。図３は、システム内の３つの変位容器のみを図示しているが、本発明は、電気を発生させるためにネットワーク化することができるこのような装置をシステム内に任意の数含む。各潮汐エネルギー変換アセンブリーは、例えば、後述する各潮汐エネルギー変換アセンブリー上のロック機構によって、システム内で一括してまたは個別に制御することができる。このようなシステムは、消費または貯蔵のために、大量（例えば、数ギガワット）の電気を発生させることができる。  
【００７３】
図４は、複数のチャンバーすなわち区画を有する変位容器を備えた潮汐エネルギー変換アセンブリー４００の代替的な実施形態を示す。潮汐エネルギー変換アセンブリー４００は、水面４１８で浮遊する変位容器４０２を含み、上下に並べて配置された複数の内部チャンバー４２３ａ〜４２３ｈを有する。チャンバー４２３ａ〜４２３ｈは上下に並んだものが示されているが、当業者であれば、チャンバー４２３ａ〜４２３ｈは任意の適切な並びに配置できることを認識するであろう。内部チャンバー４２３ａ〜４２３ｈは、例えば、深さが深くなるにつれて増加する流体静圧に対応するように、所定の異なる圧力になるまで各チャンバーを充満（inflate）させることができるように、任意の適切な材料から製造することができる。潮汐エネルギー変換アセンブリー４００に作用する外部流体静圧に応じて、各チャンバー内の圧力は、互いに同等であっても異なっていてもよい。さらに、各チャンバー４２３ａ〜４２３ｈは、互いに実質的に同じくらいの壁厚を有するものであってもよく、あるいは、深さの増したところでの流体静圧に対応するべく個々のチャンバーに適した圧力にしたがって異なる壁厚を有するものであってもよい。例えば、チャンバー４２３ｄは壁厚を厚くして内圧を高くすることができるのに対して、チャンバー４２３ａは壁厚を薄くして低めの内圧にしてもよい。変位容器４０２は、概要を上記および下記で説明しているものと実質的に同じ静止ロケーション、アンカー、アンカーケーブル、方向変換器、および抗力変換器を含
んでなるものとすることができる。  
【００７４】
内部チャンバー４２３ａ〜４２３ｈは、任意の適切な材料から製造されるものであってもよく、変位容器４０２の一体部分であってもよく、各チャンバーを特定の圧力まで充満させることができるものとすることができる。各チャンバー内の圧力は、潮汐エネルギー変換アセンブリー４００の必要な浮力に応じて、互いに同等であっても異なっていてもよい。さらに、各チャンバー４２３ａ〜４２３ｈは、それぞれの壁厚を有していてもよい。各壁厚は、個々のチャンバーに要求される圧力に応じて、互いに実質的に同等であってもよいし、異なっていてもよい。内部区画は、一方が他方の上に積み重ねられてもよい。例えば、変位容器の上部側にあるチャンバー４２３ａについては、区隔壁を肉薄にして内圧を低めに抑え、変位容器の下部側にあるチャンバー４２３ｄについては、内圧を高くできるように肉厚の区隔壁を含むものとして、下部側にあるチャンバー４２３ｄの方が、外部環境からのより大きな圧縮圧力に耐えられるようにすることができる。  
【００７５】
本発明の別の態様として、ロック機構（図示せず）すなわち回転リミッタを方向変換器１０９内に設けて、変位容器１０２を静止ロケーションよりも上の所望の距離にロックすることができる。例えば、変位容器１０２は、変位容器１０２が静止ロケーション１０６に近接する、潮汐周期における低点でロックしてもよい。変位容器１０２は、潮位が高い所望の時点（例えば、満潮時またはその前後）に解放されるようにしてもよく、そうすることで、短時間で変位容器１０２が静止ロケーション１０６から最大距離を垂直に上昇させることができる。したがって、ロック機構がない場合に変位容器が漸進的に垂直上昇するのと比較して、ロック機構により、変位容器が比較的短い時間で最大量のエネルギーを発生させることが可能となる。変位容器１０２の解放時間は、消費者のピーク電気使用時間に対応させることができる。したがって、ロック機構は、発生したエネルギーを蓄電設備またはバッテリに蓄えることを必要とせずに、潮汐エネルギー変換システム１００がピークエネルギー使用の時間帯に対応した電力供給を可能にする。変位容器１０２を静止ロケーションに近い点でロックすることにより、漸進的な上げ潮および下げ潮を利用する場合と比べて、短い時間枠で大量の電気を発生させることもできる。  
【００７６】
ロック機構は、駆動歯車１１２および／または軸の回転を制限または禁止するために、駆動歯車１１２または軸１１５に連結されていてもよい。代替的に、駆動ケーブル１１０の平行移動を制限または禁止し、変位容器１０２を海底よりも上方の所望の距離でロックするために、ロック機構を駆動ケーブル１１０に連結してもよい。別の実施形態では、変位容器１０２を静止ロケーション１０６よりも上方の特定の高さで所定位置にロックするため、ロック機構は、ドラム１１３の回転を制限または防止してもよい。ドラム１１３の回転が制限または防止されるので、静止ロケーション１０６と変位容器１０２との間で駆動ケーブル１１０の長さは変化せず、変位容器１０２は静止ロケーション１０６よりも上方の特定の高さでロックされる。ロック機構は、駆動ケーブル１１０（またはアンカーケーブル）の平行移動を制御できるように配置された制動機構を含んでいてもよい。例えば、ロック機構は、駆動ケーブル１１０（またはアンカーケーブル）に力を加えるように構成されたクランプを含んでいてもよい。クランプは、駆動ケーブル１１０の平行移動を停止させるような締結力（clamping force）を駆動ケーブル１１０に与えるものであってもよく、あるいは平行移動を遅らせるような力を与えるものであってもよい。  
【００７７】
本発明のさらに別の態様では、フレームよりも下方に取り付けられた変位容器を、フレームによって上昇位置に保持またはロックさせることができる。下げ潮時、持ち上げ機構は、変位容器を、下がった水位よりも高い高さに維持する。電力が必要なときは、変位容器が解放され、変位容器の落下重量により、持ち上げ機構に接続されたばねまたはケーブルに力が作用する。方向変換器は、力を力学的エネルギーに変換し、その力学的エネルギーを発電機に伝達して、貯蔵および／または消費のための電気を発生させることができる。電気エネルギーを貯蔵する必要がないように、解放の時間を、消費者のピークエネルギー使用時間に対応させることができる。  
【００７８】
本発明の別の態様では、本発明は、垂直潮汐運動から回転エネルギーに変換して、得られた回転エネルギーを伝達して、電気を発生する発電機を運転する、発電方法を含む。潮の干満時には、水面と湾／海洋の底との間の垂直距離が変化する。この距離の垂直方向の変化は、発電機を駆動し発電させるのに用いる回転エネルギーに変換することができる。特に、本発明は、潮汐から電気を発生させる方法を含み、当該方法は、発電機に連結された方向変換器を収容する変位容器（該変位容器は前記変位容器よりも下方の静止ロケーションから第１の距離にある）を用意するステップと、第１の端部と第２の端部を有するアンカーケーブル（該第２の端部は前記方向変換器に取り付けられ、前記アンカーケーブルは前記静止ロケーションに固定されたアンカーまで延び、前記アンカーケーブルは、前記方向変換器と前記アンカーとの間で第１の長さを有する）を用意するステップと、前記第１の距離よりも長い第２の距離まで、前記変位容器の前記静止ロケーションからの距離を変化させて、前記方向変換器を作動させるステップと、前記発電機を作動させるステップとを含む。  
【００７９】
エネルギー発生のために垂直方向の上げ潮を利用して、単一の変位容器から予測されるエネルギー回収量を計算するためには、個々の変位容器について浮力を計算しなければならない。式１は、変位容器からの浮力を計算する式を示している。ここで、ＦＢは浮力、ΔＶは変位容器の変位排水容積の変化量、ｐｆは水の密度、Ｆｇは重力である。変位容器の変位排水容積の変化ΔＶは、式２で示すように、変位容器の水面面積Ａｗｐと、水深の変化ｈとを乗じて計算される。  
【００８０】
【数１】
2018514703.tif 000003
【００８１】
変位容器が潮汐に伴って上昇すると、方向変換器に作用する力は、変位容器が水面まで上昇する全行程を通じて一定となる。式３は、上げ潮の間のエネルギーＥ１（単位はジュール）の式であり、Ｄは水位が上昇した幅である。  
【００８２】
【数２】
2018514703.tif 000004
【００８３】
変位容器が距離Ｄ−ｈだけ移動した後、変位容器は距離ｈだけ水面下に沈められる。変位容器が上昇し続けると、変位容器によって排除される水の体積は直線的にゼロまで減少し、式４で示す平均浮力Ｆａｖｇを提供する。  
【００８４】
【数３】
2018514703.tif 000005
【００８５】
式５は、変位容器が水面よりも上に上昇するときの、予測されるエネルギー（単位はジュール）を計算する式である。式６は、変位容器の上昇によって生じる全エネルギーＥｔｏｔａｌが、Ｅ１とＥ２の合計であることを示している。  
【００８６】
【数４】
2018514703.tif 000006
【００８７】
生成される最大エネルギーは、ｈに関するＥｔｏｔａｌの導関数がゼロに等しいときに生じ、Ｄに等しいｈの解を与える。式７ａは、潮位がその最高点にあるときに解放される場合、変位容器によって生成される最大エネルギーＥｍａｘの式を示す。地球の多くの地域では、海洋は１日に２回の満潮と２回の干潮があるので、式７ｂに示すように、変位容器は１日に二度満潮のピーク高さまで移動することができる。  
【００８８】
【数５】
2018514703.tif 000007
【００８９】
最後に、式８は、個々の変位容器についての予測パワー（Ｐ）をワット単位で計算する式を示す。ここで、Ｅｍａｘは最大エネルギーであり、ｔは時間である。
【００９０】
【数６】
2018514703.tif 000008
【００９１】
上げ潮を利用して発生させる力を計算する例として、海水の密度を１０２６ｋｇ／ｍ３、潮により変位容器が２０ｍ上昇または下降するものとすると、１００ｍ×１００ｍ×１０ｍの変位容器は、式７ｂによって、４．０３×１０１０ジュールの予測エネルギーを生成する。式８より、２４時間の全行程を通じての１つの変位容器の予測パワーは、約４５４ｋＷである。したがって、１００個の同様の変位容器からなるシステムでは、約４５．４ＭＷを発生させる。  
【００９２】
＜漂流／抗力を利用したエネルギー発生＞  本発明の別の態様では、潮汐エネルギー変換アセンブリーは、潮汐作用の間に水の干満によって生じる抗力を利用してエネルギーを発生させる。さらに、潮汐エネルギー変換アセンブリーは、他の流れすなわち水流によって生じる抗力を利用してエネルギーを発生させることができる。潮汐作用による水の干満によって、潮汐エネルギー変換アセンブリーは、静止ロケーションに対して水平方向に漂流する。潮汐エネルギー変換アセンブリーは、上述し、図１Ａ〜図１Ｃ、図２または図４に示した潮汐エネルギー変換アセンブリーと実質的に同様のものでよく、方向変換器および発電機を有する変位容器に取り付けられた少なくとも１本のアンカーケーブルを含んでいる。好ましくは、方向変換器および発電機は、変位容器から離間して配置することができる。潮汐による潮流により、変位容器を静止ロケーションに対して水平すなわち横方向に漂流させることができるので、静止ロケーションと変位容器との間の長さが変化する。方向変換器がアンカーケーブルに取り付けられているので、変位容器によって方向変換器に力が加えられる。  
【００９３】
図５Ａ〜図５Ｃは、水面５１８で浮遊し、方向変換器５０９を収容または支持する変位容器５０２を有する潮汐エネルギー変換アセンブリー５００を示す。この実施形態では、方向変換器５０９は、潮汐作用による水の干満によって生じる潮汐エネルギー変換アセンブリーの抗力（すなわち「漂流（drift）」）をとらえることができる。一般に、潮汐エネルギー変換アセンブリー５００は、図１、図２または図４のいずれかの潮汐エネルギー変換アセンブリーと実質的に同様のものとすることができる。変位容器５０２は、アンカーケーブル５０３によって、アンカー５０８で静止ロケーション５０６に繋留される。方向変換器５０９およびアンカーケーブル５０３は、上述した（例えば、図１Ａ〜１Ｄおよび図６Ａに示した）いずれかの実施形態を有するものであってもよい。変位容器５０２は、抗力から電気を発生させる発電機をさらに含む。この実施形態では、アンカーケーブル５０３は、ラッチ５０７に第１の端部を有し、方向変換器５０９に接続された第２の端部を有し、第１の端部と第２の端部との間で長さを規定する。アンカーケーブル５０３は、アンカー５０８（ループまたは滑車のいずれかとすることができる）に挿通されている。  
【００９４】
この実施形態では、方向変換器５０９は、ドラム５１３および制御機構５２０を含む。図５Ｄは、抗力エネルギー変換用に構成された方向変換器５０９の拡大図を示す。  
【００９５】
