革命的な風力タービンⅤ

  

　　　　２３　　しのびよる危機　　／　　山地剝（さんちはく）

 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　 

　　　　※　剝とは、剝ぎ落とす、削り減らすことである。陽の力が次第にむし
　　　　　　取られて、まさに崩壊寸前の危機を示す。序卦伝では、文化の爛熟
　　　　　　が極度に達した後に来る社会衰滅であると説明している。卦の形も、
　　　　　　下から上昇する陰爻が、僅かに残る陽爻を圧倒しており、また高く
　　　　　　そびえる山（艮）が浸食作用によって平地（坤）と化してしまう様
　　　　　　子を表している。自覚症状のない重病、失脚をねらう部下、放蕩（
　　　　　　（一陽に五陰）による破産など、衰運の極である。みだりに力まず、
　　　　　　じっと冬の時代の終わるまで待つことだ。冬来たりなば春遠からじ、
　　　　　　一陽来復の卦が次にひかえている。 

 

　Feb 13. 2017

 ●　パワー・ツー・ザ・スノータウン

２波の大雪に覆われた滋賀県北部。大雪地帯を抱える高島市、長浜市、彦根市、盲点は
彦根市に露わになるが、高島市も国道１６１号や湖西道路でトラックが脱輪するなどし
て渋滞が発生しているが、それでも準備は整っている。冬景色の美しさに魅了されるメ
タセコイア並木の景色は北近江の風物詩、大雪でも観光客が訪れている。準備が十分で
あれば、無形の資産ともなる典型事例だろう。

彦根市の旧城下町で江戸時代から続く歓楽街「袋町」（同市河原２丁目）の住民が、相
次ぐ大雪に対応するため除雪機を緊急購入。飲食店主らと１１日から運用を始める。袋
町」は芹川の北側で、旧城下町以来の狭い小路に１００軒近い飲食店が密集する市内を
代表する飲み屋街。市の除雪作業は主に幹線道路で、街路は住民で協力して行う必要が
あが、地元自治会の深尾淑子会長（６８）によると、住民約３０世帯の半分以上が８０
歳以上の高齢者の世帯で独居も多く、先月からの大雪では雪かきもままならず、家から
出られなくなったお年寄りも大勢出たという（朝日新聞デジタル、2017.02.12）。

それによると、袋町でバーを営み、県社交飲食業生活衛生同業組合の彦根支部長も務め
る戸田守建さん（５６）が「困っている人も大勢いるし、雪がどけられなければお客さ
んも来られない」と同業者での共同購入を発案。自治会に相談したところ、飲食店も加
入している自治会費で購入することになった。エンジンが付いた手押し式の除雪機は約
２５万円。半額は市からの補助でまかなった。「初出動」は１１日未明、戸田さんが店
を閉めた後、午前３時から１時間ほど除雪に回り、夜が明けてからも再び作業した。深
尾会長は「声を上げてもらうまで、除雪機を買うなんて思いもしなかった。ありがたい
」と話した。今後は朝や昼間は住民、夜間は飲食店などが使うことを検討していると、
報じている。

　出典：朝日新聞デジタル

超少子・高齢社会日本。かって吉本隆明は少子化に打つ手なしというふうなことを語っ
たことがあり、それもさうだと、同意するところあったが。本当にそうだろうかと考え
たことがあった。その根拠は「社会経済構造の反映」であると。複雑経経済学でいうと
ころの「因果律」、その説明要因として、①高度産業社会の構造（３次超産業占有率）、
②過疎化率、③貧困化率、④高齢化率、⑤高学歴化率などを上げることができ、これは
計量経済学の専門家の分野だからお任せするとして、今挙げた５つの説明要因に対する
是正政策（制度設計）の働きかけにより解明されのではと考えた。そこで、①に対する
働きは、多様性（選択の自由）の拡大を促すことと②の過疎化是正（或いは③の貧困化
率の是正を含む）で、正相関係数が大きくなるだろうと仮構してみた。これらの政策を
一括りにすると「地方分権政策の促進」となるが、これが、このブログで提案してきた
「地方への消費税の完全移譲」と「逆累進制法人税」の２つの税制改革である。吉本隆
明とは異なり「自由放任から自由化の計画へ」という政治スローガンに集約できるよう
に考えている。このように２つ大雪の波を経験してそれを再確認したというわけ。

