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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-02-15
(45)【発行日】2024-02-26
(54)【発明の名称】風車翼の診断方法
(51)【国際特許分類】
F03D 17/00 20160101AFI20240216BHJP
F03D 1/06 20060101ALI20240216BHJP
G01M 99/00 20110101ALI20240216BHJP
【ＦＩ】
F03D17/00
F03D1/06 A
G01M99/00 A
【請求項の数】
12
(21)【出願番号】P 2022127611
(22)【出願日】2022-08-10
(62)【分割の表示】P 2021073743の分割
【原出願日】2021-04-26
(65)【公開番号】P2022168865
(43)【公開日】2022-11-08
【審査請求日】2022-08-10
(73)【特許権者】
【識別番号】000006208
【氏名又は名称】三菱重工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000785
【氏名又は名称】ＳＳＩＰ弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】堤 和久
【審査官】北村 一
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１５－１６１２４６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－０５０５６６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－０１３９７６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－１４３８９５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－００８２９３（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０２０／０３９５６５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００７－２３１９１１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－０３６６１２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－１５６６７４（ＪＰ，Ａ）
【文献】欧州特許出願公開第２３５４５３８（ＥＰ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ０３Ｄ １／００－８０／８０
Ｇ０１Ｍ １３／００－１３／０４５；９９／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
既設の風力発電装置の風車翼の診断方法であって、前記風車翼の歪を検出するためのセンサを追設する工程と、
前記センサからの検出信号を取得する工程と、
前記検出信号に基づいて、前記風車翼に作用する荷重を演算する工程と、
前記検出信号に基づいて、前記風車翼の異常の有無を検知する工程と、
を備え、
前記センサを追設する工程で追設する前記センサには、前記異常の有無を検知するために前記風車翼の歪を検出する異常検知用センサが含まれ、
前記異常の有無を検知する工程では、前記異常検知用センサからの検出信号に基づいて、前記異常の有無を検知し、
前記荷重を演算する工程では、前記既設の風力発電装置で発電を開始する前の期間中に前記風車翼の翼軸線が鉛直方向に最も近づくアジマス角において取得された、前記センサからの前記検出信号から求められる前記風車翼に作用する遠心力と、前記風車翼を備える風車ロータの回転速度の二乗とについて予め得られている関係に基づいて、前記風車翼に作用する遠心力の影響を排除した前記荷重を演算する
風車翼の診断方法。
【請求項2】
前記異常の有無を検知する工程では、前記異常検知用センサからの検出信号に基づく前記風車翼の歪の経時的な変化の変化量が予め定めた閾値以上であれば前記異常があると判断する請求項１に記載の風車翼の診断方法。
【請求項3】
前記既設の風力発電装置は、前記風車翼を複数備える風車ロータを有し、前記センサを追設する工程で追設する前記センサには、複数の前記風車翼の内の第１風車翼の歪を検出するための第１センサと、前記複数の前記風車翼の内の前記第１風車翼とは異なる第２風車翼の歪を検出するための第２センサとが含まれ、
前記検出信号を取得する工程では、前記第１センサからの第１検出信号と、前記第２センサからの第２検出信号と、を取得し、
前記異常の有無を検知する工程では、前記第１検出信号と前記第２検出信号とに基づいて前記第１風車翼の異常の有無を検知する
請求項１又は２に記載の風車翼の診断方法。
【請求項4】
前記センサを追設する工程で追設する前記センサには、前記風車翼の翼軸線を中心とする翼根部における周方向位置の内、前記風車翼のコード方向に沿って対向する前縁側と後縁側との２つの位置にそれぞれ配置された前縁側センサ及び後縁側センサ、並びに、前記コード方向と直交する方向に沿って対向する腹側と背側との２つの位置にそれぞれ配置された腹側センサ及び背側センサとが含まれ、前記検出信号を取得する工程では、前記前縁側センサからの検出信号と、前記後縁側センサからの検出信号と、腹側センサからの検出信号と、背側センサからの検出信号と、を取得し、
前記異常の有無を検知する工程では、前記前縁側センサからの検出信号と前記後縁側センサからの検出信号との比較結果、又は、腹側センサからの検出信号と背側センサからの検出信号との比較結果の少なくとも何れか一方の比較結果に基づいて前記風車翼の異常の有無を検知する
請求項１又は２に記載の風車翼の診断方法。
【請求項5】
前記荷重を演算する工程で演算された前記荷重の情報を前記風力発電装置の外部に送信する工程、を備える
請求項１乃至４の何れか一項に記載の風車翼の診断方法。
【請求項6】
前記荷重を演算する工程では、前記検出信号に基づいて、既設の風力発電装置が備える既設の演算装置によって前記荷重を演算する請求項１乃至５の何れか一項に記載の風車翼の診断方法。
【請求項7】
前記風力発電装置に対して、前記検出信号に基づいて前記風車翼に作用する荷重を演算するための演算装置を追設する工程、を備え、
前記荷重を演算する工程では、前記検出信号に基づいて、前記演算装置を追設する工程で追設した前記演算装置によって前記荷重を演算する
請求項１乃至６の何れか一項に記載の風車翼の診断方法。
【請求項8】
前記風力発電装置に対して、前記演算装置を追設する工程で追設した前記演算装置に電力を供給可能な蓄電装置を追設する工程、を備える
請求項７に記載の風車翼の診断方法。
【請求項9】
前記センサの校正を行う工程、を備える
請求項１乃至８の何れか一項に記載の風車翼の診断方法。
【請求項10】
前記センサの校正を行う工程では、少なくとも、
前記風車翼の翼軸線が水平となるアジマス角で前記風車翼を固定して、前記センサからの検出信号を取得する工程と、
前記翼軸線が鉛直方向に最も近づくアジマス角で前記風車翼を固定して、前記センサからの検出信号を取得する工程と、
を実施することで取得した前記センサからの検出信号に基づいて、前記センサの校正を行う
請求項９に記載の風車翼の診断方法。
【請求項11】
前記風車翼のアジマス角を推定するためのアジマス角推定用センサを追設する工程と、前記風車翼のピッチ角を推定するためのピッチ角推定用センサを追設する工程と、
前記アジマス角推定用センサからの検出信号に基づいて前記アジマス角を推定する工程と、
前記ピッチ角推定用センサからの検出信号に基づいて前記ピッチ角を推定する工程と、
を備える
請求項１乃至１０の何れか一項に記載の風車翼の診断方法。
【請求項12】
前記検出信号を取得する工程では、前記風車翼の回転速度に基づいて前記検出信号を取得するサンプリング周波数を変更する請求項１乃至１１の何れか一項に記載の風車翼の診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、風車翼の診断方法に関する。
【背景技術】
【0002】
