特開 2024-174441 宇宙太陽光発電システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024174441

(43)【公開日】2024-12-17

(54)【発明の名称】宇宙太陽光発電システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 50/20 20160101AFI20241210BHJP

   H02J 50/80 20160101ALI20241210BHJP

【ＦＩ】

H02J50/20

H02J50/80

【審査請求】未請求

【請求項の数】16

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023092265

(22)【出願日】2023-06-05

(71)【出願人】

【識別番号】000005108

【氏名又は名称】株式会社日立製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】木村 寿利

(72)【発明者】

【氏名】舟根 司

(72)【発明者】

【氏名】田部 洋祐

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 真

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 康一

(57)【要約】

【課題】実ビーム強度分布に則ったシステム全体の発電効率向上を可能とする宇宙太陽光発電システムを提供する。
【解決手段】電力を電磁波に変換して送信する宇宙空間設備と、複数の電力変換モジュールで構成される電力変換装置で電磁波を受信して電力に変換する地上設備とを備える宇宙太陽発電システムであって、地上設備は、複数の電力変換モジュールを備える電力変換装置で計測した電力に基づいて、発電効率が向上する電磁波の方向を推定して、推定した電磁波の方向を宇宙空間設備に指令する機能を備え、宇宙空間設備は、指令された電磁波の方向に応じて、送信する電磁波の方向または形状を変更する機能を備えることを特徴とする宇宙太陽発電システム。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電力を電磁波に変換して送信する宇宙空間設備と、複数の電力変換モジュールで構成される電力変換装置で電磁波を受信して電力に変換する地上設備とを備える宇宙太陽発電システムであって、
地上設備は、複数の電力変換モジュールを備える電力変換装置で計測した電力に基づいて、発電効率が向上する前記電磁波の方向を推定して、推定した電磁波の方向を前記宇宙空間設備に指令する機能を備え、
前記宇宙空間設備は、指令された前記電磁波の方向に応じて、送信する電磁波の方向または形状を変更する機能を備えることを特徴とする宇宙太陽発電システム。

【請求項2】

請求項１に記載の宇宙太陽発電システムであって、
地上設備は、前記電力変換装置における総受電電力量から、発電効率が向上する前記電磁波の方向を推定することを特徴とする宇宙太陽発電システム。

【請求項3】

請求項１に記載の宇宙太陽発電システムであって、
地上設備は、前記電磁波の方向を変更したときの前記電力変換装置における総受電電力量から、発電効率が向上する前記電磁波の方向を推定することを特徴とする宇宙太陽発電システム。

【請求項4】

請求項１に記載の宇宙太陽発電システムであって、
地上設備は、複数の前記電力変換モジュールおける受電量差から、発電効率が向上する前記電磁波の方向を推定することを特徴とする宇宙太陽発電システム。

【請求項5】

請求項１に記載の宇宙太陽発電システムであって、
地上設備は、前記電磁波の方向または形状を変更したときの複数の前記電力変換モジュールおける受電量差から、発電効率が向上する前記電磁波の方向を推定することを特徴とする宇宙太陽発電システム。

【請求項6】

請求項１に記載の宇宙太陽発電システムであって、
地上設備は、前記電磁波の方向を変更したときの複数の前記電力変換モジュールにおける受電量差から、前記電磁波の分布を推定することを特徴とする宇宙太陽発電システム。

【請求項7】

請求項６に記載の宇宙太陽発電システムであって、
前記電磁波の分布を用いて複数の前記電力変換モジュールの相対的なゲインを求めることを特徴とする宇宙太陽発電システム。

【請求項8】

請求項６に記載の宇宙太陽発電システムであって、
前記電磁波の分布を用いて環境減衰を推定することを特徴とする宇宙太陽発電システム。

【請求項9】

請求項１に記載の宇宙太陽発電システムであって、
地上設備は、前記電磁波の方向を変更したときの複数の前記電力変換モジュールおける相対受電量差から、故障した前記電力変換モジュールを推定することを特徴とする宇宙太陽発電システム。

【請求項10】

請求項８に記載の宇宙太陽発電システムであって、
地上設備は、前記電磁波の分布における中心部分の環境減衰が大きいとき、ビーム形状を変更することを特徴とする宇宙太陽発電システム。