　Feb. 6, 2017

アフガン、大雪による雪崩で100人超死亡

  

【ＲＥ１００倶楽部：スマート風力タービンの開発 ２３】 

　ハイブリット型風力発電装置

●　事例研究：特開2017-031920 垂直型風力発電システム、
　　　　　　　及び垂直型風力発電システムにおける制御方法  

 

 
何だか、株式会社WINPROのこの新規考案は、風力タービンのロボット化或いはAI化で
あることが理解できる。言い換えれば、構成・構造に絞った考案で、構成・構造・素材
のトライアングル技術に関する新規考案でない。ここは、骨の折れる作業だが、ここは革
命的なスマート風力タービンの開発を実現するためのビンテージ・ポイントを獲得するために、注
意深く読み進むことにしよう。

●　第１５の態様

また、第１５の態様に係る垂直型風力発電システムは、第１～第１４の態様に係る垂直
型風力発電システムの構成において、回転角度テーブルは、回転エネルギー変換効率を
低下させることを目的として、風速レベルおよび回転数または周速比の大小により回転
角を変化させた値とし、風速レベルが強風の場合は直線翼から発生する力のうち比較的
揚力が小さくなる相対角度とする、または風速が強風の場合は直線翼から発生する力の
うち比較的揚抗比が小さくなる相対角度とする構成としている。

この構成により、①風速レベルが強風の時、外部ブレーキにより垂直型ブレードの回転
トルクの制御による回転数の増加を防止する頻度を低減できるため、信頼性が高く、発
電効率に優れた腫直型風力発電システムを実現することが可能となる。②また、回転数
の増大を防ぐことが可能となるため、遠心力の増加による垂直型ブレード、アーム、シ
ャフトユニットおよび発電機などの回転部分の機械的強度を維持することができ、耐久
性、信頼性および機械的強度に優れた垂直型風力発電システムを実現することが可能と
なる。③さらに、発電機は高速回転になるに従い、発生する電流および電圧が増大する
ため、回転数が一定の領域を超えると発生する電流および電圧に耐えられないという発
電機自体の耐圧の問題が発生する。また発生する電流および電圧を保証しようとすると
大型かつ高価になるなどの課題が発生するが、回転数が必要以上に上がらない構成とす
ることで、小型、低コスト、高信頼性の垂直型風力発電システムを実現することが可能
となる。 

●　第１６の態様

また、第１６の態様に係る垂直型風力発電システムは、第１～第１５の態様に係る垂直
型風力発電システムの構成において、回転角度テーブルは、風速レベルが強風で変動し
た場合でも、回転数制御手段により回転数を一定に制御することを目的として相対角度
を制御する構成としている。この構成により、強風の状態で風速が変化した場合でも垂
直型ブレードの回転数を一定に保つことができるため、強風の場合でも垂直型ブレード
を回転させて発電することが可能となり、発電量を大幅に増加させることが可能となり、
発電効率に優れた垂直型風力発電システムを実現することが可能となる。また、遠心力
による機械的強度の悪化および発電機の電流および電圧の上昇を防ぐことができ、信頼
性に優れた垂直型風力発電システムを実現することが可能となる。