図５Ａにおいて、変位容器５０２は、アンカー５０８の真上で、アンカー５０８から上に距離５１９Ａだけ離れた位置にある。アンカーケーブル５０３は、変位容器５０２からアンカー５０８までの長さＬ１を有する。潮汐抗力により、変位容器５０２は、初期位置に対して水平方向５２２ａに移動することがある。図５Ｂに示すように垂直方向の上げ潮になると、変位容器５０２は距離５１９ａよりも長い距離５１９ｂまで上昇し、潮流により変位容器５０２がＨ１の水平方向距離だけ押される。アンカーケーブル５０３は、変位容器５０２とアンカー５０８との間の長さがＬ２まで伸びる。Ｌ２はＬ１より長く、５１９ｂは５１９ａよりも長い。Ｌ１からＬ２までの距離が長くなると、方向変換器５０９のドラム５１３を回転させる。スピンドルのこの回転は発電のために発電機に伝達することができる。潮が戻ると、変位容器５０２は、例えば、変位容器５０２のポジショニングシステムを用いて、アンカー５０８の上方の位置まで戻る。アンカーケーブル５０５のたるみは、制御機構５２０（例えば、ドラム５１３に連結されたモーターまたはばね）により、変位容器５０２内に回収されて収容することができる。  
【００９６】
図５Ｃにおいて、変位容器５０２は、変位容器５０２とアンカー５０８との間隔が距離５１９ｃとなる、潮汐周期における低点にあり、アンカーケーブル５０３は、変位容器５０２からアンカー５０８までが長さＬ３である。図５Ｃに示すように垂直方向の下げ潮時、潮流により変位容器５０２が水平方向距離Ｈ２だけ方向５２２ｂに引っ張られ、変位容器５０２が距離５１９ｃまで垂直方向に下降する。長さＬ３は、下げ潮により長さが増加し得る。Ｌ３がＬ１より長い場合、Ｌ１からＬ３への長さの増加により、方向変換器５０９のドラム５１３が回転する。発電機によりこの回転を取り込んで、電気を発生させることができる。潮が戻ると、変位容器５０２は、例えば、変位容器５０２のポジショニングシステムを用いて、アンカー５０８の上方の位置まで戻る。アンカーケーブルにたるみがあっても、制御機構５２０によってドラム５１３に戻すことができる。  
【００９７】
本発明の一態様では、変位容器５０２は、海底の第１の静止ロケーションに対して水平方向に漂流すると、海底に沿った異なるロケーション（例えば、異なるアンカー）に接続、切断、および／または再接続することができる。最初に、変位容器５０２は、第１のアンカーに取り付けられた第１のアンカーケーブルによって、海底沿いの第１の静止ロケーションに繋留させておくことができる。潮汐作用の間に水の干満によって変位容器５０２が水平方向に移動すると、アンカーケーブル５０３が第１のアンカーから外れ、変位容器の漂流後の位置に近接する海底沿いの第２のロケーション（例えば、第２のアンカー）に再接続させることができる。そのため、アンカーケーブルは、一端に、海底に取り付けられた第１のアンカーにアンカーケーブルを接続する接続機構を含んでいてもよい。アンカーケーブルの一端の接続機構は、第１のアンカーから外れ、ガイドケーブルまたはチェーンなどのリンク機構を介して海底に対して平行移動して、第２のアンカーに再接続することができる。例えば、接続機構は、ラッチ、クリップ、ピン、ローリング機構、および／またはロックを含むことができる。接続機構は、海底の様々なロケーションへのアンカーケーブルの接続、切断、および／または再接続を補助するために、モーターなどの制御機構をさらに含むことができる。リンク機構は、アンカーケーブルを第２のロケーションにある第２のアンカー（図示せず）に再接続することができる。  
【００９８】
本発明の別の態様では、変位容器５０２は、変位容器５０２の外面の１つから延在する抗力パネル５２１を含んでいてもよい。抗力パネル５２１により、潮汐流をより確実にとらえ、および／または下層流などの水中深くで発生する流れをさらにとらえることができる。抗力パネル５２１によってさらにとらえた抗力は、方向変換器によって力学的エネルギーに変換され、最終的に発電機によって電気に変換することができる付加的な力を提供することができる。例えば、抗力パネル５２１は、変位容器５０２の底面側に固定され、略下方に延びるものとすることができる。抗力パネル５２１は、変位容器の面と実質的に平行であってもよく、変位容器の面に対して角度を有していてもよい。抗力パネル５２１は、変位容器の底面の全幅に沿って延びるものであってもよく、一部の幅のみに沿って延びるものでよい。さらに、抗力パネル５２１は、変位容器から抗力パネル５２１上の任意の点まで延びる支持構造（例えば、補強バー）を含んでいてもよい。  
【００９９】
抗力パネル５２１は、変位容器から抗力パネル５２１を展開および格納することができるような制御機構を含んでいてもよい。例えば、抗力パネル５２１は、変位容器内で第１の格納位置に格納することができる。制御機構は、強い流れの条件が存在する時間など特定の時間に、第２の展開位置に抗力パネル５２１を制御可能に展開することができる。抗力パネル５２１が不要であれば、制御機構は、抗力パネル５２１を変位容器内の第１の位置に格納することができる。第１の位置は、代替的に、抗力パネル５２１が変位容器５０２の表面に実質的に隣接する構成であってもよい。抗力パネル５２１は、ヒンジに対して回転する（この回転は、制御機構によって制御される）ことで、第２の位置に展開することができる。制御機構は、変位容器５０２によって発生させたエネルギーにより動力が供給される流体圧力モーターまたは電気モーターを含むことができる。  
【０１００】
本発明の別の実施形態では、方向変換器は、複数のドラムおよび複数のアンカーケーブルを含み、多方向の水平移動を利用して電気を発生させることができる。複数のドラムおよび複数のアンカーケーブルを、変位容器内または変位容器の外側で様々な向きで使用することで、１本のケーブルが１つのドラムから繰り出されて発電機を作動させるときに、次の潮汐周期に備えて別のケーブルを別のドラムに巻き取ることができる。このようにして、変位容器が一方向に漂流したら、第１のドラムを発電機と連動させて発電し、変位容器が異なる方向に漂流したら、第２のドラムを連動させて発電することができる。変位容器の内部または外部に収容された複数のドラムと、海底沿いの、あるいは陸上の、様々な位置に固定された複数のアンカーケーブルとによるこのような特殊な構造により、潮汐作用の間の水の干満に起因する、変位容器の多方向の水平移動を活用することができる。代替的に、２つのドラムが動作可能に連結され、第１のドラムのケーブルが繰り出されると、第２のケーブルがそのドラムに自動的に巻き取られて、変位容器が他の／反対方向に移動するときに第２のケーブルが繰り出される準備がなされるようにすることもできる。
【０１０１】
例えば、少なくとも１つのアンカーケーブルにそれぞれ取り付けられた２つのドラムを変位容器内に配置して、変位容器が第１の方向に水平移動すると、第１のアンカーケーブルが第１のドラムから繰り出されて第１のドラムを回転させる一方、（第２の静止ロケーションに固定されている）第２のアンカーケーブルが、例えば、制御機構（例えば、ばねまたはモーター）により第２のドラムに巻き取られるように構成してもよい。変位容器が第１の水平方向に移動するとき第１のアンカーケーブルが繰り出されることによる第１のドラムの回転が、発電機に伝達されて発電する。潮汐作用の間の水の干満によって変位容器が第２の水平方向に漂流すると、上述のような制御機構によって第１のアンカーケーブルが第１のドラムに巻き取られるときに、第２のアンカーケーブルが第２のドラムから繰り出され、第２のドラムを回転させる。変位容器が第２の水平方向に動くとき第２のドラムの回転が、発電機に伝達されて発電する。第２のアンカーは、変位容器が再度第１の方向に移動するときに、第２のドラムに巻き取られるようにしてもよい。このように、一般的な移動方向の両方で移動中に電力を発生させることができる。  
【０１０２】
図２２は、本発明による双方向発電への一般的なアプローチを説明するもので、変位容器が潮汐作用の領域内における２つの略固定された位置の間に配置され、少なくとも１つの発電機および少なくとも１つの方向変換器が、変位容器またはいずれかの固定位置の一方に取り付けられている。この双方向発電アプローチは、他の単一方向発電の実施形態と比較すると、２倍の発電能力を可能にすることができる。一実施形態では、発電機は、潮汐作用により容器が第１の静止ロケーション２２０６ａ側に移動すると発電機が一方向に回り、潮汐作用により容器が第２の静止ロケーション２２０６ｂ側に移動すると発電機が反対方向に回転することで、各潮汐周期における干潮期・満潮期の両方で電力を発生させることができるように、変位容器２２０２に取り付けられ、２つの方向変換器を介して第１の静止ロケーション２２０６ａおよび第２の静止ロケーション２２０６ｂに連結されている。この実施形態では、発電機は、いずれかの回転方向で発電機を回転させることができる２つのドラムに連結させることができる。発電機とドラムの連結には、一対のケーブルを用いることができる。各ケーブルは、その一端が静止ロケーションの１つに固定され、反対側の端部は、ともに発電機ドラムの１つに巻き付けられるが、互いのケーブルは反対方向に巻き付けられるように構成される。変位容器２２０２が第１の方向に移動すると、発電機は第１の回転方向に回転し、変位容器２２０２が反対方向に移動すると、発電機は反対の回転方向に回転する結果、（憩潮時を除いて）発電機は、実質的に間断なく電力を発生させている。  
【０１０３】
さらに別の実施形態では、潮汐作用により変位容器２２０２が第１の方向に移動すると、発電機および方向変換器が一の回転方向に回転し、潮汐作用により変位容器２２０２が反対方向に移動すると、発電機および方向変換器が反対の回転方向に回転するように、発電機および方向変換器を第１の静止ロケーションに取り付け、容器および第２の静止ロケーションの両方に連結させることで、潮汐周期（すなわち、干満）の全期間を通じて電力を発生させるようにしてもよい。この場合においても、発電機は２つのドラムを有し、ケーブルは、１つのドラムから容器に固定された固定点まで、そこから第２の静止ロケーションのドラム（または同様の回転機構）まで、さらにそこから他の発電機ドラムまで延びる。ケーブルの端部は、それぞれの発電機ドラムに対して反対方向に巻き付けられ、変位容器２２０２が一方向および他方向に移動すると、発電機を反対方向に回転させる。  
【０１０４】
さらに別の実施形態では、潮汐作用により変位容器２２０２が第１の方向に移動すると、両方の発電機が回転して電力を発生させ、潮汐作用により変位容器２２０２が反対方向に移動すると、両方の発電機が回転（変位容器２２０２が第１の方向に移動する間の回転に対して反対の回転方向であるが、一方が他方に対して反対である必要はない）して、潮汐周期の全期間を通じて電力を発生させるように、発電機および方向変換器を静止ロケーションのそれぞれに取り付け、変位容器２２０２に連結することができる。このバージョンでは、単一のケーブルが容器の両端に固定され、両方の方向変換器のドラムに巻き付けられて、変位容器２２０２がどのように移動しても、その間に両方のドラムを回転させることができる。この実施形態では、各潮汐周期の間に２倍の発電電力を得ることができるだろう。  
【０１０５】
このように、潮汐エネルギー発生アセンブリー２２００は、反対側の静止ロケーション２２０６ａ，２２０６ｂに配置された２つの方向変換器２２０９ａ，２２０９ｂと、２つの方向変換器２２０９ａ，２２０９ｂを変位容器２２０２に接続するアンカーケーブル２２０３とを有する。図２２において、変位容器２２０２は、抗力パネル２２２１を含み、水の流れにより第１の方向２２２２ａに移動するときに、第１の方向変換器２２０９ａ内の発電機に連結されたドラムを繰り出し回転させることによって、発電する。潮汐が水流の方向を変えると、変位容器２２０２は、第１の方向とは反対の第２の方向２２２２ｂに移動する。変位容器２２０２は、第２の方向２２２２ｂに移動するときにも、第２の方向変換器２２０９ｂ内の発電機に連結されたドラムを繰り出し回転させることによって、発電する。  
【０１０６】
図６Ｂは、上述した図５Ａ〜５Ｃに関連する漂流または抗力を用いたエネルギー発生に適した変位容器フレーム６０２を示す。変位容器フレーム６０２は、図６Ａに示す方向変換器６０９のような方向変換器と組み合わせて使用することができる。変位容器フレーム６０２は、浮揚機構を含み、当技術分野で公知のように、水面で浮遊し、図６Ａに示す方向変換器６０９を保持するように構成することができる。変位容器フレーム６０２は、フレームを海洋環境から保護するために、当該技術分野において公知の材料を用いた防水の外板（skin）を含む構成とすることができる。変位容器フレーム６０２は、流線形の船体（外殻hull）を含み、変位容器フレーム６０２の底部からスロット７３０を通って延びる抗力パネルを含んでいてもよい。抗力パネルは、図５Ａ〜図５Ｃに関連して上述した抗力パネルと同様に機能する。  
