特許ウォッチ

公開番号2024125087
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-13
出願番号2023033192
出願日2023-03-03
発明の名称風力発電機の監視システム、風力発電設備及び風力発電機の監視方法
出願人有限会社讃宝住設
代理人個人,個人
主分類F03D 17/00 20160101AFI20240906BHJP(液体用機械または機関;風力原動機,ばね原動機,重力原動機;他類に属さない機械動力または反動推進力を発生するもの)
要約【課題】風力発電機に落雷が発生したことを簡便に、かつ確実に検出する風力発電機の監視システム、風力発電設備及び風力発電機の監視方法を提供することを目的とする。
【解決手段】風力発電機1を監視する赤外線カメラ20と、赤外線カメラ20が撮影した画像に基づいて温度を推定する処理部210を有する解析装置21と、を備える風力発電機1の監視システム2であって、処理部210は、画像に基づいて推定される風力発電機1において落雷が発生したと推定される落雷推定位置の推定温度と風力発電機1に落雷が発生したことを判断する基準温度とを比較して、風力発電機1への落雷を判断する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
風力発電機を監視する赤外線カメラと、該赤外線カメラが撮影した画像に基づいて温度を推定する処理部を有する解析装置と、を備える風力発電機の監視システムであって、
前記処理部は、
画像に基づいて推定される前記風力発電機において落雷が発生したと推定される落雷推定位置の推定温度と前記風力発電機に落雷が発生したことを判断する基準温度とを比較して、前記風力発電機への落雷を判断する
ことを特徴とする風力発電機の監視システム。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記処理部は、
前記基準温度を、前記落雷推定位置の周囲の温度に対して所定の温度以上の温度に設定し、
前記推定温度が前記基準温度以上となったときに前記風力発電機に落雷が発生したと判断する
ことを特徴とする請求項１に記載の風力発電機の監視システム。
【請求項３】
前記処理部は、
前記風力発電機に落雷が発生した際に、落雷の発生したことを通知する落雷情報を発報する機能を有している
ことを特徴とする請求項２に記載の風力発電機の監視システム。
【請求項４】
前記基準温度は、
前記落雷推定位置の周囲の温度より３０度以上高い温度である、
ことを特徴とする請求項２に記載の風力発電機の監視システム。
【請求項５】
前記解析装置は、
前記赤外線カメラが撮影した画像に関する画像情報を記憶する記憶部と、
前記画像情報に基づいて、温度分布画像を生成する画像生成機能と、
該画像生成機能によって生成された画像を表示する表示部と、をさらに有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の風力発電機の監視システム。
【請求項６】
前記処理部は、
前記推定温度が前記基準温度以上となったときに、前記風力発電機に落雷が発生したことを通知する落雷情報を発報する機能と、
該落雷情報を前記表示部に送信する機能と、を有しており、
前記表示部は、
前記落雷情報に基づいてアラートを画像表示する機能を有している、
ことを特徴とする請求項５に記載の風力発電機の監視システム。
【請求項７】
風力発電機と、請求項１から６のいずれかに記載の風力発電機の監視システムと、を含む、
ことを特徴とする風力発電設備。
＜風力発電機の監視方法＞
【請求項８】
風力発電機を監視する赤外線カメラが撮影した画像に基づいて風力発電機の温度を推定するステップと、
推定された推定温度と前記風力発電機に落雷が発生したことを判断する基準温度とを比較して前記風力発電機への落雷を判断するステップと、を備える、
ことを特徴とする風力発電機の監視方法。
【請求項９】
前記推定温度が前記基準温度以上となったときに前記風力発電機に落雷が発生したことを通知するステップと、をさらに備える、
ことを特徴とする請求項８に記載の風力発電機の監視方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、風力発電機の監視システム、風力発電設備及び風力発電機の監視方法に関する。さらに詳しくは、風力発電機に落雷が発生したことを検知する風力発電機の監視システム、風力発電設備及び風力発電機の監視方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
風力発電は、風の運動エネルギーを風車の回転エネルギーに変換し、その回転エネルギーを発電機によって電気エネルギーに変換する発電システムである。風の運動エネルギーは、風を受ける面積に比例し、また風速の３乗に比例することから、風力発電機は、大きい風車で風の強い上空において、効率良く風を受けることが重要となる。
【０００３】
一方、風力発電機の大型化、高度化に伴って、風力発電機が落雷を受ける危険性が高まることになる。風力発電機が落雷を受けて稼働停止となる事例においては、落雷による被害が判明する前に、繰り返し落雷を受けて損傷が拡大していることがある。このため、例えば特許文献１には、可視光から近赤外線までを検出するカメラ２台を用いて、１台のカメラからは雷を撮影して雷の軌跡を求め、もう１台のカメラからは風車を撮影して落雷があっとときの風車（特に回転するブレード）の位置を推定することにより、風力発電機に落雷が発生したことを検知する雷検知システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２２－１７８０６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の雷検知システムは、２台のカメラを用いるものであり、また風車の環境条件（風の向き、風の強さなど）によっては、ブレードの位置を推定することが困難な場合がある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑み、風力発電機に落雷が発生したことを簡便に、かつ確実に検出する風力発電機の監視システム、風力発電設備及び風力発電機の監視方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１発明の風力発電機の監視システムは、風力発電機を監視する赤外線カメラと、赤外線カメラが撮影した画像に基づいて温度を推定する処理部を有する解析装置と、を備える風力発電機の監視システムであって、処理部は、画像に基づいて推定される風力発電機において落雷が発生したと推定される落雷推定位置の温度と風力発電機に落雷が発生したことを判断する基準温度とを比較して、風力発電機への落雷を判断することを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、１台のカメラだけでも風力発電機に落雷が発生したことを検出することができるため、簡便といえる。また、風力発電機に落雷が発生した場合、風力発電機の雷撃点は落雷による温度変化が見られるため、処理部が、赤外線カメラが撮影した画像に基づく落雷推定位置の推定温度と、風力発電機に落雷が発生したことを判断する基準温度とを比較することで、風力発電機に落雷が発生したことを確実に検出することができる。
【０００９】
また、第１発明の風力発電機の監視システムは、処理部が、基準温度を、落雷推定位置の周囲の温度に対して所定の温度以上の温度に設定し、推定温度が基準温度以上となったときに風力発電機に落雷が発生したと判断するようにすることができる。この構成によれば、風力発電機の雷撃点は落雷により加熱されて温度が上昇するため、処理部が、推定温度と、落雷推定位置の周囲の温度に対して所定の温度以上に設定された基準温度とを比較することで、風力発電機に落雷が発生したことを確実に検出することができる。
【００１０】
さらに、第１発明の風力発電機の監視システムは、処理部が、風力発電機に落雷が発生した際に、落雷の発生したことを通知する落雷情報を発報する機能を有するようにすることができる。この構成によれば、風力発電機に落雷が発生したことをオペレーターに確実に知らせることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許