●　第１７の態様

また、に係る垂直型風力発電システムは、第１～第１６の態様に係る垂直型風力発電シ
ステムの構成において、①周速比レベルが低速の場合は、直線翼から発生する力のうち
比較的抗力による接線方向の回転トルクが大きくなる相対角度とし、②周速比レベルが
高速の場合は、直線翼から発生する力のうち比較的揚力による接線方向の回転トルクが
小さくなる相対角度または揚抗比が比較的小さくなる相対角度とし、③周速比レベルが
低位から高速の間では、直線翼から発生する力のうち比較的揚力による接線方向の回転
トルクが大きくなる相対角度または揚抗比が比較的大きくなる相対角度とする構成と
している。この構成により、周速比レベルにより垂直型ブレードの回転エネルギーを最
適に選択することができ、発電効率と信頼性に優れた垂直型風力発電システムを実現で
きる。特に、周速比レベルが高速になるまでは、起動しやすくかつ回転エネルギー変換
効率の高い相対角度を選択し、周速比レベルが高速からはできるだけ回転エネルギー変
換効率を選択することで、信頼性および発電効率に優れた垂直型風力発電システムを実
現することが可能となる。

●　第１８の態様

また、第１８の態様に係る垂直型風力発電システムは、第１～第１７の態様に係る垂直
型風力発電システムの構成において、回転角度テーブルにおけるブレード回転角度は、
一周を複数のゾーンに分割して、それぞれのゾーンでは同一の相対角度とし、ゾーンは
１から３６００の分割範囲である構成としている。

この構成により、ゾーンごとに回転角度テーブルおよび相対角度を設定することができ、
垂直翼の回転角度の調整精度を選択することができ、使用用途に合った回転角度テーブ
ルを作成することが可能となり、発電効率と信頼性に優れた垂直型風力発電システムを
実現することが可能となる。

特に、ゾーンを細かくすることで最適な相対角度の精度は向上するが、回転調整が頻繁
に行われるため、データのやり取りに時間を要したり、摺動部の機械的な摩耗が進むこ
とになる。また、回転調整に使用される電力が増加するため、使用状況に合わせたゾー
ン分けが必要となり、周速比や風速に応じて、ゾーン分けのレベルを変えることにより、
一層発電効率と信頼性に優れた垂直型風力発電システムを実現することが可能となる。

●　第１９の態様

また、第１９の態様に係る垂直型風力発電システムは、第１～第１８の態様に係る垂直
型風力発電システムの構成において、ブレード回転角度、周速比、風速および相対速度
との関係を示す回転角度テーブルの特徴は、①横軸をブレード回転角度、②縦軸を相対
角度迎角またはピッチ角とし、周速比および／または風速毎の複数の線分を有し、それ
ぞれが、①ＳＩＮ波型、②のこぎり刃型、③階段型、④台形型等の形状をしている構成
としている。この構成により、翼型、翼型特性、ソリディティー、周速比、風速、垂直
型ブレードの翼直径から演算される回転角度テーブルにおいて、最適な形状を選択する
ことができ、信頼性および発電効率に優れた垂直型風力発電システムを実現することが
可能となる。

●　第２０の態様

また、第２０の態様に係る垂直型風力発電システムは、第１～第１９の態様に係る垂直
型風力発電システムの構成において、回転角度テーブルは、相対角度変化による回転エ
ネルギー変換効率の改善量の演算値を有し、垂直型ブレードが１回転する間の相対角度
の変化量を必要最小限とするために、改善量が所定の値より低い回転角度テーブルにお
けるブレード回転角度またはゾーンでは、相対角度の調整を行わない構成としている。
この構成により、必要最小限の回転調整のエネルギー使用量となり、エネルギーバラン
スに優れ、かつ発電効率と信頼性に優れた垂直型風力発電システムを実現することが可
能となる。

●　第２１の態様

また、第２１の態様に係る垂直型風力発電システムは、第１～第２０の態様に係る垂直
型風力発電システムの構成において、回転角度テーブルは、相対角度変化による回転エ
ネルギー変換効率の改善量の演算値を有し、垂直型ブレードが１回転する間の相対角度
の変化量を必要最小限とするために、一つ前のゾーンの相対角度と差となる相対角度変
化量が必要最小限となるよう、改善量に対し相対角度変化量を優先した回転角度テーブ
ルとした構成としている。この構成により、必要最小限の回転調整のエネルギー使用量
となり、エネルギーバランスに優れ、かつ発電効率と信頼性に優れた垂直型風力発電シ
ステムを実現することが可能となる。