風力発電装置の風車翼における歪を測定することで風車翼の損傷を検知すること知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１６－１５６６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１に記載のものでは、風車翼に取り付けたセンサによって、風車翼の歪をリアルタイムで測定することができる。そのため、風力発電装置の運転中に風車翼に作用する荷重を把握することができる。
そこで、例えば、風力発電装置の運転中に風車翼に異常な荷重が作用したことを検知して、風力発電装置の運転を停止する等、風力発電装置の運転管理のために風車翼に取り付けたセンサを利用することも考えられる。
そこで、例えば、風力発電装置の運転中に風車翼に異常な荷重が作用したことを検知して、風力発電装置の運転を停止する等、風力発電装置の運転管理のために風車翼に取り付けたセンサを利用することも考えられる。
【0005】
しかし、既設の風力発電装置の風車翼において上述したようなセンサが設けられていなければ、該センサを用いた運転管理ができない。
【0006】
本開示の少なくとも一実施形態は、上述の事情に鑑みて、既設の風力発電装置において風車翼の歪をリアルタイムで測定することによる風車翼の診断方法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】
【0007】
（１）本開示の少なくとも一実施形態に係る風車翼の診断方法は、
既設の風力発電装置の風車翼の診断方法であって、
前記風車翼の歪を検出するためのセンサを追設する工程と、
前記センサからの検出信号を取得する工程と、
前記検出信号に基づいて前記風車翼に作用する荷重を演算する工程と、
を備え、
前記センサを追設する工程では、前記風車翼の翼軸線を中心とする翼根部における周方向位置の内、前記風車翼のコード方向に沿って対向する２つの位置の内の一方に第１センサを配置し、前記コード方向と直交する方向に沿って対向する２つの位置の内の一方に第２センサを設置し、
前記荷重を演算する工程では、前記第１センサからの検出信号、及び、前記第２センサからの検出信号に基づいて前記荷重を演算する。
既設の風力発電装置の風車翼の診断方法であって、
前記風車翼の歪を検出するためのセンサを追設する工程と、
前記センサからの検出信号を取得する工程と、
前記検出信号に基づいて前記風車翼に作用する荷重を演算する工程と、
を備え、
前記センサを追設する工程では、前記風車翼の翼軸線を中心とする翼根部における周方向位置の内、前記風車翼のコード方向に沿って対向する２つの位置の内の一方に第１センサを配置し、前記コード方向と直交する方向に沿って対向する２つの位置の内の一方に第２センサを設置し、
前記荷重を演算する工程では、前記第１センサからの検出信号、及び、前記第２センサからの検出信号に基づいて前記荷重を演算する。
【0008】
（２）本開示の少なくとも一実施形態に係る風車翼の診断方法は、
既設の風力発電装置の風車翼の診断方法であって、
前記風車翼の歪を検出するためのセンサを追設する工程と、
前記センサからの検出信号を取得する工程と、
前記検出信号に基づいて前記風車翼に作用する荷重を演算する工程と、
前記検出信号に基づいて、前記風車翼の異常の有無を検知する工程と、
を備える。
既設の風力発電装置の風車翼の診断方法であって、
前記風車翼の歪を検出するためのセンサを追設する工程と、
前記センサからの検出信号を取得する工程と、
前記検出信号に基づいて前記風車翼に作用する荷重を演算する工程と、
前記検出信号に基づいて、前記風車翼の異常の有無を検知する工程と、
を備える。
【発明の効果】
【0009】
本開示の少なくとも一実施形態によれば、既設の風力発電装置において風車翼の歪をリアルタイムで測定することによる風車翼の診断方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】幾つかの実施形態に係る風力発電装置の風車の全体構成を示す概略図である。
【図2A】一実施形態に係る風車翼の翼根部における、風車翼の長手方向に直交する断面を示す模式図である。
【図2B】他の実施形態に係る風車翼の翼根部における、風車翼の長手方向に直交する断面を示す模式図である。
【図3A】変換信号の処理に関する一実施形態の構成に関するブロック図である。
【図3B】変換信号の処理に関する他の実施形態の構成に関するブロック図である。
【図5】幾つかの実施形態に係る風車翼の診断方法の処理手順を示すフローチャートである。
【図6】１翼当たりの風下方向曲げモーメント及び１翼当たりのトルク成分の演算に関するブロック図である。
【図8】合成トルク成分の演算についてのブロック図である。
【図9】風車ロータについての曲げモーメント、及び、ナセルについての曲げモーメントの演算についてのブロック図である。
【図10A】風車翼についての曲げモーメントについて説明するための図である。
【図10B】風車ロータについての曲げモーメントについて説明するための図である。
【図10C】ナセルについての曲げモーメントについて説明するための図である。
【図11】センサの校正工程についての処理手順を示すフローチャートである。
【図12】幾つかの実施形態に係る風車翼についての、翼軸線に直交する断面における模式的な断面図の一例である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本開示の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【0012】
（全体構成）
まず、幾つかの実施形態に係る風車翼の診断方法の適用となる風力発電装置の構成について説明する。図１は、幾つかの実施形態に係る風力発電装置の風車の全体構成を示す概略図である。同図に示すように、風車１ａは、少なくとも１枚の風車翼３と、風車翼３が取り付けられるハブ２とを備える風車ロータ５を備える。風車ロータ５は、タワー６の上部に設けられ、タワー６に支持されるナセル４に回転自在に支持されており、風車翼３が風を受けると風車翼３を含む風車ロータ５が回転するようになっている。
まず、幾つかの実施形態に係る風車翼の診断方法の適用となる風力発電装置の構成について説明する。図１は、幾つかの実施形態に係る風力発電装置の風車の全体構成を示す概略図である。同図に示すように、風車１ａは、少なくとも１枚の風車翼３と、風車翼３が取り付けられるハブ２とを備える風車ロータ５を備える。風車ロータ５は、タワー６の上部に設けられ、タワー６に支持されるナセル４に回転自在に支持されており、風車翼３が風を受けると風車翼３を含む風車ロータ５が回転するようになっている。
【0013】
幾つかの実施形態では、風車１ａは風力発電装置１の一部である。ナセル４には、発電機（不図示）と、風車ロータ５の回転を発電機に伝達するための動力伝達機構（不図示）とが収容されている。風力発電装置１は、風車ロータ５から動力伝達機構を介して発電機に伝達された回転エネルギーが、発電機によって電気エネルギーに変換されるように構成される。
【0014】
図２Ａは、一実施形態に係る風車翼の翼根部における、風車翼の長手方向に直交する断面を示す模式図である。
図２Ｂは、他の実施形態に係る風車翼の翼根部における、風車翼の長手方向に直交する断面を示す模式図である。
図１及び図２Ａに示すように、風車１ａは、風車翼３の歪を検出するためのセンサとして、風車翼３の各々の翼根部３ａに取り付けられた４つの光ファイバセンサ１２（１２Ａ～１２Ｄ）を備える。図１及び図２Ａに示すように、風車１ａは、光入射部１７及び光検出部１８を含む光源・信号処理ユニット１０を備える。
図２Ｂに示すように、風車１ａは、風車翼３の歪を検出するためのセンサとして、風車翼３の各々の翼根部３ａに取り付けられた２つの光ファイバセンサ１２（１２Ａ及び１２Ｄ）を備えていてもよい。図２Ｂに示すように、風車１ａは、光入射部１７及び光検出部１８を含む光源・信号処理ユニット１０を備えていてもよい。
図２Ｂは、他の実施形態に係る風車翼の翼根部における、風車翼の長手方向に直交する断面を示す模式図である。
図１及び図２Ａに示すように、風車１ａは、風車翼３の歪を検出するためのセンサとして、風車翼３の各々の翼根部３ａに取り付けられた４つの光ファイバセンサ１２（１２Ａ～１２Ｄ）を備える。図１及び図２Ａに示すように、風車１ａは、光入射部１７及び光検出部１８を含む光源・信号処理ユニット１０を備える。
図２Ｂに示すように、風車１ａは、風車翼３の歪を検出するためのセンサとして、風車翼３の各々の翼根部３ａに取り付けられた２つの光ファイバセンサ１２（１２Ａ及び１２Ｄ）を備えていてもよい。図２Ｂに示すように、風車１ａは、光入射部１７及び光検出部１８を含む光源・信号処理ユニット１０を備えていてもよい。
【0015】
