JP5112538B2 - 風力発電装置管理システム - Google Patents

Description

本発明は、各々が異なる箇所に設置された複数の風力発電装置が、通信手段を介して管理装置と通信可能に接続される形で構成された風力発電装置管理システムに関する。

近年、地球環境の保全のため、再生可能エネルギーを用いた発電方法として、二酸化炭素等の温室効果ガスを排出しない風力発電に注目が集まっている（例えば特許文献１等）。

特開２００４−２３９１１３号公報

ところが、様々な個所に設置される風力発電装置において、それらを個別に管理することは非効率であるため、全ての風力発電装置を一元管理するシステムが望まれている。しかしながら、風力発電装置の異常や故障は、実際に現地に行って個別に確認して判断する必要があり、遠隔地でそうした判断をすることは難しい。

本発明の課題は、様々な個所に設置される各風力発電装置の異常を、遠隔地にて正確に判断することが可能な風力発電装置管理システムを提供することにある。

課題を解決するための手段および発明の効果

上記課題を解決するために、本発明の風力発電装置管理システムの第一は、
各々が異なる箇所に設置された複数の風力発電装置が、通信手段を介して管理装置と通信可能に接続されて構成された風力発電管理システムであって、
各風力発電装置は、
自身の予め定められた稼働状態を示す稼動状態データを所定周期で繰り返し取得する稼働状態取得手段と、
取得した稼働状態データを、通信手段を介して管理装置に逐次送信する稼動状態送信手段と、
自身に設けられた風車周辺の風力状態を示す風力状態データを所定周期で繰り返し取得する風力状態取得手段と、
取得した風力状態データを、通信手段を介して管理装置に逐次送信する風力状態送信手段と、
自身に設けられた風車の回転を強制停止させる強制停止手段と、を備え、
管理装置は、
各風力発電装置から稼働状態データを、通信手段を介して逐次受信する稼働状態受信手段と、
各風力発電装置から風力状態データを、通信手段を介して逐次受信する風力状態受信手段と、
受信した風力状態データに基づいて決定される正常範囲内に、受信した稼働状態データがあるか否かを逐次判定し、正常範囲内にある場合にはそれら稼働状態データ及び風力状態データの送信元の風力発電装置を正常、正常範囲内に無い場合には当該風力発電装置を異常として逐次特定する異常特定手段と、
異常特定手段による風力発電装置毎の正常／異常の特定結果を出力する出力手段と、
異常特定手段により異常と特定された風力発電装置、又は強風が予測される箇所に設置された風力発電装置に対し風車の強制停止指令を出力し、強制停止手段による強制停止を実行させる強制停止指令手段と、
を備えることを特徴とする。
本発明の風力発電装置管理システムの第二は、
各々が異なる箇所に設置された複数の風力発電装置が、通信手段を介して管理装置と通信可能に接続されて構成された風力発電管理システムであって、
各風力発電装置は、
自身の予め定められた稼働状態を示す稼動状態データを所定周期で繰り返し取得する稼働状態取得手段と、
取得した稼働状態データを、通信手段を介して管理装置に逐次送信する稼動状態送信手段と、
自身に設けられた風車周辺の風力状態を示す風力状態データを所定周期で繰り返し取得する風力状態取得手段と、
取得した風力状態データを、通信手段を介して管理装置に逐次送信する風力状態送信手段と、を備え、
管理装置は、
各風力発電装置から稼働状態データを、通信手段を介して逐次受信する稼働状態受信手段と、
各風力発電装置から風力状態データを、通信手段を介して逐次受信する風力状態受信手段と、
受信した各風力発電装置からの風力状態データに基づいて、送信元の風力発電装置から送信されるそれら発電量データ及び回転速度データの正常範囲を逐次決定する正常範囲決定手段と、
受信した風力状態データに基づいて決定される正常範囲内に、受信した稼働状態データがあるか否かを逐次判定し、正常範囲内にある場合にはそれら稼働状態データ及び風力状態データの送信元の風力発電装置を正常、正常範囲内に無い場合には当該風力発電装置を異常として逐次特定する異常特定手段と、
異常特定手段による風力発電装置毎の正常／異常の特定結果を出力する出力手段と、
を備え、稼働状態データには、少なくとも風力発電装置の発電量データと、風力発電装置の風車の回転速度データとが含まれ、
異常特定手段は、各風力発電装置の異常状態として、受信した発電量データが異常で、かつ受信した回転速度データが正常となる第一の異常状態と、少なくとも受信した回転速度データが異常となる第二の異常状態とを区別する形で特定し、
出力手段は、異常特定手段による風力発電装置毎の正常／異常の特定結果を、第一の異常状態と第二の異常状態とを識別可能な形で出力することを特徴とする。
本発明の風力発電装置管理システムの第三は、
各々が異なる箇所に設置された複数の風力発電装置が、通信手段を介して管理装置と通信可能に接続されて構成された風力発電管理システムであって、
各風力発電装置は、
自身の予め定められた稼働状態を示す稼動状態データを所定周期で繰り返し取得する稼働状態取得手段と、
取得した稼働状態データを、通信手段を介して管理装置に逐次送信する稼動状態送信手段と、
自身に設けられた風車周辺の風力状態を示す風力状態データを所定周期で繰り返し取得する風力状態取得手段と、
取得した風力状態データを、通信手段を介して管理装置に逐次送信する風力状態送信手段と、を備え、
管理装置は、
各風力発電装置から稼働状態データを、通信手段を介して逐次受信する稼働状態受信手段と、
各風力発電装置から風力状態データを、通信手段を介して逐次受信する風力状態受信手段と、
受信した風力状態データに基づいて決定される正常範囲内に、受信した稼働状態データがあるか否かを逐次判定し、正常範囲内にある場合にはそれら稼働状態データ及び風力状態データの送信元の風力発電装置を正常、正常範囲内に無い場合には当該風力発電装置を異常として逐次特定する異常特定手段と、
異常特定手段による風力発電装置毎の正常／異常の特定結果を出力する出力手段と、
を備え、管理装置は、全ての風力発電装置から稼働状態データを受信してそれら風力発電装置の正常／異常を監視するメイン管理装置と、予め定められたエリア内に設けられた複数の風力発電装置から稼働状態データを受信してそれら風力発電装置の正常／異常を監視するサブ管理装置と、を備えることを特徴とする。
本発明の風力発電装置管理システムの第四は、
各々が異なる箇所に設置された複数の風力発電装置が、通信手段を介して管理装置と通信可能に接続されて構成された風力発電管理システムであって、
各風力発電装置は、
自身の予め定められた稼働状態を示す稼動状態データを所定周期で繰り返し取得する稼働状態取得手段と、
取得した稼働状態データを、通信手段を介して管理装置に逐次送信する稼動状態送信手段と、
自身に設けられた風車周辺の風力状態を示す風力状態データを所定周期で繰り返し取得する風力状態取得手段と、
取得した風力状態データを、通信手段を介して管理装置に逐次送信する風力状態送信手段と、を備え、
管理装置は、
各風力発電装置から稼働状態データを、通信手段を介して逐次受信する稼働状態受信手段と、
各風力発電装置から風力状態データを、通信手段を介して逐次受信する風力状態受信手段と、
受信した風力状態データに基づいて決定される正常範囲内に、受信した稼働状態データがあるか否かを逐次判定し、正常範囲内にある場合にはそれら稼働状態データ及び風力状態データの送信元の風力発電装置を正常、正常範囲内に無い場合には当該風力発電装置を異常として逐次特定する異常特定手段と、
異常特定手段による風力発電装置毎の正常／異常の特定結果を出力する出力手段と、
を備え、管理装置には、予め定められた１つの風力発電装置に対し、通信手段を介することなく、ローカルネットワークを介して接続され、当該風力発電装置のみの正常／異常を監視する個別管理装置が含まれることを特徴とする。

上記本発明の構成によれば、各風力発電装置が、自身の稼働状態を示すデータと共に自身周辺の風力状態を示すデータを管理装置に送信することにより、管理装置において、各風力発電装置の稼働状態がそれぞれの周辺の風力状況に見合うものであるか否かを判断し、風力状況に見合う稼働状態の風力発電装置を正常、風力状況に見合わない稼働状態の風力発電装置を異常（故障）と判断し、その判断結果を出力することができる。これにより、様々な個所に設けられた風力発電装置の異常を、遠隔地にて正確に判断することが可能となる。また、風力発電装置の稼働状態を、周辺の風力状況に基づいて判断するので、より正確な判断が可能となる。

本発明における管理装置は、受信した風力状態データに基づいて、その送信元である風力発電装置の風車周辺の風力状態を逐次特定するとともに、特定された風力状態において該風力発電装置が正常稼動中であることを規定する、稼働状態データの正常範囲を逐次決定する正常範囲決定手段を備えて構成できる。

本発明における管理装置は、稼働状態受信手段が受信した稼働状態データと共に、異常特定手段が特定した風力発電装置の正常／異常の特定結果を、予め定められた管理データ記憶部に逐次記憶し、蓄積する記憶手段を備えて構成できる。

本発明において、風力発電装置は、風力発電装置の風車の回転を強制停止させる強制停止手段を備えて構成できる。この場合、管理装置は、異常特定手段により異常と特定された風力発電装置に風車の回転を強制的に停止させる強制停止指令を出力し、強制停止手段による該風車の回転の強制停止を実行させる強制停止指令手段を備えて構成できる。これにより、異常状態の風力発電装置に対する強制減速や強制停止を、遠隔地より容易に行うことが可能となる。

本発明における稼働状態データは、風力発電装置の発電量データと、風力発電装置の風車の回転速度データとのいずれか又は双方を含むことができる。発電量データに基づいて風力発電装置の発電機能の異常を判断できるし、回転速度データに基づいて風力発電装置の回転機構の異常を判断できる。

また、本発明において、風力発電装置の風車の翼が、回転軸の回転軸線方向からの風力を受けて回転するよう該回転軸周りに２以上設けられ、該回転軸に対し径方向外向きに延出するとともに、その受風面の幅方向と回転軸の回転軸線方向とのなす角度が可変可能となる形で該回転軸に対し固定される形で構成される場合、風力発電装置は、当該角度を風力の大きさに応じて可変させる翼角度調整機構と、当該角度を翼角度として検出する翼角度検出手段と、を備えて構成することができる。そして、この場合、稼働状態データは、風力発電装置における翼角度を示す翼角度データを含むことができる。これにより、風力に応じた翼角度とするべき翼角度調整機構の異常の有無を正確に判断することができる。

本発明の一実施形態である風力発電装置管理システムの構成を簡略的に示すブロック図。 図１の風力発電装置の構成を簡略的に示す第一のブロック図。 図１の風力発電装置の構成を簡略的に示す第二のブロック図。 図１の実施形態におけるブレーキ装置の構成を簡略的に示す模式図。 図１のメイン管理装置の構成を簡略的に示すブロック図。 図１のサブ管理装置及び個別管理装置の構成を簡略的に示すブロック図。 データ送信処理の流れを示すフローチャート。 データ収集処理の流れを示すフローチャート。 正常範囲決定処理の流れを示すフローチャート。 異常特定処理の流れを示すフローチャート。 第一の遠隔制御処理の流れを示すフローチャート。 第二の遠隔制御処理の流れを示すフローチャート。 第一の強制制御処理の流れを示すフローチャート。 第二の強制制御処理の流れを示すフローチャート。 地球温暖化気体排出権価値算出処理の流れを示すフローチャート。 出力処理の流れを示すフローチャート。 表示出力の一例を示す図。 図１０とは異なる異常特定処理の流れを示すフローチャート。 図１６の実施形態における表示出力の一例を示す図。 図２及び図３とは異なる風力発電装置の構成を簡略的に示すブロック図。 本発明の一実施形態である風力発電装置を示す斜視図。 図１９の風車のブレードの斜視図。 図２０のブレードの背面図。 図２０のブレードの正面図。 図２１のブレードの左側面図。 図２１のブレードの右側面図。 図２１のブレードの平面図。 図２１のブレードの底面図。 図１９の風力発電装置の風車部分の側面図。 図２７の正面図。 図２７の背面図。 図２７の後方側斜視図。 図２７の前方側斜視図。 図２７の側面断面図（側面透視図）。 図２７の風導ケース部分の底面透視図。 図１９の風力発電装置であって、ブレード及びハブを受風方向上流側から見た図。 図３４の部分拡大図と、それを平面視した図。 図３４の風車を有した風力発電装置の部分断面図であって、錘部材が径方向内側に位置した状態を示す図。 図３６の部分拡大図。 図３４の風車を有した風力発電装置の部分断面図であって、錘部材が径方向外側に位置した状態を示す図。 図３８の部分拡大図。 図３７の状態を簡略的に示した模式図。 図３７を平面視した状態を簡略的に示した模式図。 図３９の状態を簡略的に示した模式図。 図３９を平面視した状態を簡略的に示した模式図。 図３４の実施形態におけるブレードの回転動作を簡略的に説明する模式図。 図３４の風力発電装置の電気的構成を簡略的に示すブロック図。 図４５の風力発電装置の出力部の電気的構成の一例を簡略的に示すブロック図。 図４６Ａの変形例を簡略的に示すブロック図。 図１９の風力発電装置における支柱部分の拡大断面図。 図１９の風力発電装置における発電ケース体内部を拡大した拡大断面図。 図２０のブレードの変形例を示す平面図。 図４９の底面図。 図１９とは異なる本発明の実施形態である風力発電装置であって、ブレード及びハブを受風方向上流側から見た図。 図５１の部分拡大図と、それを平面視した図。 図５１の風車を有した風力発電装置の部分断面図であって、錘部材が径方向内側に位置した状態を簡略的に示した模式図。 図５３を平面視した状態を簡略的に示した模式図。 図５１の風車を有した風力発電装置の部分断面図であって、錘部材が径方向外側に位置した状態を簡略的に示した模式図。 図５５を平面視した状態を簡略的に示した模式図。 図５１に示す実施形態におけるブレードの回転動作を簡略的に説明する模式図。 図５７に続く図。 図４８に示す発電ケース体の変形例であり、発電ケース体内部を拡大した拡大断面図。 図３５及び図５２とは異なる角度変更機構を説明する図。 図３５、図５２及び図６０とは異なる角度変更機構を説明する図。

以下、本発明の風力発電装置管理システムの一実施形態を、図面を参照して説明する。

本実施形態の風力発電装置管理システム５０００は、図１に示すように、各々が異なる箇所に設置された複数の風力発電装置１が、インターネット等の通信手段２０００を介して、管理装置１０００と通信可能に接続されて構成される。

