(57)【要約】【課題】発電能力を増大させること。【解決手段】  風力発電機を構成するプロペラの表面にソーラーパネルを設ける。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
風力を受けて回転して発電するプロペラを有する風力発電装置において、
前記プロペラの表面にソーラー素子よりなるソーラーパネルを設け、
風力発電による発電とソーラーパネルによる発電とを併せて得られるようにしたことを特徴とするソーラー・風力ハイブリッド発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風力による発電とソーラーパネルによる発電とを行うことができるソーラー・風力ハイブリッド発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、石油を熱源に用いない所謂エコ発電が用いられるようになってきた。例えば一般家庭においては、屋根をソーラーパネルで覆い、該ソーラーパネルで発生した電力を家庭の各種電気機器に利用し、余った電力は電力会社に買い取ってもらうようになっている。
【０００３】
図１はこの種の公知の空調装置を示す図である。図において、２１は家の屋根に設置したソーラーユニットで、図に示す例では合計８個のユニットで１個のソーラーパネルを示すが、８個に限るものではなく、任意の数のソーラーユニットを用いることができる。図では、示されていないが、北向きの屋根の面にも設置することができる。南向きの面ほど出力は高くないが、十分な量の発電をおこなわせることができる。
【０００４】
以下、従来装置の構成の概略について説明する。２２は図に示すソーラーシステムの出力を取り出すための電線、２３は該電線２２の出力と接続され、電源制御を行う制御装置である。該制御装置としては、例えば１６ビット程度のマイクロコンピュータが用いられる。この制御装置２３は電線２２から入ってくる直流電圧を交流電圧に変換するためのインバータ制御や、余った電力を電力会社に買い取ってもらうための制御を行う。２４は家庭内の冷蔵庫や洗濯機，エアコン（エアコンディショナー）等の電気機器にパワーを供給するための電線である。
【０００５】
ソーラーパネルの出力は直流であるので、冷蔵庫やエアコン等の交流機器に対し、制御装置２３でインバータ制御を行い、例えば５０Ｈｚの交流電源に変換する。また、制御装置２３は余った電力を電線２５から取出し、電力会社に買い取ってもらう。
【０００６】
図２は風力発電システムの従来例を示す図である。従来の風力発電は、１４ｍの風速が必要となるため、高い山６の上に更に高い塔７を立て、その上にプロペラ８を設けている。或いは、風の強い海岸線に沿って取り付けられる場合もある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来は、前述したソーラーパネルを用いた太陽光発電と、風力を用いた風力発電が用いられているが、それぞれソーラーパネル発電と風力発電を用いた以上の電力を発生させることはできない。
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、ソーラーと風力を用いて、それぞれの発電量以上のパワーを発生させることができるソーラー・風力発電装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は風力発電のプロペラ表面にソーラーユニットを貼り付けて、風力発電とソーラー発電とを同時に行えるソーラー・風力発電装置を提供するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ソーラー発電と風力発電を同時に行うことができるので、発電電力を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】公知のソーラーシステムの構成例を示す図
【図２】公知の風力発電の概要を示す図
【図３】本発明の一実施例を示す図
【図４】本発明による直列出力の場合を示す図である。
【図５】本発明による直列出力の他の場合を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図３は本発明の一実施例を示す図である。図において、１０〜１２は風力発電用のプロペラである。ここでは、３枚のプロペラを用いた例を示しているが、３枚に限定する必要はない。プロペラを３枚用いる場合は、各プロペラ間は１２０°の間隔で配置される。これらプロペラ１０〜１２の表面には複数のソーラーパネルが貼り付けられている。１０ａはプロペラ１０の表面に貼り付けられたソーラーパネル、１１ａはプロペラ１１の表面に貼り付けられたソーラーパネル、１２ａはプロペラ１２の表面に貼り付けられたソーラーパネルである。
【００１２】
各ソーラーパネルは、複数のソーラー素子から構成されている。各プロペラ１０〜１２のソーラーパネルが８枚でソーラーシステムを構成している。３０はプロペラ１０のソーラーシステム、３１はプロペラ１１のソーラーシステム、３２はプロペラ１２のソーラーシステムである。ここで、各ソーラーシステムとプロペラとは電気的に絶縁されていることが必要である。各ソーラーパネルはプロペラに絶縁性の接着剤で接着されている。接着剤は雨に強く、接着力が極めて強いものである必要がある。接着力が弱いと剥がれてしまうからである。現時点において、このような条件を満たす接着剤は数多く存在するので、入手に手間取ることはない。              
【００１３】
図中ではプロペラ１０〜１２として、矩形の形状を示しているが、これでは風力を受けても回転しない。実際には風力を受けて回転するためには、プロペラ１０〜１２の形状にテーパーを設ける必要がある。プロペラとしてテーパー形状のものを用いると、プロペラを回転させる力を発生させることができる。このテーパー形状とソーラーパネルの貼り付けは少し困難さを増す。プロペラの形状に合わせて、ソーラーパネルを貼り付ける必要があるからである。