光ファイバセンサ１２は、長手方向において屈折率が周期的に変化する回折格子部を有する。
幾つかの実施形態に係る光ファイバセンサ１２は、ＦＢＧ（Fiber Bragg Grating）センサである。
広帯域のスペクトルをもった光が光ファイバセンサ１２に入射すると、屈折率が周期的に変化する回折格子部での反射は、格子間隔（グレーティング周期）に依存した特定の波長に対してのみ、互いに強めあう方向に干渉する。これによって光ファイバセンサ１２は、構成の特定の波長成分のみを反射し、それ以外の波長を透過させる。
光ファイバセンサ１２に加わる歪や周囲の温度が変化すると、回折格子部の屈折率や格子間隔が変化し、この変化に応じて反射光の波長λｏが変化する。
光ファイバセンサ１２における反射光の波長λｏと初期波長λｉとの差分は、光ファイバセンサ１２の歪εｚや温度ΔＴの影響を受ける。よって、初期波長λｉが既定値であれば、反射光の波長λｏを計測することで、光ファイバセンサ１２に生じる歪や光ファイバの温度を検出することができる。
幾つかの実施形態に係る光ファイバセンサ１２は、ＦＢＧ（Fiber Bragg Grating）センサである。
広帯域のスペクトルをもった光が光ファイバセンサ１２に入射すると、屈折率が周期的に変化する回折格子部での反射は、格子間隔（グレーティング周期）に依存した特定の波長に対してのみ、互いに強めあう方向に干渉する。これによって光ファイバセンサ１２は、構成の特定の波長成分のみを反射し、それ以外の波長を透過させる。
光ファイバセンサ１２に加わる歪や周囲の温度が変化すると、回折格子部の屈折率や格子間隔が変化し、この変化に応じて反射光の波長λｏが変化する。
光ファイバセンサ１２における反射光の波長λｏと初期波長λｉとの差分は、光ファイバセンサ１２の歪εｚや温度ΔＴの影響を受ける。よって、初期波長λｉが既定値であれば、反射光の波長λｏを計測することで、光ファイバセンサ１２に生じる歪や光ファイバの温度を検出することができる。
【0016】
光ファイバセンサ１２及び光源・信号処理ユニット１０は、後述するように、既設の風力発電装置１に対して後から追設されたものである。
図２Ａに示す各風車翼３の翼根部３ａには、４つの光ファイバセンサ１２Ａ～１２Ｄが取り付けられる。図２Ａに示すように、風車翼３の翼根部３ａは断面が略円形状になっており、光ファイバセンサ１２Ａ～１２Ｄは、翼根部３ａの壁面に９０°ずつ離れて張り付けられる。なお、図２Ａに示す各風車翼３では、４つの光ファイバセンサ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ及び１２Ｄは、この順に、それぞれ風車翼３の腹側（ＨＰ側）２１、後縁側２４、背側（ＬＰ側）２２、及び前縁側２３において翼根部３ａの壁面に貼付けられている。より具体的には、図２Ａに示す各風車翼３では、光ファイバセンサ１２には、風車翼３の翼軸線Ｌ０を中心とする翼根部３ａにおける周方向位置の内、コードＣ方向に沿って対向する前縁側２３と後縁側２４との２つの位置にそれぞれ配置された前縁側センサ（光ファイバセンサ１２Ｄ）及び後縁側センサ（光ファイバセンサ１２Ｂ）、並びに、コードＣ方向と直交する方向に沿って対向する腹側２１と背側２２との２つの位置にそれぞれ配置された腹側センサ（光ファイバセンサ１２Ａ）及び背側センサ（光ファイバセンサ１２Ｃ）とが含まれる。
図２Ａに示す各風車翼３の翼根部３ａには、４つの光ファイバセンサ１２Ａ～１２Ｄが取り付けられる。図２Ａに示すように、風車翼３の翼根部３ａは断面が略円形状になっており、光ファイバセンサ１２Ａ～１２Ｄは、翼根部３ａの壁面に９０°ずつ離れて張り付けられる。なお、図２Ａに示す各風車翼３では、４つの光ファイバセンサ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ及び１２Ｄは、この順に、それぞれ風車翼３の腹側（ＨＰ側）２１、後縁側２４、背側（ＬＰ側）２２、及び前縁側２３において翼根部３ａの壁面に貼付けられている。より具体的には、図２Ａに示す各風車翼３では、光ファイバセンサ１２には、風車翼３の翼軸線Ｌ０を中心とする翼根部３ａにおける周方向位置の内、コードＣ方向に沿って対向する前縁側２３と後縁側２４との２つの位置にそれぞれ配置された前縁側センサ（光ファイバセンサ１２Ｄ）及び後縁側センサ（光ファイバセンサ１２Ｂ）、並びに、コードＣ方向と直交する方向に沿って対向する腹側２１と背側２２との２つの位置にそれぞれ配置された腹側センサ（光ファイバセンサ１２Ａ）及び背側センサ（光ファイバセンサ１２Ｃ）とが含まれる。
【0017】
図２Ａに示す各風車翼３において、翼根部３ａに歪が生じると、各光ファイバセンサ１２Ａ～１２Ｄには、各取り付けられた箇所の歪に応じた歪が生じるようになっている。
また、これら４つの光ファイバセンサ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ及び１２Ｄは、光ファイバケーブル１６によってこの順に直列に接続されている。光ファイバケーブル１６の両端部にはコネクタ（１３，１５）が設けられ、光ファイバセンサ１２Ａ～１２Ｄと光源・信号処理ユニット１０とを接続するための光ファイバケーブル１４と、光ファイバセンサ１２Ａ～１２Ｄを直列に接続する光ファイバケーブル１６とが、コネクタ１３又はコネクタ１５を介して接続される。
また、これら４つの光ファイバセンサ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ及び１２Ｄは、光ファイバケーブル１６によってこの順に直列に接続されている。光ファイバケーブル１６の両端部にはコネクタ（１３，１５）が設けられ、光ファイバセンサ１２Ａ～１２Ｄと光源・信号処理ユニット１０とを接続するための光ファイバケーブル１４と、光ファイバセンサ１２Ａ～１２Ｄを直列に接続する光ファイバケーブル１６とが、コネクタ１３又はコネクタ１５を介して接続される。
【0018】
なお、図２Ａに示す各風車翼３では、１本の風車翼３に対して４つの光ファイバセンサ１２Ａ～１２Ｄが取り付けられているが、図２Ｂに示す各風車翼３では、各風車翼３に対して、２つの光ファイバセンサ１２が取り付けられている。図２Ｂに示す各風車翼３では、光ファイバセンサ１２には、翼軸線Ｌ０を中心とする翼根部３ａにおける周方向位置の内、風車翼３のコードＣ方向に沿って対向する前縁側２３と後縁側２４との２つの位置の内の一方に配置された光ファイバセンサ１２と、コードＣ方向と直交する方向に沿って対向する腹側２１と背側２２との２つの位置の内の一方に配置された光ファイバセンサ１２とを含むとよい。図２Ｂに示す各風車翼３に対して取り付けられた２つの光ファイバセンサ１２は、風車翼３のコードＣ方向に沿って対向する前縁側２３と後縁側２４との２つの位置の内の前縁側２３に配置された光ファイバセンサ１２Ｄと、コードＣ方向と直交する方向に沿って対向する腹側２１と背側２２との２つの位置の内の腹側２１に配置された光ファイバセンサ１２Ａとである。
なお、図２Ｂに示す各風車翼３に対して取り付けられた２つの光ファイバセンサ１２の内の１つは、風車翼３のコードＣ方向に沿って対向する前縁側２３と後縁側２４との２つの位置の内の前縁側２３に配置された光ファイバセンサ１２Ｄではなく、後縁側２４に配置された光ファイバセンサ１２Ｂであってもよい。また、図２Ｂに示す各風車翼３に対して取り付けられた２つの光ファイバセンサ１２の内の他の１つは、コードＣ方向と直交する方向に沿って対向する腹側２１と背側２２との２つの位置の内の腹側２１に配置された光ファイバセンサ１２Ａではなく、背側２２に配置された光ファイバセンサ１２Ｃであってもよい。
なお、図２Ｂに示す各風車翼３に対して取り付けられた２つの光ファイバセンサ１２の内の１つは、風車翼３のコードＣ方向に沿って対向する前縁側２３と後縁側２４との２つの位置の内の前縁側２３に配置された光ファイバセンサ１２Ｄではなく、後縁側２４に配置された光ファイバセンサ１２Ｂであってもよい。また、図２Ｂに示す各風車翼３に対して取り付けられた２つの光ファイバセンサ１２の内の他の１つは、コードＣ方向と直交する方向に沿って対向する腹側２１と背側２２との２つの位置の内の腹側２１に配置された光ファイバセンサ１２Ａではなく、背側２２に配置された光ファイバセンサ１２Ｃであってもよい。
【0019】
また、上述においては、風車翼３の翼根部３ａに光ファイバセンサ１２が取り付けられた例について説明したが、風車翼３において光ファイバセンサ１２が取り付けられる位置は翼根部３ａに限定されない。例えば、光ファイバセンサ１２は、ピッチ角度を変更可能に風車翼３を支持する不図示のハブ構造体に取り付けられていてもよい。
