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公開番号2024129338
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-27
出願番号2023038478
出願日2023-03-13
発明の名称風力発電システム、風力発電装置の使用方法および風力発電装置が設置された建造物
出願人株式会社日立製作所
代理人弁理士法人磯野国際特許商標事務所
主分類F03D 9/45 20160101AFI20240919BHJP(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】様々な風向においても高い発電量が期待される風力発電システム、風力発電装置の使用方法および風力発電装置が設置された建造物を提供する。
【解決手段】本発明の風力発電システムは、風111を受けて回転する翼500tと、翼500tの回転エネルギーを伝達する主軸500sと、回転エネルギーを電気に変換する発電機とを有する風力発電装置500と、風力発電装置500が設置された建造物20と、を備える風力発電システムSであって、建造物20は、面取り形状の角部20kと、角部20kに隣接する二つの壁面20mとを有し、角部20kと、角部20kに隣接する二つの壁面20mのそれぞれを有する面とからなる設置領域r1内に翼500tが設置されている。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
風を受けて回転する翼と、前記翼の回転エネルギーを伝達する主軸と、前記回転エネルギーを電気に変換する発電機とを有する風力発電装置と、前記風力発電装置が設置された建造物と、を備える風力発電システムであって、
前記建造物は、面取り形状の角部と、前記角部に隣接する二つの壁面とを有し、
前記角部と、前記角部に隣接する二つの壁面のそれぞれを有する面とからなる設置領域内に前記翼が設置されている
ことを特徴とする風力発電システム。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
請求項１に記載の風力発電システムにおいて、
前記面取り形状は、上面視で隅丸型である
ことを特徴とする風力発電システム。
【請求項３】
請求項１に記載の風力発電システムにおいて、
前記面取り形状は、上面視で隅切型である
ことを特徴とする風力発電システム。
【請求項４】
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の風力発電システムにおいて、
前記建造物は、前記設置領域に突出部を有し、
前記翼は、前記突出部に設置されている
ことを特徴とする風力発電システム。
【請求項５】
請求項４に記載の風力発電システムにおいて、
前記突出部は、前記建造物の階を支持する構造支持部材を有し、前記翼は、前記構造支持部材上に設置されていることを特徴とする風力発電システム。
【請求項６】
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の風力発電システムにおいて、
前記設置領域内において、前記翼の設置位置を可変とする位置変更部を備えている
ことを特徴とする風力発電システム。
【請求項７】
請求項６に記載の風力発電システムにおいて、
前記建造物に流入する風向に応じて、前記翼の設置位置を変更する制御部を備えている
ことを特徴とする風力発電システム。
【請求項８】
風を受けて回転する翼と、前記翼の回転エネルギーを伝達する主軸と、前記回転エネルギーを電気に変換する発電機とを有する風力発電装置の使用方法であって、
前記風力発電装置は建造物に設置され、
前記建造物は、面取り形状の角部と、前記角部に隣接する二つの壁面とを有し、
前記角部と、前記角部に隣接する二つの壁面のそれぞれを有する面とからなる設置領域内に前記翼が設置されている
ことを特徴とする風力発電装置の使用方法。
【請求項９】
風を受けて回転する翼と、前記翼の回転エネルギーを伝達する主軸と、前記回転エネルギーを電気に変換する発電機とを有する風力発電装置が設置された建造物であって、
前記建造物は、面取り形状の角部と、前記角部に隣接する二つの壁面とを有し、
前記角部と、前記角部に隣接する二つの壁面のそれぞれを有する面とからなる設置領域内に前記翼が設置されている
ことを特徴とする風力発電装置が設置された建造物。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、風力発電システム、風力発電装置の使用方法および風力発電装置が設置された建造物
に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
地球温暖化対策に向けた取り組みの一つとして、再生可能エネルギーの使用がある。
そこで、電力系統を経由せずに再エネを確保する電力の地産地消が注目されている。
地産地消の取り組みとして、ビル近くに風力発電装置を設置することが行われつつある。
【０００３】
ビルに代表される人工建築物周辺では、人工建築物に風が衝突することによって風の流れの特性が変化する。特に人工建築物の角部においては、形状が急に凹状に変化するため、風の流れの剥離と呼ばれる剥離現象が発生することが知られている。剥離現象のような風の特性変化により、人工建築物の周辺では風速が増加する増速領域と風速が低下する減速領域とが発生する。
【０００４】
一方、風力発電装置における発電量は風速に依存する。そこで、発電量確保のため、風速が高い場所に風力発電装置を設置することが望ましい。
そこで、人工建築物に対する風力発電装置の設置方法として、例えば特許文献１、２に記載される技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００２―９８０３７号公報(図１～図３，段落００１３～００１５等)
特開２０１１―１７４４４８号公報(図１，図２，段落００２７，００２８等)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、流れの剥離現象は人工建築物に沿って流れている風が、人工建築物の角部周辺において人工建築物の壁面から離れるように流れる現象である。この現象により、人工建築物周辺では風速が増加する領域(増速領域)と風速が低下する領域（減速領域）の双方が発生し、これら領域が混在することとなる。
【０００７】
そこで、風力発電装置に関しては、発電量は風速の高低に依存するため風速が高い位置に設置することが望ましい。
そこで、人工建築物周辺においては、風力発電装置を、風速の高い増速領域に設置することでより多くの発電量を期待することができる。
そこで、下記の特許文献１、２では、人工建築物周辺への風力発電装置の設置方法が検討されている。
【０００８】
特許文献１においては、建築物の隅角部、隣接する建築物同士の間又はその近傍に配置した垂直軸型風力発電装置によって発電することを特徴とする風力発電方法が記載されている。また、前記垂直軸型風力発電装置の直線翼を風の通路に配置することが記載されている。また、隅角部に凹部を設け、前記凹部内に垂直軸型風力発電装置を取り付けたことを特徴とする建築物が記載されている。
【０００９】
特許文献２においては、超高層建物の高さの中間位置よりも上方位置に、方位四方向に開口した中間階を設けている。そして、当該中間階に流入する風のエネルギーによって発電する風力発電装置を、中間階に設置したことを特徴とする発電システムを備えた超高層建物が記載されている。
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載の風力発電方法の場合、人工建築物正面から風が吹いている場合において高い発電量が期待できるものの、風向変化によっては発電量が低下してしまう可能性がある。
【００１０】
本発明は上記実状に鑑み創案されたものであり、様々な風向においても高い発電量が期待される風力発電システム、風力発電装置の使用方法および風力発電装置が設置された建造物の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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