●　第２２の態様

また、第２２の態様に係る垂直型風力発電システムは、第１～第２１の態様に係る垂直
型風力発電システムの構成において、周速比が１以下の場合、平面座標系における基準
角度からの個々の直線翼のブレード回転角度が、第一象限または第二象限で指定角度ま
たは指定のゾーンのみ抗力による回転トルクの低減（マイナストルク）を減少させ、第
３象限から第４象限の指定角度または指定のゾーンのみ抗力による回転トルクを増加さ
せる相対角度とする構成としている。この構成により、必要最小限の回転調整のエネル
ギー使用量となり、エネルギーバランスに優れ、かつ発電効率と信頼性に優れた垂直型
風力発電システムを実現することが可能となる。この時、風向はＸ軸と一致するような
平面座標系としているが、実際の風向を別途加算する必要がある。

●　第２３の態様

また、第２３の態様に係る垂直型風力発電システムは、第１～第２２の態様に係る垂直
型風力発電システムの構成において、周速比レベルが低速を超える場合は、平面座標系
における基準角度からの個々の直線翼のブレード回転角度が第１象限から第４象限の特
定角度のみ、直線翼から発生する力のうち比較的揚力による接線方向の力が大きくなる
相対角度または揚抗比が比較的大きくなる相対角度となるよう前記回転角度テーブルと
する構成としている。この構成により、必要最小限の回転調整のエネルギー使用量とな
り、エネルギーバランスに優れ、かつ発電効率と信頼性に優れた垂直型風力発電システ
ムを実現することが可能となる。この時、風向はＸ軸と一致するような平面座標系とし
ているが、実際の風向を別途加算する必要がある。

 ●　第２４の態様

また、第２４の態様に係る垂直型風力発電システムは、第１～第２３の態様に係る垂直
型風力発電システムの構成において、周速比レベルは、回転エネルギー変換効率を向上
させることを目的として、周速比レベルが低速の場合と比較し、①周速比レベルが高速
の場合は、相対角度の変動量が小さくなるように回転角度テーブルを設定するとともに
②周速比レベルが低速の場合から周速比レベルが高速の場合に変化するに従い、相対角
度の変動量を順次小さくするように回転角度テーブルとし、③周速比レベルが高速の場
合から周速比レベルが低速の場合に変化するに従い、相対角度の変動量を順次大きくす
るように、回転角度テーブルとした構成としている。この構成により、周速比レベルに
応じたもっとも回転エネルギーへの変換効率の高い垂直型風力発電システムを実現でき
る。
 
●　第２５の態様

また、第２５の態様に係る垂直型風力発電システムは、第１～第２４の態様に係る垂直
型風力発電システムの構成において、周速比レベルにおいて、回転エネルギー変換効率
を向上させることを目的として、周速比レベルが低速の場合のみ相対角度の調整を行う
回転角度テーブルとした構成としている。この構成により、必要最小限の回転調整のエ
ネルギー使用量となり、エネルギーバランスに優れ、かつ発電効率と信頼性に優れた垂
直型風力発電システムを実現することが可能となる。

●　第２６の態様

また、第２６の態様に係る垂直型風力発電システムは、第１～第２５の態様に係る垂直
型風力発電システムの構成において、周速比レベルにおいて、回転エネルギー変換効率
を低下させる、または垂直型ブレードの回転数を一定とすることを目的として、周速比
レベルが高速の場合のみ相対角度調整を行う回転角度テーブルとした構成としている。
この構成により、必要最小限の回転調整のエネルギー使用量となり、エネルギーバラン
スに優れ、かつ発電効率と信頼性に優れた垂直型風力発電システムを実現することが可
能となる。