【請求項11】

請求項１に記載の宇宙太陽発電システムであって、
前記電力変換装置で計測した電力分布から、電磁波のビーム形状、または受信電力分布、または空間伝搬損失の空間分布などの環境による減衰分布を推定することを特徴とする宇宙太陽発電システム。

【請求項12】

請求項１１に記載の宇宙太陽発電システムであって、
前記減衰分布に基づき、発電効率が向上するビーム形状を推定する機能を有することを特徴とする宇宙太陽発電システム。

【請求項13】

請求項１に記載の宇宙太陽発電システムであって、
前記電力変換装置で計測した電力値の任意の組み合わせでの和もしくは差を計算することにより、電磁波の中心または中心からのズレ量（距離）を検出することを特徴とする宇宙太陽発電システム。

【請求項14】

請求項１に記載の宇宙太陽発電システムであって、
地上設備は、複数の始点を制御用初期値として発電効率が向上する電磁波の方向を推定し、その中から最大となる電磁波方向を決定することを特徴とする宇宙太陽発電システム。

【請求項15】

請求項１に記載の宇宙太陽発電システムであって、
想定している電磁波の方向と計測した電力値に基づき、多峰性関数の最適化方法により電磁波の方向を決定することを特徴とする宇宙太陽発電システム。

【請求項16】

請求項１に記載の宇宙太陽発電システムであって、
前記宇宙空間設備の軌道上位置情報または過去のある期間における制御履歴情報により、発電効率が最大となる電磁波の方向を決定することを特徴とする宇宙太陽発電システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は宇宙太陽光発電システムに関する。

【背景技術】

【0002】

エネルギー問題解決の一つの手段として、フェーズドアレイアンテナを用いた宇宙太陽光発電の開発が進んでいる。フェーズドアレイアンテナで効率良く送電するためには、送信ビームの中心点を地上設備の中心に合わせることが重要であり、レトロディレクティブ方式により行われる。

【0003】

レトロディレクティブ方式では、電力を生成して受電するまでの送電により発生する誤差成分を非考慮であるため、全体システムとして発電効率を考慮したビーム送信方向の補正技術の確立が必要である。

【0004】

レトロディレクティブ方式について、特許文献１では「電気エネルギーをマイクロ波ビームとして送信する送電システムと、該送電システムから送信されたマイクロ波ビームを受信する受電システムとを備え、前記受電システムは、前記マイクロ波ビームの位置ずれ量を推定するビーム位置推定手段と、該位置ずれ量に関する情報を前記送電システムに送信する送信手段とを備え、前記送電システムは、前記受電システムから前記位置ずれ量に関する情報を受信し、該位置ずれ量に関する情報に基づいて前記マイクロ波ビームの送電方向を補正する電力供給システム。」とすることを提案している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００８－２５９３９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１によれば、位置ずれ量に関する情報に基づいてマイクロ波ビームの送電方向を補正する技術が提案されているが、この方式では、予め設定される基準ビームパターン（基準値分布）と実ビーム強度分布が異なる場合は考慮されていないという課題があった。

【0007】

このことから本発明においては、基準値分布との比較を行わず、受電電力を測定し、その結果を基に送信ビーム方向を調整することで、実ビーム強度分布に則ったシステム全体の発電効率向上を可能とする宇宙太陽光発電システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

以上のことから本発明においては、「電力を電磁波に変換して送信する宇宙空間設備と、複数の電力変換モジュールで構成される電力変換装置で電磁波を受信して電力に変換する地上設備とを備える宇宙太陽発電システムであって、地上設備は、複数の電力変換モジュールを備える電力変換装置で計測した電力に基づいて、発電効率が向上する電磁波の方向を推定して、推定した電磁波の方向を宇宙空間設備に指令する機能を備え、宇宙空間設備は、指令された電磁波の方向に応じて、送信する電磁波の方向または形状を変更する機能を備えることを特徴とする宇宙太陽発電システム。」としたものである。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、実ビーム強度分布に則ったシステム全体の発電効率向上を可能とする。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施例に係る宇宙太陽光発電システムの基本概念を示す図。

