(57)【要約】  【課題】  風上側風車の後流による風下側風車の発電出力低下を効果的に緩和し、ファーム全体として高効率な発電運転が可能なウィンドファームを提供する。  【解決手段】  第１の風力発電装置と、前記第１の風力発電装置の近傍に隣接して設置される第２の風力発電装置と、前記第１の風力発電装置および前記第２の風力発電装置とは別体として設けられ、前記第１の風力発電装置と前記第２の風力発電装置との間に流体を噴射する流体噴射装置と、を備え、前記第２の風力発電装置が前記第１の風力発電装置の風下側に位置し、かつ、前記第２の風力発電装置が発電運転する際、前記流体噴射装置から流体を噴射することを特徴とする。【選択図】  図１
2017219012.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の風力発電装置と、
前記第１の風力発電装置の近傍に隣接して設置される第２の風力発電装置と、
前記第１の風力発電装置および前記第２の風力発電装置とは別体として設けられ、前記第１の風力発電装置と前記第２の風力発電装置との間に流体を噴射する流体噴射装置と、を備え、
前記第２の風力発電装置が前記第１の風力発電装置の風下側に位置し、かつ、前記第２の風力発電装置が発電運転する際、前記流体噴射装置から流体を噴射することを特徴とするウィンドファーム。
【請求項２】
請求項１に記載のウィンドファームであって、
前記流体噴射装置は、風向き方向および当該風向き方向の反対方向と異なる方向に流体を噴射することを特徴とするウィンドファーム。
【請求項３】
請求項１または２に記載のウィンドファームであって、
前記流体噴射装置は、流体を圧縮して内部に蓄える高圧流体貯蔵部と、
流体を噴射する噴射孔が複数設けられた流体噴射部と、を有することを特徴とするウィンドファーム。
【請求項４】
請求項３に記載のウィンドファームであって、
前記流体噴射部は、略水平に、かつ、風向き方向と略直交する方向に延在して設けられ、前記第２の風力発電装置の風車の回転中心よりも高い位置に設けられることを特徴とするウィンドファーム。
【請求項５】
請求項３に記載のウィンドファームであって、
前記流体噴射部は、鉛直方向に延在して設けられ、
前記噴射孔は、前記流体噴射部の鉛直方向および周方向に複数設けられることを特徴とするウィンドファーム。
【請求項６】
請求項３に記載のウィンドファームであって、
前記流体噴射部は、鉛直方向に延在して設けられる二つの部位と、
前記二つの部位の上部同士を連結するように、水平方向に延在して設けられる部位と、を備えることを特徴とするウィンドファーム。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載のウィンドファームであって、
前記ウィンドファームは、前記流体噴射装置からの流体の噴射強度および噴射頻度を制御する制御装置を備えることを特徴とするウィンドファーム。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載のウィンドファームであって、
前記流体は、少なくとも空気および水のいずれか一方を含むことを特徴とするウィンドファーム。
【請求項９】
複数の風力発電装置を有するウィンドファームの制御方法であって、
前記ウィンドファーム内の任意の位置の風力発電装置の風下側近傍に隣接して設置される他の風力発電装置が発電運転する際、前記任意の位置の風力発電装置と前記他の風力発電装置との間において、風向き方向および当該風向き方向の反対方向と異なる方向に流体を噴射することを特徴とするウィンドファームの制御方法。
【請求項１０】
請求項９に記載のウィンドファームの制御方法であって、
前記任意の位置の風力発電装置の後流の風速および前記他の風力発電装置の発電出力値に基づき、前記流体の噴射強度および噴射頻度を制御することを特徴とするウィンドファームの制御方法。
【請求項１１】
請求項９または１０に記載のウィンドファームの制御方法であって、
前記流体は、前記他の風力発電装置の風車の回転中心よりも高い位置に噴射されることを特徴とするウィンドファームの制御方法。
【請求項１２】
請求項９または１０に記載のウィンドファームの制御方法であって、
