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公開番号2025008214
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-20
出願番号2023110179
出願日2023-07-04
発明の名称発電システム
出願人三菱重工業株式会社
代理人SSIP弁理士法人
主分類H02P 9/00 20060101AFI20250109BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】交換や修理の頻度を下げつつ、タービンへの入力エネルギが小さいときに発電機の回転数の増加をアシストすることができる。
【解決手段】再生可能エネルギのうち風力または水力を用いて発電する発電システムは、風力または水力によって回転するタービンと、タービンの回転エネルギを用いて電力を生成する発電機と、発電機と発電機が生成した電力が供給される負荷とを電気的に接続する電力供給ラインと、電力供給ラインに設けられ、発電機が生成した電力の電圧が予め設定された設定電圧以下である場合には電力供給ラインを電力の供給が不可能な状態に切り替え可能に構成される無接点リレーと、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
再生可能エネルギのうち風力または水力を用いて発電する発電システムであって、
前記風力または前記水力によって回転するタービンと、
前記タービンの回転エネルギを用いて電力を生成する発電機と、
前記発電機と前記発電機が生成した前記電力が供給される負荷とを電気的に接続する電力供給ラインと、
前記電力供給ラインに設けられ、前記発電機が生成した前記電力の電圧が予め設定された設定電圧以下である場合には前記電力供給ラインを前記電力の供給が不可能な状態に切り替え可能に構成される無接点リレーと、を備える、
発電システム。
続きを表示（約 520 文字）【請求項２】
前記電力供給ラインのうち前記無接点リレーと前記負荷との間に位置する接続位置と商用電源とを電気的に接続する商用電源ラインを、さらに備える、
請求項１に記載の発電システム。
【請求項３】
前記負荷は、一般負荷および蓄電池を含み、
前記電力供給ラインは、前記接続位置を挟んで前記発電機側とは反対側に位置する分岐位置と前記蓄電池とを接続する第１ライン、および前記分岐位置と前記一般負荷とを接続する第２ラインを含み、
前記電力供給ラインの前記接続位置と前記分岐位置との間に設けられるＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記第１ラインに設けられるＤＣ／ＡＣコンバータと、をさらに備える、
請求項２に記載の発電システム。
【請求項４】
前記無接点リレーは、抵抗分圧回路と、前記抵抗分圧回路の出力電圧が前記設定電圧以上になるとオン状態に切り替えられるソリッドステートリレーと、を有する、
請求項１から３の何れか一項に記載の発電システム。
【請求項５】
前記発電機は、永久磁石式発電機である、
請求項１から３の何れか一項に記載の発電システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、再生可能エネルギのうち風力または水力を用いて発電する発電システムに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
風力発電装置や水力発電装置は、発電機の起動トルクが比較的大きいため、風速が低い場合や水量が少ない場合などのようにタービンへの入力エネルギが小さい場合には、発電機の回転数の増加が遅れ、発電効率を下げてしまう。これに対して、例えば、特許文献１には、発電機に接続される回路を負荷と電源とに切り替える切替スイッチを備える風力発電装置が開示されている。この切替スイッチは、回転翼の回転数が低く、且つ回転翼が低効率回転範囲に位置している際に、発電機を電源側に接続させ、電源から供給される電力によって発電機の回転をアシストするようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－２１０９１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、電源の電力を発電機に供給可能であるように切替スイッチには物理的な接点が存在する有接点リレーが採用されている。有接点リレーは、製品寿命が比較的短いため、交換や修理が頻繁に必要となる。また、電源から供給される電力を発電機が有効的に利用するためには補助モータ等の設置が必要となり、コストの増大を招く虞がある。
【０００５】
本開示は、上述の課題に鑑みてなされたものであって、交換や修理の頻度を下げつつ、タービンへの入力エネルギが小さいときに発電機の回転数の増加をアシストすることができる発電システム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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本開示に係る発電システムは、再生可能エネルギのうち風力または水力を用いて発電する発電システムであって、前記風力または前記水力によって回転するタービンと、前記タービンの回転エネルギを用いて電力を生成する発電機と、前記発電機と前記発電機が生成した前記電力が供給される負荷とを電気的に接続する電力供給ラインと、前記電力供給ラインに設けられ、前記発電機が生成した前記電力の電圧が予め設定された設定電圧以下である場合には前記電力供給ラインを前記電力の供給が不可能な状態に切り替え可能に構成される無接点リレーと、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の発電システムによれば、交換や修理の頻度を下げつつ、タービンへの入力エネルギが小さいときに発電機の回転数の増加をアシストすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
一実施形態に係る発電システムの構成を概略的に示す図である。
一実施形態に係る発電機の回転数の時間的変化を示す図である。
一実施形態に係る負荷に供給される電力の時間的変化を示す図である。
一実施形態に係る接続位置における電圧の時間的変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示の実施の形態による発電システムについて、図面に基づいて説明する。かかる実施の形態は、本開示の一態様を示すものであり、この開示を限定するものではなく、本開示の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。
【００１０】
＜発電システム＞
（構成）
本開示に係る発電システムは、再生可能エネルギのうち風力または水力を用いて発電する。発電システムは、例えば、オフィスビル、マンション、工場、および戸建て住宅などの電力需要施設に設けられる。電力需要施設は、電力会社等の電気事業者から電力の供給が受けられるようになっていてもよいし、太陽光発電設備等の自家発電設備が設けられていてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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