【図2】宇宙空間設備１と地上設備２に備えるべき制御処理機能をまとめた図。

【図3a】ビーム送信方向が受電中心方向と等しい状態を示す図。

【図3b】ビーム送信方向が受電中心方向からずれている状態を示す図。

【図4】実施例２における処理の考え方を示す図。

【図5】実施例２にかかる制御手法を示すフロー図。

【図6】実施例３にかかる制御手法を示すフロー図。

【図7】実施例４の考え方を説明するための図。

【図8】実施例４にかかる制御手法を示すフロー図。

【図9a】実施例５の考え方を示す図。

【図9b】実施例５の考え方を示す図。

【図10】実施例５にかかる制御手法を示すフロー図。

【図11】直列配置された電力変換モジュールによるモデル例を想定した図。

【図12】電力変換モジュールにおけるビーム強度を示す図。

【図13】電力分布を求めることについて説明する図。

【図14a】傾きを求めることの事例を示す図。

【図14b】ビーム焦点位置をｘ＝１，ｘ＝２の電力測定量から分布推定することの事例を示す図。

【図14c】推定した電力分布の表を示す図。

【図15】ビーム焦点位置が中心（ｆ＝０）にあるビーム分布を示す図。

【図16】ビーム焦点位置が中心（ｆ＝０）にあるビーム分布を示す図。

【図17】焦点位置をｆ＝１，ｆ＝２と変えた時の受電分布を示す図。

【図18】焦点位置をｆ＝１，ｆ＝２と変えた時の受電量変化を示す図。

【図19】ずれた後の分布を推定することを示す図。

【図20】実施例６にかかる制御手法を示すフロー図。

【図21a】モジュール２とモジュール３の電力量の例を示す図。

【図21b】モジュール２とモジュール３の電力変化量の例を示す図。

【図21c】各モジュールの利得の比率を求めることが出来ることを示す図。

【図22a】各ビーム位置でのゲイン、受電量の具体例を示す図。

【図22b】ビーム焦点位置ｘ＝１，Ｘ＝２，Ｘ－３の電力測定量から分布推定したことを示す図。

【図22c】同一区間における傾き量の差から、相対的なゲインを推定したことを示す図。

【図23】相対的なゲインを推定するための処理フローを示す図。

【図24】環境減衰を推定するための処理フローを示す図。

【図25】エッジ処理が必要となる事象を説明するための図。

【図26】ビーム送信方向を調整した時の、各受電領域の相対受電量差から、故障電力変換モジュールを推定することを説明するための図。

【図27】実施例８に係る制御手法を示すフロー図。

【図28】電磁波の伝達経路上空に雨雲が存在する状態を示す図。

【図29】ビーム形状を調整する処理フロー図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下，本発明の実施例について、図面を用いて説明する。

【実施例0012】

実施例１では、本発明の基本概念について説明する。図１は本発明の実施例に係る宇宙太陽光発電システムの基本概念を示す図である。この図において、Ａは宇宙太陽光発電システム全体の概略構成図、Ｂは地上局からの指令により、ビーム送信方向を変えることを表す図、Ｃはビーム送信方向の角度指令を決定する本発明の考え方を示している図、Ｄはフィードバック制御により、総受電電力量が上がる方向にビーム送信方向を調整したことを示している図である。

【0013】

まず図１のＡは、宇宙空間設備１と地上設備２により構成される宇宙太陽光発電システム全体の概略構成例を示している。このうち宇宙空間設備１は、太陽光パネル５により発電し、宇宙空間設備１からマイクロ波やレーザ光などの電磁波３を送信する。

【0014】

これに対し、地上設備２側においては、この電磁波３を受信して電力に変換する複数の電力変換モジュールで形成された電力変換装置４（各電力変換モジュールの寸法は、例えば最大寸法５０ｍ～１００ｍ程度）と、電力変換モジュールと電気的に接続された受電ステーションと、電線（又は無線送電システム）からなる受電システム（図示せず）を介して、電力網に電力を供給するように構成されている。なお、電力変換モジュールと受電ステーションは１対１の関係にあり、複数の電力変換モジュールが隊列を組んで電力変換装置４を構成することにより、宇宙空間設備１が送信する電磁波３を受信する。

【0015】

宇宙空間設備１は、一例としては、静止軌道（赤道上高度約３．６万ｋｍ）を飛行する静止衛星であり、太陽光を電力に変換する太陽光パネル５（例えば、２．５ｋｍ×２．５ｋｍ程度）を備えている。宇宙空間設備１は、太陽光パネルの電力を、例えば、周波数２．４５ＧＨｚ（波長λ＝１２．２ｃｍ）、５．８ＧＨｚ（波長λ＝５．１７ｃｍ）、又は１０ＧＨｚ（波長λ＝３．０ｃｍ）のマイクロ波（電磁波）３に変換して、送信アンテナから地上に向けて、例えば、エネルギー指向精度１ｕｒａｄ程度で射出することが可能に構成されている。

