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風力発電と太陽光発電の2種類の発電手段で構成される発電システムの発電評価システム 新技術説明会

国内特許コード P120007333
掲載日 2012年4月17日
出願番号 特願2012-016566
公開番号 特開2013-156824
登録番号 特許第5885103号
出願日 平成24年1月30日(2012.1.30)
公開日 平成25年8月15日(2013.8.15)
登録日 平成28年2月19日(2016.2.19)
発明者
  • 西村 顕
  • 鎌田 泰成
  • 安藤 俊剛
  • 村田 淳介
出願人
  • 国立大学法人三重大学
発明の名称 風力発電と太陽光発電の2種類の発電手段で構成される発電システムの発電評価システム 新技術説明会
発明の概要 【課題】1以上のビルと、該ビルが配置される敷地と、該敷地内に配置される風力発電手段と太陽光発電手段の2種類の発電手段とからなる複合発電手段について、気象条件と施設条件に基づいて、異なる消費形態に調和する敷設条件や運転条件を提案するシステムを提供する。
【解決手段】風力発電に適用される気象条件や施設条件が、太陽光発電に与える影響を予め実験やシミュレーションなどにより定量化し、変換テーブルを作成して置く。本発電評価システムではまず風力発電の発電評価指数について算出し、次いで変換テーブルで処理された気象条件や施設条件を用い太陽光発電の発電評価指数の算出を行う。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


近年、化石燃料代替エネルギー資源の開発、および二酸化炭素削減の観点から、太陽光、風力、地熱あるいはバイオマスといった各種再生可能エネルギーを利用して発電を行う技術開発が積極的に推進されている。



再生可能エネルギーの一種である風力発電手段は、一般的には、自然環境をそのまま利用して、周囲に建物等の人工の大型構造物が設置されていない丘陵部、尾根、沿岸部等を立地場とし、ここに大型の風車を設置する方法が採られている。



また、太陽光発電手段は、一般的には、一般住宅やビルの屋上や壁面に設置され、気象条件に対して太陽光発電手段単独での発電および電力供給する方法が採られている。



一方、風力発電手段や太陽光発電手段といった再生可能エネルギーによる発電を積極的に活用した街づくりとして、スマートシティ開発が国内外で進められつつある。



風力発電手段や太陽光発電手段を積極的に都市に敷設するためには、都市を構成する1以上のビルと、該ビル全体が配置される敷地について、気象条件や施設条件を勘案して、風力発電手段と太陽光発電手段のいずれの発電手段も好適条件で発電できるのが望ましい。



一方、都市を構成するビルの利用形態は、オフィス、学校、病院、ホテル、食品スーパーなど種々あり、その電力消費特性はそれぞれ異なる。また、ビルの立地条件によっても異なり、さらには季節、時間によっても変動する。



風力発電手段や太陽光発電手段といった再生可能エネルギーは気象条件と施設条件によって発電特性が変化するため、時間的および季節的に変動する異なる電力消費形態に調和した発電、電力供給方法を構築しないと、電力の需要と供給にミスマッチが生じる。



非特許文献1では、風力発電装置、太陽光発電装置、太陽熱集熱装置(温水等製造装置)ならびにコージェネレーション装置を単用、併用、若しくは合用(ハイブリッド装置の場合)するシステムのそれぞれの装置規模構成および運転方法をシミュレーションするソフトウェアが提案されている。



非特許文献2では、建築物群の配置と形状により、建築物群として建築物周辺の風の流れを制御し、建築物周辺に風力発電に必要な強風域を発生させ、建築物周辺に生じる強風を電気エネルギーに効率的に変換することができるようにしたシステムが提案されている。

産業上の利用分野


本発明は、気象条件として時間的に変動する風速、風向、日射時間帯、日射強度、気温を、また施設条件としてビルサイズ、ビル棟数、ビル配置、敷地面積をそれぞれ考慮した風力発電手段と太陽光発電手段の2種類の発電手段とからなる複合発電手段について、異なる消費形態に対応して敷設条件や運転条件を評価できる発電評価システムである。

特許請求の範囲 【請求項1】
1以上のビルと、該ビルが配置される敷地と、該敷地内に配置される風力発電手段と太陽光発電手段の2種類の発電手段とからなる複合発電手段と、該複合発電手段についての発電評価指数を算出する発電指数算出手段と、電力消費形態データベースから構成される発電評価システムであって、
前記発電指数算出手段が、気象条件と、施設条件と、電力消費形態に基づいて前記複合発電手段について1以上の発電評価指数を算出し、
前記気象条件が時間的に変動する風速、風向、日射時間帯、日射強度、気温を含み、
前記施設条件がビルサイズ、ビル棟数、ビル配置、敷地面積を含み、
前記2種類の発電手段の何れか一方の発電手段に設定される規制条件が、他方の発電手段に設定される前記規制条件を規制し、
前記規制条件が少なくとも太陽光パネルの表面温度、太陽光パネル表面の風速(風力)、ビルサイズ、ビル棟数、ビル配置、敷地面積であることを特徴とする発電評価システム。

【請求項2】
前記発電評価指数算出手段が、3次元流体解析ソフトを用い、少なくとも時間変動する気象条件の風速、風向および施設条件のビルサイズ、ビル棟数、ビル配置、敷地面積を考慮した風力発電手段に関する発電評価指数を算出することを特徴とする請求項1に記載の発電評価システム。

【請求項3】
前記発電評価指数算出手段が、前記太陽光発電手段の発電評価指数を算出するに当たり、少なくとも時間変動する太陽光パネルの表面温度、太陽光パネル表面の風速(風力)を考慮した太陽光発電手段に関する発電評価指数を算出することを特徴とする請求項1又は2の何れか1項に記載の発電評価システム。

【請求項4】
前記異なる消費形態に関する電力消費形態データベースと前記発電指数算出手段に基づき算出した発電指数を有する複合発電手段との時間的、季節的変動対応性を評価することを特徴とする請求項1に記載の発電評価システム。

【請求項5】
前記2種類の発電手段の何れか一方の発電手段に設定される前記気象条件と前記施設条件が、他方の発電手段に設定される前記気象条件と前記施設条件を規制する因子として、太陽光パネルの表面温度、太陽光パネル表面の風速(風力)、ビルサイズ、ビル棟数、ビル配置、敷地面積を考慮することを特徴とする請求項1に記載の発電評価システム。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2012016566thum.jpg
出願権利状態 登録
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