【0020】
また、例えば、光ファイバセンサ１２は、翼根軸受、すなわち後述する図４に示したピッチ軸受３００に取り付けられていてもよい。具体的には、光ファイバセンサ１２は、以下で説明する不図示のボルトやナットなどの締結部材に取り付けられていてもよい。
例えば幾つかの実施形態に係る風車１ａでは、ピッチ軸受３００は、互いに相対的に旋回可能な内輪３０４と外輪３０６との間に不図示の転動体が保持された構成を有する。内輪３０４は風車翼３に対して不図示のボルトによって固定されるとともに、外輪３０６は不図示のボルトによってハブ２に対して固定される。このようなピッチ軸受３００がハブ２と風車翼３との間に配置されることで、内輪３０４に固定された風車翼３は、外輪３０６に固定されたハブ２に対してピッチ方向（風車翼３の翼軸線Ｌ０回り）に旋回可能に構成される。
例えば幾つかの実施形態に係る風車１ａでは、ピッチ軸受３００は、互いに相対的に旋回可能な内輪３０４と外輪３０６との間に不図示の転動体が保持された構成を有する。内輪３０４は風車翼３に対して不図示のボルトによって固定されるとともに、外輪３０６は不図示のボルトによってハブ２に対して固定される。このようなピッチ軸受３００がハブ２と風車翼３との間に配置されることで、内輪３０４に固定された風車翼３は、外輪３０６に固定されたハブ２に対してピッチ方向（風車翼３の翼軸線Ｌ０回り）に旋回可能に構成される。
【0021】
幾つかの実施形態では、光ファイバセンサ１２は、上述した不図示のボルトや、このボルトとともに用いられるナット等の締結部材に取り付けられていてもよい。
【0022】
また、上述においては、風車翼３の歪を検出するためのセンサとして光ファイバセンサ１２を例に挙げて説明したが、風車翼３の歪を検出するためのセンサは、光ファイバセンサ１２に限定されない。風車翼３の歪を検出するためのセンサは、例えば金属抵抗式の歪ゲージであってもよく、半導体歪ゲージであってもよい。
なお、風車翼３の歪を検出するためのセンサが例えば金属抵抗式の歪ゲージや半導体歪ゲージであれば、光源・信号処理ユニット１０に代えて歪ゲージシグナルコンディショナ１１（図３Ｂ参照）を用いる。
なお、風車翼３の歪を検出するためのセンサが例えば金属抵抗式の歪ゲージや半導体歪ゲージであれば、光源・信号処理ユニット１０に代えて歪ゲージシグナルコンディショナ１１（図３Ｂ参照）を用いる。
【0023】
光入射部１７及び光検出部１８を含む光源・信号処理ユニット１０は、幾つかの実施形態ではハブ２の内部に設置される。
光入射部１７は、光ファイバセンサ１２Ａ～１２Ｄに光を入射するように構成される。光入射部１７は、例えば、広帯域のスペクトルをもつ光を発光可能な光源を有する。
また、光検出部１８は、光ファイバセンサ１２Ａ～１２Ｄの各々の回折格子部からの反射光を検出するように構成される。
光入射部１７は、光ファイバセンサ１２Ａ～１２Ｄに光を入射するように構成される。光入射部１７は、例えば、広帯域のスペクトルをもつ光を発光可能な光源を有する。
また、光検出部１８は、光ファイバセンサ１２Ａ～１２Ｄの各々の回折格子部からの反射光を検出するように構成される。
【0024】
光入射部１７から発光された広帯域の光は、光ファイバケーブル（１４，１６）を伝播し、各光ファイバセンサ１２Ａ～１２Ｄへ入射される。各光ファイバセンサ１２Ａ～１２Ｄにおいては、入射された光のうち、各回折格子部の歪及び温度に応じた特定の波長を有する光のみが該回折格子部にて反射される。回折格子部で反射された反射光は、光ファイバケーブル（１６，１４）を伝播し、光検出部１８で検出されるようになっている。
なお、光ファイバセンサ１２Ａ～１２Ｄは直列に接続されており、光入射部１７から各光ファイバセンサ１２Ａ～１２Ｄまでの距離、及び、光ファイバセンサ１２Ａ～１２Ｄから光検出部１８までの距離が互いに異なる。このため、光検出部１８では、光入射部１７により光が発されてから、各光ファイバセンサ１２Ａ～１２Ｄからの反射光が光検出部１８により検出されるまでに経過した時間により、検出された各反射光が何れの光ファイバセンサ１２によるものであるかを判断することができる。
なお、光ファイバセンサ１２Ａ～１２Ｄは直列に接続されており、光入射部１７から各光ファイバセンサ１２Ａ～１２Ｄまでの距離、及び、光ファイバセンサ１２Ａ～１２Ｄから光検出部１８までの距離が互いに異なる。このため、光検出部１８では、光入射部１７により光が発されてから、各光ファイバセンサ１２Ａ～１２Ｄからの反射光が光検出部１８により検出されるまでに経過した時間により、検出された各反射光が何れの光ファイバセンサ１２によるものであるかを判断することができる。
【0025】
以下の説明では、光ファイバセンサ１２Ａ～１２Ｄの各々の回折格子部からの反射光を、光ファイバセンサ１２Ａ～１２Ｄからの光信号を検出信号とも称する。
なお、風車翼３の歪を検出するためのセンサが例えば金属抵抗式の歪ゲージや半導体歪ゲージであれば属抵抗式の歪ゲージや半導体歪ゲージからの信号を検出信号とも称する。
また、以下の説明では、光源・信号処理ユニット１０から出力される、風車翼３の歪に関する電気信号を検出信号の変換信号、又は単に変換信号とも称する。
同様に、風車翼３の歪を検出するためのセンサが例えば金属抵抗式の歪ゲージや半導体歪ゲージであれば、歪ゲージシグナルコンディショナ１１から出力される、風車翼３の歪に関する電気信号を検出信号の変換信号、又は単に変換信号とも称する。
なお、風車翼３の歪を検出するためのセンサが例えば金属抵抗式の歪ゲージや半導体歪ゲージであれば属抵抗式の歪ゲージや半導体歪ゲージからの信号を検出信号とも称する。
また、以下の説明では、光源・信号処理ユニット１０から出力される、風車翼３の歪に関する電気信号を検出信号の変換信号、又は単に変換信号とも称する。
同様に、風車翼３の歪を検出するためのセンサが例えば金属抵抗式の歪ゲージや半導体歪ゲージであれば、歪ゲージシグナルコンディショナ１１から出力される、風車翼３の歪に関する電気信号を検出信号の変換信号、又は単に変換信号とも称する。
【0026】
また、以下の説明では、風車１ａでは、風車ロータ５は、例えば３枚の風車翼３を備えるものとして説明する。３枚の風車翼３の個々を区別する必要がある場合には、３枚の風車翼３の内の一つを第１風車翼３１と称し、第１風車翼３１以外の２枚の風車翼３の内の一つを第２風車翼３２と称し、残りの風車翼３を第３風車翼３３と称する。
【0027】
以下の説明では、本願明細書及び図面において、光ファイバセンサ１２（１２Ａ～１２Ｄ）を、単にセンサ１２（１２Ａ～１２Ｄ）とも称する。
【0028】
図３Ａは、変換信号の処理に関する一実施形態の構成に関するブロック図である。
図３Ａに示す実施形態は、風車翼３の歪を検出するためのセンサが光ファイバセンサ１２である場合のブロック図である。
また、図３Ａに示す実施形態は、主として、既設の風力発電装置１が自社で製造した風力発電装置である場合に実施し得る実施形態でもある。
図３Ａに示す実施形態では、既設の風力発電装置１が備える既設の演算装置５０として、ハブ２内に配置されたハブＰＬＣ５１と、ナセル４内に配置されたナセルＰＬＣ５３とを備えている。
図３Ａに示す実施形態では、上述したように、光ファイバセンサ１２及び光源・信号処理ユニット１０が既設の風力発電装置１に対して後から追設されている。図３Ａに示す実施形態では、３枚の風車翼３毎に光源・信号処理ユニット１０が設けられている。
図３Ａに示す実施形態は、風車翼３の歪を検出するためのセンサが光ファイバセンサ１２である場合のブロック図である。
また、図３Ａに示す実施形態は、主として、既設の風力発電装置１が自社で製造した風力発電装置である場合に実施し得る実施形態でもある。
図３Ａに示す実施形態では、既設の風力発電装置１が備える既設の演算装置５０として、ハブ２内に配置されたハブＰＬＣ５１と、ナセル４内に配置されたナセルＰＬＣ５３とを備えている。
図３Ａに示す実施形態では、上述したように、光ファイバセンサ１２及び光源・信号処理ユニット１０が既設の風力発電装置１に対して後から追設されている。図３Ａに示す実施形態では、３枚の風車翼３毎に光源・信号処理ユニット１０が設けられている。
【0029】
図３Ａに示す実施形態では、光源・信号処理ユニット１０に対して、ハブ２内の既設の電源であるハブ電源５７から電力が供給されるように構成されている。
【0030】
図３Ａに示す実施形態では、光源・信号処理ユニット１０からの変換信号は、ハブＰＬＣ５１に出力される。
図３Ａに示す実施形態では、光源・信号処理ユニット１０からの変換信号に基づいて、ハブＰＬＣ５１において、後で詳述するように、風荷重によって風車翼３に作用する曲げモーメント等を算出するようにしてもよい。
