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風力発電システム


シーズコード	S110006155
掲載日	2011年11月7日
研究者	西方正司竜田藤男
技術名称	風力発電システム
技術概要	風力Ｗｄ１～Ｗｄｎに応じて回転エネルギーを発生させる風力タービン１１１～１１ｎ、その発生した回転エネルギーに応じて交流電力を発生させる風力発電機１２１～１２ｎ、その風力発電機１２１～１２ｎで発生した交流電力を直流電力に変換するコンバータ１３１～１３ｎ、及び風力タービン１１１～１１ｎを回転させる風力Ｗｄ１～Ｗｄｎの風速Ｖ_{ｗｉｎｄ１}～Ｖ_{ｗｉｎｄｎ}を測定する風速計１４１～１４ｎを、それぞれ有する複数の風力発電ユニット１１～１ｎを設ける。そして、複数の風力発電ユニット１１～１ｎのコンバータ１３１～１３ｎがそれぞれ出力する直流電力の直列和を入力し、その直列和を交流電力に変換するインバータ２１を有する変換ユニット２０を備えるとともに、複数の風力発電ユニット１１～１ｎの風速計１４１～１４ｎが測定する風速Ｖ_{ｗｉｎｄ１}～Ｖ_{ｗｉｎｄｎ}をそれぞれ監視し、風速Ｖ_{ｗｉｎｄ１}～Ｖ_{ｗｉｎｄｎ}に応じてコンバータ１３１～１３ｎの出力電圧Ｖ_ｄ１～Ｖ_ｄｎ及びインバータの入力電圧Ｅｄをリアルタイムに制御する制御ユニット３０を備える（ｎ：２以上の整数）。
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研究分野	風力発電電力変換器風力エネルギー
展開可能なシーズ	発電効率が高く、且つ設置費用の増大が抑制された複数の風力タービンを有する複合発電装置を提供する。風力発電機の出力を整流した出力電圧は、回転数に比例し、インバータの入力電圧は、各風力発電機の出力電圧の和となるので、回転数（風速）が異なる複数の風力発電機の出力を直列接続して合成でき、出力電圧の歪みを抑制でき、風力発電ユニットの出力の平準化する効果もある。さらに同期発電ユニットを用いて他の電源とのハイブリッド化をすれば、電力系統或いは負荷に出力する電力の変動を抑制することが可能となる。また、制御ユニットが風速を監視し、インバータの入力電圧及びコンバータの出力電圧をリアルタイムに制御する。インバータは、複合発電装置システム全体で１台設置すればよく、設置費用の増大が抑制できる。更に、複数のインバータを有するシステムと比較して、システム全体の最適な運転が可能となり、風力エネルギーを最大限に活用できる。また、コンバータ及びインバータのスイッチング素子としてサイリスタが採用可能であるため、信頼性が高く、保守が容易で、大容量化を可能とする。
用途利用分野	風力発電装置、複合風力発電装置、水力発電システム、河川水流発電装置
出願特許		特許	国際特許分類(IPC)
出願特許	( 1 )	学校法人東京電機大学， . 西方正司，竜田藤男， . 風力発電システム. 特開2010-071156. 2010-04-02	F03D 7/00 F03D 9/00 H02P 9/00 H02J 3/38