【0016】

宇宙空間設備１から地上設備２側に向けてマイクロ波やレーザ光などの電磁波３を送信するに際し、レトロディレクティブ方式によるビーム送信が実行される。また地上設備２側の複数の電力変換モジュールで形成された電力変換装置４の例えば中心位置にビーム送信することで高効率の電力送信を行うべく、複数の電力変換モジュールで形成された電力変換装置４の例えば中心位置にパイロット信号８を送信するパイロット信号用アンテナ７を設置しており、宇宙空間設備１は基本的にパイロット信号用アンテナ７に向けた電力送信を実施する。

【0017】

図１のＢは、宇宙空間設備１から送信される電磁波３の（中心位置からの距離に対する）エネルギー強度分布が一様ではないことから、地上局からの指令により、ビーム送信方向を変えるべきことを示している。

【0018】

まず電磁波３のエネルギー強度分布は、ガウス分布の場合もあれば、中心部に主分布を有すると共に、周囲においてサイドローブもしくはグレーティングローブを有する分布を有することもある。同じガウス分布であっても、気象条件やその他の電波干渉等により、分布形状が変化することがあり、地上設備２側の電力変換装置４はこの電磁波３のエネルギー強度分布に基づいて受電する。このことから図１のＢでは、地上局からの指令により、主アンテナ９を介して、ビーム送信方向を少し変えるように、宇宙空間設備１側に角度指令を与える。

【0019】

図１のＣは、ビーム送信方向の角度指令を決定する本発明の考え方を示している。ここでは電力変換装置４を形成する複数の電力変換モジュール（この例では４個）のそれぞれにおいて計測した個別電力に着目する。複数の電力変換モジュール４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄで検出した個別電力は、それぞれ平均化回路１０（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ）で時間平均された平均値とされ、電力計測部１１で計測される。演算部１２は計算機を用いた処理により受電効率が最大となるビーム送信方向を推定し、指令装置１３を介して、図１のＢの主アンテナ９を介して、ビーム送信方向を少し変えるように、宇宙空間設備１側に角度指令を与える。このように図１のＣは、フィードバック制御により、総受電電力量が上がる方向にビーム送信方向を調整することを示している。

【0020】

図１のＤは、この結果として受電効率が最大となる点（ここではパイロット信号用アンテナ７の位置であったものとする）に電磁波３が到達するように、宇宙空間設備１から送信される電磁波３のビーム送信方向を調整したことを示している。つまりこれは、フィードバック制御により、総受電電力量が上がる方向にビーム送信方向を調整したことを示している。

【0021】

上記したように、本発明の実施例１では、地上の受電設備側の各モジュールで電力値を測定し、受電電力分布から高効率点を推定し、総受電電力量が上がる方向にビーム角を補正するようなフィードバック制御する。この結果として、実ビーム強度分布に則ったシステム全体の発電効率向上を可能とする。

【0022】

図２は、上記電力送電を実現するために宇宙空間設備１と地上設備２に備えるべき制御処理機能をまとめたものであり、宇宙空間設備１の制御処理機能としては処理装置１１１、通信装置１１２、移相器１１３、フェーズドアレイアンテナ１１４などを備え、地上設備２の制御処理機能としては演算装置２１０、通信装置２１１、パイロット信号源２１２、レクテナ２１３、電力計測装置２１４などを備えることになる。

【0023】

これにより地上設備２のパイロット信号用アンテナ７から宇宙空間設備１に向けてパイロット信号８を送信し、宇宙空間設備１はパイロット信号８を電力送信の基準位置として無線送電３を実行する。また地上設備２の受電電力を用いてビーム送信方向、ビーム形状の情報を取得して、主アンテナ９から宇宙空間設備１に向けて電力送電を行うときのビーム送信方向の指令を与える。かくして、宇宙空間設備１と地上設備２間でのパイロット信号８と無線送電３とビーム送信方向の角度指令による繰り返し処理によるフィードバック制御により、最高効率を達成可能な受電位置への電力送電状態が実現される。