【０１０７】
図６Ｃは、外板を有する変位容器６０２を示す。変位容器６０２は、防水外板で覆われた、図６Ｂに関して上述した構造またはフレームを含んでいてもよい。外板は、金属、複合材料、ポリマー、または海洋環境や潮汐作用による水の干満からの抗力に耐えることができる他の任意の適切な材料から形成することができる。変位容器６０２は、図５Ａ〜５Ｃに関して上述したような抗力パネル６１２をさらに含んでいる。この実施形態では、アンカーケーブル６０３は、抗力パネル６１２の両側で抗力パネル６１２に接続される。抗力パネル６１２沿いのアンカーケーブル６０３が接続される場所を、変位容器６０２の質量中心に対応する位置とすれば、潮流により変位容器６０２が漂流するとき、変位容器６０２は、アンカーケーブル６０３に作用する力を維持しながら、水中で比較的安定した状態を保つことができる。アンカーケーブル６０３の他端は、上述したように、少なくとも１つ方向変換器と、少なくとも１つの発電機に連結させてもよい。方向変換器および発電機は、図８および図９に関して後で詳述するように、陸上または海洋のプラットフォーム上に配置してもよい。  
【０１０８】
別の実施形態では、図７に示すように、変位容器７５２自体が、抗力パネルであっても（例えば、図７Ｂに示す変位容器フレームのない形態であっても）よい。変位容器７５２は、例えば、水の密度よりも小さい密度を有するバラストを有する中空プレートとすることで、中空プレート変位容器が水中で浮遊し続けるようにしてもよい。バラストは、変位容器を浮遊状態に維持するために付加的な浮力を発生させるべく変位容器７５２に固定された海中バラストであってもよい。一実施形態では、変位容器７５２によって発生させる浮力は、変位容器７５２の重量とほぼ等しくすることで、変位容器７５２が湾／海洋の底よりも高い位置で浮遊し続けるようにしてもよい。変位容器７５２は、水の干満によって生ずる力をとらえ続けるような任意の構成で（例えば、変位容器の角部で）、アンカーケーブル７５３に取り付けることができる。このような変位容器を２つもしくはそれ以上、例えば、溶接により一体に接合して、任意の望ましい大きさの、より大きな変位容器を作ることができる。２つ以上のこのような変位容器を一体に接合する場合、当該２つ以上の変位容器は、例えば、支柱によって間隔を空けて、変位容器内に間隙（gap）またはウィンドウ（window）を画定することができる。  
【０１０９】
変位容器７５２は、変位容器７５２の位置の表示、ＧＰＳ情報の提供、および／または更なる浮力の供給を行うように構成された浮揚装置７６０を含んでいてもよい。変位容器７５２または浮揚装置７６０は、潮汐エネルギー変換アセンブリーに関する情報をオペレーターに送信するように構成された処理または論理モジュールを含んでいてもよい。例えば、処理または論理モジュールは、流速、変位容器の速度、変位容器の位置、システムの効率、および浮力に対応するデータを記録するものであってもよい。処理モジュールは、（例えば、変位容器または浮揚装置７６０上に配置された）送信機に連結されて、記録したデータを送信機を用いてオペレーターに送信することができるようにしてもよい。送信機は、公知の無線送受信機であってもよい。  
【０１１０】
図８は、静止ロケーション８０６に方向変換器８０９ａ〜８０９ｆと発電機８１６ａ〜８１６ｆのアレイを有する変位容器８０２を示す。この実施形態では、１つの変位容器８０２が複数のアンカーケーブル８０３ａ〜８０３ｆに連結され、各アンカーケーブルは、静止ロケーション８０６に固定されたそれぞれの方向変換器８０９ａ〜８０９ｆに連結されている。一例として、静止ロケーション８０６は、陸地、桟橋、海底に繋留された海洋プラットフォーム、または海底でもよい。図８において、静止ロケーションは、変位容器が位置する水域に隣接する海岸（陸地）である。さらに、本明細書の開示を検討した後、当業者であれば、数ある利点の中でも特に、嵐による洪水や波に対する対策を提供するため、陸地のまたは可動位置上（例えば、さらに内陸の領域またはクレーン上）の任意の適切な区画を静止ロケーションにできることが認識されるであろう。したがって、本明細書に記載の方向変換器は、１本または複数本のアンカーケーブルが方向変換器を水中の１つまたは複数の変位容器に連結できるような、任意の適切な静止ロケーションに配置することができる。
【０１１１】
方向変換器８０９ａ〜８０９ｆは、それぞれが、上述した方向変換器と実質的に同様であってもよい。例えば、各方向変換器８０９ａ〜８０９ｆは、アンカーケーブル８０３ａ〜８０３ｆがそれぞれ巻き付けられたドラム８１３ａ〜８１３ｆを含んでいてもよい。さらに、各方向変換器８０９ａ〜８０９ｆは、変位容器８０２の移動に対して、それぞれ独立に連動状態となって発電する（または非連動状態となる）ことが可能である。潮汐作用の干満により変位容器８０２が静止ロケーション８０６から離れるように漂流すると、各アンカーケーブルは、それぞれのドラム８１３ａ〜８１３ｆに力を及ぼし、ドラム８１３ａ〜８１３ｆを回転させる。ドラム８１３ａ〜８１３ｆは、駆動歯車８１２ａ〜８１２ｆを含む軸８１５ａ〜８１５ｆに固定されており、駆動歯車８１２ａ〜８１２ｆは、上述した歯車箱と実質的に同様の歯車箱８１４ａ〜８１４ｆに連結されている。ドラム８１３ａ〜８１３ｆが回転して連動状態になると、駆動歯車８１２ａ〜８１２ｆが回転して力学的動力を歯車箱８１４ａ〜８１４ｆに伝達することができる。連動状態の歯車箱８１４ａ〜８１４ｆは、駆動歯車８１２ａ〜８１２ｆからの入力ＲＰＭを異なるＲＰＭ出力に変換して、発電機８１６ａ〜８１６ｆに伝達することができる。連動状態の歯車箱８１４ａ〜８１４ｆは、発電機８１６ａ〜８１６ｆ（例えば、上述した固定磁石発電機が採用可能である）に連結されている。連動状態の歯車箱８１４ａ〜８１４ｆは、発電機８１６ａ〜８１６ｆに力学的動力を伝達して、電力を発生させる。この電力は、１つ以上のバッテリを含むことができる貯蔵設備８２４に蓄えることができる。電力は、消費者に送電されて消費されるように、ワイヤー８０４を介して電力網に配電することができる。１つの方向変換器が連動状態から外れた状態では、対応するドラムは、変位容器およびアンカーケーブルが移動する際に依然として回転するが、駆動歯車、歯車箱または発電機は、その対応する発電機が発電しないように配置されて非連動状態となるよう構成することができる。  
【０１１２】
潮汐作用の干満により変位容器８０２が静止ロケーション８０６側へ戻るように漂流すると、制御機構は、アンカーケーブル８０３ａ〜８０３ｆの余剰分のたるみを巻き取ることができる。制御機構は、上述した制御機構と実質的に同様であってもよい。例えば、制御機構は、ドラム８１３ａ〜８１３ｆに連結されたばねまたはモーターであってもよい。  
【０１１３】
一実施形態では、各発電機８１６ａ〜８１６ｆは、同様のまたは異なる電気出力定格を有するものとすることができる。例えば、発電機８１６ａ〜８１６ｆは、それぞれ、１２５ＲＰＭで１５ｋＷの電気出力定格を有していてもよい。代替的に、各発電機は、異なる電気出力定格を有することができる。例えば、発電機８１６ａ〜８１６ｆは、１ｋＷ、５ｋＷ、１０ｋＷ、１５ｋＷ、２０ｋＷ、および２５ｋＷの異なる電気出力定格を有するものでもよい。別の例では、発電機８１６ａ〜８１６ｆは、１５ｋＷの同様の電気出力定格を有するものでもよい。  
【０１１４】
発電機アレイとして、１つまたは複数の発電機（すなわち方向変換器）を連動させ、他の発電機（または方向変換器）を非連動状態としてもよい。低い流速では、少数の発電機８１６ａ〜８１６ｆを連動させて電力を発生させ、高い流速では、より多くの発電機８１６ａ〜８１６ｆを連動させて電力を発生させる構成とすることができる。このようなアレイにより、１つの変位容器が、変位容器に作用する潮汐力に正比例し、単一の発電機の発電能力によって制限されない電気量の発電が可能となる。図８は変位容器８０２に連結された６つの発電機を示しているが、本発明は、この数の発電機に限定されず、変位容器の大きさ、予測される潮の強さ、および静止ロケーションの利用可能な面積に応じて、任意の適切な数の発電機を変位容器に連結することができる。  
【０１１５】
別の実施形態では、少なくとも１つ以上の発電機が潮汐周期全体を通して連動状態とされている間、変位容器を、上述したなロック機構を介して静止ロケーションから特定の距離だけ離してロックすることができる。ロック機構は、例えば、制御機構を通じて解放されるように構成し、制御機構が、変位容器を発電するのに適した速度で移動させるのに十分速い流れが存在すると判断したときに、変位機構を静止ロケーションに対して水平に漂流させるようにしてもよい。潮汐作用による水の干満によって生じる流れの速さが変化すると、潮汐エネルギー変換アセンブリーによる発電量も変化すると理解される。潮汐作用の干満によって生じる流れは、一般に、正弦波パターンで変化するため、発電量も同様に変化する。当業者であれば、流れの速度および／または上げ潮および下げ潮が潮汐周期全体を通して変化するのに応じて連動状態とする発電機の数または連動状態の発電機が回転する速度が変化してもよいことを認識するであろう。  
【０１１６】
図９は、陸地上に２つの方向変換器９０９ａ，９０９ｂを有する変位容器９０２ａ，９０２ｂと、滑車装置９２６を示し、２つの方向変換器は、単一の発電機９１６に取り付けられている。変位容器９０２ａ，９０２ｂは、図５Ａ〜５Ｃ、図７Ｃおよび図８に関して上述した変位容器と実質的に同様のものでよい。変位容器９０２ａ，９０２ｂは、それぞれ、静止ロケーション９０６から離して海洋に配置した滑車装置９２６に巻き掛けられたアンカーケーブル９０３に連結されている。滑車装置９２６は、軸に固定された滑車を含むものとし、滑車に掛かったアンカーケーブル９０３が、ほとんど抵抗なく移動することができるようにしてもよい。滑車機構の軸および滑車は、海洋のプラットフォームまたは他の構造体に固定することができる。アンカーケーブル９０３は、第１の端部が方向変換器９０９ａに接続され、第２の端部が方向変換器９０９ｂに接続されている。方向変換器は、上述したものと実質的に同様のものであり、駆動歯車９１２ａ，９１２ｂを含む軸９１５ａ，９１５ｂに固定されたドラム９１３ａ，９１３ｂを含む。駆動歯車９１２ａ，９１２ｂは、歯車箱９１４ａ，９１４ｂに動作可能に連結され、歯車箱９１４ａ，９１４ｂは、発電機９１６に動作可能に連結される。発電機９１６は、貯蔵設備９２４に接続させてもよく、ワイヤー９０４で直接電力網に接続させてもよい。  
【０１１７】
潮汐作用の干満により変位容器９０２ａ，９０２ｂが静止ロケーション９０６側に向かって水平な第１の方向に漂流すると、アンカーケーブル９０３が第１の方向変換器９０９ａに力を加え、第１の方向変換器９０９ａが力学的動力を発電機８１６に伝達して電力を発生させる。第２方向変換器９０９ｂは、例えば、上記と同様の制御機構を使用することにより、アンカーケーブル９０３の余分なたるみを巻き取ることができる。潮汐作用による水の干満によって、変位容器９０２ａ，９０２ｂが静止ロケーション９０６から離れる第２の異なる水平方向に漂流すると、アンカーケーブル９０３が第２の方向変換器９０９ｂに力を加え、第２の方向変換器９０９ｂが力学的動力を発電機９１６に伝達して電力を発生させる。このようにして、滑車装置９２６は、潮汐作用または他の流れに起因する水の干潮と満潮の両方を利用して電力を発生させることを可能にする。代替的な実施形態では、第２の方向変換器９０９ｂを、第２の発電機（図示せず）に動作可能に連結してもよい。第２の発電機は、第１の発電機９１６と同様のまたは異なる電気出力定格を有していてもよい。  
【０１１８】
図９の代替的な実施形態では、アンカーケーブルは（２つの端部を有するアンカーケーブルではなく）切れ目のないループであってもよい。この実施形態では、方向変換器は、アンカーケーブルが巻き付けられる軸である（ドラムではない）。変位容器が静止ロケーションに向かって、あるいは静止ロケーションから離れるように漂流して、アンカーケーブルの一方側を引っ張るので、アンカーケーブルは軸を回転させ、そのような軸の動きが１つ以上の発電機を作動させるように構成される。  
【０１１９】
別の実施形態では、アンカーケーブル９０３の少なくとも一部を、例えば、変位容器の所望の動作深度となるように、水中に沈めることができる。この実施形態では、アンカーケーブルは、近位端において、陸地上の静止ロケーションに取り付けられ、方向変換器および発電機に動作可能に連結されてもよい。この近位端から、（アンカーケーブル９０３の遠位端を含む）アンカーケーブル９０３の遠位部を、１つまたは複数の接続部（水面下の、例えば、湾／海洋の底または水中のプラットフォームに位置するアンカーまたは滑車など）に通すことで水中に沈めることができる。アンカーケーブル９０３を接続部に通した後、変位容器を、アンカーケーブル９０３の遠位部沿いの任意の点もしくはアンカーケーブル９０３の遠位端で連結することができる。変位容器が静止ロケーションに対して第１の水平方向に移動すると、アンカーケーブル９０３は、上述したように、発電のために作動させることができる。変位容器は、上述したような複数の水中のアンカーケーブルに取り付けることができる。このような他の水中アンカーケーブルの近位端は、他の静止ロケーションに取り付けられ、その静止ロケーションで、他の方向変換器および／または発電機に動作可能に連結させることができる。変位容器が静止ロケーションに対して別の水平方向に移動すると、この他のアンカーケーブルが駆動されて発電することができる。各方向変換器は、上述したように、ケーブルを巻き取るための制御機構を含むことができる。  