図３Ａに示す実施形態では、光源・信号処理ユニット１０からの変換信号に基づいて、ハブＰＬＣ５１において、後で詳述するように、風荷重によって風車翼３に作用する曲げモーメント等を算出するようにしてもよい。
【0031】
なお、ハブＰＬＣ５１において、風荷重によって風車翼３に作用する曲げモーメント等を演算した場合、ハブＰＬＣ５１は、ナセルＰＬＣ５３に演算結果を出力する。
この場合、ナセルＰＬＣ５３は、風力発電装置１を遠隔監視するための装置であるＳＣＡＤＡ６１に、ハブＰＬＣ５１から受信した上記演算結果を出力する。
この場合、ナセルＰＬＣ５３は、風力発電装置１を遠隔監視するための装置であるＳＣＡＤＡ６１に、ハブＰＬＣ５１から受信した上記演算結果を出力する。
【0032】
また、図３Ａに示す実施形態では、光源・信号処理ユニット１０からの変換信号に基づいて、ナセルＰＬＣ５３において、風荷重によって風車翼３に作用する曲げモーメント等を演算するようにしてもよい。この場合、ハブＰＬＣ５１は、光源・信号処理ユニット１０からの変換信号をナセルＰＬＣ５３に出力する。
ナセルＰＬＣ５３は、ハブＰＬＣ５１を介して受信した光源・信号処理ユニット１０からの変換信号に基づいて、風荷重によって風車翼３に作用する曲げモーメント等を演算する。そして、ナセルＰＬＣ５３は、演算結果をＳＣＡＤＡ６１に出力する。
ナセルＰＬＣ５３は、ハブＰＬＣ５１を介して受信した光源・信号処理ユニット１０からの変換信号に基づいて、風荷重によって風車翼３に作用する曲げモーメント等を演算する。そして、ナセルＰＬＣ５３は、演算結果をＳＣＡＤＡ６１に出力する。
【0033】
図３Ｂは、変換信号の処理に関する他の実施形態の構成に関するブロック図である。
図３Ｂに示す実施形態は、風車翼３の歪を検出するためのセンサが、例えば金属抵抗式の歪ゲージや半導体歪ゲージ等のセンサ４２である場合のブロック図である。
また、図３Ｂに示す実施形態は、主として、既設の風力発電装置１が他社で製造した風力発電装置である場合や、既設の風力発電装置１が自社で製造した風力発電装置であっても、風荷重によって風車翼３に作用する曲げモーメント等を既設の演算装置５０よりも高い処理能力を有する演算装置で演算するという要望がある場合に実施し得る実施形態でもある。
図３Ｂに示す実施形態では、既設の風力発電装置１が備える既設の演算装置５０である風車ＰＬＣ５５を備えている。
なお、風車ＰＬＣ５５は、上述したハブＰＬＣ５１であってもよく、ナセルＰＬＣ５３であってもよく、ハブＰＬＣ５１及びナセルＰＬＣ５３であってもよい。
図３Ｂに示す実施形態は、風車翼３の歪を検出するためのセンサが、例えば金属抵抗式の歪ゲージや半導体歪ゲージ等のセンサ４２である場合のブロック図である。
また、図３Ｂに示す実施形態は、主として、既設の風力発電装置１が他社で製造した風力発電装置である場合や、既設の風力発電装置１が自社で製造した風力発電装置であっても、風荷重によって風車翼３に作用する曲げモーメント等を既設の演算装置５０よりも高い処理能力を有する演算装置で演算するという要望がある場合に実施し得る実施形態でもある。
図３Ｂに示す実施形態では、既設の風力発電装置１が備える既設の演算装置５０である風車ＰＬＣ５５を備えている。
なお、風車ＰＬＣ５５は、上述したハブＰＬＣ５１であってもよく、ナセルＰＬＣ５３であってもよく、ハブＰＬＣ５１及びナセルＰＬＣ５３であってもよい。
【0034】
図３Ｂに示す実施形態では、センサ４２及び歪ゲージシグナルコンディショナ１１が既設の風力発電装置１に対して後から追設されている。
また、図３Ｂに示す実施形態では、主に、風荷重によって風車翼３に作用する曲げモーメント等を演算するための演算装置（追設演算装置）６３と、追設演算装置６３に電力を供給可能な蓄電装置６５とが既設の風力発電装置１に対して後から追設されている。
図３Ｂに示す実施形態では、通信装置６７と、リレー６９とが既設の風力発電装置１に対して後から追設されている。
また、図３Ｂに示す実施形態では、主に、風荷重によって風車翼３に作用する曲げモーメント等を演算するための演算装置（追設演算装置）６３と、追設演算装置６３に電力を供給可能な蓄電装置６５とが既設の風力発電装置１に対して後から追設されている。
図３Ｂに示す実施形態では、通信装置６７と、リレー６９とが既設の風力発電装置１に対して後から追設されている。
【0035】
図３Ｂに示す実施形態では、追設演算装置６３は、例えば小型のパーソナルコンピュータや、いわゆるシングルボードコンピュータ等であってもよい。
図４は、図３Ｂに示す実施形態におけるハブ２の内部を模式的に示した斜視図である。図３Ｂに示す実施形態では、図４Ａに示すように、例えばハブ２の既設の演算装置５０の近傍に、追設演算装置６３を配置してもよい。
図４は、図３Ｂに示す実施形態におけるハブ２の内部を模式的に示した斜視図である。図３Ｂに示す実施形態では、図４Ａに示すように、例えばハブ２の既設の演算装置５０の近傍に、追設演算装置６３を配置してもよい。
【0036】
なお、追設演算装置６３として追設する小型のパーソナルコンピュータや、いわゆるシングルボードコンピュータ等における演算能力は、既設の風力発電装置１が備える既設の演算装置５０の演算能力よりも高いと考えられる。そこで、図３Ｂに示す実施形態のように、例えば小型のパーソナルコンピュータや、いわゆるシングルボードコンピュータ等を追設演算装置６３として追設した場合には、追設演算装置６３を追設しなかった場合と比べて、センサ１２におけるサンプリング周波数を高い周波数に設定するようにしてもよい。
【0037】
図３Ｂに示す実施形態では、蓄電装置６５は、例えばハブ電源５７からの電力の供給を受けながら、歪ゲージシグナルコンディショナ１１や追設演算装置６３に電力を供給することができる装置であるとともに、ハブ電源５７からの電力の供給が断たれても、規定の時間の間、歪ゲージシグナルコンディショナ１１や追設演算装置６３に電力を供給することができる蓄電機能を有する装置である。
例えば、蓄電装置６５は、充放電可能な二次電池を有するものであるとよい。なお、蓄電装置６５は、二次電池ではなく一次電池を有するものであってよい。
例えば、蓄電装置６５は、充放電可能な二次電池を有するものであるとよい。なお、蓄電装置６５は、二次電池ではなく一次電池を有するものであってよい。
【0038】
図３Ｂに示す実施形態では、通信装置６７は、例えば追設演算装置６３で演算された風荷重によって風車翼３に作用する曲げモーメント等の演算結果を風力発電装置１の外部の装置に無線で送信するための装置である。
図３Ｂに示す実施形態では、リレー６９は、例えば追設演算装置６３において演算した上記曲げモーメント等の演算結果に基づいて、風車ＰＬＣ５５に警報信号等を出力する際に用いられるものである。なお、図３Ｂに示す実施形態では、リレー６９は、必ずしもも必要ではなく、例えば追設演算装置６３における演算を風車ＰＬＣ５５に直接出力するようしてもよい。
図３Ｂに示す実施形態では、リレー６９は、例えば追設演算装置６３において演算した上記曲げモーメント等の演算結果に基づいて、風車ＰＬＣ５５に警報信号等を出力する際に用いられるものである。なお、図３Ｂに示す実施形態では、リレー６９は、必ずしもも必要ではなく、例えば追設演算装置６３における演算を風車ＰＬＣ５５に直接出力するようしてもよい。
【0039】
図３Ｂに示す実施形態では、歪ゲージシグナルコンディショナ１１からの変換信号は、追設演算装置６３に出力される。
図３Ｂに示す実施形態では、歪ゲージシグナルコンディショナ１１からの変換信号に基づいて、追設演算装置６３において、風荷重によって風車翼３に作用する曲げモーメント等を算出するように構成されている。
図３Ｂに示す実施形態では、追設演算装置６３は、演算した上記曲げモーメント等の演算結果を通信装置６７を介して風力発電装置１の外部の装置に無線で送信できる。
また、図３Ｂに示す実施形態では、追設演算装置６３は、演算した上記曲げモーメント等の演算結果に基づいて、風車ＰＬＣ５５に警報信号等を出力するか否かを判定し、風車ＰＬＣ５５に警報信号等を出力すると判定すると、リレー６９を介して風車ＰＬＣ５５に警報信号等を出力できる。
図３Ｂに示す実施形態では、歪ゲージシグナルコンディショナ１１からの変換信号に基づいて、追設演算装置６３において、風荷重によって風車翼３に作用する曲げモーメント等を算出するように構成されている。
図３Ｂに示す実施形態では、追設演算装置６３は、演算した上記曲げモーメント等の演算結果を通信装置６７を介して風力発電装置１の外部の装置に無線で送信できる。