【0024】

なお図３ａ，図３ｂは、ビーム送信方向を説明する図である。図３ａは、ビーム送信方向が受電中心方向（宇宙機から見て、宇宙機中心と受電側の中心位置への方向）にある状態を表している。送信側の照射強度分布の極大点（中心点）が受電側の中心位置にある状態であり、ここでは、受電側の中心位置が宇宙空間設備１に向けてパイロット信号８を送信しているパイロット信号用アンテナ７の位置ということになる。望ましくはこの状態での電力送電が実現できていればよいが、往々にして図３ｂに示すように地上設備２においてビーム送信方向が受電中心方向からずれている状態となることから、本発明においてはこれを図３ｂの状態に早期に復旧させようとしている。

【0025】

本発明の実施例１では、受電設備２側の各モジュールで電力値を測定し、受電分布から高効率点を推定し、総受電電力量が上がる方向にビーム角を補正するようなフィードバック制御するものである。この場合における、受電分布から高効率点を推定する具体的な手法が、実施例２以降で詳細に説明される。

【0026】

以上述べた本発明の基本構成によれば、本発明は「電力を電磁波に変換して送信する宇宙空間設備１と、複数の電力変換モジュールで構成される電力変換装置４で電磁波３を受信して電力に変換する地上設備２とを備える宇宙太陽発電システムであって、地上設備２は、複数の電力変換モジュールを備える電力変換装置４で計測した電力の受電電力分布に基づいて、発電効率が向上する電磁波３の方向を推定して、推定した電磁波３の方向を宇宙空間設備１に指令する機能を備え、宇宙空間設１備は、指令された電磁波３の方向に応じて、送信する電磁波の方向または形状を変更する機能を備えることを特徴とする宇宙太陽発電システム。」のように構成したものである。

【実施例0027】

実施例２における受電分布から高効率点を推定する手法は、これをごく簡便に述べるならば、ビーム送信方向を調整した時の総受電電力量から、高効率となるビーム送信方向を推定するものである。

【0028】

図４は、実施例２における処理の考え方を示す図である。図４右には、電磁波３を受信して電力に変換する複数の電力変換モジュールで形成された電力変換装置４の位置をＸ－Ｙ座標として示し、Ｚ軸方向に受電電力（またはビーム強度）を表記したものである。これにより、図４の右に示すように、各電力変換モジュールの受電電力分布が３次元的に把握されたことになる。なお、図４左には、Ｘ－Ｙ座標のみを表記している。

【0029】

図４右の３次元特性によれば、Ｘ－Ｙ座標上の各点に位置する複数の電力変換モジュールが発電する受電電力量は、ビーム焦点位置近辺をピークとする３次元的な分布を示し、かつビーム焦点位置が変更されたときには変更後のビーム焦点位置近辺をピークとする新たな３次元的な分布での新たな受電電力量を示すことになる。

【0030】

このことから、係る３次元情報を利用して本発明の実施例２では、初期値として、現在位置のビーム焦点位置と総受電電力を計測する。例えば初期値としては受電電力量が最大となる電力変換モジュールの位置を現在位置のビーム焦点位置とし、あるいは演算部１２から指令装置１３、図１のＢの主アンテナ９を介して、宇宙空間設備１側に指令したビーム送信方向を用いて初期の現在位置のビーム焦点位置とする。この初期の現在位置のビーム焦点位置が、図４左の送信ビームの焦点位置を示す点ｐｔ１であったものとする。また、この時に複数の電力変換モジュールが発電する受電電力量を合算して総受電電力量を得る。

【0031】

次に、ビーム焦点位置を例えばｐｔ２にズラし、同様にして総受電電力量を求め、受電点ｐｔ１とｐｔ２における総発電量の変化を確認する。なお、新たなビーム焦点位置ｐｔ２は適宜に選択すればよく、選択の結果総受電電力量が増加するのであれば、受電点ｐｔ１に対するｐｔ２の方向と同方向に新たな受電点を定め、総受電電力量が減少するのであれば、受電点ｐｔ１に対するｐｔ２の方向と逆方向に新たな受電点を定めればよい。

【0032】

このようにして、総受電電力量が増える方向にビームをズラしていき、高効率点を探索する。なお新たな方向は適宜左右方向を含むものであってもよく、要するにＸ－Ｙ座標上で変更していく中で順次、効率の高い点を探索できるものであればよい。この場合の探索手法としては多峰性関数の最適化方法を適応するのがよく、勾配法、ネルガー・ミード法など、あるいはマルチスタート法の適用が有効である。