【０１２０】
さらに別の実施形態では、変位容器を、水中の第１のアンカーケーブル９０３の遠位端と、水中の第２のアンカーケーブルの遠位端に取り付けてもよく、水中の第１のアンカーケーブル９０３は、変位容器から離れるように一方向に延び、水中の第２のアンカーケーブルは、変位容器から離れるように反対方向に延びる。水中の第２のアンカーケーブルは変位容器から離れるように延びるので、第２のアンカーケーブルの遠位部は、この水中の第２のアンカーケーブルを変位容器および水中の第１のアンカーケーブル９０３側へ戻す滑車に通され、水中の第２のアンカーケーブルの近位端は、アンカーケーブル９０３と同じ静止ロケーションに取り付けられる。第２のアンカーケーブルの近位端は、静止ロケーションでアンカーケーブル９０３と同じまたは異なる方向変換器および発電機に動作可能に連結させることができる。この配置では、潮が引くと第１の水中のアンカーケーブルを作動させ、潮が満ちると第２の水中のアンカーケーブルを作動させるので、潮の干満のいずれにおいても、変位容器に生じる抗力によってエネルギーを発生させることができる。
【０１２１】
図１０は、上述したように、そしてさらに以下に説明するように、回転可能に構成された変位容器１０００の底面図を示す。変位容器１０００は、上記および下記の浮揚装置７によって、水に浮くように構成することができる。変位容器１０００は、潮汐作用および／または他の水流による水の流れから抗力をとらえるように構成した第１の面１００２ａおよび第２の面１００２ｂを有する抗力パネル１００２を含む。第１の面１００２ａおよび第２の面１００２ｂは、実質的に平坦として示しているが、以下でより詳細に説明するように、抗力をとらえる作用を向上させる（または低減する）任意の適切な形状を有するように適合させることができる。  
【０１２２】
本発明の一態様による角度制御の一般的な場合を説明すると、変位容器１０００は、抗力パネル１００２から延びて、水中で抗力パネル１００２の向きを制御可能に調整するように構成された制御ケーブル１００８ａ，１００８ｂをさらに含む。制御ケーブル１００８ａ，１００８ｂは、一端が連結機構１００９を介してアンカーケーブル１００３に連結されてもよく、アンカーケーブル１００３は、上述したように、静止ロケーションで方向変換器および発電機にさらに接続させてもよい。各制御ケーブル１００８ａ，１００８ｂは、別の端部で、変位容器１０００上、あるいはその内部に取り付けられた（通常１０２０ａ，１０２０ｂとして示される）調整／制御機構（例えば、モーターおよびドラムアセンブリーまたはウインチ）に連結されてもよい。各制御機構１０２０ａ，１０２０ｂは、それぞれの制御ケーブルを独立して巻き取りおよび／または繰り出し、水中で変位容器を回転させることができる。例えば、第１の制御機構１０２０ａは、制御ケーブル１００８ａを巻き上げ（または短縮し）て、第２の制御機構１０２０ｂは、制御ケーブル１００８ｂを繰り出す（または延長す）ことで、変位容器１０００を時計回り方向に回転させて、抗力パネル１００２に作用する抗力の量を制御可能に調整することができる。第１の制御機構１０２０ａおよび第２の制御機構１０２０ｂは、逆動作、すなわち第１の制御機構１０２０ａが制御ケーブル１００８ａを繰り出し、第２の制御機構１０２０ｂが制御ケーブル１００８ｂを巻き上げることにより、変位容器１０００を反対方向（反時計回り）に回転させることもできる。当業者であれば、単一のモーター／ドラムまたはウインチを、反対方向に取り付けられたケーブルとともに使用して、ドラム／ウインチが回転すると、一方のケーブルを繰り出し、他方のケーブルを巻き取ることができることも認識するであろう。抗力パネル１００２に作用する抗力を制御可能に調整するために水中で回転可能な変位容器１０００を設けることによって、発電機で発生させる電気量も制御可能に調整することができる。  
【０１２３】
別の実施形態では、抗力パネルが変位容器の軸線に対して旋回することができるように、抗力パネルを変位容器に連結することができる。この実施形態では、制御ケーブルを抗力パネルに連結して、変位容器全体を回転させることなく抗力パネルを回転させてもよい。代替的に、モーターなどの制御機構を、抗力パネルの回転を制御するために抗力パネルが固定された軸に連結してもよい。さらに別の実施形態では、変位容器が、変位容器の底面から水中に延びる複数の抗力パネルを含んでいてもよい。この実施形態では、各抗力パネルを、抗力パネルが回転するように軸に固定することができる。制御機構を各軸に連結して、個々の抗力パネルの回転を制御することができる。  
【０１２４】
図１１Ａは、上述したように、そして以下にさらに説明するように、回転可能に構成され、代替的な表面形状を有する変位容器１１０２の等角正面図を示す。変位容器１１０２は、浮揚装置１１６０ａ，１１６０ｂによって支持された抗力パネル１１２１を含む。浮揚装置１１６０ａ，１１６０ｂは、図７Ｄに関して上述した浮揚装置と同様であってもよく、抗力パネル１１２１が水面より下の特定の距離に配置され、水流からの抗力をとらえることができるように、水面またはその近くに浮遊するように構成することができる。この実施形態では、抗力パネル１１２１は、それぞれ非平坦形状を有する第１の面１１２１ａおよび第２の面１１２１ｂを含む。一例では、図１１Ａに示すように、抗力パネル１１２１は、面１１２１ａ，１１２１ｂに放物面形状または凹形状を含み、平面パネルよりも効果的に潮汐作用および／または潮流からの抗力をとらえる作用を向上させることができる。上述したことから、当業者であれば、抗力パネル１１２１の面１１２１ａ，１１２１ｂが、抗力パネル１１２１に作用する抗力をとらえる作用を向上させる（または低減する）他の適切な形状を含んでもよいことを理解するであろう。  
【０１２５】
抗力パネル１１２１は、布地、金属、複合材、アモルファス金属合金、またはポリマーで作ることができる。潮流が比較的遅い場所で動作するように構成された変位容器の実施形態では、布地の抗力パネルで十分である。潮流がより強い場所での他の実施形態では、金属またはポリマー製の抗力パネルが好ましいことがある。  
【０１２６】
図１１Ａ〜１１Ｄの変位容器１１０２は、アーム１１３８ａ〜１１３８ｃと一緒に示されている。変位容器には任意の適切な数のアームを使用することができ、あるいはアームが全くない変位容器とすることができる。図１１Ａ〜１１Ｄに示す実施形態では、アーム１１３８ｂがヒンジ１１０６ａを介して抗力パネル１１２１に連結され、アーム１１０４ａが抗力パネル１１２１に対して揺動することができる。同様に、アーム１１３８ｂは、ヒンジ１１０６ｂを介して抗力パネル１１２１に連結され、抗力パネル１１２１のアーム１１３８ａとは反対側に配置することができる。第３のアーム１１３８ｃは、アーム１１３８ａ，１１３８ｂについて上述したものと同様のヒンジを介して、抗力パネル１１２１の別の面に連結することができる。アーム１１３８ａ〜１１３８ｃ（図１１Ａ〜図１１Ｄに概念的に示す）は、抗力パネル１１２１と実質的に同じ長さＤ１を有してもよく、または長さＤ１よりも長くても短くてもよい。好ましくは、アーム１１３８ａ，１１３８ｂは、長さがそれぞれ長さＤ１よりも長く、アーム１１３８ｃは、長さＤ２よりも長い長さを有する。ヒンジ１１０６ａ〜１１０６ｃにより、変位容器１１０２がアンカーケーブル１１０３に対して水中でその向きを変えるときに、アーム１１３８ａ〜１１３８ｃが変位容器１１０２に対して揺動することが可能になる。ケーブルを内包した複数のアームの使用することで、ケーブルの摩耗を最小限にし、ケーブルの絡まりを防ぎ、および／またはケーブルがバージまたは変位容器の下に落下するのを防ぐ。  
【０１２７】
アーム１１３８ａ〜１１３８ｃは、それぞれ、制御ケーブル１１２８ａ〜１１２８ｃを収容し、これらのケーブルは、一端がアンカーケーブル１１０３の第１の端部で接続部１１１１を介してアンカーケーブル１１０３に連結され、他端が、以下でより詳細に説明するように、変位容器上、あるいはその内部にあってもよい。接続部１１１１は、例えば、金属リング、ラッチ、クリップ、ケーブルループ、または制御ケーブル１１２８ａ〜１１２８ｃをアンカーケーブル１１０３に接続するための他の任意の適切な連結装置を含んでいてもよい。アンカーケーブル１１０３は、さらに、図８および図９に関して上述したように、アンカーケーブル１１０３の第２の端部で、方向変換器に連結されている。上述したように、方向変換器は、発電機に動作可能に連結されてもよく、方向変換器および発電機の両方は、陸地またはバージなどの静止ロケーションに配置されていてもよい。上記および下記のアンカーケーブル、方向変換器、および／または発電機のいずれかを、変位容器１１０２と一緒に使用することができる。  
【０１２８】
アームを有する変位容器１１０２の実施形態では、各制御ケーブル１１２８ａ〜１１２８ｃが、それぞれのアーム１１３８ａ〜１１３８ｃ内に（部分的にまたは全体的に）入れられ、導管（図１２Ａ〜図１２Ｃに関して以下でさらに詳細に説明する）を通るようにされていてもよい。図１１Ａ〜図１１Ｄに示すように、制御ケーブル１１２８ａ〜１１２８ｃ（点線で部分的に示す）は、アーム１１３８ａ〜１１３８ｃを通過して、一端が制御機構１１２０ａ〜１１２０ｃにそれぞれ連結する。制御機構１１２０ａ〜１１２０ｃは、変位容器上に、あるいは変位容器内にあってもよく、制御ケーブル１１２８ａ〜１１２８ｃを巻き取りおよび／または繰り出して、変位容器１１０２を水中で回転させるように構成することができる。各制御機構１１２０ａ〜１１２０ｃは、それぞれの制御ケーブルを独立して巻き取りおよび／または繰り出して、変位容器の端部とアンカーケーブル１１０３との間の距離を変化させ、変位容器１１０２を水中で回転させることができる。例えば、変位容器１１０２内に収容された第１の制御機構１１２０ａが、制御ケーブル１１２８ａを巻き取り、変位容器１１０２内に収容された第２の制御機構１１２０ｂが、制御ケーブル１１２８ｂを繰り出して、水中で変位容器１１０２の向きを変化させ、変位容器１１０２を時計回りに回転させることができる。代替的に、第１の制御機構１１２０ａが、制御ケーブル１１２８ａを繰り出し（unwind/release）、第２の制御機構１１２０ｂが、制御ケーブル１１２８ｂを巻き取り、水中で変位容器１１０２の向きを変え、変位容器１１０２を反時計回りに回転させることもできる。操作者は、水中で変位容器１１０２の向きを変えて、抗力パネル１１２１に作用する抗力の量を調整し、最終的に発生する電気量を制御可能に調節することができる。  
【０１２９】
一実施形態では、アーム１１３８ａ，１１３８ｂの長さは、制御ケーブル１１２８ａ，１１２８ｂが抗力パネル１１２１の両側から延びて、抗力パネル１１２１の表面に接触することなくアンカーケーブル１１０３に接続するように、長さＤ１よりも長くすることができる。同様に、アーム１１３８ｃは、アンカーケーブル１１２８ｃが抗力パネル１１２１の両側から延びて、抗力パネル１１２１の表面に接触することなくアンカーケーブル１１０３に接続するように、長さＤ２を超えて延びていてもよい。この構成は、制御ケーブル１１２８ａ〜１１２８ｃが動作中に抗力パネル１１２１に接触することを防止および／または制御ケーブル１１２８ａ〜１１２８ｃに摩擦摩耗が発生することを防止するのに有益である。  
【０１３０】
図１１Ａ〜図１１Ｄは、アーム１１３８ａ〜１１３８ｃの導管を通過する制御ケーブル１１２８ａ〜１１２８ｃを有するアーム１１３８ａ〜１１３８ｃを示す一方で、図１０に関して上述した別の実施形態では、どのアームも通過せずに、制御ケーブル１１２８ａ〜１１２８ｃを、変位容器１１０２に直接取り付けている。制御ケーブル１１２８ａ〜１１２８ｃは、変位容器１１０２上またはその内部（例えば、浮揚装置１１６０ａ，１１６０ｂの一方または両方の内部あるいは抗力パネル１１２１の内部など）にある制御機構１１２０ａ〜１１２０ｃに直接連結させてもよい。上述したように、制御機構１１２０ａ〜１１２０ｃは、制御ケーブル１１２８ａ〜１１２８ｃを巻き取りおよび／または繰り出して、アンカーケーブル１１０３からの変位容器１１０２の距離および向きを調整し、アーム１１３８ａ〜１１３８ｃを用いて、変位容器１００２の実施形態に関して上述したのと同様の方法で、水の流れに対して抗力パネル１１２１の向きを決めることができる。