各風力発電装置１は、図２及び図３に示すように、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を有した制御部（制御装置）３０００に対し、自身の予め定められた稼働状態を示す稼動状態データを所定周期で繰り返し取得する稼働状態取得部（稼働状態取得手段）７０１，７０３，７０４，７０５と、自身に設けられた風車３の周辺の風力状態を示す風力状態データを所定周期で繰り返し取得する風力状態取得部（風力状態取得手段）７０２と、を備えて構成される。制御部３０００は、送受信部（通信インターフェース）８００と接続しており、これを介してインターネット等の通信手段２０００に接続され、管理装置１０００とのデータの授受が可能となっている。

本実施形態における稼働状態データは、風力発電装置１の発電機５００の発電量データと、風力発電装置１の風車３の回転速度データと、風力発電装置１のブレード３０の後述する翼角度データと、風力発電装置１の風車３もしくは風車３のブレード３０の撮影画像データであるが、他の稼働状態を示すデータを含んでもよいし、いずれかを省略してもよい。

稼働状態取得部７０１は、風力発電装置１の風車３の回転速度を計測する周知の回転センサ（回転速度検出手段）であり、ここでは、風車３と一体回転する回転軸の回転を検出するロータリーエンコーダーである。制御部３０００は、ロータリーエンコーダー７０１からの出力パルスに基づいて回転軸２（風車３）の回転速度を特定し、その特定結果である回転速度データを稼働状況データとして管理装置１０００に送信する。

稼働状態取得部７０３は、風力発電装置１の発電機５００からの発電出力を検出する発電出力検出手段であり、ここでは発電電流を検出する電流計と、発電電圧を検出する電圧計である。制御部３０００は、これらからの出力信号に基づいて予め定められた発電量（発電電流、発電電圧、発電電力等）を特定するとともに、その特定結果である発電量データを稼働状況データとして管理装置１０００に送信する。

稼働状態取得部７０４は、風力発電装置１の風車３の各ブレード３０の、後述する翼角度を検出する角度センサ（翼角度検出手段）であり、ここでは、各ブレード３０の後述するブレード固定部３３に設けられたポテンショメータである。制御部３０００は、ポテンショメータ７０４からの出力信号に基づいて翼角度を特定し、その特定結果である翼角度データを稼働状況データとして管理装置１０００に送信する。ここで言う翼角度とは、ブレード３０の受風面の幅方向と回転軸の回転軸線方向とのなす角度であり、本実施形態においては、当該角度を風力の大きさに応じて可変させる翼角度調整機構３００を備えている。

稼働状態取得部７０５は、風力発電装置１の風車３もしくは風車３のブレード３０の外観の動画を撮影するカメラ（撮影手段）であり、ここでは、風力発電装置１の支柱１１０に取り付けられ、風車３のブレード３０を撮影する。制御部３０００は、撮影された撮影画像データ（ここでは動画データ）を取得し、これを稼働状況データとして管理装置１０００に送信する。

風速状態取得部７０２は、風力発電装置１の風車３周辺の風力を検出する風力検出手段であり、ここでは風車３周辺の風速を計測する周知の風速計と風車３周辺の風向きを計測する風向計である。制御部３０００は、これらからの出力信号に基づいて予め定められた風力状態（風速、風向き等）を特定するとともに、その特定結果を風力状態データとして管理装置１０００に送信する。

また、制御部３０００は、所定の記憶部（例えばＲＯＭ）に、上述のようにして得られたデータを管理装置１０００に送信するデータ送信プログラム３０００ａと、外部からの指令に基づいて風力発電装置を強制停止する強制制御プログラム３０００ｂとを記憶している。

風力発電装置１は、外部の管理装置１０００からの強制停止指令に基づいて風車３の回転を強制停止させるブレーキ装置（強制停止手段）６００を有する。ここでのブレーキ装置６００には、回転軸に対しブレーキをかける周知の装置を用いることができるが、ここでは風力発電装置１の風車３の回転を強制減速状態とする減速機構（減速手段）６１０と、所定回転速度を下回った後、もしくは停止した後に、回転軸２を停止状態でロック保持するロック機構（停止ロック手段）６２０とを備える。ここでの減速機構６１０は、図４（ａ）に示すように、風車３の予め定められた回転方向とは逆向きの回転力を、ギア部６０１を介して回転軸２に付与する駆動部（モータ）６０２を有して構成される。他方、ロック機構６２０は、図４（ｂ）に示すように、駆動部（モータ）６２２を駆動して、ロック部材６２１をロック位置（図４（ｂ）の右）とアンロック位置（図４（ｂ）の左）との間で進退可能に構成されており、ロック部材６２１は、回転軸２が所定回転速度を下回ったときにアンロック位置へと移行する。ロック部材６２１は、アンロック位置において、回転軸２の軸方向に対し垂直に貫通する貫通孔６２９に挿通されて一体に回転する状態となるが、その先端６２１ａが、回転軸２の回転に対して非連動となる形でナセル２００側と一体に固定された位置決め部材６２８に対し、回転方向側で接触するため、回転が規制され。これにより回転軸２の回転も規制される。

管理装置１０００は、図１に示すように、全ての風力発電装置１を管理・監視対象とするメイン管理装置１０００Ａと、全ての風力発電装置１のうちの一部を管理・監視対象とするサブ管理装置１０００Ｂと、予め定められた１つの風力発電装置１のみを管理・監視対象とする個別管理装置（子機）１０００Ｃとを有する。管理装置１０００Ａは、全ての風力発電装置１から稼働状態データを受信してそれら風力発電装置１の正常／異常を監視する一方、サブ管理装置１０００Ｂは、予め定められたエリア内に設けられた複数の風力発電装置１から稼働状態データを受信してそれら風力発電装置１の正常／異常を監視する。管理装置１０００Ｃは、予め定められた１つの風力発電装置１に対し、通信手段２０００を介することなく、ローカルネットワーク１０００ｃを介して接続され、当該風力発電装置１のみの正常／異常を監視する。図１では、破線によって各管理装置１０００Ａ，１０００Ｂ，１０００Ｃの管理・監視対象が示されている。

これら管理装置１０００（１０００Ａ〜１０００Ｃ）は、図５及び図６に示すように、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えて構成される制御部１００１に対し、キーボード、マウス、その他のポインティングデバイス等からなる入力部１００２、液晶ディスプレイ等の表示部１００３、スピーカ等の音声出力部１００４、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）で構成された記憶装置１００５、ネットワーク接続のための送受信部（通信インターフェース）１００６等が接続する構成を有したサーバ装置であって、通信インターフェース１００６を介して、インターネット等の通信手段２０００と接続している。

記憶装置１００５には、制御部１００１が実行する種々のプログラムと共に、それらプログラムの実行に必要な種々のデータが記憶されている。具体的にいえば、図５及び図６に示すように、記憶装置１００５には、管理対象として予め定められている各風力発電装置１から送信されてくる各種のデータ（稼働状態データ及び風力状態データ）を、通信手段２０００を介して逐次受信して、記憶装置１００５に記憶・蓄積するデータ収集プログラム（稼働状態受信手段及び風力状態受信手段）１００５ａと、逐次受信する風力状態データに基づいて、その送信元である風力発電装置１の風車３周辺の風力状態を逐次特定し、特定された風力状態において該風力発電装置１が正常稼動中であることを規定する、稼働状態データの正常範囲を逐次決定する正常範囲決定プログラム（正常範囲決定手段）１００５ｂと、逐次受信する稼働状態データが、対応する風力発電装置１の正常範囲内にあるか否かを逐次判定し、正常範囲内にある場合を正常、正常範囲内に無い場合を異常として逐次特定する異常特定プログラム（異常特定手段）１００５ｃと、特定された風力発電装置１毎の正常／異常の結果を出力する出力プログラム（出力手段）１００ｅと、が記憶されている。

また、記憶装置１００５には、図５及び図６に示すように、管理対象として予め定められている風力発電装置１から受信した稼働状態データに含まれる発電量データから、各風力発電装置１における地球温暖化気体（ここでは二酸化炭素であるが、該当する他の気体であってもよい）の排出量の削減量をそれぞれ換算する地球温暖化気体削減量算出手段と、その削減量の累積値を風力発電装置１毎に記憶装置１００５（地球温暖化気体削減量記憶部）に記憶・蓄積するとともに（削減量地球温暖化気体削減量記憶手段）と、当該累積値から地球温暖化気体の排出権価値を風力発電装置１毎に算出し（地球温暖化気体排出権価値算出手段）、その排出権価値を風力発電装置１毎に記憶装置１００５（排出権価値記憶部）に記憶する排出権価値算出プログラム１００５ｄを記憶している。出力プログラム（出力手段）１００ｅは、風力発電装置１毎の正常／異常の結果のみならず、管理対象とされた風力発電装置１毎の、もしくは全風力発電装置１の、もしくは予め定められた複数の風力発電装置１からなる風力発電装置群の地球温暖化気体の排出権価値も出力する（排出権価値出力手段）。

地球温暖化気体（ここでは二酸化炭素）の排出量の削減量は、再生可能エネルギーを用いた発電による周知の地球温暖化気体排出削減量（ここでは二酸化炭素排出削減量）の計測・算出方法に従い算出する。即ち、再生可能エネルギーである風力を用いる風力発電の場合、一般に消費される化石燃料量はゼロであるが、従来の化石燃料を用いた発電の代わりに風力による発電を行ったと考えれば、どれだけの消費化石燃料を削減することができたかを算出することが可能である。このため、まず、再生可能エネルギーを用いた発電により出力された電力量を計測し、所定期間における累積出力電力量を累積発電量とする。次に、風力発電により得られた累積発電量に所定の係数を掛けることによって、従来の化石燃料を用いた発電により、同量の発電を行う場合に必要な化石燃料量を算出する。そして、算出した化石燃料量を、従来であれば必要であった化石燃料の未使用量ととらえ、この未使用量を、ここでは二酸化炭素発生量に換算して、二酸化炭素の排出量の削減量（二酸化炭素排出削減量）とする。この換算は、消費化石燃料の未使用量を、その化石燃料を燃焼した場合に発生する理論上の二酸化炭素量に変換することにより行うことができる。具体的には、消費化石燃料の未使用量に所定の係数を乗じる形で、二酸化炭素排出削減量を算出する。もちろん、このような理論上の二酸化炭素量のみならず、実験値等にもとづき調整するようにしてもよい。

地球温暖化気体の排出権価値は、例えば累積発電量に所定の売買レート（例えば約６〜７円／ｋＷｈ等）を掛けることによって、金銭価値として算出される。算出された二酸化炭素排出削減量に基づいて算出してもよい。

また、記憶装置１００５には、図５及び図６に示すように、管理対象として予め定められている風力発電装置１毎に、受信した稼働状態データ及び風力状態データといった受信データ１００５ｆが記憶されるとともに、それら受信データ１００５ｆに基づいて特定された風力発電装置１の正常／異常の特定結果や、算出された二酸化炭素削減量及び排出権価値等の出力用データ１００５ｇとが記憶されている。なお、本実施形態においては、受信データ１００５ｆに後述する時刻情報が対応付けて記憶されている。

ただし、メイン管理装置１０００Ａの記憶装置１００５には、図５に示すように、異常特定プログラム（異常特定手段）１００５ｃにより異常と特定された風力発電装置１の制御部３０００に対し、風車３の強制停止指令を出力し、ブレーキ装置６００による風車３の強制停止を実行させる遠隔制御プログラム（強制停止指令手段）１０００ｈが記憶されているが、他の管理装置１０００Ｂ，１０００Ｃには、図６に示すように記憶されていない。

各風力発電装置１の制御部３０００が実行するデータ送信プログラム３０００ａについて、図７を用いて説明する。

データ送信プログラム３０００ａが実行されると、制御部３０００は、所定周期（例えば１秒）の到来に伴い（Ｓ１：Ｙｅｓ）、取得部７０１〜７０５から受信する検出信号に基づいて、回転速度データ、発電量データ、翼角度データ、及び撮影画像データといった稼働状況データや、風力状態（風速、風向き等）を示す風力状態データを所定周期（例えば１秒）で算出（生成）し、制御部３０００内の記憶部、もしくは制御部３０００と接続する外部メモリ３００１に記憶する（Ｓ２）。これら算出結果は、各種のデータ毎に更新されていく形で記憶される。続いて制御部３０００は、記憶された最新の稼働状況データ及び風力状態データ（記憶されている最新のデータ）を読み出し、自身が属する風力発電装置の識別情報と、現在時刻を示す時刻情報とを対応付けて（Ｓ３）、送受信部８００から、送信先として予め定められている管理装置１０００へと送信させる（Ｓ４）。その後、本プログラムの終了指令があった場合には終了するが（Ｓ５：Ｙｅｓ）、終了指令が無ければこれら（Ｓ１〜Ｓ４）が繰り返し実施される。これにより、各風力発電装置１からは、逐次（リアルタイムで）稼働状態データ及び風力状態データが、送信先に定められている管理装置１０００へと送信される。

各管理装置１０００の制御部１００１が実行するデータ収集プログラム１００５ａについて、図８を用いて説明する。

データ収集プログラム１００５ａが実行されると、制御部１００１は、まずは、管理対象に定められている風力発電装置１から送信される稼働状況データ及び風力状態データの受信の有無を判定する（Ｓ１１）。稼働状況データ及び風力状態データの受信があった場合は、それらのデータに対応付けられている識別情報に基づいて送信元の風力発電装置１を特定し（Ｓ１２）、特定された風力発電装置に対応付けた形で、それら稼働状況データ及び風力状態データを記憶装置１００５に記憶する。なお、このとき記憶される稼働状況データ及び風力状態データには、上述した時刻情報が対応付けられている。その後、本プログラムの終了指令があった場合には終了するが（Ｓ１４：Ｙｅｓ）、終了指令が無ければこれら（Ｓ１１〜Ｓ１３）が繰り返し実施される。これにより、各管理装置１０００には、受信した稼働状態データ及び風力状態データが、送信元の風力発電装置１に対応付けられた形で、順次蓄積されていく。