また、図３Ｂに示す実施形態では、追設演算装置６３は、演算した上記曲げモーメント等の演算結果に基づいて、風車ＰＬＣ５５に警報信号等を出力するか否かを判定し、風車ＰＬＣ５５に警報信号等を出力すると判定すると、リレー６９を介して風車ＰＬＣ５５に警報信号等を出力できる。
【0040】
図３Ｂに示す実施形態では、何らかの不具合が発生して、ハブ電源５７が停電しても、規定の時間の間、歪ゲージシグナルコンディショナ１１や追設演算装置６３に対して蓄電装置６５から電力を供給できる。すなわち、何らかの不具合によって風力発電装置１側からの給電が断たれたとしても、蓄電装置６５からの電力で追設演算装置６３を稼働できる。
【0041】
（風車翼の診断方法）
以下、幾つかの実施形態に係る風車翼の診断方法について説明する。
図５は、幾つかの実施形態に係る風車翼の診断方法の処理手順を示すフローチャートである。
幾つかの実施形態に係る風車翼の診断方法は、既設の風力発電装置１の風車翼３の診断方法であって、追設工程Ｓ１０と、検出信号取得工程Ｓ３０と、荷重演算工程Ｓ５０と、を備える。なお、幾つかの実施形態に係る風車翼の診断方法は、外部送信工程Ｓ７０と、異常検知工程Ｓ９０と、をさらに備えていてもよい。
以下、幾つかの実施形態に係る風車翼の診断方法について説明する。
図５は、幾つかの実施形態に係る風車翼の診断方法の処理手順を示すフローチャートである。
幾つかの実施形態に係る風車翼の診断方法は、既設の風力発電装置１の風車翼３の診断方法であって、追設工程Ｓ１０と、検出信号取得工程Ｓ３０と、荷重演算工程Ｓ５０と、を備える。なお、幾つかの実施形態に係る風車翼の診断方法は、外部送信工程Ｓ７０と、異常検知工程Ｓ９０と、をさらに備えていてもよい。
【0042】
（追設工程Ｓ１０）
幾つかの実施形態に係る風車翼の診断方法では、追設工程Ｓ１０は、既設の風力発電装置１において、風車翼３の歪を検出するためのセンサとして例えば光ファイバセンサ１２を追設する工程である。幾つかの実施形態に係る追設工程Ｓ１０では、風車翼３の歪を検出するためのセンサが例えば金属抵抗式の歪ゲージや半導体歪ゲージ等のセンサ４２であってもよい。
幾つかの実施形態に係る追設工程Ｓ１０で追設するセンサには、例えば図１及び図２Ａに示すように、翼軸線Ｌ０を中心とする翼根部３ａにおける周方向位置の内、コードＣ方向に沿って対向する前縁側２３と後縁側２４との２つの位置にそれぞれ配置された前縁側センサ（光ファイバセンサ１２Ｄ）及び後縁側センサ（光ファイバセンサ１２Ｂ）が含まれるとよい。幾つかの実施形態に係る追設工程Ｓ１０で追設するセンサには、例えば図１及び図２Ａに示すように、コードＣ方向と直交する方向に沿って対向する腹側２１と背側２２との２つの位置にそれぞれ配置された腹側センサ（光ファイバセンサ１２Ａ）及び背側センサ（光ファイバセンサ１２Ｃ）とが含まれるとよい。なお、光ファイバセンサ１２Ａ～Ｄではなく、歪ゲージや半導体歪ゲージ等のセンサ４２を設置してもよい。
幾つかの実施形態に係る風車翼の診断方法では、追設工程Ｓ１０は、既設の風力発電装置１において、風車翼３の歪を検出するためのセンサとして例えば光ファイバセンサ１２を追設する工程である。幾つかの実施形態に係る追設工程Ｓ１０では、風車翼３の歪を検出するためのセンサが例えば金属抵抗式の歪ゲージや半導体歪ゲージ等のセンサ４２であってもよい。
幾つかの実施形態に係る追設工程Ｓ１０で追設するセンサには、例えば図１及び図２Ａに示すように、翼軸線Ｌ０を中心とする翼根部３ａにおける周方向位置の内、コードＣ方向に沿って対向する前縁側２３と後縁側２４との２つの位置にそれぞれ配置された前縁側センサ（光ファイバセンサ１２Ｄ）及び後縁側センサ（光ファイバセンサ１２Ｂ）が含まれるとよい。幾つかの実施形態に係る追設工程Ｓ１０で追設するセンサには、例えば図１及び図２Ａに示すように、コードＣ方向と直交する方向に沿って対向する腹側２１と背側２２との２つの位置にそれぞれ配置された腹側センサ（光ファイバセンサ１２Ａ）及び背側センサ（光ファイバセンサ１２Ｃ）とが含まれるとよい。なお、光ファイバセンサ１２Ａ～Ｄではなく、歪ゲージや半導体歪ゲージ等のセンサ４２を設置してもよい。
【0043】
幾つかの実施形態に係る追設工程Ｓ１０では、翼軸線Ｌ０を中心とする翼根部３ａにおける周方向位置の内、コードＣ方向に沿って対向する前縁側２３と後縁側２４との２つの位置の内の一方に第１センサとして例えば光ファイバセンサ１２を配置し、コードＣ方向と直交する方向に沿って対向する腹側２１と背側２２との２つの位置の内の一方に第２センサとして例えば光ファイバセンサ１２を設置してもよい。なお、光ファイバセンサ１２ではなく、歪ゲージや半導体歪ゲージ等のセンサ４２を設置してもよい。
【0044】
幾つかの実施形態に係る追設工程Ｓ１０では、追設するセンサ１２、４２には、風車翼３の異常の有無を検知するために風車翼３の歪を検出する異常検知用センサが含まれるとよい。この異常検知用センサ（センサ１２、４２）は、後述するように風車翼３に作用する荷重を演算するための検出信号を出力するセンサ１２、４２と兼用されてもよく、風車翼３の異常の有無を検知するための専用のセンサ１２、４２であってもよい。
【0045】
異常検知用センサが風車翼３に作用する荷重を演算するための検出信号を出力するセンサ１２、４２と兼用されるのであれば、センサ１２、４２に追設数を抑制でき、センサ１２、４２の追設コストを削減できる。
【0046】
異常検知用センサが風車翼３の異常の有無を検知するための専用のセンサ１２、４２であれば、例えば、風車翼３の異常の有無を検知するための演算処理の実施頻度を抑制する等して、異常検知用センサからの検出信号の処理を簡略化でき、ハブＰＬＣ５１等、既設の風力発電装置１が備える既設の演算装置５０や追設演算装置６３において、演算負荷を抑制できる。
【0047】
また、幾つかの実施形態に係る追設工程Ｓ１０では、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、既設の風力発電装置１において、光源・信号処理ユニット１０や歪ゲージシグナルコンディショナ１１等、風車翼３の歪を検出するためのセンサからの検出信号を受信して風車翼３の歪に関する電気信号である変換信号を出力するための装置を追設する。
【0048】
幾つかの実施形態に係る追設工程Ｓ１０では、図３Ｂに示すように、既設の風力発電装置１において、追設演算装置６３を追設してもよく、蓄電装置６５を追設してもよく、通信装置６７を追設してもよく、リレー６９を追設してもよい。
【0049】
なお、幾つかの実施形態に係る追設工程Ｓ１０では、上述したような追設対象である各機器を作業員が既設の風力発電装置１に追設する。
【0050】
（検出信号取得工程Ｓ３０）
幾つかの実施形態に係る風車翼の診断方法では、検出信号取得工程Ｓ３０は、風車翼３の歪を検出するためのセンサ（例えば光ファイバセンサ１２やセンサ４２）からの検出信号を取得する工程である。
幾つかの実施形態に係る検出信号取得工程Ｓ３０では、風車翼３の歪を検出するためのセンサからの検出信号を光源・信号処理ユニット１０や、歪ゲージシグナルコンディショナ１１で取得する。そして、幾つかの実施形態に係る検出信号取得工程Ｓ３０では、光源・信号処理ユニット１０や、歪ゲージシグナルコンディショナ１１からの変換信号をハブＰＬＣ５１等、既設の風力発電装置１が備える既設の演算装置５０や、追設演算装置６３に出力する。
幾つかの実施形態に係る風車翼の診断方法では、検出信号取得工程Ｓ３０は、風車翼３の歪を検出するためのセンサ（例えば光ファイバセンサ１２やセンサ４２）からの検出信号を取得する工程である。
幾つかの実施形態に係る検出信号取得工程Ｓ３０では、風車翼３の歪を検出するためのセンサからの検出信号を光源・信号処理ユニット１０や、歪ゲージシグナルコンディショナ１１で取得する。そして、幾つかの実施形態に係る検出信号取得工程Ｓ３０では、光源・信号処理ユニット１０や、歪ゲージシグナルコンディショナ１１からの変換信号をハブＰＬＣ５１等、既設の風力発電装置１が備える既設の演算装置５０や、追設演算装置６３に出力する。
【0051】
なお、検出信号取得工程Ｓ３０）では、風車翼３の回転速度に基づいて検出信号を取得するサンプリング周波数を変更してもよい。
風車翼３の回転速度に関わらず検出信号を取得するサンプリング周波数が一定であれば、風車翼３の回転速度が大きくなるほど、検出信号を取得してから次の検出信号の取得までのアジマス角度の変化量が大きくなる。そのため、風車翼３の回転速度が大きくなるほど、風車翼３が１回転する間に取得できる検出信号の数が減ってしまい、風荷重によって風車翼３に対して作用する曲げモーメントの変動を検出する精度が低下してしまう。