【０１３１】
動作中、変位容器１１０２は、抗力パネル１１２１の第１の面１１２１ａが、水流を受けて抗力パネルに及ぼされた圧力に起因する抗力をとらえるように、水中に配置される。変位容器１１０２を回転させるために、第１の制御機構１１２０ａは、制御ケーブル１１２８ａを単独で、あるいは第２の制御機構１１２０ｂが制御ケーブル１１２８ｂを繰り出す（または巻き取る）間に、巻き上げまたは繰り出すことができる。第１の制御機構１１２０ａが第１の制御ケーブル１１２８ａを巻き取る（または繰り出す）と、変位容器の第１の面１１２１ａがアンカーケーブル１１０３に対してその距離を変化させ、変位容器は、アンカーケーブルおよび水流に対してその向きを変えることができるようになる。変位容器１１０２がヒンジアームを有する場合、ヒンジ１１０６ａ〜１１０６ｃにより、変位容器１１０２がアンカーケーブル１１０３に対して水中でその向きを変えるとき、アーム１１３８ａ〜１１３８ｃが、変位容器１１０２に対して自由に揺動することが可能になる。変位容器１１０２の第１の面１１２１ａが水流に対して垂直であると、変位容器１１０３は、変位容器１１０２が水流に対して別の角度に配向された場合よりも、より大きな抗力を受けることがある。変位容器１１０２が垂直でない角度に回転すると、抗力パネル１１２１の抗力が減少し、変位容器１１０２に作用する抗力の量を動作中に制御可能に調整することができる。作用する抗力の量を変化させるために水中で回転させることができるそのような変位容器１１０２は、ピーク電気使用時間の間により多量の抗力をとらえ、非ピーク電気使用時間の間に少量の抗力をとらえるように構成することができる。他の潜在的な利点の中で、このような制御された調整性は、装置に不要な応力がかかることを低減し、装置の耐用年数を延ばすことを助長することができる。  
【０１３２】
図１１Ｂは、図１１Ａの変位容器１１０２の底面図を示す。上述したように、変位容器１１０２は、第１の面１１２１ａおよび第２の面１１２１ｂを有する抗力パネル１１２１を含む。第１の面１１２１ａおよび／または第２の面１１２１ｂは、水流からの抗力をとらえる作用を増加させるように構成された放物面形状または凹形状を含むことができる。変位容器１１０２は、変位容器１１０２から延びて、ヒンジ１１０６ａ〜１１０６ｃを介して抗力パネル１１２１に連結されたアーム１１３８ａ〜１１３８ｃをさらに含む。アーム１１３８ａ〜１１３８ｃは、それぞれ、部分的にそれぞれの制御ケーブル１１２８ａ〜１１２８ｃ（点線で示す）を収容し、制御ケーブル１１２８ａ〜１１２８ｃは、連結機構１１１１を介してアンカーケーブル１１０３に連結されている。  
【０１３３】
図１１Ｂに示すように、変位容器１１０２は、変位容器１１０２のヒンジ１１０６ａ，１１０６ｂとは反対側の端部に位置する停止機構１１３５ａ，１１３５ｂをさらに含む。停止機構１１３５ａ，１１３５ｂは、アーム１１３８ａ，１１３８ｂが抗力パネル１１０２に衝突して、損傷させることがないように、アーム１１３８ａ，１１３８ｂの動作範囲を制限するように構成されている。停止機構１１３５ａ，１１３５ｂは、例えば、ゴム、金属、またはポリマーを含む任意の最適な材料から製造される。当業者であれば、アーム１１３８ａ，１１３８ｂの動作を制限するために、停止機構１１３５ａ，１１３５ｂを、抗力パネルに沿った任意の点に配置することができることを認識するであろう。任意追加的に、追加の停止機構を使用して、抗力パネル１１２１のいずれかの面で第３のアーム１１３８ｃの動作範囲を制限してもよい。  
【０１３４】
同時に、図１１Ｂ〜１１Ｄは、変位容器の回転を示す。図１１Ｂでは、抗力パネル１１２１の第１の面１１２１ａが連結機構１１１１側を向き、面１１２１ｂは連結機構１１１１とは反対側を向いている。第２の制御機構１１２０ｂにより制御ケーブル１１２８ｂの長さが長くなり、第１の制御機構１１２０ａにより制御ケーブル１１２８ａの長さが短くなると、変位容器１１０２は時計回りに回転し、第１の面１１２１ａを連結機構１１１１に背を向けるように回転させ、第２の面１１２１ｂを連結機構１１１１側を向くように回転させることができる。変位容器１１２１を回転することで、水流をとらえることができる抗力パネルの表面積を調節する。  
【０１３５】
図１１Ｃでは、変位容器１１０２は、図１１Ｂおよび図１１Ｄの構成の間の回転途中にある。特に、変位容器１１０２上またはその内部に存在する第１の制御機構１１２０ａによって制御ケーブル１１２８ａの長さが短くされ（すなわち巻き取られ）、図１２Ａ〜図１２Ｃに関してより詳細に述べたように、変位容器１１０２上またはその内部に存在する第２の制御機構１１２０ｂによって制御ケーブル１１２８ｂの長さが同時に長くされると、抗力パネル１１２１の第１の面１１２１ａは、時計回りに回転している。  
【０１３６】
図１１Ｄは、変位容器１１０２の回転の完了を示しており、この時点では、第２の面１１２１ｂが連結機構１１１１側を向き、第１の面１１２１ａが連結機構とは反対側を向いている。図１１Ｄでは、図１１Ｂおよび図１１Ｃの状態と比較して、制御ケーブル１１２８ａは短くなっている。反対に、図１１Ｂおよび図１１Ｃの状態と比較して、制御ケーブル１１２８ｂは、図１１Ｄでは長くなっている。図１１Ｄに示す変位容器は、上述したのと実質的に同様の方法で、図１１Ｂの状態まで戻るように回転させてもよい。  
【０１３７】
図１１Ｅは、変位容器１１０２の側面図を示す。図７Ｄに示す浮揚装置の説明に加えて、浮揚装置１１６０を２つ以上の区画１１２３ａ，１１２３ｂに分割してもよい。第１の区画１１２３ａは、防水性を有するおよび／または上述した制御機構のような装置を収容する構成とすることができる。第２の区画１１２３ｂは、例えば、変位容器１１０２の浮力を維持するための材料（例えば、浮揚装置１１６０の浮力を増加させるための気体）を含んでいてもよい。当業者であれば、両方の区画１１２３ａ，１１２３ｂを、浮力を維持する材料を収容および／または装置を収容するように構成してもよいことを認識するであろう。  
【０１３８】
図１２Ａは、変位容器１２０２の背面図を示す。変位容器１２０２は、浮揚装置１２６０ａ，１２６０ｂによって支持された抗力パネル１２２１を含む。浮揚装置１２６０ａ，１２６０ｂは、抗力パネル１２２１が水面より下の所定の距離に配置されるように、水面またはその近くに浮くように構成される。図１２Ａに示すように、浮揚装置１２６０ａ，１２６０ｂは、水より上が第１の直径を有する第１の断面を含む。浮揚装置１２６０ａ，１２６０ｂは、水の下が第２のより小さい径を有する第２の断面までテーパしている。  
【０１３９】
図１２Ａ〜１２Ｃの変位容器１２０２は、トラス状構造体を含むアーム１２３８をさらに含んでいる。アーム１２３８は、アーム１２３８が抗力パネル１２２１に対して揺動することを可能にするヒンジ１２０６を介して、抗力パネル１２２１に連結することができる。一例として、アーム１２３８は、アーム１２３８に沿って浮揚装置１２６０ａ内に延びる中央導管１２１３の中に制御ケーブル１２２８を収容している。中央導管１２１３を通して、制御ケーブル１２２８は、アーム１２３８を通って延び、変位容器１２０２内（例えば、図７Ｄを参照して説明した浮揚装置１２６０ａ内など）に収容された制御機構に連結され、収容されてもよい。  
【０１４０】
図１２Ｂは、変位容器１２０２の上面図を示す。上述したように、変位容器１２０２は、第１の面１２２１ａと第２の面１２２１ｂを有する抗力パネル１２２１を含む。変位容器１２０２は、変位容器１２０２から延びて、ヒンジ１２０６ａ，１２０６ｂを介して抗力パネル１２２１に連結されているアーム１２３８ａ，１２３８ｂをさらに含む。アーム１２３８ａ，１２３８ｂは、それぞれ、それぞれの制御ケーブル１２２８ａ，１２２８ｂに連結され、制御ケーブル１２２８ａ，１２２８ｂは、アンカーケーブル１２０３に連結されている。
【０１４１】
図１２Ｃは、変位容器１２０２の側面図を示す。変位容器１２０２は、浮揚装置１２６０によって支持された抗力パネル１２２１を含む。変位容器１２０２は、各アーム１２３８ａ，１２３８ｂが変位容器１２０２に対して揺動できるように、ヒンジ１２０６ａ，１２０６ｂを介して抗力パネル１２２１に連結されるアーム１２３８ａ，１２３８ｂをさらに含む。アーム１２３８ａ，１２３８ｂは、互いに抗力パネル１２２１の反対側に配置されてもよい。アーム１２３８ａは、中央導管１２１３を通過し、浮揚装置１２６０内に格納された第１の制御ケーブル１２２８ａを収容する。同様に、アーム１２３８ｂは、変位容器１２０２内（例えば、浮揚装置１２６０内など）に収容することができる第２の制御ケーブルを収容する。制御ケーブルは、上述したように、陸地またはバージのような静止ロケーションに配置された方向変換器および発電機にも連結されたアンカーケーブルに連結される。  
【０１４２】
（例えば、図７Ｄで）上述したように、浮揚装置１２６０は、２つ以上の区画１２２３ａ，１２２３ｂに分離してもよい。第１の区画１２２３ａは、防水性を有するおよび／または制御ケーブル１２２８ａを巻き取りおよび／または繰り出すように構成された制御機構１２２０のような設備を収容する構成とすることができる。制御機構１２２０は、例えば、モーター、ウインチ、または軸に取り付けられたドラムおよびばねを備えるものでもよい。第２の区画１２２３ｂは、浮揚装置１２６０の浮力を増加させるために、変位容器１２０２の浮力を維持するための材料（例えば、気体）を含んでいてもよい。当業者であれば、いずれかの区画１２２３ａ，１１２３ｂを、変位容器１２０２の浮力を維持するための材料を収容および／または制御機構１２２０を収容するように構成してもよいことを認識するであろう。  
【０１４３】
図１３Ａおよび図１３Ｂは、放物面形状を有する抗力パネル１３２１を有する変位容器１３０２のレンダリングを示す。変位容器１３０２は、上述した変位容器と実質的に同様のものであり、水面またはその近くに浮くように構成された浮揚装置１３６０ａ，１３６０ｂによって支持された抗力パネル１３２１を含む。抗力パネル１３２１は、平面抗力パネルよりも効果的に抗力をとらえるように構成された第１の面１３２１ａと第２の面１３２１ｂを含む。特に、第１の面１３２１ａおよび第２の面１３２１ｂは、水流から抗力をとらえるように構成された放物面形状を含む。当業者であれば、２つの面１３２１ａ，１３２１ｂが同一形状である必要はないことを認識するであろう。一例では、第１の面１３２１ａが放物面形状を含み、第２の面１３２１ｂが平坦面（例えば、図１２Ａ〜１２Ｃの変位容器１２０２の面１２２１ａ，１２２１ｂ上に示す平坦面）を含んでいてもよい。抗力パネルは回転させることができるので、操作者は、水流の方向に向ける面を選択することで、変位容器のさらに高度な調整と制御を可能にすることで、発電の調整または制御を行うこともできる。  
【０１４４】
図１４Ａおよび１４Ｂは、別の表面形状を有する抗力パネル１４２１を有する変位容器１４０２のレンダリングを示す。変位容器１４０２は、上述した変位容器と実質的に同様のものであり、浮揚装置１４６０ａ，１４６０ｂによって支持される抗力パネル１４２１を含む。抗力パネル１４２１は、平面抗力パネルよりも効果的に抗力をとらえるように構成された第１の面１４２１ａおよび第２の面１４２１ｂを含む。特に、第１の面１４２１ａおよび第２の面１４２１ｂは、２つの長方形の輪郭の間にロフトカットを含む。当業者であれば、２つの面１４２１ａ，１４２１ｂが同じである必要がないことを認識するであろう。一例では、第１の面１４２１ａがロフトカットを含み、第２の面１４２１ｂは、図１２Ａ〜１２Ｃの変位容器１２０２の面１２２１ａ，１２２１ｂに示す平坦面のような平坦面を含んでいてもよい。別の実施形態では、第１の面１４２１ａおよび／または第２の面１４２１ｂは、凹面を含んでいてもよい。  
【０１４５】
図１５Ａは、潮汐エネルギー発生システム１５００のレイアウトの上面図、図１５Ｂおよび図１５Ｃはその側面図を示し、潮汐エネルギー発生システム１５００は、変位容器１５０２と、例えば、作業バージまたはスパッドバージなどのバージ１５０１上に配置された方向変換器１５０９とを含む。潮汐エネルギー発生システム１５００は、当技術分野で公知のように、水面１５１８またはその近くに浮かぶ（または固定された）バージ１５０１である静止ロケーションまたはその上に配置された方向変換器１５０９を含む。水面１５１８に固定されている場合、バージ１５０１は、水域（例えば、海洋、湾または海）の底に打ち込まれ、バージ１５０１自体と連結されて、水面の波による運動などの動きを防止するパイロンを含んでいてもよい。別の実施形態では、バージは、バージが漂流することを防止するための繋留システムを含んでいてもよい。  
【０１４６】