各管理装置１０００の制御部１００１が実行する正常範囲決定プログラム１００５ｂについて、図９を用いて説明する。

正常範囲決定プログラム１００５ｂが実行されると、制御部１００１は、まずは、管理対象に定められている風力発電装置１から送信される風力状態データの受信の有無を判定する（Ｓ１０１）。風力状態データの受信があった場合は、当該データに対応付けられている識別情報に基づいて送信元の風力発電装置１を特定し（Ｓ１０２）、風力状態データに基づいて風力状態（ここでは風速）を特定する（Ｓ１０３）。記憶装置１００５には、各種の風力状態（風速）において風力発電装置１が正常に稼動しているときに得られる各種の稼動データの値（以下、基準値という）を有した正常稼動データ情報を記憶しているので、正常稼動データ情報に基づいて、特定された風力状態に対応する基準値を特定する（Ｓ１０４）。そして、特定された基準値が含まれる正常範囲（風力発電装置１が正常稼動中であることを規定する、稼働状態データの正常範囲）を、予め決められた演算方法（例えば基準点に対する予め定めておく誤差範囲を定めておき、その誤差範囲を正常範囲とする）により算出・決定し（Ｓ１０５）、決定された正常範囲により、直前に決定された正常範囲（ただし識別情報が同じもの）を上書きする形で、記憶装置１００５に記憶する（Ｓ１０６）。なお、この処理は所定周期内で繰り返し実行される。

各管理装置１０００の制御部１００１が実行する異常特定プログラム１００５ｃについて、図１０を用いて説明する。

異常特定プログラム１００５ｃが実行されると、制御部１００１は、まずは、管理対象に定められている風力発電装置１から送信される稼動状態データの受信の有無を判定する（Ｓ２０１）。稼動状態データの受信があった場合は、当該データに対応付けられている識別情報に基づいて送信元の風力発電装置１を特定するとともに（Ｓ２０２）、当該稼動状態データが、記憶装置１００５に記憶されている最新の正常範囲内にあるか否かを判定する（Ｓ２０３）。そして、制御部１００１は、正常範囲内にある場合を正常と特定し（Ｓ２０５）、正常範囲内に無い場合を異常として特定して（Ｓ２０７）、その特定結果により、直前に特定された結果（ただし識別情報が同じもの）を上書きする形で、記憶装置１００５に記憶する（Ｓ２０６）。この処理は所定周期内で繰り返し実行される。

なお、この処理は、各種の稼動状態データ全てに対しそれぞれ実行され、それら全てが正常と判定された場合に、その風力発電装置は正常と特定され、いずれか１つでも異常と判定された場合には、その風力発電装置は異常と特定される。記憶装置１００５には、異常特定プログラム１００５ｃにより特定された各稼動状態データ毎の異常／正常の特定結果が記憶される一方で、出力用データ１００５ｇとして、それら稼動状態データの異常／正常の特定結果に基づいて特定された、各風力発電装置１の正常／異常の特定結果が記憶される。

メイン管理装置１０００Ａの制御部１００１のみが実行する第一の遠隔制御プログラム１００５ｃについて、図１１Ａを用いて説明する。

第一の遠隔制御プログラム１００５ｃが実行されると、制御部１００１は、まずは、管理対象に定められている風力発電装置１の異常の有無を、記憶装置１００５の記憶情報（出力用データ１００５ｇ）に基づいて判定し（Ｓ４０１）、異常があると判定された場合には（Ｓ４０１：Ｙｅｓ）、異常の風力発電装置１を特定し（Ｓ４０２）、特定された風力発電装置１の制御部３０００に向けて強制停止指令を送信し（Ｓ４０３）、本処理を終了する。なお、この処理は所定周期内で繰り返し実行される。

各風力発電装置１の制御部３０００が、メイン管理装置１０００Ａからの強制停止指令を受けて実行する第一の強制制御プログラム３０００ｂについて、図１２Ａを用いて説明する。

強制制御プログラム３０００ｂが実行されると、制御部３０００は、ブレーキ装置６００の減速機構６１０（駆動部６０２）に対する減速用の駆動制御を開始する（Ｓ４１）。続いて、回転速度検出部６０の検出結果から回転軸２の回転速度を特定し（Ｓ４２）、特定された回転速度が所定の回転速度まで下がった場合に（所定の低速回転状態となった場合に）、ロック機構６２０（駆動部６２２）による駆動制御し、ロック部材６２１をアンロック位置（図４（ｂ）の左）からロック位置（図４（ｂ）の右）へと移動させるロック動作を実行させ（Ｓ４３）、本処理を終了する。

メイン管理装置１０００Ａの制御部１００１のみが実行する第二の遠隔制御プログラム１００５ｃについて、図１１Ｂを用いて説明する。

第二の遠隔制御プログラム１００５ｃは、管理装置１０００の入力部１００２への所定のユーザー操作（強制停止解除操作）により実行されるものである。当該ユーザー操作（強制停止解除操作）は、強制停止中の風力発電装置１の中から強制停止を解除するものを選択する形でなされるため、まずは、選択された風力発電装置１を特定する（Ｓ４１１）。その上で、特定された風力発電装置１が正常になったか否かを判定する（Ｓ４１２）。異常のままであれば、当該ユーザー操作（強制停止解除操作）が無効であることを表示部１００３や音声出力部１００４にて報知する（Ｓ４１４）。正常復帰していれば、特定された風力発電装置１の制御部３０００に向けて強制停止解除指令を送信し（Ｓ４１３）、本処理を終了する。

各風力発電装置１の制御部３０００が、メイン管理装置１０００Ａからの強制停止解除指令を受けて実行する第二の強制制御プログラム３０００ｂについて、図１２Ｂを用いて説明する。

強制制御プログラム３０００ｂが実行されると、制御部３０００は、ブレーキ装置６００のロック機構６２０（駆動部６２２）に対する駆動制御を実行し、ロック部材６２１をロック位置（図４（ｂ）の右）からアンロック位置（図４（ｂ）の左）へと移動させるアンロック動作を実行させ（Ｓ４４）、本処理を終了する。

各管理装置１０００の制御部１００１が実行する排出権価値算出プログラム１００５ｄについて、図１３を用いて説明する。

排出権価値算出プログラム１００５ｄが実行されると、制御部１００１は、まずは、管理対象に定められている風力発電装置１から送信される発電量データの受信の有無を判定する（Ｓ２０１）。発電量データの受信があった場合は、当該データに対応付けられている識別情報に基づいて送信元の風力発電装置１を特定するとともに（Ｓ２０２）、受信した発電量データを、予め定められた換算式を用いて、地球温暖化気体削減量（ここでは二酸化炭素削減量）に換算し（Ｓ３０３）、これまでに記憶装置１００５において累積・記憶されてきた地球温暖化気体削減量の累積値に、換算された地球温暖化気体削減量を足し、その結果により、出力用データ１００５ｇとして記憶装置１００５に記憶されていた地球温暖化気体削減量の累積値を更新する（Ｓ３０４）。また、更新された風力発電装置１の地球温暖化気体削減量の累積値を、もしくは当該風力発電装置１の累積発電量を、予め定められた地球温暖化気体排出権の価値（価格）に換算する換算式を用いて、地球温暖化気体排出権価値（地球温暖化気体排出権価格）を算出する（Ｓ３０５）。そして、算出された地球温暖化気体排出権価値により、出力用データ１００５ｇとして記憶装置１００５に記憶されていた地球温暖化気体排出権価値を更新し、本処理を終了する。なお、この処理は所定周期内で繰り返し実行される。

Ｓ３０４においては、発電量データの送信元の風力発電装置１に関する地球温暖化気体削減量の累積値が更新されるが、ここではさらに、管理対象に定められた全風力発電装置１の地球温暖化気体削減量の累積値を足した合計値についても、更新されるものとする。また、Ｓ３０５においては、発電量データの送信元の風力発電装置１に関する地球温暖化気体排出権価値が更新されるが、ここではさらに、管理対象に定められた全風力発電装置１の地球温暖化気体排出権価値を足した合計値についても、更新されるものとする。

各管理装置１０００の制御部１００１が実行する出力プログラム１００５ｅについて、図１４を用いて説明する。

出力プログラム１００５ｅは、管理装置１０００の入力部１００２への所定のユーザー操作（出力実行操作）により実行されるものである。これが実行された場合、制御部１００１は、まずは、管理対象に定められている風力発電装置に対し１から順に付番された識別番号Ｎの値を、Ｎ＝１とする（Ｓ５０１）。次に、識別番号Ｎが識別番号の最後の番号Ｉであるか否かを判定して（Ｓ５０２）、Ｉでなければ識別番号Ｎの風力発電装置１が現時点で正常であるか異常であるかを、記憶装置１００５の記憶情報（出力用データ１００５ｇ）に基づいて特定する（Ｓ５０３）。続いて、識別番号Ｎの風力発電装置１が現時点において発電中であるか発電停止中であるかを、記憶装置１００５に記憶された記憶情報（受信データ１００５ｆに含まれる最新の発電量データ）に基づいて特定する（Ｓ５０４）。さらに、識別番号Ｎの風力発電装置１の現時点における地球温暖化気体削減量と地球温暖化気体排出権価値とを、記憶装置１００５の記憶情報（出力用データ１００５ｇ）に基づいて特定する（Ｓ５０５）。その上で、Ｎ＝Ｎ＋１とし、再びＳ５０２〜Ｓ５０５の処理を実行する。Ｓ５０２において、識別番号Ｎが識別番号の最後の番号Ｉであった場合には、これまでに特定された各風力発電装置１（Ｎ＝１〜Ｉ）の特定結果（Ｓ５０３〜Ｓ５０５）を、予め定められた形式にて出力する（Ｓ５０６）。

図１５は、各風力発電装置１（Ｎ＝１〜Ｉ）の特定結果の出力例である。ここでは、液晶等のディスプレイ上において、各風力発電装置１（Ｎ＝１〜５）に対し、それぞれの発電状況として、正常に発電している場合を丸、正常であるが無風で発電していない場合を三角、異常の為に停止している場合をバツとして表示している。なお、表示部１００３に、各風力発電装置１（Ｎ＝１〜５）に対応するランプやＬＥＤ等の光源を設け、上記三種の状態を色によって識別しているが、さらに、異常の為に停止している場合については、色以外の発光状態も異なるようにして強調してもよい。例えば、正常に発電している場合を緑や青、正常であるが無風で発電していない場合を黄、異常の為に停止している場合を赤の点滅として表示してもよい。

さらに、図１５においては、各風力発電装置１（Ｎ＝１〜５）に対し、それぞれの地球温暖化気体削減量と地球温暖化気体排出権価値とが表示されるとともに、それら全ての風力発電装置１（Ｎ＝１〜５）の地球温暖化気体削減量の合計、地球温暖化気体排出権価値の合計が表示されている。

このような構成を有することで、本実施形態の風力発電装置管理システム５０００は、稼動状態データである各データに対し、個別に異常／正常判定を行って、それらから各風力発電装置１に対する異常の有無を判定している。ここでは、各種の稼動状態データのうち１つでも異常と判定されたものがあれば、その風力発電装置１は異常と判断され、強制停止の処理が実行される。

また、本実施形態においては、風力発電装置１の風車３のブレード３０が、回転軸２の回転軸線２ｘ方向からの風力を受けて回転するよう該回転軸２の周りに２以上（ここでは３）設けられている。また、ブレード３０は、該回転軸２に対し径方向外向きに延出するとともに、その受風面３０ｗの幅方向Ｗと回転軸２の回転軸線２ｘ方向とのなす角度が可変可能となる形で該回転軸２に対し固定されている。さらに、風力発電装置１は、当該角度を風力の大きさに応じて可変させる後述する角度調整機構３００を備えて構成されている（これらについては後述する）。さらに、本実施形態の風力発電装置１は、当該角度を翼角度として検出する翼角度検出部７０４を備えて構成されている。稼働状態データに、風力発電装置１における翼角度を示す翼角度データが含まれていることで、翼角度の異常、さらには角度調整機構３００の異常を特定することができる。

以下、上記実施形態に採用されている風力発電装置について、図面を参照して説明する。

なお、上記実施形態に採用されている発電機５００とは、後述する発電機５と発電機９の双方のことである。

図１９は、本発明の風力発電装置の一実施形態を示す斜視図である。図１９に示す風力発電装置１の風車３には、回転軸２の軸線方向２ｘ（図３４参照）からの風力を受けて該回転軸２の周りを一定回転方向に回転するよう形成されたブレード３０が、回転軸２の周りに２以上設けられている。ブレード３０は、回転軸線２ｘ周りに所定間隔おきに配置され、互いに同形状をなして形成される。

ブレード３０は、回転軸２側と先端３０ｓ側で流れの速度に差が生ずるように、受風面３０ｗにねじりを設けた形で形成されている。具体的にいえば、ブレード３０は、先端３０ｓ側ほどピッチが浅くなる形で形成されている。

さらに、本発明のブレード３０は、回転軸２に対し径方向外向きに延出するブレード本体部３０Ｔと、ブレード本体部３０Ｔの外側から一定回転方向とは逆側に延出するブレード先端部３０Ｓと、を備える。つまり、ブレード３０は、その外側の先端部が一定回転方向とは逆側に曲がった形状をなしており、ブレード３０の回転に対し尾を引くような形状を有している。

ブレード先端部３０Ｓは、正面視（図２２）及び背面視（図２１）において、直線状に延出するブレード本体部３０Ｔから湾曲して続くように見える形状をなす。ここでのブレード先端部３０Ｓは、ブレード本体部３０Ｔの外周側から滑らかに連続して続く形で形成されており、正面視（図２２）及び背面視（図２１）において、直線状に延びて見えるブレード本体部３０Ｔの外周側から、弧状を描く形で湾曲したフック状に見えるように形成されている。

また、ブレード先端部３０Ｓは、正面視（図２２）及び背面視（図２１）において、ブレード本体部３０Ｔとは逆に位置する先端３０ｓが直線状に見える形状をなす。つまり、ブレード３０において湾曲する先端が直線状にカットされたような形状をなす。そのカット面は、上記一定回転方向とは逆向きを臨むよう形成されている。ここでは、ブレード先端部３０Ｓの先端３０ｓが、正面視（図２２）及び背面視（図２１）において、回転軸２に対する径方向に直線状に延出するブレード本体部３０Ｔの、上記一定回転方向側の端面（端縁部）３０ａと略平行に見える形で形成されている。