前記流体は、前記任意の位置の風力発電装置の後流の左右両側から噴射されることを特徴とするウィンドファームの制御方法。
【請求項１３】
請求項９または１０に記載のウィンドファームの制御方法であって、
前記流体は、前記他の風力発電装置の風車の回転中心よりも高い位置、および前記任意の位置の風力発電装置の後流の左右両側から噴射されることを特徴とするウィンドファームの制御方法。
【請求項１４】
請求項９から１３のいずれか１項に記載のウィンドファームの制御方法であって、
前記流体は、少なくとも空気および水のいずれか一方を含むことを特徴とするウィンドファームの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風力発電装置の発電出力向上技術に関し、特に、ウィンドファームにおける風力発電装置に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
風力発電装置（風車）は、風の力を受けて翼を回転させ、翼の回転を主軸及び増速機等を介して発電機に伝え、発電機を回転させることで風の運動エネルギーを電気エネルギーに変換する発電装置である。この風力発電装置（風車）を所定の敷地内に複数設置し、ウィンドファームを構成することで、大容量の発電出力を得ることができる。
【０００３】
ところで、ウィンドファームでは、風上側の風車の発電によって風の運動エネルギーの一部が電気エネルギーに変換されるため、風上側の風車から風下側（風速の方向）に向かって略円錐状に広がる運動エネルギーの小さい風の流れが発生する。この運動エネルギー（風速）が低下した風の流れを、風車の後流（ウェーク）と呼ぶ。このウェークの影響で風下側の風車が受風する風速が低下し、風下側の風車の発電出力が低下する。ウィンドファーム内で風下にある風車の出力電力は、風上にある風車に比べて30%から40%程度低下することが知られている。そのため、風下側の風車からの出力を向上させ、ウィンドファーム全体の発電出力を向上させる技術が必要とされている。
【０００４】
ウェークの影響は、例えば、風車間距離を長くすることで低減することができる。風車のウェーク内の低風速の流れとウェーク外の領域の高風速の流れとの間に風の混ざり合う領域（混相）が形成され、ウェーク外の高風速域からウェーク内の低風速域へ風の運動エネルギーが移動する。風車間距離が長い程、この混相領域を確保することができ、ウェーク内の風速の回復が良くなる。
【０００５】
ウェークが完全に回復し、ウェーク内の風速をウェーク外の高風速と等価な風速に戻すためには、風車の翼直径の１５倍ぐらい風下方向に距離を設ける必要があることが知られている。
【０００６】
しかしながら、風車間距離を長くすると、ウィンドファームの総面積が広くなり、土地占有コストの増加、風車間を接続する電力線が長くなることによるコスト増加などの欠点が生じる。従って、風車間距離に依存しないウィンドファームの発電出力向上技術が必要とされている。
【０００７】
本技術分野の背景技術として、例えば、特許文献１のような技術がある。特許文献１には、風車自体の後部に備えられた装置から、装置が備えられた風車が受風する風向と同じ方向に、高風速の流れや渦を発生させることで、ウェークの影響を低減させる技術が開示されている。
【０００８】
また、非特許文献１には、風車の翼回転中心の位置で、鉛直上方に仮想的な力を与えると、その力によって混相がより効率的に生成されることが数値流体シミュレーションを用いて示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１４／０１６７４１９Ａ１号明細書
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】VerHulst C. and Meneveau C., Altering Kinetic Energy Entrainment in Large Eddy Simulations of Large Wind Farms Using Unconventional Wind Turbine Actuator Forcing, Energies 2015, USA, 6 January 2015,Volume 8, p.370-386