上述したように、方向変換器１５０９はアンカーケーブルに連結され、アンカーケーブルは、方向変換器１５０９から延びて、水中で変位容器まで延びる。変位容器は、本明細書に記載の変位容器のいずれかを含むことができ、これらの変位容器は、潮汐作用による上げ潮／下げ潮からのエネルギーまたは潮汐作用または他の流れによる水流からの抗力をとらえるように構成されている。方向変換器１５０９は、本明細書に記載の方向変換器と同様のものであってもよく、軸上に配置されたドラム１５１３および駆動歯車１５１２を含んでいてもよい。アンカーケーブル１５０３はドラム１５１３に連結され、ドラム１５１３の回転時に巻き取り／繰り出しすることができる。一実施形態では、張力計１５３４がアンカーケーブル１５０３に連結され、アンカーケーブル１５０３に作用する力のデータを操作者に供給することができる。上述したように、駆動歯車１５１３は、１つ以上の発電機１５１６ａ〜１５１６ｃに直接（または歯車箱を介して間接的に）連結してもよい。発電機１５１６ａ〜１５１６ｃは、例えば、１５ｋＷの固定磁石発電機および／または１００ｋＷの固定磁石発電機のような、本明細書に記載された１つまたは複数の発電機のうちの１つまたは複数を含んでいてもよい。  
【０１４７】
方向変換器１５０９は、ドラムを回転させ、アンカーケーブルを巻き取り／繰り出しする逆転制御機構１５２０（例えば、モーターまたはウインチ）をさらに含んでいてもよい。このような制御機構１５２０は、数ある利点の中でも特に、保守／修理のためにアンカーケーブル１５０３（したがって、変位容器）をバージ１５０１に巻き戻すのに有益である。潮汐エネルギー発生システム１５００は、流体動力（hydraulic power）を必要とするバージ１５０１上の任意の構成要素（例えば、逆転制御機構１５２０）に流体動力を供給することができる流体動力機構１５３２をさらに含んでいてもよい。潮汐エネルギー発生システム１５００は、水面１５１８の下でアンカーケーブルの向きを定めるためのピボットフレーム１５３６をさらに含んでいてもよい。ピボットフレーム１５３６は、水面１５１８下でアンカーケーブルの向きを変えるように構成された１つまたは複数の滑車１５２６ａ，１５２６ｂを含んでいてもよい。  
【０１４８】
一実施形態では、本明細書に記載されたすべての潮汐エネルギー発生システムは、均等巻きアセンブリー１５４８を含んでいてもよく、均等巻きアセンブリー１５４８は、アンカーケーブル１５０３がそれぞれのドラム１５１３に巻き付けられるときに、ドラム１５１３の周囲に巻き付けたアンカーケーブル１５０３の各一巻きが前回の一巻きの隣にきつく巻かれるように向きを調整することで、アンカーケーブル１５０３の均一な巻き付けを維持するように構成されている。均等巻きアセンブリー１５４８は、アンカーケーブル１５０３がドラム１５１３の周囲に巻き付けられるときに、ドラム１５１３に沿って均一に巻かれるようにアンカーケーブル１５０３を案内するガイド機構を含んでいてもよい。一実施形態では、ガイド機構は、アンカーケーブルが通過するスロットを備えたプレートを含んでいてもよい。ガイド機構は、アンカーケーブルの水平方向の動きを防止するために、２つ以上の対向配置された垂直ローラをさらに含んでいてもよい。ガイド機構は、１つまたは複数の軸に連結されてもよく、当該軸はさらに、ドラム１５１３が完全に一回転すると、ガイド機構がドラムの回転軸線に沿って第１の方向にドラム１５１３の所定の長さだけ移動するように、駆動歯車１５１２に（任意追加的に歯車機構にも）に連結される。ガイド機構が移動する所定の長さは、アンカーケーブル１５１３の直径の関数とすることができる。ガイド機構がドラム１５１３の全長分移動した後、ガイド機構は、その移動方向を切り替えて、第１の方向とは反対の第２の方向に移動してもよい。ガイド機構が第２の方向にドラムの長さ分移動した後、この処理を繰り返してもよい。１つまたは複数の軸は、軸周りに螺旋状に配置された溝またはねじ山を含んでいてもよい。均等巻きアセンブリー１５４８は、第１の溝に沿って第１の方向に移動し、ドラムの全長分移動した後、均等巻きアセンブリーは、第１の溝と交差する第２の溝に沿って移動してもよい。  
【０１４９】
さらに、アンカーケーブル１５１３は、（例えば、引っ掛かりを防止することで）ケーブルの寿命とスプール動作を改善するために、所定の角度でドラム１５１３に接近するように構成することができる。特に、アンカーケーブルの接近角度（当該技術分野ではフリート角としても公知である）が特定のアセンブリーの設定に最適であるように、滑車１５３６とドラム１５１３との間で距離Ｄを選択することができる。一実施形態では、フリート角を０度〜１５度の範囲とすることができる。別の実施形態では、フリート角を０．２５度〜５度の範囲とすることができる。さらに別の実施形態では、フリート角を０．２５度〜１．２５度の範囲とすることができる。  
【０１５０】
図１６Ａおよび図１６Ｂは、クレーン１６０１のベース部に配置された方向変換器１６０９を含む潮汐エネルギー発生アセンブリー１６００のレンダリングを示す。クレーンは、図１５Ａおよび図１５Ｂに関して上述したように海岸またはバージなどの静止ロケーションまたはその上に配置することができる。この実施形態は、本明細書に記載の変位容器および／または方向変換器のいずれかを試験するのに特に有益である。方向変換器１６０９は、本明細書に記載の方向変換器のいずれかと実質的に同様のものでもよく、取付フレーム１６４２を介してクレーン１６０１のベース部に取り付けてもよい。取付フレーム１６４２は、数ある利点の中でも特に、試験用の方向変換器プロトタイプの中から簡単に交換できるなどの利点を提供することができる。方向変換器１６０９は、アンカーケーブルに連結させることができる。アンカーケーブルは、クレーンのブーム１６４０に沿って延び、ブーム１６４０の端部に取り付けられたピボットフレーム１６３６（上述したピボットフレーム１５３６と同様のもの）を通って、変位容器に向かって水中に延びる。
【０１５１】
上述したように、方向変換器１６０９は、本明細書に記載の方向変換器と実質的に同様のものでもよい。特に、方向変換器１６０９は、ドラム１６１３と、ドラム１６１３の回転によりアンカーケーブルを巻き取り／繰り出して駆動歯車１６１２を回転させるように、軸上に配置された駆動歯車１６１２とを含んでいてもよい。駆動歯車１６１２は、例えば、チェーンなどの接続機構を介して、１つまたは複数の発電機１６１６ａ〜１６１６ｃに直接（あるいは、例えば、歯車箱を介して間接的に）接続することができる。ドラム１６１３および駆動歯車１６１２が回転すると、回転エネルギーが１つまたは複数の発電機１６１６ａ〜１６１６ｃに伝達されて発電する。発電機１６１６ａ〜１６１６ｃは、図８に関して上述した方法と同様の方法で連動／連動解除させることができる。発電機１６１６ａ〜１６１６ｃは、それぞれ、本明細書に記載された発電機（例えば、１つまたは複数の１５ｋＷ固定磁石発電機および／または１つまたは複数の１００ｋＷ固定磁石発電機）のいずれかを備えていてもよい。  
【０１５２】
本発明の別の実施形態では、発電機を陸地などの静止ロケーションに配置する一方で、上述した変位容器を、潮汐作用による水の干満あるいは他の流れをとらえるのに最適な他の機構に交換することができる。このような機構は、１つまたは複数のプロペラ、ローター、またはインペラーを有するタービンを含んでいてもよい。さらに、変位容器の代わりに、上述した構造の１つを有するタービンのアレイを使用することができる。いずれにしても、タービンは、海洋／湾の底に繋留または取り付けるか、あるいは既に詳述した浮揚装置を介して水面またはその近くに浮いている構成とすることができる。別の実施形態では、タービンを、上述したようなスパッドバージのようなバージに取り付けてもよい。タービンは、例えば、チェーンまたはベルトのような連結機構を介して、水面下の（あるいは、タービンが水面に浮いている場合には水の上にある）ドラムに連結されてもよい。ドラムは、アンカーケーブルを介して、上述した方向変換器のような方向変換器に連結されていてもよい。方向変換器は、例えば、陸地またはバージのような静止ロケーションまたはその上に配置することができる。  
【０１５３】
図１７は、上述した実施形態と同様に、アンカーケーブル１７０３を介して方向変換器１７０９に連結されたタービン１７５０を含む潮汐エネルギー発生アセンブリー１７００を示す。タービン１７５０は、潮汐作用による水の干満および／または他の流れによって、そこに作用する力をとらえるように構成された１つまたは複数のプロペラ、ローターまたはインペラーを備えていてもよい。タービン１７５０は、例えば、ベルトまたはチェーンのような連結機構を介してドラム１７１３ａに連結してもよい。水の流れによりタービン１７５０が回転すると、連結機構はドラム１７１３ａを回転させて、アンカーケーブル１７０３を巻き取りまたは繰り出しを行う。アンカーケーブル１７０３は、滑車１７２６を介して、湾／海洋の底に沿って延び、方向変換器１７０９と連動するドラム１７１３ｂに連結されることで、ドラム１７１３ｂを回転させ、アンカーケーブル１７０３をドラム１７１３ｂから繰り出すことができる。方向変換器１７０９は、上述した実施形態の方向変換器と実質的に同様に動作し、陸地１７０６の水から任意の適切な距離だけ離れたところに配置することができる。アンカーケーブル１７０３の繰り出しによりドラム１７１３ｂが回転すると、回転エネルギーが発電機１７１６に伝達されて、電力に変換される。発電機１７１６により発生させた電力は、電力貯蔵装置に貯蔵してもよく、直接電力網に配電してもよい。  
【０１５４】
機能的には、タービン１７５０は、「アンダーウォーター・ウィンドミル（Ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ  ｗｉｎｄｍｉｌｌ）」と同様に動作し、海洋／湾の底に繋留または取り付けられるか、あるいはその代わりに、上述したように水面１７１８またはその近くに浮遊するように構成することができる。水がタービン１７５０を通過すると、プロペラ羽根が回転し、シャフトが回転する。シャフトは、アンカーケーブル１７０３が巻き付けられたドラム１７１３ａに連結することができる。タービンのプロペラ羽根が回転すると、ドラム１７１３ａも回転し、アンカーケーブル１７０３が巻き取られたり、繰り出されたりして、力学的エネルギーが方向変換器１７０９に伝達される。上述したように、方向変換器１７０９は、上述した方向変換器と実質的に同様のものでもよく、アンカーケーブル１７０３に連結されたドラム１７１３ｂと、発電機１７１６とを含んでいてもよい。アンカーケーブル１７０３がタービン１７５０によって巻き取られると、ドラム１７１３ｂが回転して、力学的エネルギーを発電機１７１６に伝達する。発電機１７１６は、力学的エネルギーを電気エネルギーに変換する。  
【０１５５】
図１８は、変位容器１８０２の抗力パネル１８２１内に取り付けられたタービン１８５０と、変位容器１８０２に取り付けられた方向変換器１８０９とを含む潮汐エネルギー発生アセンブリー１８００を示す。変位容器１８０２は、上述した変位容器（例えば、図５Ａ〜５Ｄ、図７Ｃ、図１０、図１１Ａ〜１１Ｅ、図１２Ａ〜１２Ｃ、図１３Ａ〜１３Ｂ、または図１４Ａ〜１４Ｂ）のいずれかと実質的に同様のものでよい。上述したように、変位容器１８０２は、例えば、アンカーケーブル１８０３に連結された制御ケーブル１８２８ａ〜１８２８ｄによって、陸地またはスパッドバージなどの静止ロケーションに接続することができる。１つまたは複数の巻き取りアセンブリー（図示せず）を静止ロケーションに収容して、アンカーケーブル１８０３の巻き取りを制御し、変位容器１８０２の静止ロケーションからの距離を変動（すなわち増加または減少）させることができる。変位容器１８０２はまた、変位容器１８０２へ／からの送電のために、変位容器１８０２から静止ロケーションまで延びる電力ケーブル１８０４を含んでいてもよい。  
【０１５６】
各制御ケーブル１８２８ａ〜１８２８ｄを、それぞれの制御機構に連結してもよく、当該制御機構は、区画１８４４ａ〜１８４４ｃにおいて変位容器１８０２内に収容されるか、あるいは変位容器１８０２に取り付けることができる。制御機構は、それぞれの制御ケーブル１８２８ａ〜１８２８ｄの巻き取り／繰り出しを独立して制御することで、水中で変位容器１８０２の操舵を行うことができる。制御機構は、それぞれの制御ケーブル１８２８ａ〜１８２８ｄを巻き取り／繰り出しして、例えば、変位容器のヨー（ｙａｗ）、ピッチ（ｐｉｔｃｈ）および／またはロール（ｒｏｌｌ）を調整することで、水流／潮流に対する変位容器の向きを調整することができる。例えば、変位容器を水中で時計回りの方向に回転させるために、制御ケーブルを用いて変位容器１８０２のヨーを調整することができる。この例では、区画１８４４ａ，１８４４ｃの制御機構は、それぞれの制御ケーブル１８２８ａ，１８２８ｃを巻き取り、区画１８４４ｂ，１８４４ｄの制御機構は、それぞれの制御ケーブル１８２８ｂ，１８２８ｄを繰り出せばよい。  
【０１５７】