【0033】

なお、ここでは例としてビーム送信方向による探索としているが、ビーム形状を変更し、受電効率が最も高くなるビーム形状を探索しても良い。

【0034】

図５は、実施例１にかかる制御手法を示すフロー図である。なおこのフローには、宇宙空間設備１と地上設備２における処理が含まれており、適宜区別して説明する。

【0035】

まず処理ステップＳ１１では、地上設備２側からパイロット信号を送信し、空間設備１側はこれを受信してパイロット信号の位相情報をもとにビーム形成して電力送電を行う。なお、この際のビーム方向を受電中心方向とする。処理ステップＳ１２では、地上設備２側の複数の電力変換モジュールで受電電力を計測し、この複数の電力変換モジュールが発電する受電電力量を合算して総受電電力量を得る。

【0036】

その後処理ステップＳ１３では、空間設備１側においてビーム角度をステップ角＋Δθ傾けるように送信機の位相を調整して、この位相情報をもとにビーム形成して再度の電力送電を行う。処理ステップＳ１４では、処理ステップＳ１２と同様にして地上設備２側の複数の電力変換モジュールで受電電力を計測し、この複数の電力変換モジュールが発電する受電電力量を合算して総受電電力量を得る。

【0037】

かくして、地上設備２側では、図４の受電点ｐｔ１とｐｔ２における総受電電力量が検知されたことになる。これを受けて処理ステップＳ１５では、ビーム角度を傾ける前の総受電電力量と後の総受電電力量を比較する。この結果、総受電電力量が増えた場合には処理ステップＳ１６の処理に移行し、総受電電力量が減った場合には処理ステップＳ１７の処理に移行する。

【0038】

処理ステップＳ１６と、処理ステップＳ１７の処理では、いずれにおいても各電力変換モジュールの電力変化量からビーム角の変更方向を決定する。さらに、その後処理ステップＳ１８の処理において、宇宙空間設備１側においてビーム角を計算した変更方向にステップ角＋Δθ傾けるように送信機の位相差を調整し、あるいは処理ステップＳ１９の処理において、宇宙空間設備１側においてビーム角を計算した変更方向にー２Δθ傾けるように送信機の位相差を調整して、この位相情報をもとにビーム形成して再度の電力送電を行う。

【0039】

処理ステップＳ２０では、処理ステップＳ１４と同様にして地上設備２側の複数の電力変換モジュールで受電電力を計測し、この複数の電力変換モジュールが発電する受電電力量を合算して総受電電力量を得る。

【0040】

続いて処理ステップＳ２１では、前回と今回における受電電力量の変化分が閾値以内であるか、否かを判定する。この結果、受電電力量の変化分が閾値以内である場合には処理ステップＳ２２の処理に移行し、受電電力量の変化分が閾値以上で場合には処理ステップＳ１５の処理に移行する。

【0041】

受電電力量の変化分が閾値以内であるとされ、処理ステップＳ２２に移行した状態とは、要するに受電電力量が増加した方向、あるいは受電電力量が減少した方向と逆の方向にずらして再計測した、従って受電電力量の増加が期待できるにもかかわらず、その増加量は閾値以下の微小なものであった、という状態を示している。この状態は、図４の高効率点近傍にあることに起因して生じている可能性が高いと判断することができる。

【0042】

このことを受けて処理ステップＳ２２の処理では初回のビーム値を変化させる方向を反転して、再度同じ処理を実施する。ついで処理ステップＳ２３では、再度の繰り返し処理結果を観察した結果が、いずれも最大電力値差が閾値以内である（処理ステップＳ２３ＹＥＳ）ことをもって、高効率点近傍と判断して運転状態をこの角度に固定し、あるいは最大電力値差が閾値以内でない（処理ステップＳ２３ＮＯ）としても、最大電力値を示した角度にビーム角を調整して運転を継続する。

【0043】

なお処理ステップＳ２１において、受電電力量の変化分が閾値以上であるとして、処理ステップＳ１５の処理に移行した状態とは、他にもより高効率なビーム角度での運転点が存在する可能性が高いことを示しており、再度の高効率点探索を繰り返し実行することとされる。

【0044】

以上述べた本発明の実施例２は要するに、電力変換装置における総受電電力量から、発電効率が向上する電磁波の方向を推定したものである。また電磁波の方向または形状を変更したときの電力変換装置における総受電電力量に着目したものである。