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述の通り、風車のウェーク内の風速低下を抑制するためには、ウェーク外の領域(ウェークによる風速が低下している領域よりも上空及び左右の領域)の風速が高い風とウェーク内の領域の風速が低い風との混相を効率よく生成する必要がある。
【００１２】
しかしながら、特許文献１の提案のようにナセルやハブに設置された装置で、風向方向に流れや渦を生成するだけでは、風車の高さより上空からの風の流れを誘導できない。その理由は、ウェークは翼端が周回する円周から略円錐状に広がるため、ナセルやハブに設置された装置が生成する流れや渦では、ウェーク外の高風速の流れまでの距離が長いためである。
【００１３】
また、非特許文献１では、風車の翼回転中心の位置で鉛直上方に仮想的な力を与える方法として、翼回転軸の設置角度の変更や、翼の受風角度(ピッチ角)を制御するピッチ装置を高速に動作させることが提案されている。しかし、非特許文献１のいずれの方法においても、その設置角度の変更による機械構造の変更や、ピッチ装置の動作により風車にかかる荷重が増加し、風車そのものの寿命を低下させる恐れがある。
【００１４】
さらに、非特許文献１で提案されている方法のように風車そのものの動作装置を用いずに、翼やナセルに鉛直上方に力を与える別の装置を設置した場合、タワー上部の質量増加により、風車基部の荷重増加やタワー振動の増加につながり、風車そのものの寿命を低下させる要因となる。
【００１５】
そこで、本発明の目的は、風上側風車の後流による風下側風車の発電出力低下を効果的に緩和し、ファーム全体として高効率な発電運転が可能なウィンドファームを提供することにある。
【００１６】
また、本発明の別の目的は、風上側風車の後流による風下側風車の発電出力低下を効果的に緩和し、ファーム全体として高効率な発電運転が可能なウィンドファームの制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記の課題を解決するために、本発明は、第１の風力発電装置と、前記第１の風力発電装置の近傍に隣接して設置される第２の風力発電装置と、前記第１の風力発電装置および前記第２の風力発電装置とは別体として設けられ、前記第１の風力発電装置と前記第２の風力発電装置との間に流体を噴射する流体噴射装置と、を備え、前記第２の風力発電装置が前記第１の風力発電装置の風下側に位置し、かつ、前記第２の風力発電装置が発電運転する際、前記流体噴射装置から流体を噴射することを特徴とする。
【００１８】
複数の風力発電装置を有するウィンドファームの制御方法であって、前記ウィンドファーム内の任意の位置の風力発電装置の風下側近傍に隣接して設置される他の風力発電装置が発電運転する際、前記任意の位置の風力発電装置と前記他の風力発電装置との間において、風向き方向および当該風向き方向の反対方向と異なる方向に流体を噴射することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、風上側風車の後流による風下側風車の発電出力低下を効果的に緩和し、ファーム全体として高効率な発電運転が可能なウィンドファームを実現できる。
【００２０】
また、風上側風車の後流による風下側風車の発電出力低下を効果的に緩和し、ファーム全体として高効率な発電運転が可能なウィンドファームの制御方法を実現することができる。
【００２１】
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る風力発電装置とジェットアクチュエータ装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る風力発電装置とジェットアクチュエータ装置の概略構成を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る風力発電装置とジェットアクチュエータ装置の概略構成を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るジェットアクチュエータ装置制御の概要を示すブロック線図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るジェットアクチュエータ装置による出力発電の平滑化を示す図である。