●　第２７の態様

また、第２７の態様に係る垂直型風力発電システムは、第１～第２６の態様に係る垂直
型風力発電システムの構成において、回転角度テーブルは、風速レベルが強風の時に、
①回転エネルギー変換効率を低下させるとともに、②回転数の増加を抑えるために、回
転エネルギー変換効率を低減させるとともに、最大回転トルクおよび最大回転エネルギ
ーを発生する周速比または回転数の位置を低速側に移動させた相対角度調整を行う回転
角度テーブルとした構成としている。この構成により、強風時に回転トルクを低減し、
さらに、回転数を低い側に移動させることで、強風時でも低い回転数で回転数制御が可
能となる。従って、理論上は、風速がどんどん速くなっても、一定の回転トルクでかつ
一定の回転数での垂直型ブレードの出力および回転数制御が可能となることで、信頼性、
耐久性、発電能力に優れた垂直型風力発電システムを実現することが可能となる。

●　第２８の態様

また、第２８の態様に係る垂直型風力発電システムは、第１～第２６の態様に係る垂直型風力
発電システムの構成において、回動手段は、①ステッピングモータや②ＤＣモータなど動力源
と、②動力源の回転力を直線翼に伝達するギヤなどの伝達機構と、③動力源に電力を共有す
る電池などの電源より構成され、①動力源、②伝達機構はアームに格納され、③電源はアーム
またはポールに格納される構成としている。この構成により、小型、簡素かつ効率的に回動手
段および動力源を構成することが可能となり、発電効率に優れ、小型かつ低コストの垂直型風
力発電システムを実現することが可能となる。

●　第２９の態様

また、第２９の態様に係る垂直型風力発電システムは、第１～第２７の態様に係る垂直
型風力発電システムの構成において、電源がアームに格納されている場合の電源への電
力供給手段は、①シャフトユニットの固定部と②回転部における接触給電または非接触
給電とし、電源がポールに格納されている場合の駆動源への電力供給手段は、①シャフ
トユニットの固定部と②回転部における接触給電とした構成としている。この構成によ
り、電源に簡素かつ高信頼性の給電手段を実現することが可能となり、発電効率に優れ
小型かつ低コストの垂直型風力発電システムを実現することが可能となる。

●　第３０の態様

また、第３０の態様に係る垂直型風力発電システムは、第１～第２８の態様に係る垂直
型風力発電システムの構成において、電源が記アームに格納されている場合の電源への
電力供給手段は、垂直型ブレードの回転停止している場合のみ、接触給電または非接触
給電とした構成としている。この構成により、電源に簡素かつ高信頼性の給電手段を実
現することが可能となり、発電効率に優れ、小型かつ低コストの垂直型風力発電システ
ムを実現することが可能となる。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　この項つづく

 　　
●　今夜も技術がてんこ盛り

中分子や高分子を安定に貯蔵

ナノテクノロジーの進展は著しい。７日、産総研は 中分子や高分子を安定に貯蔵でき
るナノカプセルを開発したことを公表（上図）。①これはタンパク質など分子量の大き
い化合物の構造を安定化できるナノカプセル（内径5～40 nm）で、②アミノ酸、糖、脂
肪酸だけを原料とし、簡便に合成できるため量産化が可能となり、③さまざまなサイズ
（分子量で数万～数十万）のタンパク質の包装剤への応用に道がひらかれる。

 

コンパクトハイパワー燃料電池システムを開発

同様に、同研究所は、９日、出力や耐久性の向上により、移動体やロボットなどへの応
用に期待できる、コンパクトハイパワー燃料電池システムを開発したと公表。①部分酸
化改質や水蒸気改質機能を持ち、耐久性の高い新たなナノ構造電極材料で、②カートリ
ッジ式のガス燃料に加え、さまざまな液体燃料の内部改質発電が可能で、③長時間運転
を実現する移動体レンジエクステンダーやロボット・ドローンなどの電源への応用に期
待されるとのこと（上図）。これも掲載しておこう。