ブレード３０の背面３０ｖ（受風面３０ｗとは逆側の面）には、ブレード本体部３０Ｔからブレード先端部３０Ｓにかけてブレード延出方向に沿った稜線３０ｐを有するよう幅方向中央部に山型の凸部３０Ｐが形成されている。また、この凸部３０Ｐは、背面３０ｖの幅方向Ｗにおいて、上記稜線３０ｐが後述するブレード固定部３３の回転支軸３３Ｚ（図３５参照）側に偏った位置に設けられている。即ち、ここでの凸部３０Ｐは、図２１に示すように、上記稜線３０ｐが背面３０ｖの幅方向Ｗにおいて一定回転方向側（図２１の上側）に偏った位置となるよう形成され、一定回転方向側（図２１の上側）の面３０ｐ１の面幅のほうが、その逆側（図２１の下側）の面３０ｐ２の面幅よりも短い。

ブレード先端部３０Ｓは、上記したブレード３０の一定回転方向側を上側とした場合、その上面視（図２５）及び下面視（図２６）において、ブレード本体部３０Ｔの延出方向に対し、ブレード本体部３０の受風面側（受風方向とは逆向き）に曲がった形状とされている。この屈曲形状により、ブレード３０は、その屈曲部分において風を受け止めやすくなっている。このため、受け止めた風によって効率的に回転できる。また、ブレード３０の先端側（外周側）に加わる応力に対しては、ブレード先端側が受風方向にしなる形で抗することができ、高い強度を有した構造となっている。また、既に述べたように、ブレード３０の先端側（外周側）が回転方向逆側に屈曲していることにより、上記応力に対し、ブレード先端側が弾性的にねじれる形でも風力に対し抗することができるから、より高い強度を有した構造となっている。

また、図２５及び図２６に示すように、ブレード本体部３０Ｔの受風面３０ｗは、外周側（ブレード先端部側）に向かうに従い受風方向にわずかに反った形状となっており、その外周側に、受風方向逆向き（受風面側）に屈曲するブレード先端部３０Ｓが設けられている。さらに、図２３及び図２４に示すように、翼先端部３０Ｓの先端３０ｓの外周側端縁位置は、外周側から見たときに、翼本体部３０Ｔの受風面３０ｗよりも、受風方向逆向き（受風面側）に突出して位置している。

ブレード３０は、内周側（根元側）の端部３０ｔに向かうに従い厚みが増し、なおかつ外周側（先端）に向かうに従い受風面３０ｗの面幅が減少する先細りの全体形状を有する。端部３０ｔのさらに内周側には、ブレード固定部３３により固定される固定部３０Ｕを有する。

ブレード３０（風車３）の風上側には、図２７〜図３１に示すように、発電部ケース(ハウジング)を兼ねる風導ケース（ナセル）２００が設けられる。風導ケース（ナセル）２００の内部には発電部が格納されるとともに、風導ケース２００（ケース本体２０１でもある）の外部には、風向フィン（風向板部）２０２を一体的に形成することができる。本実施形態においては、風車３の外側に筒状風洞部（ダクト）は存在せず、風車３がむき出し（露出状態）で風を受ける。風導ケース２００のケース本体２０１は風車３の軸方向に直角な断面が、縦長楕円状又は円形状等をなす滑らかな外周面を有し、そのケース本体２０１の風上側の端部は先端側ほど滑らかに細くなり、先端が曲率の小さい円弧状の縦断面を有している。

ケース本体２０１の外周面には、上述の風向フィン２０２が、風車３の軸方向に沿う方向において、そのケース本体２０１（風導ケース２００）の外周面から外方に（例えば上向きに）突出するように形成され、風向フィン２０２は風車３の回転面と直角な位置関係を占める。風向フィン２０２はケース本体２０１の軸方向長さと同等か少し短い長さを有し、かつケース本体２０１の風上側先端近傍から漸次高さが円弧状（又は直線状）に増加する斜辺２０３を備えて、ケース本体２０１の風下側の端部近傍で最大高さとなり、その頂部から風上側へ円弧状（湾曲状）に食い込む（えぐれる）ように降下する後端部２０４を備え（風下側に円弧状に膨出する後端部、あるいは直線状に垂下する後端部でもよいが）、その下端がケース本体２０１の上部面に連続する。また風向フィン２０２は、その斜辺２０３がナイフエッジ状に先鋭に形成され、また中間部から後端部２０４に向かっても後端ほど先鋭となる曲面を有して、風向フィン２０２の風向き方向の中間部が最も厚く形成され、風上からみて、図２８に示すように先鋭な三角形状をなしている。

このような風向フィン２０２とはケース本体２０１の軸線をはさんで反対側（下側）には、風車３を所定の高さに維持する支柱（ポール）１１０と接続する支柱接続部２０８が形成され、ここに支柱１１０が接続される。この支柱接続部２０８はケース本体２０１の下面から下方に突出するとともに、滑らかに先細りとなり、下端部が円筒状になるように形成されて、その円筒状部に支柱１１０の円形断面の上端部が嵌合され、かつ、図２７に示すように軸受（ベアリング）２１０を介して、風導ケース２００及び風車３が、支柱２０６の軸線（垂直軸）の周りに回転自在に支持されている。その結果、風導ケース２００に形成された風向フィン２０２が風向きに沿うように、言い換えれば風車３の回転面が常に風向きと正対するように、風車３及び風導ケース２００がフリーな状態に保持されることとなる。

図３２は風車３と風導ケース２００を含む部分の側面断面図（透視図）であり、風導ケース２００の内部に、風車３の回転軸２が風導ケース２００の中心線と同心的に配置され、また図４８又は図５９に示した発電ケース体１００がその回転軸２に同心的に組み付けられる。さらに、図３５〜図４４で説明した風車３の角度調整機構３００もこの風導ケース２００内に収容される。

なお、図２７、図３０及び図３２に示すように、風車３の中心部（ブレード３０の基端部）は、円形断面の筒状部２１２が占めるようにされ、この筒状部２１２の中心部から前記風導ケース２００とは反対側（風下側）へコーン状に突出するコーン状中心部２１４が形成され、このコーン状中心部２１４と筒状部２１２（風下側へややテーパ状に縮径されたほぼ円筒部）との間には、円環状でかつ底部側ほど幅が狭くなるコーン付き環状凹部２１６が形成され、それらの内部にハブ２２やブレード固定部３３が配置されている。仮に、風向きが大きく変わって、風導ケース２００の後方から風が吹くようになっても、そのコーン付き環状凹部２１６が後方からの風を受けて回転モーメントを生じ、その結果、フリー状態の風導ケース２００及び風車３が姿勢（向き）を例えば１８０度近く変え、風導ケース２００の先端が風上を向く（風に正対する）ように姿勢変更することができる。

以下、風導ケース（ナセル）２００内の構造について説明する。

図３４は、図１９の風力発電装置１においてブレード及びハブを正面側（受風方向上流側）から見た図であり、図３５はその部分拡大図である。図３６は、図３４の風車３を有した本実施形態の風力発電装置の部分断面図であり、図３７はその部分拡大図であり、双方とも、後述する錘部材３５が内方に位置している。図３８は、図３４の風車を有した本実施形態の風力発電装置の部分断面図であり、図３９はその部分拡大図であり、双方とも、後述する錘部材３５が外方に位置している。

図３４に示す風力発電装置１の風車３は、回転軸２と、回転軸２の周りに２以上設けられるブレード（翼）３０と、該ブレード３０を、その受風面３０ｗ（図４４参照）の幅方向Ｗと回転軸２の回転軸線２ｘの方向とのなす角度（上述した翼角度）θが可変可能となる形で回転軸２に対し固定されるブレード固定部３３と、該ブレード３０の角度θを、風力が所定の微風レベルを下回る場合に最も風平行寄り（風平行方向Ｘ寄り：受風方向２ｗ寄り）となる所定の初期回転用角度位置Ａとして加速回転しやすいようにする第一段階（回転開始段階）と、風力が所定の微風レベルをこえた場合に風直交寄り（風直交面Ｙ寄り）に可変してより高速回転となりやすいようにする第二段階（高回転段階）と、風力が所定の強風レベルをこえた場合に過回転が防止されるようにする第三段階（過剰回転防止段階）という風力に応じた各段階を有し、それら各段階する形で、風力に応じて自立的に可変するよう調整する角度調整機構３００（図３６〜図４３参照）と、を備えて構成される。

本実施形態の風車３は、図３６及び図３８に示すように、受風方向２ｗが回転軸２の回転軸線２ｘの方向と一致している。風車３は、該受風方向２ｗから風力を受けることで一定方向に回転するように配置される複数のブレード３０と、それら複数のブレード３０を回転軸２と一体回転可能に連結（接続）するハブ２２と、を備えて構成される。

ブレード３０は、受風面３０ｗ（図４４参照）が受風方向２ｗに対し交差するように配置されており、回転軸２の回転軸線２ｘの方向からの風力を受けて回転する。ブレード３０は、回転軸線２ｘの周りに所定間隔おきに２以上設けられ（ここでは等間隔おきに３枚）、各々が回転軸２に対し径方向外向きに延出する。

ハブ２２は、図３７及び図３９に示すように、回転軸２に対し一体回転する形で固定される軸固定部（固定部材）２２１と、各ブレード３０を軸固定部２２１に固定するブレード固定部（翼固定部）３３と、を有する。これにより、各ブレード３０は、対応するブレード固定部３３によって軸固定部２２１（図３４及び図３５参照）に固定され、回転軸２と一体に回転する。

軸固定部２２１は、図３７及び図３９に示すように、円盤形状をなす環状の前端部２２１Ａと、その前端部２２１Ａの中心部が回転軸２の受風方向下流側に延出した筒状の後端部２２１Ｂとを有した形状をなす。軸固定部２２１は、受風方向上流側から回転軸２が挿通されており、それらが締結部材によって互いが一体に回転するよう固定されている。

ブレード固定部３３は、図３７及び図３９に示すように、複数あるブレード３０毎に設けられ、対応するブレード３０が風力を受けた場合にその受風面３０ｗの幅方向Ｗが風平行寄りとなるよう押圧力ＦＷ（図４４参照）を受ける形で、なおかつ該幅方向Ｗと回転軸線２ｘの方向とのなす角度θが可変可能な形で、共通の軸固定部（固定部材）２２１に固定される。これにより、各ブレード固定部３３は、回転軸２と一体回転可能に固定された共通の軸固定部（固定部材）２２１を介して回転軸２に対し一体に固定される。

本実施形態のブレード固定部３３は、ブレード３０の延出方向に延びる回転支軸３３Ｚと、該回転支軸３３Ｚの軸線３３ｚ（図３５参照）周りにおいて互いのなす角度を可変可能とされた対をなす２つの固定部３３Ａ，３３Ｂとを有した蝶番部材である。一方の固定部３３Ａは、ブレード取付部材３３０を介した形で、ブレード３０の内周側端部をなす固定部３０Ｕに対し締結部材によって一体に固定される。他方の固定部３３Ｂは回転軸２側の軸固定部２２１に対し同じく締結部材によって一体に固定され、これによりブレード固定部３３全体が軸固定部２２１と一体回転可能となる。

本実施形態のブレード取付部材３３０は、図３５に示すように、ブレード３０を挟持するための対をなす平行板部３３０Ａ，３３０Ａと、これらを直交する形で結合する直交結合部３３０Ｂとを有して構成され、平行板部３３０Ａ，３３０Ａに挟まれたブレード３０（固定部３０Ｕ）が締結部材によって一体に固定される。図３５の（ａ）は、図３４における１つのプレート固定部を拡大した部分断面図であり、図３５の（ｂ）及び（ｄ）は図３５（ａ）のＡ−Ａ断面、図３５（ｃ）及び（ｅ）は図３５（ａ）のＢ−Ｂ断面を簡略的に示した模式図である。ただし、図３５の（ｂ）及び（ｄ）と、図３５の（ｃ）及び（ｅ）とではブレード３０の幅方向Ｗと回転軸線２ｘの方向とのなす角度θが異なっており、図３５の（ｂ）及び（ｄ）はブレード３０が風直交寄りの状態、図３５の（ｃ）及び（ｅ）はブレード３０が風平行寄りの状態を示している。図３５においては、ブレード固定部３３の固定部３３Ａが直交結合部３３０Ｂに対し締結固定され、ブレード３０が平行板部３３０Ａ，３３０Ａと共に回転支軸３３Ｚの軸線３３ｚ周りに回転可能とされている。他方、ブレード固定部３３の固定部３３Ｂは、軸固定部２２１に対し締結部材によって直接固定されている。

回転支軸３３Ｚは、図４１及び図４３に示すように、ブレード３０が幅方向Ｗにおける第一側の端部３０Ａ側を中心にして、他方の第二側の端部３０Ｂ側が回転するよう、第一側の端部３０Ａ側に偏った位置に設けられている。本実施形態においては、第一側の端部３０Ａが軸線３３ｚに対し内周側となり、第二側の端部３０Ｂが外周側となっており、ここでの回転支軸３３Ｚは、第一側の端部３０Ａ側の端縁位置よりも外側に軸線３３ｚが位置している。

角度調整機構３００は、図４４に示すように、風力が所定の微風レベルを下回る場合に、その風力を受けるブレード３０を幅方向Ｗが最も風平行寄り（風平行方向Ｘ寄り）となる所定の初期回転用角度位置Ａに保持させる初期位置保持手段（ここでは後述する延出部３８０と当接部３９０）と、翼３０をその初期回転用角度位置Ａに付勢保持する付勢手段３４（図３７及び図３９参照）と、風力がその微風レベルを上回った場合に、遠心力ＦＡが、ブレード３０に加わるその風力による受風面３０ｗへの押圧力ＦＷと付勢手段３４の付勢力ＦＢとに打ち勝つことにより自らを外方に変位させつつブレード３０が風直交寄り（風直交面Ｙ寄り）に可変するようリンク機構３７（図３７及び図３９参照）を介してブレード３０に連結する錘部材３５（図３７及び図３９参照）と、を備え、風力が所定の強風レベルに達した場合には、ブレード３０を幅方向Ｗが最も風直交寄りとなる所定の高速回転用角度位置Ｂに到達させるとともに、風力がその強風レベルをさらに上回った場合には、その風力による押圧力ＦＷと付勢手段３４の付勢力ＦＢとが遠心力ＦＡに打ち勝って錘部材３５を内方に押し戻すことにより、ブレード３０をその幅方向Ｗが風平行寄りとなるよう復帰させる。