【図６Ａ】本発明の一実施形態に係るウィンドファームの概略構成を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ａのウィンドファームを上方から見た平面図である。
【図７Ａ】本発明の一実施形態に係るウィンドファームの概略構成を示す図である。
【図７Ｂ】図７Ａのウィンドファームを上方から見た平面図である。
【図７Ｃ】図７Ａのウィンドファームを上方から見た平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。なお、各図面において同一の構成については同一の符号を付し、重複する部分についてはその詳細な説明を省略する。
【実施例１】
【００２４】
図１を用いて、本発明の実施例１のウィンドファームについて説明する。図１はウィンドファームを構成する最小単位として２基の風力発電装置（風車）有するウィンドファームの例を示している。符号１０２は風上の風力発電装置であり、符号１０９は風下の風力発電装置である。また、符号１０４は風上の風力発電装置１０２と風下の風力発電装置１０９の間に設置されるＴ型構造のジェットアクチュエータである。
【００２５】
本実施例では、風力発電装置１０２は風力発電装置１０９に対して風速分布１０１，１０３，１０８の向きを基準に風上側にある。風上の風力発電装置１０２は風の力（風速分布１０１）を受けて発電運転する。その結果、風力発電装置１０２のウェーク（後流）内の風速分布１０３において、翼回転面から略円錐状に広がる領域の風速が低下する。
【００２６】
そこで、本実施例では、図１に示すように、風上の風力発電装置１０２と風下の風力発電装置１０９の間に流体を外部（大気中）に噴射（噴出）するジェットアクチュエータ１０４を設置する。ジェットアクチュエータ１０４から噴射される流体には、例えば、空気や水などが用いられる。ジェットアクチュエータ１０４は高圧コンプレッサ１０５と接続している。高圧コンプレッサ１０５は、空気や水などの流体を圧縮して内部に蓄える高圧流体貯蔵部である。
【００２７】
ジェットアクチュエータ１０４の上部には、流体を外部（大気中）へ噴射する複数の噴射孔１０６を有する流体噴射部が、ほぼ水平に、かつ、風向き方向とほぼ直交する方向に延在して設けられている。また、流体噴射部は、風下の風力発電装置１０９の風車の回転中心よりも高い位置に設けられている。
【００２８】
高圧コンプレッサ１０５から高圧の空気（風）や水が流体噴射部に供給され、噴射孔１０６から噴射されるジェット噴射により渦（乱流）１０７が発生する。渦（乱流）１０７は、運動エネルギーの高い風の流れを乱流運動エネルギーの輸送により風車の回転中心の高さまで誘導する。これにより、ウェーク内の風速が回復し、風車の高さでの風速分布１０８が風速分布１０３に比べて高くなる。その結果、風下に設置された風力発電装置１０９からの発電出力が向上する。
【００２９】
なお、渦（乱流）１０７を効果的に発生させるためには、風向き方向および風向き方向の反対方向と異なる方向に流体を噴射するのが望ましい。
【００３０】
また、本実施例では、風上の風力発電装置１０２と風下の風力発電装置１０９の２基の風力発電装置が設置されたウィンドファームの例を示しているが、本発明は、３基以上の複数の風力発電装置を有するウィンドファームの場合でも同様に実用可能である。
【００３１】
ジェットアクチュエータ１０４は風上の風力発電装置１０２と風下の風力発電装置１０９の間に設置されるが、その位置は前後の風力発電装置の配置や風力発電装置が設置された地形の形状、卓越風向などにより決定される。卓越風とは、一定の期間の風を平均してみたとき、ある方向からの風の出現頻度が高い場合、この方向の風を意味する。
【００３２】
また、ジェットアクチュエータ１０４の高さや噴射孔１０６を有する流体噴射部の長さは対象となる風力発電装置の大きさにより決定する。一般には、高い高度においては風速が速いため、風車ナセル高さより高い位置に流体噴射部がくるようにジェットアクチュエータ１０４を設置することが望ましい。
