[发明专利]碰撞位置检测装置、风力发电装置及风力发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种碰撞位置检测装置、设置所述碰撞位置检测装置的风力发电装置及风力发电系统。

背景技术

在风力发电装置中，没有看到旋转叶片的鸟类碰撞到叶片上的事故时有发生。不仅对风力发电装置造成损坏，也发现了自然保护鸟类或候鸟碰撞到风力发电机的叶片而死亡的一些事例。但由于碰撞掉落的鸟类被附近动物吃掉的情况比较多，没有一种能够对鸟类碰撞的实况进行准确掌握的手段。另一方面，由于近年电力的不足，风力发电装置不仅在陆地上，而且也在海上推进建设，容易设在候鸟的飞行线路上，更加可能会导致鸟类的遭受伤害虑。然而，由于难以掌握实况故而很难采取有效的对策。

为了防止这种事故，已知的飞来物体检测装置从风力发电装置相离不同距离的位置上配设多个线传感器，该线传感器通过检测光从风力发电装置由远而近的被连续遮挡，以检测鸟类的接近(专利文献1)。

另外，还有如雷达，从风力发电装置发射电磁波捕捉从前方飞来物体或鸟类的反射以检测的方法。但是，系统复杂，价格高。而且，不能作为实际上是否发生了碰撞的明确数据。此外，还考虑过在风力发电装置的附近设置摄像机连续拍摄，对飞来物体通过图像处理技术进行处理的方法。但是，需要对庞大的摄影数据进行解析，系统复杂，且成本高。

另一方面，使用压电元件检测振动的装置已经存在(专利文献2)。专利文献2是，在基板上垂直的配设电缆状压电元件的振动检测传感器。所述电缆状压电元件由被配设在芯电极和其周围的压电体、配设在所述压电体周围的外侧电极和被覆所述外侧电极的被覆层构成。如果向所述电缆状压电子端部连接输出检测器，通过检测被施加弯曲载荷时的输出变化就能够检测振动。另外，所述压电元件的另一端，在所述芯电极的前端附近连接断线检测电阻，且在使芯电极的前端和所述外侧电极能够导通的状态下由导电树脂密封。

此外，还提供了一种在剖面为圆形的芯电极外周上被覆压电体，并在所述压电体被覆外电极的电缆状压力传感器，其特征在于，所述外电极由被间隔配设的2个外电极1和外电极2构成(专利文献3)。向外电极施加压力时在该部分引起电荷(Q)，该电荷被存储在芯电极和外电极的静电电容(C)，因此可以通过振动电压检测单元检测振动电压(Vd＝Q/C)。外电极1上被施加压力时通过振动电压检测单元1能够检测信号，外电极2上被施加电压时通过振动电压检测单元2能够检测信号。通过信号检测能够得知对电缆状压力传感器的外电极1、外电极2的哪个外电极上被施加了压力。

另外，还有在剖面为圆形的芯电极上分别被覆压电体、控制电阻被覆层、压阻膜层、导电体层以及外包覆层形成的传感器电缆(专利文献4)。在传感器电缆的两端测定导电体层和控制电阻被覆层之间的电阻和在芯电极和控制电阻被覆层之间的电压差，以检测电缆的变形。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2009-228554号公报；

专利文献2：JP特开2006-78393号公报；

专利文献3：JP特开2000-230872号公报；

专利文献4：US专利第6534999号说明书。

发明内容

专利文献1的飞来物体检测装置中，一方面会有误检测出鸟类以外的飞来物体例如塑料袋等的可能性，另一方面很难判断实际上是否碰撞，是否经过了风力发电装置的附近。特别是，大雪地带等，由于雪的影响很难准确地捕捉飞来的鸟类，存在能够观测的时间带和季节受限的问题。而且，获取图像的方式中，为了检测夜间飞来的物体需要配备使用红外线的影像系统等。

另外，还想到了在风车的叶片上配设碰撞检测单元的方法。所述专利文献2记载振动检测传感器虽然能够检测电缆状压电元件的振动，但是无法确定振动位置。所述专利文献3记载的电缆状压力传感器也相同，仅能够判断向外电极1和外电极2中的哪个外电极施加了压力，很难确定碰撞位置。而且，所述专利文献4所记载的传感器电缆是一种由控制电阻被覆层和压阻膜层层叠而成的特殊电缆，不容易获得，且电阻膜使信号容易衰减，不能够进行高敏感度的信号接收。

本发明是鉴于上述实际情况而提出的，其目的在于提供一种碰撞时能够简便地确定碰撞位置的碰撞位置检测装置。

进一步地，其目的在于提供一种配设这种碰撞位置检测装置，当鸟类向风车的叶片碰撞时能够确定碰撞位置的风力发电系统。