風車翼３の回転速度に基づいて検出信号を取得するサンプリング周波数を変更すれば、より具体的には、風車翼３の回転速度が大きくなるほど検出信号を取得するサンプリング周波数を大きくすれば、風車翼３の回転速度が大きくなっても、上記の変動を検出する精度の低下を抑制できる。
風車翼３の回転速度に関わらず検出信号を取得するサンプリング周波数が一定であれば、風車翼３の回転速度が大きくなるほど、検出信号を取得してから次の検出信号の取得までのアジマス角度の変化量が大きくなる。そのため、風車翼３の回転速度が大きくなるほど、風車翼３が１回転する間に取得できる検出信号の数が減ってしまい、風荷重によって風車翼３に対して作用する曲げモーメントの変動を検出する精度が低下してしまう。
風車翼３の回転速度に基づいて検出信号を取得するサンプリング周波数を変更すれば、より具体的には、風車翼３の回転速度が大きくなるほど検出信号を取得するサンプリング周波数を大きくすれば、風車翼３の回転速度が大きくなっても、上記の変動を検出する精度の低下を抑制できる。
【0052】
（荷重演算工程Ｓ５０）
幾つかの実施形態に係る風車翼の診断方法では、荷重演算工程Ｓ５０は、検出信号に基づいて風車翼に作用する荷重を演算する工程ある。
幾つかの実施形態に係る荷重演算工程Ｓ５０では、風車翼３の歪を検出するためのセンサからの検出信号に基づいて、より具体的には、光源・信号処理ユニット１０や、歪ゲージシグナルコンディショナ１１からの変換信号に基づいて、ハブＰＬＣ５１等、既設の風力発電装置１が備える既設の演算装置５０や、追設演算装置６３において、風荷重によって風車翼３に作用する曲げモーメント等を演算する。
また、幾つかの実施形態に係る荷重演算工程Ｓ５０では、演算された風車翼３に作用する曲げモーメント等に基づいて、座標変換を行うことで、風車ロータ５に作用する曲げモーメントやナセル４に作用する曲げモーメントを演算する。
幾つかの実施形態に係る荷重演算工程Ｓ５０は、ハブＰＬＣ５１等、既設の風力発電装置１が備える既設の演算装置５０で実施してもよくや、追設演算装置６３で実施してもよい。荷重演算工程Ｓ５０における具体的な演算処理の内容については、後で詳述する。
幾つかの実施形態に係る風車翼の診断方法では、荷重演算工程Ｓ５０は、検出信号に基づいて風車翼に作用する荷重を演算する工程ある。
幾つかの実施形態に係る荷重演算工程Ｓ５０では、風車翼３の歪を検出するためのセンサからの検出信号に基づいて、より具体的には、光源・信号処理ユニット１０や、歪ゲージシグナルコンディショナ１１からの変換信号に基づいて、ハブＰＬＣ５１等、既設の風力発電装置１が備える既設の演算装置５０や、追設演算装置６３において、風荷重によって風車翼３に作用する曲げモーメント等を演算する。
また、幾つかの実施形態に係る荷重演算工程Ｓ５０では、演算された風車翼３に作用する曲げモーメント等に基づいて、座標変換を行うことで、風車ロータ５に作用する曲げモーメントやナセル４に作用する曲げモーメントを演算する。
幾つかの実施形態に係る荷重演算工程Ｓ５０は、ハブＰＬＣ５１等、既設の風力発電装置１が備える既設の演算装置５０で実施してもよくや、追設演算装置６３で実施してもよい。荷重演算工程Ｓ５０における具体的な演算処理の内容については、後で詳述する。
【0053】
なお、幾つかの実施形態に係る荷重演算工程Ｓ５０における演算は、既設の風力発電装置１が備える既設の演算装置５０で行ってもよく、追設演算装置６３で行ってもよい。
荷重演算工程Ｓ５０における演算を、既設の風力発電装置１が備える既設の演算装置５０で行うようにした場合、追設する演算装置（追設演算装置６３）の数を抑制できるので、既設の風力発電装置１において風車翼３の歪をリアルタイムで測定することによる風車翼３の診断方法を提供するにあたり、演算装置の追設コストを削減できる。
荷重演算工程Ｓ５０における演算を、既設の風力発電装置１が備える既設の演算装置５０で行うようにした場合、追設する演算装置（追設演算装置６３）の数を抑制できるので、既設の風力発電装置１において風車翼３の歪をリアルタイムで測定することによる風車翼３の診断方法を提供するにあたり、演算装置の追設コストを削減できる。
【0054】
なお、一般的には、既設の風力発電装置１が備える既設の演算装置５０は、センサ１２からの検出信号に基づいて風車翼３に作用する荷重を演算することを想定していなければ、その演算能力は、追設演算装置６３として追設する小型のパーソナルコンピュータや、いわゆるシングルボードコンピュータ等における演算能力に比べると、該荷重を演算するのに十分であるとは言い難い場合がある。
追設工程Ｓ１０において追設演算装置６３を追設し、荷重演算工程Ｓ５０における演算を、追設演算装置６３で行うようにすれば、該荷重を演算するのに十分な演算能力を有する追設演算装置６３を追設して該荷重を演算できる。
追設工程Ｓ１０において追設演算装置６３を追設し、荷重演算工程Ｓ５０における演算を、追設演算装置６３で行うようにすれば、該荷重を演算するのに十分な演算能力を有する追設演算装置６３を追設して該荷重を演算できる。
【0055】
（外部送信工程Ｓ７０）
幾つかの実施形態に係る風車翼の診断方法では、外部送信工程Ｓ７０は、荷重演算工程Ｓ５０で演算された荷重の情報を風力発電装置の外部に送信する工程である。
幾つかの実施形態に係る外部送信工程Ｓ７０では、例えば図３Ｂに示すように、追設演算装置６３は、演算した上記曲げモーメント等の演算結果を通信装置６７を介して風力発電装置１の外部の装置に無線で送信する。なお、荷重演算工程Ｓ５０において既設の風力発電装置１が備える既設の演算装置５０において上記曲げモーメント等を演算しているのであれば、外部送信工程Ｓ７０では、既設の演算装置５０が通信装置６７を介して風力発電装置１の外部の装置に無線で送信するようにしてもよい。
幾つかの実施形態に係る風車翼の診断方法では、外部送信工程Ｓ７０は、荷重演算工程Ｓ５０で演算された荷重の情報を風力発電装置の外部に送信する工程である。
幾つかの実施形態に係る外部送信工程Ｓ７０では、例えば図３Ｂに示すように、追設演算装置６３は、演算した上記曲げモーメント等の演算結果を通信装置６７を介して風力発電装置１の外部の装置に無線で送信する。なお、荷重演算工程Ｓ５０において既設の風力発電装置１が備える既設の演算装置５０において上記曲げモーメント等を演算しているのであれば、外部送信工程Ｓ７０では、既設の演算装置５０が通信装置６７を介して風力発電装置１の外部の装置に無線で送信するようにしてもよい。
【0056】
荷重を演算する工程（荷重演算工程Ｓ５０）で演算された荷重の情報を風力発電装置１の内部に配置された記憶装置等に格納していた場合、極端な例を挙げれば、例えば風車１ａの倒壊のような事故が発生して該記憶装置が破壊されてしまうと、該記憶装置から上記情報を取り出すことができなくなり、事故の原因の調査に上記情報を利用することができなくなってしまう。
外部送信工程Ｓ７０を実施することで、上記情報を風力発電装置１の外部の記憶装置等で格納しておけば、仮に上記のような事故が発生したとしても、事故の原因の調査に上記情報を利用することができる。すなわち、外部送信工程Ｓ７０を実施することで、上記情報の消失の可能性を低減できる。
外部送信工程Ｓ７０を実施することで、上記情報を風力発電装置１の外部の記憶装置等で格納しておけば、仮に上記のような事故が発生したとしても、事故の原因の調査に上記情報を利用することができる。すなわち、外部送信工程Ｓ７０を実施することで、上記情報の消失の可能性を低減できる。
【0057】
（異常検知工程Ｓ９０）
幾つかの実施形態に係る風車翼の診断方法では、異常検知工程Ｓ９０は、検出信号に基づいて、風車翼３の異常の有無を検知する工程ある。
幾つかの実施形態に係る異常検知工程Ｓ９０では、風車翼３の歪を検出するためのセンサからの検出信号に基づいて、より具体的には、光源・信号処理ユニット１０や、歪ゲージシグナルコンディショナ１１からの変換信号に基づいて、ハブＰＬＣ５１や、追設演算装置６３において、風車翼３の異常の有無を判定する。
幾つかの実施形態に係る異常検知工程Ｓ９０は、ハブＰＬＣ５１等、既設の風力発電装置１が備える既設の演算装置５０で実施してもよく、追設演算装置６３で実施してもよい。異常検知工程Ｓ９０における風車翼３の異常の有無の判定の具体的な処理の内容については、後で詳述する。
幾つかの実施形態に係る風車翼の診断方法では、異常検知工程Ｓ９０を備えることで、風車翼３の歪に基づいて風車翼３の異常の有無を検知できる。
幾つかの実施形態に係る風車翼の診断方法では、異常検知工程Ｓ９０は、検出信号に基づいて、風車翼３の異常の有無を検知する工程ある。