【００３３】
流体（ジェット噴射）を噴射する噴射孔１０６の数は図1では５個の例を示しているが、この数に限定されるものではなく、噴射孔１０６の数と噴射孔１０６間の距離（配置間隔）は対象となる風車や使用する環境に応じて決定しても良い。
【００３４】
また、流体の噴射方向は鉛直上方に限るものではなく、各噴射孔１０６の取り付け角度（噴射角度）を調節できるものであっても良く、ジェットアクチュエータ１０４の制御装置１１２によって風速や風向に応じて動的に噴射方向を変更する機能を備えても良い。
【００３５】
また、ジェットアクチュエータ１０４から、流体をジェト噴射するための高圧流体を生成する装置の一例として高圧コンプレッサ１０５を挙げているが、ジェット噴射に使用可能な他の装置でも良い。高圧コンプレッサ１０５の動力は、例えば図１のように風力発電装置からの電力（電力系統１１３）や他の電源を利用することができる。
【００３６】
なお、本発明は風車の設置場所を問わず、陸上ウィンドファームと洋上ウィンドファームのどちらにも適用可能である。
【実施例２】
【００３７】
図２を用いて、本発明の実施例２のウィンドファームについて説明する。本実施例では、ジェットアクチュエータ１１０がタワー状構造体（Ｉ型構造体）によって形成され、噴射孔１０６がジェットアクチュエータ１１０の縦方向（鉛直方向）に設置されている点において、実施例１のウィンドファームとは異なる。流体（ジェット噴射）は噴射孔１０６から風の流れ方向に対して横方向（ほぼ直交する方向）に噴射される。
【００３８】
ジェット噴射により発生する渦（乱流）１０７は運動エネルギーの高い風の流れを横から風車のウェークの位置まで誘導する。この運動エネルギーの高い風の流れの誘導によりウェーク内の風速が回復し、風車の高さでの風速分布１０８が回復する。その結果、風下に設置された風力発電装置１０９からの出力が向上する。
【００３９】
本実施例では、ジェットアクチュエータを図２のようにタワー状構造体とすることで、構造の簡素化ができ、ジェットアクチュエータ１１０のコストを低減することができる。
【００４０】
本実施例においても、２基の風力発電装置１０２と１０９が設置されたウィンドファームの例を示しているが、実施例１と同様に、３基以上の複数の風力発電装置を有するウィンドファームの場合でも同様に適用が可能である。
【００４１】
また、ジェットアクチュエータ１１０の位置と数は前後の風力発電装置の配置や風力発電装置が設置された地形の形状により決定しても良い。ジェットアクチュエータ１１０の高さや長さは対象の風力発電装置の大きさにより決定し、噴射孔１０６の数は図２に示されている数（左右のジェットアクチュエータ１１０にそれぞれ５個ずつ）に限定されるものではなく、噴射孔１０６の数と設置間距離（配置間隔）は対象の風車や使用する環境に応じて決定しても良い。
【００４２】
また、噴射孔１０６の取り付け角度（噴射角度）を調節できるものであっても良く、ジェットアクチュエータの制御装置１１２によって風速や風向に応じて動的に噴射方向を変更する機能を備えても良い。
【００４３】
また、本実施例のように、ジェットアクチュエータを鉛直方向に延在する２本のタワー構造とすることで、ほぼ同じ高さに複数の噴射孔１０６を設けることができ、さらに、図示しない制御装置によって流体の噴射に使用する噴射孔１０６の活性・非活性を選択制御することで、任意の風向に対応することが可能となる。無論、風車設置場所は、実施例１と同様に、陸上、洋上を問わない。
【実施例３】
【００４４】
図３を用いて、本発明の実施例３のウィンドファームについて説明する。本実施例のジェットアクチュエータ１１１は、図１のジェットアクチュエータ１０４および図２にジェットアクチュエータ１１０を組み合わせた門型の構造を有する。つまり、複数の噴射孔１０６を有する流体噴射部が、鉛直方向に延在して設けられる二つの部位と、それらの二つの部位の上部同士を連結するように水平方向に延在して設けられる部位を備える構造となっている。
【００４５】
本構造を採用することで、実施例１や実施例２と比べて、より多くの運動エネルギーの高い風の流れを上部方向や横方向から効果的に風車のウェークの位置まで誘導することができる。
【００４６】