【００１４】
図では、各プロペラに８枚のソーラーパネルを貼り付けた場合を示しているが、８枚に限る必要はない。また図では、これらプロペラ１０〜１２が反時計方向に回転している場合を示しているが、時計方向に回転するものであっても構わない。１５は風力発電機を支持するポールである。このポール１５は、風力発電機本体を支持するため、十分な強度を持つものである必要がある。一般的には、鉄柱が用いられる。そして、下端は硬い地面又はコンクリート上に固定される。
【００１５】
次に、出力系統について説明する。１６は風力発電機の出力を取り出す電線、１７〜１９は各ソーラーシステム３０〜３２からの出力電圧を取り出す電線である。電線１７はソーラーシステム３０で発生された電圧を取り出し、電線１８はソーラーシステム３１で発生された電圧を取り出し、電線１９はソーラーシステム３２で発生された電圧を取り出す。
【００１６】
４０は前記した各電線１６〜１９からの出力を入力して、各種の電圧制御を行い、電圧として取り出す電源装置である。該電源措置４０のメインの制御は内蔵のマイクロコンピュータが行う。該マイクロコンピュータのビット数としては３２ビット程度のものが用いられる。３２ビット程度のものであれば、十分と言える。
４１〜４４は電源出力端子である。例えば、端子４１と４２からは交流電圧を取り出し、端子４３と４４からは直流電圧を取り出す。５０はプロペラ１０〜１２の回転により交流電圧を発生させる発電機、５５は発電機５０の後端部に設けられた尾翼である。この尾翼５５はプロペラ１０〜１２の回転軸の回転方向を安定化させる尾翼である。このように構成された発電装置の動作を制御すれば、以下の通りである。
【００１７】
（１）交流電力の取り出し
プロペラ１０〜１２が図の矢印方向に回転すると、発電機５０はプロペラ１０〜１２の回転数に応じた周波数の交流発電を行う。この交流発電による交流電圧は、電線１６を介して電源装置４０に入力される。この場合において、プロペラの回転数が高くなると、発生する交流電圧の周波数は高くなり、逆にプロペラの回転数が低くなると、発生する交流電圧の周波数は低くなる。
【００１８】
電源装置４０に入力された交流電圧はＡＦＣ制御により一定周波数の交流に変換され、端子４１，４２から交流電圧として取り出される。ここで、若し周波数を高める必要がある場合は、電源装置４０のＡＣ／ＡＣコンバータ機能で所定の周波数の交流に変換される。変換された交流は端子４１，４２から出力され、必要な電源機器（図示せず）に電力を供給する。
（２）直流電圧の取り出し
【００１９】
ソーラーシステム３０〜３２の各出力は直流電圧であるので、電線１７〜１９でこの直流電圧を電源装置４０に入力する。電源装置４０は、入力された３つの直流電圧を直流的に加算して端子４３，４４から出力することができる。この場合、ソーラーシステム３０の各出力は、電源装置４０に入力されて直流加算するため、電線１７〜１９は互いに電気的に浮いた状態にあることが必要である。
【００２０】
図４は直流電圧の取り出し方の説明図である。図において、Ｖ１はソーラーシステム３０で得られた直流電圧、Ｖ２はソーラーシステム３１で得られた直流電圧、Ｖ３はソーラーシステム３２で得られた直流電圧である。これら直流電圧は、それぞれ電線１７〜１９で電源装置４０に送られてくる。電源装置４０は、これら電圧を図４に示すように直列接続を行う。直流電圧ＶＯ=Ｖ１+Ｖ２+Ｖ３となり、端子４３，４４から出力される。一方、端子４１，４２からは発電機５０で発電された交流電圧が出力される。
【００２１】
このようにして端子４１，４２からは交流電圧が出力され、端子４３，４４からは直流電圧が出力される。交流電圧の容量を大きくする場合は、複数の風力発電機の出力を直列加算して高電圧を発生させるか、複数の風力発電機の出力を並列加算して出力させる。大電力システムを構築する場合は、電源装置４０の出力を複数組み合わせて用いる。
【００２２】
なお、上述の説明ではソーラーシステムの出力を加算する場合を例にとったが、本発明はこれに限るものではない。それぞれのソーラーシステムの出力を互いに独立して出力することもできる。この場合には、電源装置４０に付属する端子の数を増やす必要がある。
の
【００２３】
図５は本発明の他の出力形態を示す図である。この実施例は、図４に示す実施例のＶ１〜Ｖ３に加えて、第４の出力Ｖ４を発生させて、Ｖ１〜Ｖ３に直列加算している。このＶ４の出力は、風力発電による発生交流を電源装置４０で整流して得たものである。電源装置４０は電線１６から入力されてくる交流電圧を、内部に設けた整流器により直流電圧に変換する。そして、変換された直流電圧Ｖ４をＶ１〜Ｖ３に直列加算する。その出力ＶＯＡは
ＶＯＡ=Ｖ１+Ｖ２+Ｖ３+Ｖ４
で与えられる。なお、上述の説明では、プロペラ１０〜１２から交流電圧を発生させる場合を例にとったが、本発明では風力発電機から直接直流電圧を発生させることができる。この場合には、図５の電圧Ｖ４は整流器を通さずに得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は太陽光を受けて、且つ風力発電を行うことができる環境で、等しく利用することができる。
【符号の説明】
【００２５】
６    山
７    塔
８    プロペラ
１０  プロペラ
１０ａ  ソーラーパネル
１１  プロペラ
１１ａ  ソーラーパネル
１２  プロペラ
１２ａ  ソーラーパネル
１６〜１９  電線
２１  ソーラーユニット
２２  電線
２３  制御装置
２４  電線
２５  電線
４０  電源装置
４１〜４４  電源出力端子
５０  発電機
５５  尾翼
【図１】
2016056705.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年1月9日(2015.1.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】手続補正書
【補正対象項目名】代理人
【補正方法】削除
【補正の内容】