上述したように、発電量を制御するために制御機構を使用することもできる。例えば、変位容器１８０２を水流の方向から離れる角度に回転させることにより、抗力パネル１８２１（およびタービン１８５０）に作用する抗力を小さくすることで、発電機１８１６による発電量を減少させることができる。  
【０１５８】
上述した他の実施形態と同様に、変位容器１８０２は、変位容器１８０２から略下方に延びる抗力パネル１８２１を含む。抗力パネル１８２１は、変位容器１８０２内に取り付けられたタービン１８５０を含む。タービン１８５０は軸に配置され、軸は、変位容器１８０２に取り付けられた方向変換器１８０９に（例えば、歯車機構または１つまたは複数のベルト／チェーンを介して）動作可能に連結させることができる。方向変換器１８０９は、詳細を上述したように、タービン１８５０に動作可能に連結された発電機１８１６を含んでいてもよい。一実施形態では、変位容器１８０２は、抗力パネル１８２１内に収容された２つ以上のタービンを含んでいてもよい。  
【０１５９】
動作中、変位容器は、抗力パネルの一面が潮汐作用（または他の水中の流れ）による水流によって生じる抗力をとらえるように、水中で位置決めされる。水が変位容器１８０２を通過すると、タービン１８５０が水流から抗力をとらえて、このとらえた抗力を（当該技術分野で公知の）一連のアングル羽根（ａｎｇｌｅｄ  ｂｌａｄｅｓ）を用いて回転運動に変換する。タービン１８５０は、歯車機構を介して、例えば、発電機１８１６に回転運動を伝達する。そして、発電機は、詳細を上述したように、回転運動を電力に変換する。電力は電力ケーブル１８０４を介して静止ロケーションに送電され、そこで、電力が蓄えられるか、あるいは電力網に配電することができる。  
【０１６０】
図１９は、変位容器１９０２の底部に直接取り付けられたタービン１９５０を含む潮汐エネルギー発生アセンブリー１９００を示す。図１８に示す実施形態と同様に、変位容器１９０２は、アンカーケーブル１９０３に連結された制御ケーブル１９２８ａ，１９２８ｂによって静止ロケーションに接続されている。アンカーケーブルは、静止ロケーションに収容された巻き取りアセンブリー（図示せず）に接続することができる。各制御ケーブル１９２８ａ，１９２８ｂは、各制御ケーブルを独立して巻き取り／繰り出しして変位容器の操舵を行う、区画１９４４ａ，１９４４ｂに配置されたそれぞれの制御機構に連結することができる。変位容器１９０２は、変位容器１９０２へ／からの送電のために、変位容器１９０２を静止ロケーションに接続する電力ケーブル１９０４を含んでいてもよい。
【０１６１】
図１８の潮汐エネルギー発生アセンブリーと同様に、変位容器１９０２内に収容されるか、あるいは変位容器１９０２に取り付けることができる、区画１９４４ａ，１９４４ｂに配置されたそれぞれの制御機構に、各制御ケーブル１９２８ａ，１９２８ｂを連結することができる。制御機構は、それぞれの制御ケーブル１９２８ａ，１９２８ｂの巻き取り／繰り出しを独立して制御して、水中で変位容器１９０２の操舵を行うことができる。制御機構は、それぞれの制御ケーブル１９２８ａ，１９２８ｂを巻き取り／繰り出しして、例えば、変位容器のヨー、ピッチおよび／またはロールを調整することで、水流／潮流に対する変位容器の向きを調整することができる。例えば、変位容器１９０２のヨーは、変位容器を水中で時計回りの方向に回転させるために、制御ケーブルを用いて調整することができる。この例では、区画１９４４ａ内に配置された制御機構は、それぞれの制御ケーブル１９２８ａを巻き取り、区画１９４４ｂ内に配置された制御機構は、それぞれの制御ケーブル１９２８ｂを繰り出せばよい。  
【０１６２】
任意追加的な配置において、変位容器１９０２は、変位容器１９０２の底面から水中に延びるタービン１９５０を含んでいてもよい。タービン１９５０は、当該技術分野で公知の標準の水中タービンとすることができる。別の実施形態では、タービン１９５０を、変位容器１９０２の任意の適切な面に取り付けることができる。タービン１９５０は軸に配置され、軸は、変位容器１９０２に取り付けられた方向変換器１９０９に（例えば、歯車機構または１つまたは複数のベルト／チェーンを介して）動作可能に連結させることができる。方向変換器１９０９は、詳細を上述したように、タービン１９５０に動作可能に連結された発電機１９１６を含んでいてもよい。一実施形態では、変位容器１９０２は、変位容器１９０２から水中に延びる２つ以上のタービンを含んでいてもよい。  
【０１６３】
図２０Ａは、抗力パネル２０２１を備えた例示的な変位容器２００２の等角図を示し、例えば、図５Ａ〜５Ｃ、図７Ｃ、および図８〜図１０の変位容器と同様のものとすることができる。特に、図２０Ａは、変位容器２００２の輸送を容易にするために、モジュール化された部品で製造された変位容器２００２を示す。変位容器２００２は、第１の部分２００２ａ、第２の部分２００２ｂ、および第３の部分２００２ｃを含み、これらを別々に製造し、抗力パネル２０２１と一緒に組み立てて、完全な変位容器２００２を形成することができる。当業者であれば、変位容器を任意の数のモジュール化された構成部品から製造して、完全な変位容器を形成することができることを認識するであろう。図２０Ａは、抗力パネル２０２１の下に位置する構造フレーム（「外板（skin）」すなわち被覆部は図示省略）も示す。外板すなわち被覆部は、例えば、金属板であってもよい。  
【０１６４】
変位容器２００２は、さらに、１つまたは複数の区画２０４４ａ，２０４４ｂ，２０４４ｃを含んでいてもよい。例えば、区画２０４４ａ，２０４４ｃは、制御ケーブル（図示せず）を巻き取り／繰り出しするように構成されたウインチのような制御機構を収容することができる。区画２０４４ｂは、制御機構を動作させる電子機器回路および／または制御機構に動力を供給するバッテリを収容することができる。変位容器２００２は、静止ロケーションで操作者との通信を容易に行うことができるようにするアンテナ２０４６をさらに含んでいてもよい。アンテナ２０４６は、例えば、制御機構の制御信号およびカメラからのビデオデータなどのデータを送信および／または受信することができる。  
【０１６５】
図２０Ｂは、抗力パネル２０２１を備えた例示的な変位容器２００２の側面図を示す。図２０Ｂに示すように、変位容器２００２は、２本以上の制御ケーブル２０２８ａ，２０２８ｂを含んでいてもよく、各制御ケーブル２０２８ａ，２０２８ｂは、制御ケーブルを巻き取り／繰り出しするように構成されたそれぞれの制御機構２０２０ａ，２０２０ｂに接続される。制御ケーブル２０２８ａ，２０２８ｂは、さらに、上述した実施形態と同様のアンカーケーブルおよび方向変換器に接続することができる。  
【０１６６】
図２１Ａは、第１の変位容器２１０２ａをアンカーケーブル２１０３の一端に、第２の変位容器２１０２をアンカーケーブル２１０３の他端に含む潮汐エネルギー発生システム２１００を示す。変位容器２１０２ａ，２１０２ｂは、抗力をとらえるように構成された上述した変位容器（例えば、図５Ａ〜５Ｃ、図７Ｃ、図１０〜図１４、および図２０）と実質的に同様のものとすることができる。この（例えば、河川のように水が一方向に流れる場所で特に有益な）実施形態では、第１の変位容器２１０２ａが、陸地などの静止ロケーション２１０６で収容された方向変換器２１０９から解放（放流）される。第１の変位容器２１０２ａは、水流と共に下流に移動し、上述したように方向変換器２１０９の発電機に連結されたドラムを回転させることによって発電する。第１の変位容器２１０２ａが放流されて下流に移動した後、第２の変位容器２１０２ｂが方向変換器２１０９から解放される。第２の変位容器２１０２ｂも下流に移動し、第１の変位容器２１０２ａと同じ方法で発電する。しかしながら、第２の変位容器２１０２ｂがアンカーケーブル２１０３に接続されているので、第２の変位容器２１０２ｂは、第２の変位容器２１０２ｂが下流に移動するにつれて、第１の変位容器２１０２ａを方向変換器２１０９の方へ（すなわち上流側に）引き戻す。図２１Ｂは、第２の変位容器２１０２ｂが解放され、第１の変位容器２１０２ａを上流の方向変換器２１０９側まで「巻き取った」スナップショットを示す。第１の変位容器２１０２ａ（または第２の変位容器２１０２ｂ）を巻き取る間、巻き取られる変位容器を回転させて、抗力パネルを水流と平行にして、巻き取りの間の抵抗を減少させることができる。一方の変位容器を放流する間に他方の変位容器を巻き取るこのプロセスは、任意の適切な水域（河川など）で電気を発生させるために、任意の回数だけ繰り返し実行させることができる。最適に変位容器を下流に移動させて、電力を発生させるため、図２１Ａに示したように、当該変位容器２１０２ａの抗力パネル２１２１ａは、河川の流れに対して垂直に向けられ、その間、他方の変位容器２１０２ｂの抗力パネル２１２１ｂは、河川の流れに対して平行に向けられることが理解される。  
【０１６７】
図２３Ａは、回転可能な抗力パネル２３２１を有する変位容器２３０２を示す。特に、回転可能な抗力パネル２３２１は、軸２３１５を介して変位容器２３０２に連結され、変位容器２３０２の垂直軸線を中心に自由に回転可能に構成することができる。軸２３１５は、例えば、抗力パネル２３２１の回転角を制御するように構成されたモーターなどの制御機構２３２０に連結されていてもよい。  
【０１６８】
図２３Ｂは、複数の回転可能な抗力パネル２３２１ａ〜２３２１ｃを有する変位容器２３０２を示す。特に、回転可能な抗力パネル２３２１ａ〜２３２１ｃは、軸２３１５ａ〜２３１５ｃを介して変位容器２３０２に連結され、変位容器２３０２の各垂直軸線に対して回転自在に構成することができる。各軸２３１５ａ〜２３１５ｃは、例えば、それぞれの抗力パネル２３２１ａ〜２３２１ｃの回転角度を制御するように構成されたモーターなど、それぞれの制御機構２３２０ａ〜２３２０ｃに連結させることができる。これらの構成は、１本または複数本の制御ケーブルと共に、または制御ケーブルとは独立して、変位容器の向きを制御するか、または制御を補助するように機能する。  
【０１６９】
潮汐作用による水の干満からの単一の変位容器５０２に対する抗力を計算することができる。当業者であれば分かるように、上述した格納式抗力パネルは、抗力を受ける変位容器の面の面積を増加させることで、とらえるエネルギーを増加させることができる。式４は、抗力により変位容器の面に作用する力を計算する式であり、ＦＤは抗力、ｐｆは流体の密度、ＣＤは抗力係数、Ａは変位容器の水面下面積、ＶＷは水の速度、ＶＢは変位容器の速度である。  
【０１７０】
【数７】
2018514703.tif 000009
【０１７１】
式５は、変位容器に作用する抗力のパワー（Ｐ）を計算する式を示す。  
【０１７２】
【数８】
2018514703.tif 000010
【０１７３】
例えば、変位容器の水面下面積が６６０ｆｔ２、抗力係数が１．２、２０℃での水の密度が１．９９ｓｌｕｇｓ／ｆｔ３、水の速度が１２ノット（ｋｎｏｔｓ）、変位容器の速度が２ノットであると仮定すると、単一の変位容器によって生成される理論上のパワーは、約１０２８ｋＷとなる。表１は、水の速度が４ノット〜１２ノットの間で変化するとき、抗力エネルギー変換器を有する方向変換器を用いて、変位容器によって生成される理論上のパワーを追加で計算した例（式４および式５を使用）を示す。  
【０１７４】
【表１】
2018514703.tif 000011
【０１７５】
本発明の別の態様では、変位容器５０２は、変位容器に作用する抗力をより効率的に利用するための回転機構（図示せず）を含んでいてもよい。回転機構は、変位容器の少なくとも１つの表面（例えば、変位容器５０２の底面）に配置され、ホイール、ローラ、またはトラックを含んでいてもよい。回転機構は、回転機構から静止ロケーション５０６に取り付けられたアンカー５０８まで延びるアンカーケーブル５０３に接続することもできる。潮汐の干満により変位容器５０２が静止ロケーション５０６に対して水平方向に漂流すると、アンカーケーブル５０３は回転機構を作動させ、回転機構を変位容器５０２の表面に沿って移動させる。回転機構は、さらに、発電機と接続され、発電機にパワーを供給し、発電することができる。  
【０１７６】
別の態様では、本発明による方法は、潮汐作用による水の干満によって生じる水平移動をエネルギーに変換するステップを含む。潮汐作用による水の干満によって、湾／海洋内の本体が水平方向に漂流し、海底の固定位置に対して位置が変化する。この水平方向距離の変化は、電力を発生させるため発電機を作動するために使用される回転エネルギーに変換することができる。具体的には、潮汐の抗力から発電する方法は、発電機に連結された方向変換器を収容する変位容器を提供するステップであって、当該変位容器が静止ロケーションの真上にある変位容器提供ステップと、第１の端部と第２の端部を有するアンカーケーブルを提供するステップであって、前記第２の端部が前記方向変換器に取り付けられ、前記アンカーケーブルが前記静止ロケーションに固定されたアンカーまで延び、前記アンカーケーブルは、前記方向変換器と前記アンカーとの間で第１の長さを有するアンカーケーブル提供ステップと、前記静止ロケーションから前記方向変換器を水平方向に移動させて、前記方向変換器を作動させるステップと、前記発電機を作動させるステップとを含む。  