なお、本実施例においても、２基の風力発電装置１０２と１０９が設置されたウィンドファームの例を示しているが、実施例１や実施例２と同様に、複数の風力発電装置を有するウィンドファームの場合にも適用できることは言うまでも無い。
【実施例４】
【００４７】
次に、図４および図５を用いて、ジェットアクチュエータの制御装置１１２について説明する。図４は実施例１から実施例３におけるジェットアクチュエータの噴射強度と噴射周波数（噴射頻度）の制御を示すブロック線図である。
【００４８】
ジェットアクチュエータの制御装置１１２は、少なくともジェットアクチュエータ１０４（実施例１），１１０（実施例２），１１１（実施例３）に設置された図示しない風速センサー１１５によって取得されるジェットアクチュエータの位置での風速と、風下の風力発電装置１０９の図示しない風車制御装置１１６から取得される発電出力を入力とする。
【００４９】
ジェットアクチュエータの制御装置１１２は、上記の入力情報を元に、噴射孔１０６から噴射する流体の噴射強度及び噴射周期（噴射頻度）と高圧コンプレッサの圧縮流体の貯蔵量を制御する信号を演算し、それぞれ、噴射孔１０６と高圧コンプレッサ１０５にその動作指令を出力する。
【００５０】
図５にジェットアクチュエータの制御装置１１２の動作を示す。ジェットアクチュエータの制御装置１１２は、風下風車の発電出力１１７が電力系統１１３に出力する所望の発電出力１１８を超過している場合に、電力線１１４を介して得られる風車の発電電力を消費して、ジェットアクチュエータの高圧コンプレッサ１０５を動作させ、高圧コンプレッサ内のタンク（図示せず）に圧縮流体としてエネルギーを蓄える。（高圧コンプレッサへ蓄蔵）
一方、風下風車の発電出力１１７が電力系統１１３に出力する所望の発電出力１１８を下回っている場合には、高圧コンプレッサ内のタンクに蓄えた圧縮流体を噴射することで、実施例１から実施例３に記載の効果によって、下流風車の発電出力１１７を回復させるように動作する。（ジェット噴射に使用）
前述の動作によって、ウィンドファームから電力系統１１３に出力される発電電力の変動を平滑化することができ、電力系統１１３の安定化に寄与するとともに、風力発電システムの発電量増加および導入量増加に貢献することができる。
【実施例５】
【００５１】
図６Ａおよび図６Ｂを用いて、本発明の実施例５のウィンドファームについて説明する。上記の各実施例ではウィンドファームを構成する最小単位として２基の風力発電装置（風上の風力発電装置１０２と風下の風力発電装置１０９）およびそれらの間に設置されるジェットアクチュエータを有するウィンドファームの例を用いて説明したが、本実施例のウィンドファームは、図６Ａに示すように、３基以上の複数の風力発電装置、ここでは６基の風力発電装置１０２，１０９，１２２，１２３，１２７，１３１が設置されるウィンドファームの例を用いて説明する。
【００５２】
本実施例のウィンドファームは、風向き方向（風車風上側の風速分布１０１）において、各風力発電装置間にそれぞれＴ型構造のジェットアクチュエータ１０４，１１９，１２４，１２８が設置される。各ジェットアクチュエータ１０４，１１９，１２４，１２８は、空気や水などの流体を外部（大気中）に噴射することで、渦（乱流）１０７，１２１，１２６，１３０を発生させ、各風力発電装置の風下側（ウェーク内）の各々の風力発電装置の発電量低下を抑制する。これにより、ウィンドファーム全体として発電量を向上することができる。
【００５３】
なお、本実施例においても、各ジェットアクチュエータ１０４，１１９，１２４，１２８を、実施例４で説明した制御装置により流体の噴射強度や噴射周波数（噴射頻度）を各々制御することで、ウィンドファーム内の全ての風力発電装置が最大限の発電出力となる運転が可能となり、ウィンドファーム全体の発電効率を向上することができる。
【実施例６】
【００５４】