なお、本発明において、ブレード３０の受風面３０ｗの幅方向Ｗが風平行寄りであるとは、ブレード３０の受風面３０ｗの幅方向Ｗと、受風方向２ｗ（即ち回転軸２の回転軸線２ｘの方向、即ち風平行方向Ｘ）とのなす角が小さい側に寄るという意味であり、ブレード３０の受風面３０ｗの幅方向Ｗが風直交寄りであるとは、ブレード３０の受風面３０ｗの幅方向Ｗと、受風方向２ｗに直交する面Ｙ（即ち回転軸２の回転軸線２ｘの方向に対する直交面Ｙ）とのなす角が小さい側に寄るという意味である。

以下、本実施形態の角度調整機構３００の構成を、図４０〜図４３を用いて説明する。なお、本発明の角度調整機構３００は、以下で述べる本実施形態の構成に限られるものではない。

錘部材３５は、複数あるブレード３０毎に設けられ、図４０及び図４２に示すように、それぞれが回転軸２に対し一体回転可能となるよう取り付けられる。これら錘部材３５は、回転軸２の回転に伴い自らも回転し、自らが受ける遠心力に応じて回転軸線２ｘに対する径方向内外に変位可能となるよう、リンク機構３７（図３７及び図３９参照）を介して回転軸２と一体にあるいは連動して回転可能に設けられている。ここでは軸固定部２２１に対し、その径方向（対応する錘部材３５が変位する径方向）と回転軸線２ｘとの双方に対し直交する回転軸線３７１ｙ周りに回転可能な形で連結固定される。一方で、リンク機構３７を介して共通の連結部材３６に対し連結し、これにより、連結部材３６は、錘部材３５の径方向における内外への変位に応じて、回転軸２上をスライド移動するように設けられる。

リンク機構３７は、回転軸２の回転速度が大きいほど大きく作用する遠心力ＦＡによって可動するものであり、遠心力ＦＡが大きくなるほど錘部材３５が外方に位置し、遠心力が小さくなるほど錘部材３５が内方に位置するよう、予め定められた径方向範囲の中で錘部材３５を変位させる。本実施形態においては、図４０及び図４２に示すように、互いがリンク結合する第一リンク部材３７１と第二リンク部材３７２とを有して構成される。Ｌ字形状に形成された第一リンク部材３７１には、一方の端部３７１Ａに錘部材３５が締結部材により一体に固定され、他方の端部３７１Ｂに第二リンク部材３７２の一方の端部３７２Ａが、回転軸線２ｘとその径方向（対応する錘部材３５が変位する径方向）との双方に直交する回転軸線３７２ｙを有する形で互いに回転可能に取り付けられる。第二リンク部材３７２の他方の端部３７２Ｂは、円盤形状をなした環状の連結部材３６の外周部に対し、回転軸線３７２ｙと平行な回転軸線３７３ｙを有する形で互いに回転可能に取り付けられる。また、Ｌ字形状に形成された第一リンク部材３７１の中間に位置する屈曲部３７１Ｃには、軸固定部２２１に対し同じく回転軸線３７２ｙと平行な回転軸線３７１ｙを有する形で回転可能に取り付けられる。軸固定部２２１は、回転軸２と一体に固定されており、錘部材３５の径方向の移動に伴い変位を生じることはなく、この軸固定部２２１を固定リンクとする形で、第一リンク部材３７１と第二リンク部材３７２とが可動する。

付勢手段３４は、ばね部材（引っ張りばね）であり、ブレード３０毎に設けられ、それら付勢手段３４は、図４０及び図４２に示すように、一方の端部が軸固定部２２１におけるブレード固定部３３とは逆の面側にて固定されるとともに、他方の端部が、回転軸線２ｘの方向にて対向する連結部材３６の対向面側にて固定される。本実施形態においては、軸固定部２２１の受風方向上流側の面に、ばね部材３４の一端を固定するばね固定部２２１ｃ（図３５（ａ）参照）が設けられ、連結部材３６の受風方向下流側の面に、ばね部材３４の他端を固定するばね固定部３６ｃ（図３７及び図３９参照）が設けられている。このばね固定部２２１ｃ，３６ｃの対が予め複数個所（ここでは三箇所）に設けられていることで、ばね部材３４の数を増やす形での付勢力の調整が可能となっている。

連結部材３６は、リンク機構３７及び軸固定部２２１を介して回転軸２に対し一体回転可能とされるとともに、錘部材３５の径方向内方への変位により回転軸線２ｘの第一側にスライド移動し（図４０及び図４１参照）、錘部材３５の径方向外方への変位により回転軸線２ｘの第二側にスライド移動する（図４２及び図４３参照）ように、中央部にて軸受装置を介して回転軸２に対し連結している。ここでは第一側が受風方向下流側（軸固定部２２１側）、第二側が受風方向上流側である。

連結部材３６には、対応するブレード３０を、錘部材３５の径方向内方への変位による回転軸線２ｘの第一側へのスライド移動によって角度θが風平行寄りとなるよう直接的又は間接的に押し付け、錘部材３５の径方向外方への変位による回転軸線２ｘの第二側へのスライド移動によって角度θが風直交寄りとなるよう直接的又は間接的に引き戻す押付部材３６２が、ブレード３０毎に設けられている。これにより、各ブレード３０の角度θは、それら錘部材３５の径方向における内外への移動に伴いスライド移動する連結部材３６の回転軸上の位置に応じて決定されるよう構成されており、これにより各ブレード３０の角度θが互いに同期して同角度となる形で変化する。

なお、図４０〜図４３における各押付部材３６２は、対応するブレード３０を直接的に押し付ける、あるいは引き戻す構成として図示されているが、実際のところは図３５に示すように、軸固定部２２１の円盤状の前端部２２１Ａに形成された貫通孔２２１ｈを貫通する形で延出し、その延出先端部が、対応するブレード３０に一体に固定される固定部３３Ａ（ここでは受風方向上流側の平行板部３３０Ａに設けられた回転固定部３３０ａ）に対し、回転支軸３３Ｚの軸線３３ｚと平行な軸線周りに回動可能な形で固定されている。なお、ここでの押付部材３６２は、固定部３３Ａの回転支軸３３Ｚから遠い側の第二側に対し回動可能に固定されている。

また、錘部材３５は、径方向における可動範囲があらかじめ規定されている。図４２の状態は、錘部材３５が径方向の最外位置にある状態であり、リンク機構３７の構成上、これ以上径方向外側には変位できない。錘部材３５が、この最外位置に到達したときに、ブレード３０は、その受風面３０ｗの幅方向Ｗが最も風直交寄りとなる所定の高速回転用角度位置Ｂに到達する（図４４参照）。一方で、図４０の状態は、錘部材３５が径方向の最内位置にある状態であり、これ以上径方向内側には変位できない。ただし、これはリンク機構３７の構成により規定される最内位置ではない。即ち、その最内位置は、ブレード３０を含むブレード３０の風平行寄りへの角度変更動作に連動して動作する可動構造体に対し、その動作方向に対向する位置に設けられた当接部材３８との当接位置として規定されている。図４０及び図４１、さらには図４４（ａ）の状態において、ブレード３０は、風力による押圧力ＦＷと付勢手段３４による付勢力ＦＢにより風平行寄りに付勢されるが、それらの力ＦＷ及びＦＢによるブレード３０の風平行寄りへの角度変更動作は、ブレード３０を含むブレード３０の角度変更動作に連動して動作する可動構造体に対し当接部材３８が当接する形で止まる。そして、その停止位置が、錘部材３５の径方向における最内位置であって、同時のそのときのブレード３０の位置が、初期回転用角度位置Ａとなっている。

本実施形態においては、各ブレード固定部３３が、回転軸２と一体回転可能に固定された共通の固定部材を介して回転軸２に対し固定され、その固定部材が当接部材３８として機能する。ここでは、軸固定部２２１が当接部材３８である。一方、連結部材３６は、ブレード３０の幅方向Ｗが風平行寄りとなるに従い上記固定部材に接近するようリンク機構３７と接続しており、上記の可動構造体３９として機能する。そして、当接部材３８である軸固定部２２１及び可動構造体３９である連結部材３６のいずれか又は双方には他方の部材に向けて延出する延出部３８０が形成されており、その延出部３８０における他方の部材側の先端がその他方の部材の当接部３９０に対し当接することにより、ブレード３０が初期回転用角度位置Ａに位置保持される。ここでは、連結部材３６に、その中央部から軸固定部２２１側に向けて延出形成された筒状部又は突起部が延出部３８０として形成されており、その先端と軸固定部２２１の当接部３９０とが当接することにより、ブレード３０は、初期回転用角度位置Ａに位置保持される。なお、当接部材３８の当接部及び可動構造体３９の当接部のうち少なくとも一方は、ゴム等の弾性部材として設けられている。ここでは、軸固定部２２１の当接部３９０が弾性部材として設けられている。

このような構成を有することにより、ブレード３０は、図４４に示すような形で動作することになる。

即ち、風力が所定の微風レベルを下回る場合には、図４４（ａ）に示すように、その風力によるブレード３０の受風面３０ｗへの押圧力ＦＷと付勢手段３４の付勢力ＦＢとが遠心力ＦＡに打ち勝って錘部材３５を内方に押し付けて、ブレード３０は初期回転用角度位置Ａに付勢保持される。具体的にいえば、風力が所定の微風レベルを下回る場合、上述の可動構造体３９が当接部材３８に当接するよう上記の押圧力ＦＷと付勢力ＦＢとにより押し付けられ、その当接位置である初期回転用角度位置Ａにブレード３０が位置保持され、このときブレード３０は、その受風面の幅方向が最も風平行寄りとなる。この状態は、わずかな風力でも風車３が高いトルクを得やすい状態で、風車３が回転し易い状態である。ただし、高い回転数を得難い状態である。

風力が上記の微風レベルを上回った場合には、図４４（ｂ）に示すように、遠心力ＦＡが増大し始めて、受風面３０ｗへの押圧力ＦＷと付勢手段３４の付勢力ＦＢとに打ち勝ち、ＦＡと、ＦＷ及びＦＢとが釣り合う位置まで錘部材３５が外方へ変位するとともに、ブレード３０の角度θも初期回転用角度位置Ａを離れ、風直交寄りへと位置を変える。この状態は、風直交寄りとなるほど高いトルクは得にくくなるものの、より高速回転に適した状態へ遷移している途中の状態である。

ただし、錘部材３５は最外位置が規定されている。風力が上記の微風レベルを上回った所定の強風レベルに達すると、錘部材３５はその最外位置に到達し、それよりも外方へは変位できなくなる。このとき、ブレード３０は、その幅方向Ｗが最も風直交寄りとなる所定の高速回転用角度位置Ｂに到達した状態となる。この状態は、風車３が最も高速で回転可能な状態である。

風力がその強風レベルをさらに上回った場合には、図４４（ｃ）に示すように、その風力による受風面３０ｗへの押圧力ＦＷと付勢手段３４の付勢力ＦＢとが遠心力ＦＡに打ち勝って、今度は錘部材３５を内方に押し戻すことにより、ブレード３０を幅方向Ｗが風平行寄りとなるように復帰させる。この状態は、風車３が徐々に高い回転数を得難い状態へと遷移している途中の状態である。ここでのブレード３０は、上述の可動構造体３９が当接部材３８に当接する初期回転用角度位置Ａまで位置復帰可能とされている。

このように、本実施形態によれば、付勢手段３４と錘部材３５とリンク機構３７とを有することで、微風時に回転し易いようにブレード３０の角度θを風平行寄りとする第一段階と、風速が増した時に高回転となり易いようにブレード３０の角度θを風直交寄りとする第二段階と、強風時に過回転が防止されるように風直交寄りから風平行寄りにブレード３０が押し戻される第三段階という三段階にて、ブレード３０の角度θを可変させることが可能となり、この三段階のブレード３０の角度変更による自律的な回転速度制御によって、風車３は、始動性に優れ、高回転時の効率も高く、なおかつ強風時の過剰回転の抑制も可能となっている。

以下、上記した風車３を備える風力発電装置１の構成について説明する。なお、本発明の風力発電装置１は、以下で述べる本実施形態の構成に限られるものではない。

本実施形態の風力発電装置１は、上記のような構成を有することにより所定の受風方向２ｗからの風力を受けて所定の回転軸線２ｘの周りを一定回転方向に回転する風車３（図１９，図３４及び図４５参照）と、上記一定回転方向において、回転軸２が増速している場合には該回転軸２と一体回転状態となって自身も増速回転し、回転軸２が減速している場合には該回転軸２から切り離されて慣性回転するように１方向クラッチ６（ワンウェイクラッチ：図４８参照）を介して配置されるフライホイール７（図４８参照）を備えて構成され、さらにここでは、フライホイール７と同軸をなして一体回転するよう配置されたロータ９１（図４８参照）を有してフライホイール７の回転に伴う該ロータ９１の回転により電力を生成する発電機（発電手段）９（図４５参照）を備えて構成される。

さらにいえば、発電機９を第二の発電機とし、フライホイール７と同軸をなして一体回転するよう配置されたロータ５１を有してフライホイール７の回転に伴う該ロータ５１の回転により電力を生成する、第２の発電機９とは異なる第１の発電機５を備えて構成されている。ここでは、図４８に示すように、フライホイール７に対する受風方向下流側に第一の発電機５が設けられ、受風方向上流側に第二の発電機９が設けられる。

そして、本実施形態の風力発電装置１は、図４６Ａ及び図４６Ｂに示すように、第１の発電機５と第２の発電機９により生成された双方の電力入力を受け、それらを合わせて外部出力する出力部（出力手段）１０を備えて構成される。つまり、第１の発電機５及び第２の発電機９の発電電力の出力ラインを、外部出力に至るまでの間で接続し、１系統で外部出力する形で構成される。

出力部１０は、例えば図４６Ａに示すように、第１の発電機５と第２の発電機９により生成された双方の三相の交流電力を、それぞれ整流器１２に入力した上で、昇圧コントローラ１１に入力して所定の電圧で出力し、さらにそれをパワーコンディショナ１５にて入力して、入力された直流の電力を系統電力に変換し、出力するように構成できる。これにより、第１の発電機５と第２の発電機９により生成された双方の電力を合わせて外部の電源系統１９Ａに供給することができ、例えば売電等が可能となる。また、パワーコンディショナ１５にて、家庭内で使える交流電力に変換して出力してもよい。また、出力部１０は、図４６Ｂに示すように、第１の発電機５と第２の発電機９により生成された双方の電力をそれぞれ、整流器１２に入力した上で、昇圧コントローラ１３に入力し、所定電圧とされた直流の電力をバッテリー（蓄電手段）１９Ｂに供給して蓄電させてもよい。また、バッテリー（蓄電手段）１９Ｂに蓄電された電力を、パワーコンディショナ１５を介して外部の電源系統１９Ａに供給するようにしてもよいし、バッテリー（蓄電手段）１９Ｂに蓄電された電力を所定の目的で使用してもよい。

