JP7758163B2 - 劣化検知システム、劣化検知装置、及び劣化検知方法 - Google Patents
劣化検知システム、劣化検知装置、及び劣化検知方法Info
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Description
洋上風力発電では、発電用の風車を洋上に設置し、その風車によって発電を行う。
他方、近年は、光ファイバをセンサとして使用する光ファイバセンシングと呼ばれる技術の開発も進められている。海洋で光ファイバセンシングを行う技術としては、例えば、特許文献1に開示された技術が挙げられる。
しかし、特許文献1に開示された技術は、海中電力ケーブル又は遠隔通信ケーブルの埋設状態を監視する技術であり、風車の劣化を検知することはできない。
発電用の風車に沿って敷設された光ファイバと、
前記光ファイバに対しパルス光を送信するとともに、前記光ファイバから前記風車の振動を示す情報を含む光信号を受信する通信部と、
前記光信号に含まれる前記風車の振動を示す情報に基づいて前記風車の劣化を検知する検知部と、
を備える。
発電用の風車に沿って敷設された光ファイバに対しパルス光を送信するとともに、前記光ファイバから前記風車の振動を示す情報を含む光信号を受信する通信部と、
前記光信号に含まれる前記風車の振動を示す情報に基づいて前記風車の劣化を検知する検知部と、
を備える。
劣化検知装置による劣化検知方法であって、
発電用の風車に沿って敷設された光ファイバに対しパルス光を送信するとともに、前記光ファイバから前記風車の振動を示す情報を含む光信号を受信する通信ステップと、
前記光信号に含まれる前記風車の振動を示す情報に基づいて前記風車の劣化を検知する検知ステップと、
を含む。
まず、図1を参照して、本実施の形態1に係る劣化検知システムの構成例について説明する。
図1に示されるように、本実施の形態1に係る劣化検知システムは、洋上風力発電等で使用される発電用の風車30の劣化を検知するものであり、光ファイバ10、通信部21、及び検知部22を備えている。なお、図1では、通信部21及び検知部22は、分離して設けられていることを想定している。検知部22は、通信部21とは別装置に設けられても良いし、クラウド上に設けられても良い。
ブレード32に風が当たると、ブレード32が回転し、ブレード32の回転軸33を介して、その回転が不図示の増速機に伝達される。増速機では、その回転の回転エネルギーを増幅し、その後、不図示の発電機では、その回転エネルギーを電気エネルギーに変換する。このようにして風車30で発電された電力は、上述した発電機に接続される送電ケーブル40を介して、陸上の不図示の電力系統へ伝達される。
ただし、図1に示される風車30の構造は一例であり、風車30の構造は、これに限定されるものではない。
そこで、検知部22は、通信部21で受信された光信号のうち風車30で発生した光信号に含まれる、風車30の振動を示す情報に基づいて、風車30の劣化を検知する。
風車30は、劣化すると、発電量が所定範囲から外れ、また、風車30で発生する振動の振動数も変動する。ここで、振動数とは、単位時間当たりの振動回数を意味する。そのため、風車30の発電量は、風車30の振動数との相関性が高いと考えられる。
図3に示されるように、まず、通信部21は、光ファイバ10にパルス光を送信し(ステップS11)、そのパルス光に対する後方散乱光を、光ファイバ10から、光信号として受信する(ステップS12)。
続いて、図4を参照して、本実施の形態2に係る劣化検知システムの構成例について説明する。
図5に示されるように、まず、上述した実施の形態1の図3のステップS11~S13と同様のステップS21~S23の処理が行われる。
ステップS23において、検知部22により風車30が劣化したと判断された場合(ステップS23のYes)、報知部23は、風車30が劣化したことを所定の報知先に報知する(ステップS24)。
その他の効果は、上述した実施の形態1と同様である。
上述した実施の形態では、通信部21及び検知部22が分離して設けられているが、これには限定されない。通信部21及び検知部22は、同一の装置に設けられても良い。図6は、劣化検知装置20の内部に通信部21及び検知部22を設けた劣化検知システムの構成例を示している。なお、図6に示される劣化検知システムは、上述した実施の形態2のように、劣化検知装置20の内部に報知部23を追加しても良い。
続いて、図9を参照して、上述した他の実施の形態(図6)に係る劣化検知装置20を実現するコンピュータ50のハードウェア構成例について説明する。
(付記1)
発電用の風車に沿って敷設された光ファイバと、