【０１７７】
別の態様では、本発明による方法は、陸地または海洋のプラットフォームなどの静止ロケーションで、方向変換器および発電機のアレイを用いて変位容器の水平移動をエネルギーに変換することを含む。変位容器は、複数のアンカーケーブルを介して方向変換器のアレイに接続することができ、方向変換器は、複数の発電機に動作可能に連結させることができる。この実施形態では、方向変換器の数は、変位容器の数よりも多い。潮汐作用による水の干満により、変位容器が水平方向に漂流し、静止ロケーションに対してその位置を変化させる。水平方向の距離の変化により、アンカーケーブルが多数の方向変換器に力を及ぼし、これにより発電機を作動するのに使用される回転エネルギーが発生する。各発電機は、同様のまたは異なる電気出力定格を有していてもよい。したがって、１つの変位容器の使用で、多数の発電機にパワーを供給することができる。  
【０１７８】
アレイ内の各方向変換器および／または発電機は、例えば、海流の速度などの環境要因に基づいて電力を発生させるように制御可能に操作することができる。一例では、流れが速くなると、この方法は、より多くの発電機を作動させることでより多くのエネルギーを発生させることができ、流れが遅いときは、潮汐の運動エネルギーをとらえるために必要とされる発電機は少なくなる。別の例では、流れが速くなると、この方法は、より速いＲＰＭで発電機を動作させることでより多くのエネルギーを発生させることができ、流れが遅いときは、発電機をより遅いＲＰＭで動作させる（または完全に動作を切る）ことができる。典型的な潮汐周期では、海流の速度は一般に正弦波と似ている。一例として、潮汐周期が始まり、海流の速度が遅いとき、１つの方向変換器と発電機が連動して、電気エネルギーを発生させることができる。潮汐が変化して、流速の大きさが増加すると、他の方向変換器および／または発電機を一度にまたは連続して作動させ、電気エネルギーを発生させることができる。潮汐が変化して、流速の大きさが減少すると、１つまたは複数の方向変換器および／または発電機の連動を解除することができる。別の例として、潮汐周期が始まり、海流の速度が遅いとき、１つまたは複数の発電機をより遅いＲＰＭ（例えば、発電機の最大定格ＲＰＭの４分の１）で運転し、電気を発生させることができる。潮汐が変化して、流速の大きさが増加すると、１つまたは複数の発電機をより速いＲＰＭで運転し、海流からより多くの電力を発生させることができる。  
【０１７９】
＜変位容器の製造＞  当業者であれば、変位容器は、水面に浮かぶおよび／または潮汐作用の干満により生じる抗力をとらえるような任意の適切な大きさまたは形状を有するように製造することができることを認識するであろう。変位容器またはバージの高さ、幅、および長さの、例示的であるがこれに限定されない寸法は、１ｍ３〜１，０００，０００ｍ３の範囲の体積で、１ｍ〜１００ｍの範囲とすることができる。変位容器は、ポリマー（例えば、ポリエチレンテレフタラート）、コンクリート、セメント、ファイバーグラス、軽石、鋼、アモルファス金属合金、または他の適切な材料などの材料を用いて製造することができる。さらに、変位容器は、射出成形、ブロー成形、鋳造、接合、または３Ｄプリンティングなどの任意の適切な製造技術を用いて製造することができる。変位容器の外面は、自然環境における海洋生物の破壊を最小限に抑えるために、海洋生物に対して環境に優しい環境を提供するものとすることができる。例えば、変位容器は、サンゴ礁の構造と略類似した、あるいはサンゴ礁の構造を模倣した多孔質外面構造を含むものとすることができる。サンゴ礁構造は、魚や他の海洋生物にとっての住処として機能し、潮汐エネルギー変換アセンブリーを自然環境に統合することができる。例えば、米国特許第７，５１３，７１１号に記載されているような軟らかい石灰岩の表面を設けて、海洋生物をその表面に付着させることができる。当該米国特許の開示内容は、参照により本明細書に含まれるものとする。さらに、石または岩石と混合したコンクリート表面を用いて、米国特許第５，２１５，４０６号に記載されているサンゴ礁と同様の不規則な表面を作り出すこともできる。当該米国特許の開示内容は、参照により本明細書に含まれるものとする。変位容器は、米国特許第１，７２２，５１６号、同第１，８０８，５９９号、および同第３，１２６，５５７号に記載されているような波形の外殻を備えて製造することができる。これらの米国特許の開示内容は、参照により本明細書に含まれるものとする。波形の外殻は、波状ではない外殻（例えば、平坦なシート）と比較して、座屈力に対してより大きな耐性を提供することによって、構造強度を増加させることができる。  
【０１８０】
さらに、変位容器は、浮力の維持および／または潮汐運動によって生じる抗力をとらえるのに適した任意の適切な形状（例えば、箱形、立方体、球体、または円柱形）に製造することができる。変位容器は容積を有し、任意追加的に、流体（例えば、気体または液体）を収容するのに適したものでもよい。使用される材料の種類に応じて、当該技術分野で公知のように、変位容器の壁の厚さを変更して、浮力を維持するとともに水圧に耐えるものとすることができる。一般的に、本発明の変位容器の壁厚は、０．１インチ〜６インチの範囲とすることができるが、当業者であれば、潮汐作用の干満により生じる抗力または静水圧に耐える任意の適切な厚さとすることができることが理解されよう。  
【０１８１】
一例では、変位容器を水中で作ることができる。この場合、変位容器の壁厚は、変位容器を大気圧で充満させる場合に必要な壁厚よりも実質的に薄くすることができる。水中で充満させる場合には、変位容器の外側に作用する圧縮圧力は、大気圧で充満させる場合に変位容器の外側に作用する圧力よりもはるかに大きい。水中では、充満させる深さに応じて、変位容器は、大気圧でふくらませる場合と比較すると、変位容器に注入される流体の量に対して少量しかふくらまない。充満による変位容器壁内の応力は、変位容器壁でのひずみが小さいことにより減少し、したがって、壁の厚さを、変位容器を大気圧で充満させる場合に必要とされるであろう厚さよりも薄く製造することができる。そうしたとしても、変位容器が水中にある状態で、空気または別の適切な気体または流体で、変位容器を充満させることはできる。このプロセスでは、変位容器の製造時に使用する投入原料の量を少なくすることで、製造業者が材料を節約することを可能にすることができる。  
【０１８２】
上述した図に示されたアンカーの代替的な実施形態として、アンカーを静止ロケーションに固定し、変位容器の移動時に静止ロケーションから外れないように、アンカーを任意の適切な形状に構成することができる。アンカーは、アンカーケーブルを挿通させることができるか、あるいはアンカーケーブルを固定的に取り付けることができるように構成することができる。１つの非限定的な実施形態において、アンカーは、静止ロケーションに固定される尖った端部と、アンカーケーブルを通して取り付けることができるようなループ状端部とを有していてもよい。アンカーは、任意の通常の適切な材料（例えば、鋼および／またはコンクリート）で構成することができる。アンカーは、変位容器が潮汐により上昇および下降するとき、および／または潮汐作用の間に水の干満により漂流するとき、アンカーケーブルとアンカーとの間の摩擦を低減または最小化するために使用可能な滑車機構を備える構成とすることもできる。滑車機構は、アンカーケーブル１０３ａ〜１０３ｃのように、アンカーケーブルが変位容器に接続され、アンカーを通して、方向変換器に接続されるときには、特に有益である。なぜなら、アンカーケーブルとアンカーとの間の摩擦により摩耗が生じて、最終的には、アンカーおよび／またはケーブルが故障する可能性があるからである。  
【０１８３】
本発明の別の態様では、潮汐エネルギー変換アセンブリーは、例えば、全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機などのポジショニングシステムと、コンピュータプロセッサなどの関連する論理モジュールとを備えることができ、潮汐エネルギー変換アセンブリーは、それが繋留されている静止ロケーションの位置に対する変位容器の漂流後の現在の位置を決定することができる。ポジショニングシステムは、アンカーケーブルをスピンドルに巻き取ることによって、潮汐エネルギー変換アセンブリーを、静止ロケーション上の位置に戻すことができる。潮汐エネルギー変換アセンブリーは、アンカーケーブルを巻き取り、変位容器を静止ロケーション上の位置に戻すための双方向油圧ウインチを備えていてもよい。別の実施形態では、潮汐エネルギー変換アセンブリーは、変位容器に動力を供給して、静止ロケーション上の位置に戻すスラスタ（例えば、ポンプジェットまたは油圧ポンプ）を備えていてもよい。別の実施形態では、潮汐エネルギー変換アセンブリーの論理モジュールは、水域内で強い流れが存在する場所がプログラムされていてもよい。潮汐エネルギー変換アセンブリーは、ＧＰＳからの位置情報に加えてこの情報を利用して、スラスタおよび／または舵機構を用いて、潮汐エネルギー変換アセンブリーを潮流に向けるか、あるいは潮流内の特定の位置を維持して電力を発生させることができる。  
【０１８４】
本発明の１つの態様では、発電機を、各変位容器内または中央位置に収容することができる電力貯蔵コンポーネント（例えば、バッテリ）に連結してもよい。変位容器の浮力が維持される限り、各変位容器内の電力貯蔵コンポーネントは、任意の適切な量の電気、例えば、１〜１０ＭＷまで蓄えることができるように構成することができる。当業者であれば、変位容器の浮力に応じて、電力貯蔵コンポーネントを、１０ＭＷを超えて増加させることもできることが理解される。電力貯蔵コンポーネントは、蓄えられた電気エネルギーを所望の時間に放出するように構成してもよい。さらに、電力貯蔵コンポーネントを、変位容器内のモーターに連結することもできる。モーターは駆動歯車に接続され、アンカーケーブルの過度のたるみを巻き取るように構成することができる。
【０１８５】
一実施形態では、外洋貨物船またはバージは、軽石系変位容器用の現場製造設備として機能することができる。海底火山活動からの軽石を貨物船またはバージで収集し、現場で加工（例えば、３Ｄプリンティングまたは成形）して、中空の変位容器を形成し、軽石が浸水しないようにポリマーで被覆することができる。変位容器を現場で製造することにより、輸送費、組立て時間、組立て費用を大幅に削減することができる。さらに、変位容器を運転サイトまで輸送する必要がないので、より大きな変位容器を貨物船で製造することができる。
【０１８６】
本明細書の開示内容を検討することで、当業者であれば、様々な変形例および変更例が可能になるであろう。開示した特徴は、本明細書中に記載された１つまたは複数の他の特徴と、任意の組合せおよび部分的な組合せ（複数の従属的な組合せおよび部分的な組合せを含む）で実施することができる。これらの任意の構成要素を含めて、上記に記載または図示した様々な特徴は、他のシステムと組み合わせ、あるいは他のシステムに統合されてもよい。さらに、特定の特徴を省略し、あるいは実装しなくてもよい。さらに、上述した実施形態のいずれにおいても、変位容器、方向変換器および発電機は、潮汐作用による上げ潮／下げ潮と干満の両方に起因する水平方向および垂直方向の両方向の変位に依存するものであってもよい。  
【０１８７】
変更、置換、および変形の例は、当業者によって把握可能であり、本明細書中に開示された本発明の範囲を逸脱することなく実施することができる。本明細書中で引用された全ての文献は、参照により、その全体が本明細書に含まれ、本出願の一部を構成するものとする。 
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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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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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１１Ｅ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２２】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【国際調査報告】
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