図４７は、風導ケース２００をなすナセルを、軸線２ｘ，１１０ｘを通過する平面で切断した断面図である。ナセル２００は、図４７に示すように、地表の基礎部１９０（図１９参照）から延びる支柱（タワー）１１０の上端部１１０Ｔと共に、支柱本体１１０Ｓに対し風向きに合わせて水平面内において向きを変えることが可能（支柱本体１１０Ｓの鉛直方向の軸線１１０ｘの周りに回転可能）に取り付けられている。

ナセル２００は、第１の発電機５とフライホイール７と第２の発電機９、さらに回転軸２を内部に収容し、ここではさらに角度調整機構３００を収容している。ハブ２２及びブレード３０は、受風方向２ｗにおいてナセル２００よりも下流側に設けられており、下流側のブレード３０で得た回転力が、回転軸２を介して受風方向２ｗの上流側に位置する発電機５，９側へと伝達される。ナセル２００の内部には、フライホイール７と第１の発電機５と第２の発電機９とを、風車３の受風方向２ｗの上流側からこの順で収容した発電ケース体１００が配置され、ナセル２００に対し締結部材によって締結固定される。

発電ケース体１００は、図４８に示すように、その内部に、受風方向２ｗの上流側から順に、第２の発電機９を収容する上流側収容空間９Ｓと、フライホイール７を収容する中間収容空間７Ｓと、第１の発電機５を収容する下流側収容空間５Ｓとを有し、これらをひとつながりの空間とする形状をなす。このひとつながりの空間は、フライホイール７が中間収容空間７Ｓ内に配置されることで、上流側収容空間９Ｓと下流側収容空間５Ｓとに分断される。これら円筒状の上流側収容空間９Ｓ及び下流側収容空間５Ｓよりも、同じく円筒状の中間収容空間７Ｓの方が径大で、かつ収容されるフライホイール７自体も、径方向において中間収容空間７Ｓの円筒状外周壁に対し近接して位置するため、フライホイール７が配置されたときには、上流側収容空間９Ｓと下流側収容空間５Ｓとは、フライホイール７の外周側においてのみ連通するので、より確実な分離状態となっている。これにより、上流側収容空間９Ｓ及び下流側収容空間５Ｓのうち、一方の空間内での回転体（ロータ９１，５１）の回転に伴う気流の乱れの影響を、他方の空間が受けることがない。

回転軸２は、発電ケース体１００に対し自身の軸線方向に貫通し、なおかつ発電ケース体１００に対し円滑に相対回転するよう軸受装置６０を介して取り付けられる（図４８参照）。本実施形態の軸受装置６０は、例えばシール装置（Ｏリング等）やグリース等のような密閉機能付きの密閉型軸受装置であり、その密閉機能によって密閉状態としている。密閉された発電ケース体１００内部は、空気が大気圧で充填されている場合に、内部の回転体５１，９１，７等が受ける充填気体による抵抗（空気抵抗）が軽減されるよう、減圧状態等のような内部状態とされている。

第１の発電機５及び第２の発電機９は、回転軸２の周りを回転可能なロータ（発電機回転子）５１，９１の周方向に沿って所定間隔おきに複数の磁性部材５２，９２が配置されるとともに、それら磁性部材５２，９２に対しエアギャップを形成する形で対向し、かつ該ロータ５１，９１に対し非回転となるステータコイル５４，９４が配置されたステータ（発電機固定子）５３，９３を備えて構成され、それら磁性部材５２，９２とステータコイル５４，９４との相対回転により電力を生成する。生成される電力（発電電力）は、その相対回転速度が大きいほどが大となる。なお、本実施形態における磁性部材５２，９２は永久磁石であり、例えばネオジウム磁石等を用いることができる。また、本実施形態においては、磁性部材５２，９２とステータコイル５４，９４との数の比が３：４であり、ステータコイル５４，９４からは三相の交流電力が出力される。

支柱１１０の上端部１１０Ｔの上端軸部１１１Ｔには、図４７に示すように、スリップリング１１０ＳＡ，１１０ＳＢが設けられており、各スリップリング１１０ＳＡ，１１０ＳＢ上を摺動するブラシ１０２ＣＡ（図示有り），１０２ＣＢ（図示なし）を介し、ステータコイル５４，９４から発電出力を取り出すよう構成されている。取り出された発電出力は、筒状の支柱（タワー）１１０の内部空間を通る配線を介して、出力部１０に接続される。

なお、支柱１１０の上端部１１０Ｔの上端面には、回転軸２に回転可能に固定するために、図４７に示すように、軸受装置を内包した固定部１２０が締結部材により締結固定されている。発電ケース体１００は、それら固定部１２０よりも受風方向上流側に設けられている。なお、回転軸２の受風方向上流側では、回転軸２と、これを延長する回転軸延長部２’とが軸連結部１３０により一体回転可能に連結されている。発電ケース体１００内を挿通する回転軸２はその回転軸延長部２’である。

第１の発電機５及び第２の発電機９における双方のステータ５３，９３は、発電ケース体１００からケース内部に向けて回転軸２の軸線方向に沿って突出形成された筒状部材として設けられる。それら筒状部材５３，９３には、径方向に貫通する開口部が周方向に沿って所定間隔おきに形成される。これらの開口部は、周方向に設けられた回転軸２の軸線方向に延びる各柱部により区画されており、各柱部にはステータコイル５４，９４が巻き付けられている。本実施形態においては、隣接する柱部で巻き方向が逆向きとなっている。

本実施形態の第１の発電機５及び第２の発電機９は、ロータ５１，９１として、回転軸２と同軸をなしフライホイール７と共に互いに一体回転する第１ロータ部５１Ａ，９１Ａと第２ロータ部５１Ｂ，９１Ｂとを有する。それら双方のロータ部５１Ａ，９１Ａと５１Ｂ，９１Ｂは、エアギャップを介して互いに対向（対面）する対向面を有し、それら双方の対向面上には、周方向において複数の磁性部材９２が所定間隔おきに同数配置され、締結部材により固定されている。ただし、一方のロータ部５１Ａ，９１Ａの磁性部材５２Ａ（５２），９２Ａ（９２）と他方のロータ部５１Ｂ，９１Ｂの磁性部材５２Ｂ（５２），９２Ｂ（９２）とは、互いに異なる極性（磁極）の着磁面同士にて対面している。さらに、それら第１ロータ部５１Ａ，９１Ａと第２ロータ部５２Ａ，９２Ａとの間の空隙にステータ５３，９３のステータコイル５４，９４が位置する。ステータコイル５４，９４は、回転するそれら双方のロータ５１Ａ，５１Ｂと９１Ａ，９１Ｂの磁性部材間５２，５２と９２，９２に挟まれるステータ５３，９３上の環状の対向領域に、その周方向に沿って所定間隔おきに複数配置される。

また、第１の発電機５及び第２の発電機９において、第１ロータ部５１Ａ，９１Ａ及び第２ロータ部５１Ｂ，９１Ｂは、回転軸２の回転軸線２ｘに対する径方向に対向して配置される。第１ロータ部５１Ａ，９１Ａは、フライホイール７の固定部７０Ａの外周側に形成される固定部５０Ａ，９０Ａに対し、フライホイール７に対し同軸をなして一体回転するよう固定されている。第２ロータ部をなす円筒状部５１Ｂ，９１Ｂは、フライホイール７の固定部７０Ａの内周側に形成される固定部５０Ｂ，９０Ｂに対し、フライホイール７に対し同軸をなして一体回転するよう固定されている。

なお、本実施形態のフライホイール７は、回転軸２に対し１方向クラッチ（ワンウェイクラッチ）６を介して固定される軸固定部７０Ｃと、軸固定部７０Ｃから径方向外側に延出する円盤状の中間部７０Ｂと、中間部７０Ｂの径方向外側にて第１ロータ部５１Ａ，９１Ａ及び第２ロータ部５１Ｂ，９１Ｂが一体に固定される固定部７０Ａとを有する。さらに本実施形態では、固定部７０Ａから径方向外側に延出する外端部７０Ｄを有する。

以上、本発明の一実施形態を説明したが、これはあくまでも例示にすぎず、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。

例えば上記実施形態を、以下のように変更することができる。

各管理装置１０００の制御部１００１が実行する異常特定プログラム１００５ｃを、図１０ではなく、図１６のように変更することができる。

図１６の異常特定プログラム１００５ｃが実行されると、制御部１００１は、まずは、管理対象に定められている風力発電装置１から送信される発電量データ及び回転速度データの受信の有無を判定する（Ｓ２００１）。それらのデータの受信があった場合は、それらのデータに対応付けられている識別情報に基づいて送信元の風力発電装置１を特定するとともに（Ｓ２００２）、それら発電量データ及び回転速度データがそれぞれ、記憶装置１００５に記憶されている最新の正常範囲内にあるか否かを判定する（Ｓ２００３）。そして、回転速度データが正常範囲内にあるか否かを判定し（Ｓ２００４）、正常範囲に無い場合を回転動作異常状態（第二の異常状態）と特定する（Ｓ２００５）。回転速度データが正常範囲内にある場合は（Ｓ２００４：Ｙｅｓ）、発電量データが正常範囲内にあるか否かを判定し（Ｓ２００７）、正常範囲に無い場合を発電異常状態（第一の異常状態）と特定する（Ｓ２００８）。発電量データが正常範囲内にある場合は、発電量データ及び回転速度データの双方が正常と特定される（Ｓ２００９）。そして、Ｓ２００５，Ｓ２００８，Ｓ２００９のいずれかで得られた結果が、直前に特定された結果のうち識別情報が同じものを上書きする形で、記憶装置１００５に記憶される（Ｓ２００６）。なお、この処理は所定周期内で繰り返し実行される。

この場合、出力プログラム１００５ｅが実行されると、図１７に示すような出力表示画実行される。即ち、図１７では、管理対象とされた風力発電装置１毎の正常／異常の特定結果を、発電異常状態（第一の異常状態）と回転動作異常状態（第二の異常状態）とを識別可能な形で出力されている。

また、各風力発電装置１は、図１８のように構成することができる。

既に述べた実施形態における風力発電装置１は、制御部３０００、各種検出部７０１〜７０５，外部メモリ００１、強制停止駆動部６００、及び送受信部の駆動電力を外部電力としているが（外部電力に関する図示は省略している）、図１８の風力発電装置では、発電機５００が発電した発電電力が、出力部１０から外部だけでなく、バッテリー９００にも入力されており、バッテリー９００の蓄電電力にて、制御部３０００、各種検出部７０１〜７０５，外部メモリ００１、強制停止駆動部６００、及び送受信部を駆動している。そして、バッテリー９００の蓄電量を検出する蓄電量検出部７０６が設けられており、制御部３０００は、検出された蓄電量を示す蓄電量データを管理装置１０００に送信する。そして、管理装置データは、蓄電量データが示す蓄電量が所定レベル以下となっている風力発電装置を異常と特定するようにできる。これにより、各種の稼動状態データの取得・送信が困難な状態となった風力発電装置を強制停止することができる。

なお、ここでのバッテリー９００として、バッテリー１９Ｂを用いてもよい。

また、管理装置１０００の制御部１００１は、外部の気象予報センターより通信手段２０００を介して風情報を取得し、予め定められた強風レベル以上の強風が予測される箇所に設置された風力発電装置１に対し、風車３の強制停止指令を出力し、ブレーキ装置６００による強制停止を実行させてもよい。この場合の強制停止指令は、ユーザーにより強制停止対象の風力発電装置１を選択する形でなされる、入力部１００２への所定の強制停止操作に基づいて、選択された風力発電装置１に出力されるようにすることができる。

なお、ブレーキ装置６００は、予め定められた強風レベル以上の強風が予測される箇所に設置された風力発電装置１を強制停止させる場合にのみ用いられる構成でもよい。

他にも、上記実施形態を、以下のように変更することができる。

図５９に示す実施形態の風力発電装置１は、所定の受風方向２ｗからの風力を受けて所定の回転軸線２ｘの周りを一定回転方向に回転する風車３と、風車３の回転軸２と同軸をなして一体回転するよう配置されたロータ５１を有して回転軸２の回転に伴う該ロータ５１の回転により電力を生成する第１の発電機（発電手段）５と、回転軸２と同軸をなし、かつ上記一定回転方向において、回転軸２が増速している場合には該回転軸２と一体回転状態となって自身も増速回転し、回転軸２が減速している場合には該回転軸２から切り離されて慣性回転するように１方向クラッチ（ワンウェイクラッチ）６を介して配置されるフライホイール７と、フライホイール７と同軸をなして一体回転するよう配置されたロータ９１を有してフライホイール７の回転に伴う該ロータ９１の回転により電力を生成する、第１の発電機５とは異なる第２の発電機（発電手段）９と、を備えて構成される。

さらに、図５９の風力発電装置１の場合は、第１の発電機５と第２の発電機９により生成された双方の電力入力を受け、それらを合わせて外部出力する出力部（出力手段）１０を備えて構成される。つまり、第１の発電機５及び第２の発電機９で発電された互いに位相の異なる発電電力を、１系統で外部出力する形で構成される。なお、この場合の出力部１０の構成は図４６Ａ及び図４６Ｂと同様とすることができる。

図５９の第１の発電機５は、ロータ５１として、回転軸２と同軸をなし互いに一体回転する第１ロータ部５１Ａと第２ロータ部５１Ｂとを有する。それら双方のロータ部５１Ａ，５１Ｂは、エアギャップを介して互いに対向（対面）する対向面を有し、それら双方の対向面上には、周方向において複数の磁性部材５２が所定間隔おきに同数配置され、締結部材により固定されている。ただし、それら双方のロータ部５１Ａ，５１Ｂのうち、一方のロータ部５１Ａの磁性部材５２Ａ（５２）と他方のロータ部５１Ｂの磁性部材５２Ｂ（５２）とは、互いに異なる極性（磁極）の着磁面同士にて対面している。さらに、それら第１ロータ部５１Ａと第２ロータ部５１Ｂとの間の空隙にステータ５３のステータコイル５４が位置し、ステータコイル５４は、回転するそれら双方のロータ部５１Ａ，５１Ｂの磁性部材５２，５２間に挟まれるステータ５３上の環状の対向領域に、その周方向に沿って所定間隔おきに複数配置される。