前記光ファイバに対しパルス光を送信するとともに、前記光ファイバから前記風車の振動を示す情報を含む光信号を受信する通信部と、
前記光信号に含まれる前記風車の振動を示す情報に基づいて前記風車の劣化を検知する検知部と、
を備える、劣化検知システム。
(付記2)
前記光ファイバは、前記風車のタワー筐体に沿って敷設されている、
付記1に記載の劣化検知システム。
(付記3)
前記検知部は、
前記風車の発電量と振動数との対応関係を予め学習し、
前記風車の振動を示す情報に基づいて前記風車に発生した振動の振動数を導出し、
前記風車に発生した振動の振動数に対応する発電量が所定範囲を外れた場合に、前記風車が劣化したと判断する、
付記1又は2に記載の劣化検知システム。
(付記4)
前記光ファイバは、前記風車以外の部分では、前記風車に接続された送電ケーブルに沿って敷設されている、
付記1から3のいずれか1項に記載の劣化検知システム。
(付記5)
前記検知部は、前記光信号に含まれる、前記送電ケーブルの振動を示す情報に基づいて前記送電ケーブルの劣化をさらに検知する、
付記4に記載の劣化検知システム。
(付記6)
前記光ファイバは、複数の前記風車に沿って敷設され、
前記検知部は、前記光信号に含まれる、複数の前記風車の各々の振動を示す情報に基づいて、複数の前記風車の各々の劣化を検知する、
付記1から5のいずれか1項に記載の劣化検知システム。
(付記7)
前記検知部により前記風車が劣化したと判断された場合に、前記風車が劣化したことを所定の報知先に報知する報知部をさらに備える、
付記1から6のいずれか1項に記載の劣化検知システム。
(付記8)
発電用の風車に沿って敷設された光ファイバに対しパルス光を送信するとともに、前記光ファイバから前記風車の振動を示す情報を含む光信号を受信する通信部と、
前記光信号に含まれる前記風車の振動を示す情報に基づいて前記風車の劣化を検知する検知部と、
を備える、劣化検知装置。
(付記9)
前記光ファイバは、前記風車のタワー筐体に沿って敷設されている、
付記8に記載の劣化検知装置。
(付記10)
前記検知部は、
前記風車の発電量と振動数との対応関係を予め学習し、
前記風車の振動を示す情報に基づいて前記風車に発生した振動の振動数を導出し、
前記風車に発生した振動の振動数に対応する発電量が所定範囲を外れた場合に、前記風車が劣化したと判断する、
付記8又は9に記載の劣化検知装置。
(付記11)
前記光ファイバは、前記風車以外の部分では、前記風車に接続された送電ケーブルに沿って敷設されている、
付記8から10のいずれか1項に記載の劣化検知装置。
(付記12)
前記検知部は、前記光信号に含まれる、前記送電ケーブルの振動を示す情報に基づいて前記送電ケーブルの劣化をさらに検知する、
付記11に記載の劣化検知装置。
(付記13)
前記光ファイバは、複数の前記風車に沿って敷設され、
前記検知部は、前記光信号に含まれる、複数の前記風車の各々の振動を示す情報に基づいて、複数の前記風車の各々の劣化を検知する、
付記8から12のいずれか1項に記載の劣化検知装置。
(付記14)
前記検知部により前記風車が劣化したと判断された場合に、前記風車が劣化したことを所定の報知先に報知する報知部をさらに備える、
付記8から13のいずれか1項に記載の劣化検知装置。
(付記15)
劣化検知装置による劣化検知方法であって、
発電用の風車に沿って敷設された光ファイバに対しパルス光を送信するとともに、前記光ファイバから前記風車の振動を示す情報を含む光信号を受信する通信ステップと、
前記光信号に含まれる前記風車の振動を示す情報に基づいて前記風車の劣化を検知する検知ステップと、
を含む、劣化検知方法。
(付記16)
前記光ファイバは、前記風車のタワー筐体に沿って敷設されている、
付記15に記載の劣化検知方法。
(付記17)
前記検知ステップでは、
前記風車の発電量と振動数との対応関係を予め学習し、
前記風車の振動を示す情報に基づいて前記風車に発生した振動の振動数を導出し、
前記風車に発生した振動の振動数に対応する発電量が所定範囲を外れた場合に、前記風車が劣化したと判断する、
付記15又は16に記載の劣化検知方法。
(付記18)
前記光ファイバは、前記風車以外の部分では、前記風車に接続された送電ケーブルに沿って敷設されている、
付記15から17のいずれか1項に記載の劣化検知方法。
(付記19)
前記検知ステップでは、前記光信号に含まれる、前記送電ケーブルの振動を示す情報に基づいて前記送電ケーブルの劣化をさらに検知する、
付記18に記載の劣化検知方法。
(付記20)
前記光ファイバは、複数の前記風車に沿って敷設され、
