可動物体型波力発電システム

開放特許情報番号: L2020002566

開放特許情報登録日: 2020/12/9

最新更新日: 2023/7/24

基本情報

出願番号

特願2016-182639

出願日

2016/9/20

出願人

結城　由和

公開番号

特開2018-048559

公開日

2018/3/29

登録番号

特許第6155376号

特許権者

結城　由和

発明の名称

可動物体型波力発電システム

技術分野

機械・加工、電気・電子、土木・建築

機能

環境・リサイクル対策、制御・ソフトウェア、機械・部品の製造

適用製品

海上に設置する発電設備

目的

波力エネルギーを使った量産型の発電システムである。発電ユニットを備える浮体容器を沿岸の洋上に浮かべる方式を提案する。原理は腕時計の腕振りによる発電で機構は実現されている。波の動きにより浮体容器（または船体）が傾き、追随して錘付き車が回転して誘導起電力に変換する。最初は非常用電源、ＥＶ充電として活用する。パワーコンディショナーと組み合わせて地域共同発電所に供給する。

効果

・波力を位置エネルギーに変える方式のため波受板は不要で立地によるカスタマイズ不要で量産ができる。またあらゆる種類の波を歯車の回転力に変換する。
・人工物が並ぶ沿岸は適地である。また中古船を活用できる。
・他の再生可能エネルギーと比較して漁業、景観、騒音の影響を小さくできる。
・構成部品は既存の工業製品の技術を活用でき、コスト低減を展開できる。

技術概要

システムの概要
偏重心錘付き歯車を小波またはうねりの力を受けて傾かせることで軸を回転させる。
噛み合いを通じて多極回転子に伝達し、固定子に巻いた銅線に電流を発生させる。
発電ユニットを浮体容器の中央に固定し、浮体容器を洋上に浮かべる。
容器の中央にチェーンを付けて、船体または構造物から垂直に吊るす。
固定子に巻かれた線からのリード線（ケーブル）がチェーン根元付近から容器外に出る。
揺れが大きくなると発電効果を高める。[１]横からの波　[２]底を持ち上げるうねり
浮体容器の側面に浮き輪を取り付けて転覆を防止する。
固定子21は磁気回路を構成し、固定子の端部に対面するように、回転子23が配置される。各磁石23Aは回転子の円周に配置され、固定子の一端はＮ極と対面し、他端はＳ極と対面する。
　波の動きによって浮体容器が矢印Ａ’の向きに傾いた場合、錘付き歯車24の錘24Aが歯車中心より高い位置になる。そして錘が低い位置に戻ろうとして錘付き歯車24が回転する。錘付き歯車の回転が、回転子歯車25を介して、回転子23に伝達されて、回転子が回転しコイル22の両端に誘導起電力が発生して誘導電流が流れる。コイル巻き数に比例して電流が増加する。

イメージ図

実施実績

【無】

許諾実績

【無】

特許権譲渡

【可】

希望譲渡先（国内）	【可】
希望譲渡先（国外）	【否】

特許権実施許諾

【可】

実施権条件	条件はご相談させていただきます。
希望譲渡先（国内）	【可】
希望譲渡先（国外）	【否】

アピール情報

導入メリット

【】

改善効果１	水の動きを位置エネルギーに変えて間接的にエネルギーを取得する。そのため設備が大がかりにならないこと、機材のメンテナンスを外段取り、部品交換とすればよい。投資規模は多様に考えられ、ランニングコストを低減できるメリットがある。
改善効果２	船体の揺れを小さくする技術があり、これを逆に活用して揺れを大きくできる。ピッチング（横揺れ）、ローリング（横揺れ）、ヨーイング（偏揺れ）を効果的に利用する。すなわち波の高さや種類に関わらず船体側で制御することはメリットとなる。
改善効果３	固定子の両端が永久磁石のＮ極及びＳ極と空間を介して対峙することは消耗を防止する。電磁石としないことで装置内部の電力消耗や計測を伴うことがなく、装置が安価になるメリットがある。

アピール内容

波動は24時間の変動量が小さく、小規模でも安定した電力量を得られます。景観、漁業への影響及び健康障害はほとんどありません。設置場所は海岸線の利用権を確保できればよく比較的容易です。再生可能エネルギーの欠点を克服する方式です。
展開する場合の特徴を記載します。
１．現在ある発電は課題を内在しておりデメリットを避ける選択肢を提供できる。
　　太陽光発電：　台風、荒天によるパネル破損、設置による森林伐採
風力発電：　風向のブレード制御、強風時に停止、バードストライク、低周波騒音
２．設備の初期投資を小さくする可能性を持っている。
　　１）既存の工業製品の部材を使用することができる。
２）設置場所による仕様変更は少なく量産性がある。
　３）稼働実績に応じた性能改善及びコストダウン展開の可能性がある。
３．機器メンテナンス、修理の多くは部品交換で対応でき、高度な技能を必要としない。
４．ほかの業種と連携することができる。
　　１）造船業の技術を部分的に反映できる。
　　２）漁業者または農業者が発電業務に関われる。
パワーコンディショナーで交直流を変換した上でのサービスイメージです。
・地域内の独立送電線（自営線）を整備し構内で消費する。
・電気自動車向け充電設備に供給する。
・水の電気分解による水素を製造しカセット等に貯蔵、活用する。
・保冷貯蔵庫（農水産物・食品類）の冷却に活用する。
・近隣の農業ハウスの暖房とする。
特許記載案の発電機構造は１例で多様に選択できます。
下記のような効果を追加する要素を付加できます。
（1）　永久磁石を利用した多極同期発電機
プロペラ式風力発電に使われ、ギアレスで保守・点検が容易です。
（2）　フライホイールの活用
動揺条件によって回転速度が増した場合、フライホイール（弾み車）の回転エネルギーに変換して蓄え、逆に速度が減少した時に、回転を継続させ平滑化を行う役割です。
（3）　回転子の回転方向を一定の方向に修正する機構
　　　プランの錘付き歯車の回転方向は常に変化します。ギア構造の中に回転を一定方向にする機構を組み込むことが考えられます。

登録者情報

登録者名称	結城　由和