また、第１の発電機５において、第１ロータ部５１Ａ及び第２ロータ部５１Ｂは、回転軸２の軸線２ｘに対する径方向（ラジアル方向）に対向して配置される。本実施形態においては、ロータ５１の本体部として、回転軸２と一体回転するよう固定される軸固定部５０Ｃと、軸固定部５０Ｃから径方向外側に延出する円盤状の中間部５０Ｂと、中間部５０Ｂの径方向外側の外端部５０Ａと、を有したロータ本体部５０を備える。ただし、ロータ本体部５０は、外周側に大重量を有するフライホイール７よりも軽く、小径である。第１ロータ部をなす円筒状部５１Ａと、第２ロータ部をなす、円筒状部５１Ａよりも径大の円筒状部５１Ｂとは、ロータ本体部５０に対し同軸をなす形で一体回転するよう双方とも、ロータ本体部５０の外端部５０Ａに固定されている。

図５９の第２の発電機９は、ロータ９１として、回転軸２と同軸をなしフライホイール７と共に互いに一体回転する第１ロータ部９１Ａと第２ロータ部９１Ｂとを有する。それら双方のロータ部９１Ａ，９１Ｂは、エアギャップを介して互いに対向（対面）する対向面を有し、それら双方の対向面上には、周方向において複数の磁性部材９２が所定間隔おきに同数配置され、締結部材により固定されている。ただし、それら双方のロータ９１Ａ，９１Ｂのうち、一方のロータ部９１Ａの磁性部材９２Ａ（９２）と他方のロータ部９１Ｂの磁性部材９２Ｂ（９２）とは、互いに異なる極性（磁極）の着磁面同士にて対面している。さらに、それら第１ロータ部９１Ａと第２ロータ部９１Ｂとの間の空隙にステータ９３のステータコイル９４が位置する。ステータコイル９４は、回転するそれら双方のロータ９１Ａ，９１Ｂの磁性部材間９２，９２に挟まれるステータ９３上の環状の対向領域に、その周方向に沿って所定間隔おきに複数配置される。

また、第２の発電機９において、第１ロータ部９１Ａ及び第２ロータ部９１Ｂは、回転軸２の軸線２ｘに対する径方向に対向して配置される。第１ロータ部９１Ａは、フライホイール７に対し、第１ロータ部をなす円筒状部９１Ａと、第２ロータ部をなす、円筒状部９１Ａよりも径大の円筒状部９１Ｂとが、フライホイール７に対し同軸をなして共に一体回転するよう固定されている。

なお、本実施形態のフライホイール７は、回転軸２に対し１方向クラッチ（ワンウェイクラッチ）６を介して固定される軸固定部７０Ｃと、軸固定部７０Ｃから径方向外側に延出する円盤状の中間部７０Ｂと、中間部７０Ｂの径方向外側にて第１ロータ部をなす円筒状部９１Ａと第２ロータ部をなす円筒状部９１Ｂを固定する固定部７０Ａとを有し、本実施形態ではさらに、固定部７０Ａから径方向外側に延出する外端部７０Ｄを有する。

また、上記実施形態における角度調整機構３００は、以下のように変更することができる。

即ち、上記実施形態における角度調整機構３００では、付勢手段３４として、ブレード３０の受風面３０ｗの幅方向Ｗが初期回転用角度位置Ａと高速回転用角度位置Ｂとの間に位置する間、その幅方向Ｗが風平行寄り側となるようブレード３０を初期回転用角度位置Ａ側へと一定の付勢力で付勢するばね部材３４を使用しているが、ブレード３０に対し、その受風面３０ｗの幅方向Ｗを初期回転用角度位置Ａ側へと付勢する付勢力が、初期回転用角度位置Ａから離間するほど増大するものに変更してもよい。以下、図５１〜図５８を用いて、上記実施形態とは異なる角度調整機構３００’及び風車３’について説明する。

図５１は、上記実施形態の風車３とは異なる風車３’を示すものである。また、図５２の（ａ）は、図５１における１つのプレート固定部を拡大した部分断面図であり、図５２の（ｂ）及び（ｄ）は図５２（ａ）のＡ−Ａ断面、図５２（ｃ）及び（ｅ）は図５２（ａ）のＢ−Ｂ断面を簡略的に示した模式図である。ただし、図５２の（ｂ）及び（ｄ）と、図５２の（ｃ）及び（ｅ）とではブレード３０の幅方向Ｗと回転軸線２ｘの方向とのなす角度θが異なっており、図５２の（ｂ）及び（ｄ）はブレード３０が風直交寄りの状態、図５２の（ｃ）及び（ｅ）はブレード３０が風平行寄りの状態を示している。

図５１に示す風車３’の角度調整機構３００’は、図５２〜図５６に示すように、図１９の実施形態において付勢手段として使用したばね部材３４に代わって、ネオジム磁石等のマグネット（磁性部材）３４０ａ，３４０ｂを使用している点が異なる。マグネット３４０ｂは、受風面３０ｗ（図５７及び図５８参照）の幅方向Ｗと回転軸２の回転軸線２ｘの方向とのなす角度θが可変可能なブレード（可動構造体）３０の、受風方向上流側に取り付けられる。具体的に言えば、ブレード３０を取り付けるためのブレード取付部材（可動構造体）３３０をなす平行板部３３０Ａ，３３０Ａのうち受風方向上流側の平行板部３３０Ａに締結部材によって直接固定される。他方、マグネット３４０ａは、マグネット３４０ｂが取り付けられた平行板部３３０Ａ（ブレード３０）が風直交寄りとなるほど接近してくる軸固定部（固定構造部）２２１に、マグネット３４０ｂと対向する形で取り付けられる。具体的に言えば、軸固定部（固定構造部）２２１の受風方向下流側に締結部材によって直接固定される。対向するマグネット（磁性部材）３４０ａ，３４０ｂは互いの極性が同じであり、接近時には互いの接近を妨げる反発力ＦＭ（図５７及び図５８参照）を生ずる。この反発力ＦＭは、対向するマグネット（磁性部材）３４０ａ，３４０ｂの対向間距離が小さくなるほど増大する。

このような構成を有することにより、ブレード３０は、図５７及び図５８に示すような形で動作することになる。

即ち、風力が所定の微風レベルを下回る場合には、図５７（ａ）に示すように、その風力によるブレード３０の受風面３０ｗへの押圧力ＦＷと付勢手段３４０ａ，３４０ｂの付勢力ＦＭとが遠心力ＦＡに打ち勝って錘部材３５を内方に押し付けて、ブレード３０は初期回転用角度位置Ａに付勢保持される。具体的にいえば、風力が所定の微風レベルを下回る場合、上述の可動構造体３９が当接部材３８に当接するよう上記の押圧力ＦＷと付勢力ＦＢとにより押し付けられ、その当接位置である初期回転用角度位置Ａにブレード３０が位置保持され、このときブレード３０は、その受風面の幅方向が最も風平行寄りとなる。この状態は、図４４（ａ）と同様の状態であるが、ここでは付勢力ＦＭがマグネット３４０ａ，３４０ｂの反発力であり、ここではマグネット３４０ａ，３４０ｂの対向間距離が長いことから、付勢力ＦＭは図４４（ａ）のときの付勢力ＦＢよりもはるかに小さく、極めて小さい力として作用している。

風力が上記の微風レベルを上回った場合には、図５７（ｂ）に示すように、遠心力ＦＡが増大し始めて、受風面３０ｗへの押圧力ＦＷと付勢手段３４０ａ，３４０ｂの付勢力ＦＭとに打ち勝ち、錘部材３５が、ＦＡと、ＦＷ及びＦＭとが釣り合う位置まで外方へと変位するとともに、ブレード３０の角度θも初期回転用角度位置Ａを離れ、風直交寄りへと位置を変える。この状態は、図４４（ｂ）と同様の状態であるが、ここでの付勢力ＦＭは依然として付勢力ＦＢよりもはるかに小さい。

風力が上記の微風レベルを上回った所定の強風レベルに達した場合には、図５７（ｃ）に示すように、ブレード３０は、その幅方向Ｗが、初期回転用角度位置Ａよりも風直交寄りとなる所定の高速回転用角度位置Ｂに到達した状態となる。この状態は、風車３が最も高速で回転可能な状態である。この段階となると、対向するマグネット（磁性部材）３４０ａ，３４０ｂの対向間距離が小さくなってくるため、付勢力ＦＭは、徐々に付勢力としての機能を有する程度に大きくなってくる。

風力が所定の強風レベルをさらに上回った場合には、図５８（ｄ）に示すように、遠心力ＦＡがさらに増大し、ブレード３０の角度θは、高速回転用角度位置Ｂを超えた状態、風直交面Ｙ側の位置となる。高速回転用角度位置Ｂを超えたブレード３０の角度θの範囲（以下、回転減速用角度範囲という）Ｑでは、これまでプラスピッチであったブレード３０がマイナスピッチとなり、ブレード３０には、これまでとは逆の回転力が生じる。即ち、ブレード３０は、受風方向２ｗからの風力を受けて回転する予め定められた一定回転方向に回転するよう構成されているが、ブレード３０の角度θの変化によって高速回転用角度位置Ｂを超えると、その一定回転方向とは逆方向に回転しようとする逆方向回転力が生じる。この逆方向回転力は、回転減速用角度範囲Ｑ内において高速回転用角度位置Ｂから離れるほど強まる。このため、回転減速用角度範囲Ｑ内に位置するブレード３０は、上記一定回転方向への回転にブレーキがかかった状態となり、回転速度が減じられ、これに伴い錘部材３５の遠心力ＦＡも低下する。一方で、付勢手段３４０ａ，３４０ｂの付勢力ＦＭは、回転減速用角度範囲Ｑ内に位置するブレード３０が、高速回転用角度位置Ｂから離れていくほど増大する。このため、回転減速用角度範囲Ｑ内に位置するブレード３０は、再び高速回転用角度位置Ｂへと押し戻され、その時点におけるＦＡと、ＦＷ及びＦＭとが釣り合った位置となる。

このように、角度調整機構３００’は、付勢手段３４０ａ，３４０ｂと錘部材３５とリンク機構３７とを有することで、微風時に回転し易いようにブレード３０の角度θを風平行寄りとする第一段階と、風速が増した時に高回転となり易いようにブレード３０の角度θを風直交寄りとする第二段階と、強風時に過回転が防止されるようにブレード３０の角度θが回転減速用角度範囲に到達する第三段階という三段階にて、ブレード３０の角度θを可変させることが可能となり、この三段階のブレード３０の角度変更による自律的な回転速度制御によって、風車３’は、始動性に優れ、高回転時の効率も高く、なおかつ強風時の過剰回転の抑制も可能となっている。

なお、既に述べた図４４におけるブレード３０の高速回転用角度位置Ｂは、風直交面Ｙに達する手前に位置しているが、これは遠心力ＦＡの最大値や一定の付勢力ＦＢの大きさによって規定される可動限界角度位置であり、風車が最も高速で回転可能な状態となる真の高速回転用角度位置は、その可動限界位置よりもさらに風直交面Ｙ側にあってもよい。ただし、図４４に示すように、遠心力ＦＡの最大値や一定の付勢力ＦＢの大きさによって規定されるブレード３０の可動限界角度位置を、風直交面Ｙと一致する位置Ｄとし、この位置Ｄを高速回転用角度位置とすることが、回転性能上、最も望ましい。一方で、図５７及び図５８で述べた実施形態においては、図５８（ｄ）のようにブレード３０の角度位置が位置Ｂを越えていても、ＦＡが最大とならないよう構成されている。ここでは、マグネット３４０ａ，３４０ｂの磁力（磁気的反発力）の大きさにより規定される形で、風直交面Ｙよりも奥側となる位置に、ブレード３０の可動限界角度位置が存在している。

なお、この実施形態（マグネット仕様）において採用されるブレード３０は、上記実施形態（ばね仕様）における図２０〜図２６の形状のものを採用してもよいが、ここでは図２０〜図２６の形状のものとは異なる形状をなす。具体的に言えば、図２５及び図２６に示したブレード３０の上面視（平面図）及び下面視（底面図）が、図４９及び図５０のように視認されるように変更される。なお、図４９及び図５０のように変更した場合、図２０〜図２４と同様の視点からブレード３０を見たときにその見た目に違いが現れるが、その違いは微妙な違いにすぎず、図２０〜図２４とほぼ同様に視認されるため、図示を省略する。

本発明における風力発電装置の風車に採用されるブレード３０は、受風方向２ｗからの風力を受けて一定回転方向に回転するように、回転軸２側と先端側で流れの速度に差が生ずるよう、回転軸２側から先端側にかけてねじりを付ける形で受風面３０ｗが形成される。既に述べた実施形態においては、図２０〜図２６に示したように、受風面３０ｗは、ブレード３０の幅方向Ｗが風直交面Ｙ上に位置した状態でブレード３０を回転方向逆側から見たときに（図２６参照）、回転軸２側から先端側にかけて面幅が減少していきながらも視認することができ、逆に、ブレード３０の幅方向Ｗが風直交面Ｙ上に位置した状態でブレード３０を回転方向側から見たときには（図２５参照）視認できないようなねじり形状となっていた。この場合、ブレード３０は、その角度位置が位置Ａから位置Ｂの間で変化したとしても、ブレード３０を回転方向の逆側から見たときには常に受風面３０ｗを視認でき、回転方向側から見たときには常に受風面３０ｗを視認できない（プラスピッチ）。したがって、ブレード３０は、受風方向２ｗから風力を受けると、その風力が、回転方向逆側から視認される受風面３０ｗを押し付ける形で作用して、常に一定回転方向への回転力を得て回転する。

