浮体式交差軸風車
特許第6810311号 浮体式風車設備
浮体に搭載する風車は、回転軸を水平かつ風向と交差する形体を推奨しております。
浮体が動揺しても風車の回転軸と風向との角度が変わらないため、以下のメリットがあります。
・風車やタワーへの負荷が少なくなる
・風車を両端支持できるため、強風への耐性が向上する
浮体式風車を係留できる場合は、吹き流しの要領で風車は自然に風向に正対します。
浮体式自律航行風車
特許第5807319号 浮体式洋上風力発電設備
流体は、物体により流れの向きを変えられると、変えられた向きと反対側に物体を押し出そうとする力が働きます。これが揚力です。
揚力は常に流れの向きに対し直角です。
また物体に対して流れの下流に押す力も働きます。抗力です。
ヨットの船底にはセンターボードと呼ばれる”横流れ防止板”がついています。セイルに生じた抗力を、水の抵抗力で相殺できる限りはヨットは揚力で進むことができます。
風に対するセイルのセッティング(向き、形状など)が悪いと有効的な揚力が生み出せませんし、風が強すぎてヨットがヒールしてしまう場合は抗力が勝って風下に流されてしまいます。
ヨット型ドローンは、ヨットの基本的な考え方に
1)船の両方向が舳先の形状
2)セイルを風向に対して反転させる
という2つのアイデアを加え、電車のスイッチバックのように船体の向きは変えずに進行方向だけを変えることが出来るようにしました。
船体が風向と同じ向きになりバランスが不安定となるのも、両方向に進む事で回避し、旋回半径もゼロになるので風下に流されず往復移動ができるため洋上で同じ位置を維持することが可能です。
風が吹いても風下に流されなくなりました。
その上に風車を設置すると風車が回ります。
風車が回れば発電する事ができます。
風車はもちろん風の抵抗となります。船体や風の強さに対する設置サイズの制約もあります。
ですが、セイルをたまに反転させたり、制御部を動かす電力が賄えれば、外部からのエネルギー供給が不要な自動ヨット型ドローンとなります。
今後はエネルギー源を風力だけに頼ることなく太陽光や揺動によるエネルギーも利用出来るでしょう。