図７Ａから図７Ｃを用いて、本発明の実施例６のウィンドファームについて説明する。実施例５のウィンドファームでは各風力発電装置間にＴ型構造のジェットアクチュエータを設置しているのに対し、本実施例のウィンドファームでは、Ｉ型構造のジェットアクチュエータ１１０，１３４，１３７，１４０，１４１，１４２が設けられている点において実施例５とは異なる。また、実施例５では、風向き方向（風車風上側の風速分布１０１）において各風力発電装置間にそれぞれジェットアクチュエータをほぼ同一直線上に配置しているのに対し、本実施例では、風力発電装置の配置とジェットアクチュエータの配置をずらしている点においても実施例５とは異なっている。ここでは、図７Ｂのように、風力発電装置とジェットアクチュエータを千鳥配置としている。
【００５５】
Ｉ型構造のジェットアクチュエータ１１０，１３４，１３７，１４０，１４１，１４２には、Ｉ型構造のジェットアクチュエータの鉛直方向および周方向に流体の噴射孔１０６，１３２，１３５，１３８等が複数設けられており、風向き方向（風車風上側の風速分布１０１）以外にも流体を噴射することができる。例えば、風力発電装置とジェットアクチュエータを千鳥配置とした場合には、図７Ｂのようにジェットアクチュエータから風の下流側に向かって両斜め方向に流体を噴射することで、ジェットアクチュエータの下流側に設置されている２基の風力発電装置の発電量低下を効果的に抑制することができる。
【００５６】
図７Ｃに風向き（風車風上側の風速分布１０１）が変化した場合の状態を示す。図７Ｂでは左側から右側に向かう風向時のウィンドファーム内の状態を示しているが、図７Ｃでは風向きが変わり、左斜め上方向から右斜め下方向に向かう風向時のウィンドファーム内の状態を示している。
【００５７】
本実施例のウィンドファームのように、Ｉ型構造のジェットアクチュエータを風力発電装置に対して千鳥状にずらして配置し、各ジェットアクチュエータの鉛直方向および周方向に複数の噴射孔１０６を設けることで、風向きの状態に応じて流体の噴射方角（噴射方向）をより細かく変化させることができるため、風力発電装置の発電量低下を効果的に抑制することができる。
【００５８】
なお、本実施例においても、各ジェットアクチュエータ１１０，１３４，１３７，１４０，１４１，１４２を、実施例４で説明した制御装置により流体の噴射角度（噴射方向）や噴射強度、噴射周波数（噴射頻度）を各々制御することで、ウィンドファーム内の全ての風力発電装置が最大限の発電出力となる運転が可能となり、ウィンドファーム全体の発電効率を向上することができる。
【００５９】
以上の各実施例において説明したように、風力発電装置とは別体として設置されたジェットアクチュエータによって、風車そのものの荷重を増加させることなく、風車の高さまで運動エネルギーの高い風を誘導するができる。これによって風力発電装置の後流（ウェーク内）の風速が回復し、風下側にある風車の発電出力を向上することができる。この結果、ウィンドファーム全体の発電量向上と安定した電力供給が可能となる。
【００６０】
なお、噴射する流体として空気や水の例を用いて説明したが、例えば、空気と水の混合流体などであってもよく、風力発電装置の後流（ウェーク）を回復することができる充分な量の流体を噴射することができれば、空気や水に限定されるものではない。
【００６１】
また、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１０１…風車風上側の風速分布、１０２…風上の風力発電装置、１０３…風上風車１０２の後流（ウェーク内）の風速分布、１０４，１１９，１２４，１２８…Ｔ型構造のジェットアクチュエータ、１０５…高圧コンプレッサ、１０６，１２０，１２５，１２９，１３２，１３５，１３８…噴射孔、１０７，１２１，１２６，１３０…ジェットアクチュエータが作る渦（乱流）、１０８…乱流１０７により風速が回復した風速分布、１０９…風下の風力発電装置、１１０，１３４，１３７，１４０，１４１，１４２…Ｉ型構造のジェットアクチュエータ、１１１…門型構造のジェットアクチュエータ、１１２…ジェットアクチュエータの制御装置、１１３…電力系統、１１４…電力線、１１５…ジェットアクチュエータに備わる風速センサー、１１６…風下風車の風車制御装置、１１７…風下風車の発電出力、１１８…電力系統に出力する所望の発電出力。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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