これに対し、この実施形態において採用されるブレード３０は、その幅方向Ｗが風直交面Ｙ上に位置した状態で回転方向逆側から見たときに（図５０参照）、受風面３０ｗが回転軸２側から先端側にむかう途中の中間位置までしか視認できない形状となっており、その中間位置から外側では、今度は、同じ状態でブレード３０を回転方向側から見たときに（図４９参照）受風面３０ｗがブレード３０の先端側で視認できるようなねじり形状となっている。この場合、ブレード３０は、その幅方向Ｗが位置Ａから風直交面Ｙ上に位置する少し手前の位置Ｂに位置した状態において、ブレード３０を、回転方向逆側から見たときに受風面３０ｗが視認され、回転方向側から見たときには受風面３０ｗが視認されないが（プラスピッチ）、位置Ｂを越えると、回転方向側から見たときにも受風面３０ｗが先端側に視認されるようになる（マイナスピッチ）。このため、ブレード３０は、その位置Ｂに位置した状態において、風車３’が最も高速で回転可能な状態となるが、その位置Ｂを越えた角度範囲（回転減速用角度範囲）Ｑ内に達すると、受風方向２ｗから風力を受けたときに、その風力が、ブレード３０を回転方向逆側から見たときに視認される受風面３０ｗを押し付ける形で作用して、上記一定回転方向への回転力を得て回転するだけでなく、その風力は、ブレード３０を回転方向側から見たときに視認される受風面３０ｗも押し付ける形で作用するので、上記一定回転方向とは逆向きの回転力も得る。これにより、ブレード３０は、ブレーキが作用しているような減速回転状態となる。ブレード３０は、位置Ｂを越えると、回転方向側から見たときに、その先端側から受風面３０ｗが視認できるようになり、位置Ｂを越えて離れていくほど、より内周側にも受風面３０ｗが視認できるようになる形でその面積が増大し、上記の逆向きの回転力が増大していく。

また、上記実施形態における角度調整機構３００，３００’は、図６０及び図６１に示すような形に変形することができる。

図６０は、図３４〜図４４にて説明した角度調整機構３００の変形例である。図３４〜図４４において、ばね部材をなす付勢手段３４は、一方の端部が、ブレード３０の角度変化に連動して動作する可動構造体（ここでは連結部材）３６に固定され、他方の端部が、ブレード３０の角度変化に連動して動作せず、回転軸２に一体固定された固定構造体（ここでは軸固定部）２２１に固定された引っ張りばねであり、ブレード３０が初期回転用角度位置Ａから風直交よりに変位するに伴い固定構造体２２１から離間していく可動構造体３６を引っ張る形で作用している。これに対し、図６０の角度調整機構３００では、ばね部材をなす付勢手段３４’は、一方の端部が、上記と同様の可動構造体（ここではブレード取付部材）３３０に固定され、他方の端部が、同じく上記と同様の固定構造体（ここでは軸固定部）２２１に固定された圧縮ばねであり、ブレード３０が初期回転用角度位置Ａから風直交よりに変位するに伴い固定構造体２２１に接近していく可動構造体３６を押し返す形で作用している。

図６１は、図５１〜図５８にて説明した角度調整機構３００の変形例である。図５１〜図５８において、マグネットをなす付勢手段３４０ａ，３４０ｂのうち、一方のマグネット３４０ｂが、ブレード３０の角度変化に連動して動作する可動構造体（ここではブレード取付部材）３３０に固定され、他方のマグネット３４０ａが、ブレード３０の角度変化に連動して動作せず、回転軸２に一体固定された固定構造体（ここでは軸固定部）２２１に固定されるとともに、それらマグネット３４０ａ，３４０ｂは、同極のもの同士が対向する形で配置されており、ブレード３０が初期回転用角度位置Ａから風直交よりに変位するに伴い固定構造体２２１に接近していく可動構造体３３０に対し反発力を生じ、その接近を妨げる形で作用している。これに対し、図６１の角度調整機構３００では、マグネットをなす付勢手段３４０ａ’，３４０ｂ’のうち、一方のマグネット３４０ｂ’が、上記と同様の可動構造体（ここでは連結部材）３６に固定され、他方のマグネット３４０ｂが、同じく上記と同様の固定構造体（ここでは軸固定部）２２１に固定されるとともに、それらマグネット３４０ａ，３４０ｂは、異なる極のもの同士が対向する形で配置されており、ブレード３０が初期回転用角度位置Ａから風直交よりに変位するに伴い固定構造体２２１から離間していく可動構造体３３０に対し吸引力を生じ、その離間を妨げる形で作用している。

５０００ 風力発電装置管理システム
１０００ 管理装置
１０００Ａ メイン管理装置
１０００Ｂ サブ管理装置
１０００Ｃ 個別管理装置（子機）
２０００ 通信手段（インターネット等）
３０００ 風力発電装置の制御部
１００１ 管理装置の制御部
７０１，７０３，７０４，７０５ 稼働状態取得部（稼働状態取得手段）
７０２ 風力状態取得部（風力状態取得手段）
１ 風力発電装置
２ 回転軸
２００ ナセル
２２１Ａ 軸固定部の前端部
２２１Ｂ 軸固定部の後端部
２２１ｈ 貫通孔
２２ ハブ
２２１ 軸固定部
２ｘ 回転軸線
２ｗ 受風方向
３ 風車
３０ ブレード（翼）
３０ｗ 受風面
３０ｖ ブレードの背面
３０Ｔ ブレード本体部（翼本体部）
３０Ｓ ブレード先端部（翼先端部）
３００ 角度調整機構（翼角度調整機構）
３３ ブレード固定部（翼固定部）
３３Ａ，３３Ｂ 固定部
３３Ｚ 回転支軸
３４ 付勢手段
３４０ａ，３４０ｂ 付勢手段
３５ 錘部材
３６ 連結部材
３６２ 押付部材
３７ リンク機構
３７１ 第一リンク部材
３７１Ａ 第一リンク部材の一方の端部
３７１Ｂ 第一リンク部材の他方の端部
３７１Ｃ 第一リンク部材の屈曲部
３７１ｙ 回転軸線
３７２ 第二リンク部材
３７２Ａ 第二リンク部材の一方の端部
３７２Ｂ 第二リンク部材の他方の端部
３７２ｙ 回転軸線
３７３ｙ 回転軸線
３８ 当接部材
３９ 可動構造体
５１，９１ ロータ（発電機回転子）
５２，９２ 磁性部材
５３，９３ ステータ（発電機固定子）
５４，９４ ステータコイル
１００ 発電ケース体
Ｗ ブレードの幅方向
θ ブレードの幅方向と回転軸の軸線方向とのなす角度
Ｘ 風平行方向
Ｙ 風直交面
Ａ 初期回転用角度位置
Ｂ 高速回転用角度位置
ＦＷ 風力によりブレードに加えられる押圧力
ＦＡ 遠心力（リンク機構３７により遠心力を回転軸線２ｘ方向に変換させた力）
ＦＢ 付勢手段（ばね部材）の付勢力
ＦＭ 付勢手段（磁性部材）の付勢力

Claims (6)

1. 各々が異なる箇所に設置された複数の風力発電装置が、通信手段を介して管理装置と通信可能に接続されて構成された風力発電管理システムであって、
   各前記風力発電装置は、
   自身の予め定められた稼働状態を示す稼動状態データを所定周期で繰り返し取得する稼働状態取得手段と、
   取得した稼働状態データを、前記通信手段を介して前記管理装置に逐次送信する稼動状態送信手段と、
   自身に設けられた風車周辺の風力状態を示す風力状態データを所定周期で繰り返し取得する風力状態取得手段と、
   取得した風力状態データを、前記通信手段を介して前記管理装置に逐次送信する風力状態送信手段と、
   自身に設けられた風車の回転を強制停止させる強制停止手段と、を備え、
   前記管理装置は、
   各前記風力発電装置から前記稼働状態データを、前記通信手段を介して逐次受信する稼働状態受信手段と、
   各前記風力発電装置から前記風力状態データを、前記通信手段を介して逐次受信する風力状態受信手段と、
   受信した風力状態データに基づいて決定される正常範囲内に、受信した稼働状態データがあるか否かを逐次判定し、正常範囲内にある場合にはそれら稼働状態データ及び風力状態データの送信元の風力発電装置を正常、正常範囲内に無い場合には当該風力発電装置を異常として逐次特定する異常特定手段と、
   前記異常特定手段による前記風力発電装置毎の正常／異常の特定結果を出力する出力手段と、
   前記異常特定手段により異常と特定された前記風力発電装置、又は強風が予測される箇所に設置された前記風力発電装置に対し風車の強制停止指令を出力し、前記強制停止手段による強制停止を実行させる強制停止指令手段と、
   を備えることを特徴とする風力発電装置管理システム。
2. 各々が異なる箇所に設置された複数の風力発電装置が、通信手段を介して管理装置と通信可能に接続されて構成された風力発電管理システムであって、
   各前記風力発電装置は、
   自身の予め定められた稼働状態を示す稼動状態データを所定周期で繰り返し取得する稼働状態取得手段と、
   取得した稼働状態データを、前記通信手段を介して前記管理装置に逐次送信する稼動状態送信手段と、
   自身に設けられた風車周辺の風力状態を示す風力状態データを所定周期で繰り返し取得する風力状態取得手段と、
   取得した風力状態データを、前記通信手段を介して前記管理装置に逐次送信する風力状態送信手段と、を備え、
   前記管理装置は、
   各前記風力発電装置から前記稼働状態データを、前記通信手段を介して逐次受信する稼働状態受信手段と、
   各前記風力発電装置から前記風力状態データを、前記通信手段を介して逐次受信する風力状態受信手段と、
   受信した各前記風力発電装置からの風力状態データに基づいて、送信元の風力発電装置から送信されるそれら発電量データ及び回転速度データの正常範囲を逐次決定する正常範囲決定手段と、
   受信した風力状態データに基づいて決定される前記正常範囲内に、受信した稼働状態データがあるか否かを逐次判定し、正常範囲内にある場合にはそれら稼働状態データ及び風力状態データの送信元の風力発電装置を正常、正常範囲内に無い場合には当該風力発電装置を異常として逐次特定する異常特定手段と、
   前記異常特定手段による前記風力発電装置毎の正常／異常の特定結果を出力する出力手段と、
   を備え、前記稼働状態データには、少なくとも前記風力発電装置の発電量データと、前記風力発電装置の風車の回転速度データとが含まれ、
   前記異常特定手段は、各前記風力発電装置の異常状態として、受信した発電量データが異常で、かつ受信した回転速度データが正常となる第一の異常状態と、少なくとも受信した回転速度データが異常となる第二の異常状態とを区別する形で特定し、
   前記出力手段は、前記異常特定手段による前記風力発電装置毎の正常／異常の特定結果を、前記第一の異常状態と前記第二の異常状態とを識別可能な形で出力することを特徴とする風力発電装置管理システム。
3. 各々が異なる箇所に設置された複数の風力発電装置が、通信手段を介して管理装置と通信可能に接続されて構成された風力発電管理システムであって、
   各前記風力発電装置は、
   自身の予め定められた稼働状態を示す稼動状態データを所定周期で繰り返し取得する稼働状態取得手段と、
   取得した稼働状態データを、前記通信手段を介して前記管理装置に逐次送信する稼動状態送信手段と、
   自身に設けられた風車周辺の風力状態を示す風力状態データを所定周期で繰り返し取得する風力状態取得手段と、
   取得した風力状態データを、前記通信手段を介して前記管理装置に逐次送信する風力状態送信手段と、を備え、
   前記管理装置は、
   各前記風力発電装置から前記稼働状態データを、前記通信手段を介して逐次受信する稼働状態受信手段と、
   各前記風力発電装置から前記風力状態データを、前記通信手段を介して逐次受信する風力状態受信手段と、
   受信した風力状態データに基づいて決定される正常範囲内に、受信した稼働状態データがあるか否かを逐次判定し、正常範囲内にある場合にはそれら稼働状態データ及び風力状態データの送信元の風力発電装置を正常、正常範囲内に無い場合には当該風力発電装置を異常として逐次特定する異常特定手段と、
   前記異常特定手段による前記風力発電装置毎の正常／異常の特定結果を出力する出力手段と、
   を備え、前記管理装置は、全ての前記風力発電装置から前記稼働状態データを受信してそれら風力発電装置の正常／異常を監視するメイン管理装置と、予め定められたエリア内に設けられた複数の風力発電装置から前記稼働状態データを受信してそれら風力発電装置の正常／異常を監視するサブ管理装置と、を備えることを特徴とする風力発電装置管理システム。
4. 各々が異なる箇所に設置された複数の風力発電装置が、通信手段を介して管理装置と通信可能に接続されて構成された風力発電管理システムであって、
   各前記風力発電装置は、
   自身の予め定められた稼働状態を示す稼動状態データを所定周期で繰り返し取得する稼働状態取得手段と、
   取得した稼働状態データを、前記通信手段を介して前記管理装置に逐次送信する稼動状態送信手段と、
   自身に設けられた風車周辺の風力状態を示す風力状態データを所定周期で繰り返し取得する風力状態取得手段と、
   取得した風力状態データを、前記通信手段を介して前記管理装置に逐次送信する風力状態送信手段と、を備え、
   前記管理装置は、
   各前記風力発電装置から前記稼働状態データを、前記通信手段を介して逐次受信する稼働状態受信手段と、
   各前記風力発電装置から前記風力状態データを、前記通信手段を介して逐次受信する風力状態受信手段と、
   受信した風力状態データに基づいて決定される正常範囲内に、受信した稼働状態データがあるか否かを逐次判定し、正常範囲内にある場合にはそれら稼働状態データ及び風力状態データの送信元の風力発電装置を正常、正常範囲内に無い場合には当該風力発電装置を異常として逐次特定する異常特定手段と、
   前記異常特定手段による前記風力発電装置毎の正常／異常の特定結果を出力する出力手段と、
   を備え、前記管理装置には、予め定められた１つの前記風力発電装置に対し、前記通信手段を介することなく、ローカルネットワークを介して接続され、当該風力発電装置のみの正常／異常を監視する個別管理装置が含まれることを特徴とする風力発電装置管理システム。
5. 前記管理装置には、予め定められた１つの前記風力発電装置に対し、前記通信手段を介することなく、ローカルネットワークを介して接続され、当該風力発電装置のみの正常／異常を監視する個別管理装置が含まれる請求項３に記載の風力発電装置管理システム。
6. 前記稼働状態データには、少なくとも前記風力発電装置の発電量データが含まれ、
   前記管理装置は、
   受信した前記発電量データから地球温暖化気体の削減量を換算し、その削減量の累積値を算出する地球温暖化気体削減量算出手段と、
   前記地球温暖化気体の削減量の累積値、又は前記発電量データの累積値から、前記地球温暖化気体の排出権価値を算出する地球温暖化気体排出権価値算出手段と、
   を備え、前記出力手段は、算出された地球温暖化気体の削減量及び地球温暖化気体の排出権価値のいずれか又は双方を出力するものである請求項３ないし請求項５のいずれか１項に記載の風力発電装置管理システム。

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