前記検知ステップでは、前記光信号に含まれる、複数の前記風車の各々の振動を示す情報に基づいて、複数の前記風車の各々の劣化を検知する、
付記15から19のいずれか1項に記載の劣化検知方法。
(付記21)
前記検知ステップにより前記風車が劣化したと判断された場合に、前記風車が劣化したことを所定の報知先に報知する報知ステップをさらに含む、
付記15から20のいずれか1項に記載の劣化検知方法。
20 劣化検知装置
21 通信部
22 検知部
23 報知部
30,30A,30B 風車
31 タワー筐体
32 ブレード
33 回転軸
40 送電ケーブル
50 コンピュータ
51 プロセッサ
52 メモリ
53 ストレージ
54 入出力インタフェース
541 表示装置
542 入力装置
543 音出力装置
55 通信インタフェース
Claims (9)
- 発電用の風車に沿って敷設された光ファイバと、
前記光ファイバに対しパルス光を送信するとともに、前記光ファイバから前記風車の振動を示す情報を含む光信号を受信する通信部と、
前記光信号に含まれる前記風車の振動を示す情報に基づいて前記風車の劣化を検知する検知部と、
を備え、
前記光ファイバは、前記風車以外の部分では、前記風車に接続された送電ケーブルに沿って敷設されている、
劣化検知システム。 - 前記光ファイバは、前記風車のタワー筐体に沿って敷設されている、
請求項1に記載の劣化検知システム。 - 発電用の風車に沿って敷設された光ファイバに対しパルス光を送信するとともに、前記光ファイバから前記風車の振動を示す情報を含む光信号を受信する通信部と、
前記光信号に含まれる前記風車の振動を示す情報に基づいて前記風車の劣化を検知する検知部と、
を備え、
前記光ファイバは、前記風車以外の部分では、前記風車に接続された送電ケーブルに沿って敷設されている、
劣化検知装置。 - 前記光ファイバは、前記風車のタワー筐体に沿って敷設されている、
請求項3に記載の劣化検知装置。 - 前記検知部は、
前記風車の発電量と振動数との対応関係を予め学習し、
前記風車の振動を示す情報に基づいて前記風車に発生した振動の振動数を導出し、
前記風車に発生した振動の振動数に対応する発電量が所定範囲を外れた場合に、前記風車が劣化したと判断する、
請求項3又は4に記載の劣化検知装置。 - 前記検知部は、前記光信号に含まれる、前記送電ケーブルの振動を示す情報に基づいて前記送電ケーブルの劣化をさらに検知する、
請求項3に記載の劣化検知装置。 - 前記光ファイバは、複数の前記風車に沿って敷設され、
前記検知部は、前記光信号に含まれる、複数の前記風車の各々の振動を示す情報に基づいて、複数の前記風車の各々の劣化を検知する、
請求項3から6のいずれか1項に記載の劣化検知装置。 - 前記検知部により前記風車が劣化したと判断された場合に、前記風車が劣化したことを所定の報知先に報知する報知部をさらに備える、
請求項3から7のいずれか1項に記載の劣化検知装置。 - 劣化検知装置による劣化検知方法であって、
発電用の風車に沿って敷設された光ファイバに対しパルス光を送信するとともに、前記光ファイバから前記風車の振動を示す情報を含む光信号を受信する通信ステップと、
前記光信号に含まれる前記風車の振動を示す情報に基づいて前記風車の劣化を検知する検知ステップと、
を含み、
前記光ファイバは、前記風車以外の部分では、前記風車に接続された送電ケーブルに沿って敷設されている、
劣化検知方法。
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| PCT/JP2022/013737 WO2023181217A1 (ja) | 2022-03-23 | 2022-03-23 | 劣化検知システム、劣化検知装置、及び劣化検知方法 |
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| JPWO2023181217A1 JPWO2023181217A1 (ja) | 2023-09-28 |
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| JP7758163B2 true JP7758163B2 (ja) | 2025-10-22 |
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| JP2024509546A Active JP7758163B2 (ja) | 2022-03-23 | 2022-03-23 | 劣化検知システム、劣化検知装置、及び劣化検知方法 |
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