幾つかの実施形態に係る異常検知工程Ｓ９０では、風車翼３の歪を検出するためのセンサからの検出信号に基づいて、より具体的には、光源・信号処理ユニット１０や、歪ゲージシグナルコンディショナ１１からの変換信号に基づいて、ハブＰＬＣ５１や、追設演算装置６３において、風車翼３の異常の有無を判定する。
幾つかの実施形態に係る異常検知工程Ｓ９０は、ハブＰＬＣ５１等、既設の風力発電装置１が備える既設の演算装置５０で実施してもよく、追設演算装置６３で実施してもよい。異常検知工程Ｓ９０における風車翼３の異常の有無の判定の具体的な処理の内容については、後で詳述する。
幾つかの実施形態に係る風車翼の診断方法では、異常検知工程Ｓ９０を備えることで、風車翼３の歪に基づいて風車翼３の異常の有無を検知できる。
【0058】
（１翼当たりの風下方向曲げモーメント及び１翼当たりのトルク成分の演算）
以下、幾つかの実施形態に係る荷重演算工程Ｓ５０における具体的な演算処理の内容の内、１翼当たりの風下方向曲げモーメント及び１翼当たりのトルク成分の演算処理について説明する。
図６は、１翼当たりの風下方向曲げモーメント及び１翼当たりのトルク成分の演算に関するブロック図である。１翼当たりの風下方向曲げモーメント及び１翼当たりのトルク成分の演算は、ハブＰＬＣ５１等、既設の風力発電装置１が備える既設の演算装置５０や、追設演算装置６３で実施される。説明の便宜上、以下の説明では、追設演算装置６３において１翼当たりの風下方向曲げモーメント及び１翼当たりのトルク成分を演算するものとして説明するが、上述したように、ハブＰＬＣ５１等、既設の風力発電装置１が備える既設の演算装置５０で実施してもよい。
以下、幾つかの実施形態に係る荷重演算工程Ｓ５０における具体的な演算処理の内容の内、１翼当たりの風下方向曲げモーメント及び１翼当たりのトルク成分の演算処理について説明する。
図６は、１翼当たりの風下方向曲げモーメント及び１翼当たりのトルク成分の演算に関するブロック図である。１翼当たりの風下方向曲げモーメント及び１翼当たりのトルク成分の演算は、ハブＰＬＣ５１等、既設の風力発電装置１が備える既設の演算装置５０や、追設演算装置６３で実施される。説明の便宜上、以下の説明では、追設演算装置６３において１翼当たりの風下方向曲げモーメント及び１翼当たりのトルク成分を演算するものとして説明するが、上述したように、ハブＰＬＣ５１等、既設の風力発電装置１が備える既設の演算装置５０で実施してもよい。
【0059】
なお、図６のブロック図は、例えば図２Ｂに示すように、風車翼３の各々の翼根部３ａに取り付けられた２つのセンサ（第１センサ及び第２センサ）からの検出信号に基づいて１翼当たりの風下方向曲げモーメント及び１翼当たりのトルク成分を演算する場合についてのものである。なお、当該２つのセンサは、例えば光ファイバセンサ１２Ａ及び１２Ｄであってもよく、２つの歪ゲージや半導体歪ゲージ等のセンサ４２であってもよい。
例えば図２Ａに示すように、風車翼３の各々の翼根部３ａに取り付けられた４つのセンサからの検出信号に基づく演算内容ついては、後で説明する。なお、当該４つのセンサは、例えば光ファイバセンサ１２Ａ～１２Ｄであってもよく、４つの歪ゲージや半導体歪ゲージ等のセンサ４２であってもよい。
以下の説明では、便宜上、主として、風車翼３の歪を検出するためのセンサが光ファイバセンサ１２である場合について説明するが、風車翼３の歪を検出するためのセンサが歪ゲージや半導体歪ゲージ等のセンサ４２であっても同様である。
例えば図２Ａに示すように、風車翼３の各々の翼根部３ａに取り付けられた４つのセンサからの検出信号に基づく演算内容ついては、後で説明する。なお、当該４つのセンサは、例えば光ファイバセンサ１２Ａ～１２Ｄであってもよく、４つの歪ゲージや半導体歪ゲージ等のセンサ４２であってもよい。
以下の説明では、便宜上、主として、風車翼３の歪を検出するためのセンサが光ファイバセンサ１２である場合について説明するが、風車翼３の歪を検出するためのセンサが歪ゲージや半導体歪ゲージ等のセンサ４２であっても同様である。
【0060】
図７は、図６のブロック図のうち、風車翼３に作用するコードＣ方向に沿った軸線周りの曲げモーメントＭＦＬＡＰ、及び、コードＣ及び風車翼３の中心軸（翼軸線Ｌ０）に直交する軸線周りの曲げモーメントＭＥＤＧＥの演算についての、より詳細なブロック図である。
【0061】
まず、図６に基づいて説明する。
追設演算装置６３は、センサ１２Ａが検出したセンサ１２Ａの歪εflapを温度補正部１０１ｆで補正することで、歪εflapから風車翼３の熱伸びの影響を除く。
追設演算装置６３は、熱伸びの影響を除いた歪εflapを補正部１０２ｆで補正することで、風車翼３に作用する遠心力と重力の影響を除く。
追設演算装置６３は、遠心力と重力の影響を除いた歪εflapを補正部１０３ｆで補正することで、歪εflapを風車翼３に作用するコードＣ方向に沿った軸線周りの曲げモーメントＭＦＬＡＰを算出する。
追設演算装置６３は、センサ１２Ａが検出したセンサ１２Ａの歪εflapを温度補正部１０１ｆで補正することで、歪εflapから風車翼３の熱伸びの影響を除く。
追設演算装置６３は、熱伸びの影響を除いた歪εflapを補正部１０２ｆで補正することで、風車翼３に作用する遠心力と重力の影響を除く。
追設演算装置６３は、遠心力と重力の影響を除いた歪εflapを補正部１０３ｆで補正することで、歪εflapを風車翼３に作用するコードＣ方向に沿った軸線周りの曲げモーメントＭＦＬＡＰを算出する。
【0062】
なお、補正部１０３ｆでは、以下の式（１）によって曲げモーメントＭＦＬＡＰを算出する。
ＭＦＬＡＰ＝ｋ１×（εflap－ｂ１） ・・・（１）
ここで、ｋ１は、歪モーメント校正係数であり、歪を曲げモーメントに変換するための係数である。
ｂ１は、曲げ歪校正係数ＺＥＲＯ調整であり、曲げモーメントがゼロのときの歪である。
ＭＦＬＡＰ＝ｋ１×（εflap－ｂ１） ・・・（１）
ここで、ｋ１は、歪モーメント校正係数であり、歪を曲げモーメントに変換するための係数である。
ｂ１は、曲げ歪校正係数ＺＥＲＯ調整であり、曲げモーメントがゼロのときの歪である。
【0063】
次いで、ピッチ角補正部１０４ｆでは、曲げモーメントＭＦＬＡＰをピッチ角に基づいて、風下方向曲げモーメントの成分と、風車ロータ５のトルク成分とに分解する。
【0064】
同様に、追設演算装置６３は、センサ１２Ｄが検出したセンサ１２Ｄの歪εedgeを温度補正部１０１ｅで補正することで、歪εedgeから風車翼３の熱伸びの影響を除く。
追設演算装置６３は、熱伸びの影響を除いた歪εedgeを補正部１０２ｅで補正することで、風車翼３に作用する遠心力と重力の影響を除く。
追設演算装置６３は、遠心力と重力の影響を除いた歪εedgeを補正部１０３ｅで補正することで、歪εedgeを風車翼３に作用するコードＣ及び風車翼３の中心軸に直交する軸線周りの曲げモーメントＭＥＤＧＥを算出する。
追設演算装置６３は、熱伸びの影響を除いた歪εedgeを補正部１０２ｅで補正することで、風車翼３に作用する遠心力と重力の影響を除く。
追設演算装置６３は、遠心力と重力の影響を除いた歪εedgeを補正部１０３ｅで補正することで、歪εedgeを風車翼３に作用するコードＣ及び風車翼３の中心軸に直交する軸線周りの曲げモーメントＭＥＤＧＥを算出する。
【0065】
なお、補正部１０３ｅでは、以下の式（２）によって曲げモーメントＭＥＤＧＥを算出する。
ＭＥＤＧＥ＝ｋ２×（εedge－ｂ２） ・・・（２）
ここで、ｋ２は、歪モーメント校正係数であり、歪を曲げモーメントに変換するための係数である。
ｂ２は、曲げ歪校正係数ＺＥＲＯ調整であり、曲げモーメントがゼロのときの歪である。
ＭＥＤＧＥ＝ｋ２×（εedge－ｂ２） ・・・（２）
ここで、ｋ２は、歪モーメント校正係数であり、歪を曲げモーメントに変換するための係数である。
ｂ２は、曲げ歪校正係数ＺＥＲＯ調整であり、曲げモーメントがゼロのときの歪である。
【0066】
次いで、ピッチ角補正部１０４ｅでは、曲げモーメントＭＥＤＧＥをピッチ角に基づいて、風下方向曲げモーメントの成分と、風車ロータ５のトルク成分とに分解する。
【0067】
ピッチ角補正部１０４ｆで求められた風下方向曲げモーメントの成分と、ピッチ角補正部１０４ｅで求められた風下方向曲げモーメントの成分とを足し合わせることで、１翼当たりの風下方向曲げモーメントが求められる。
【0068】
ピッチ角補正部１０４ｆで求められた風車ロータ５のトルク成分と、ピッチ角補正部１０４ｅで求められた風車ロータ５のトルク成分とを足し合わせ、コーン角補正部１０５においてコーン角に基づいて補正を行うことで、１翼当たりのトルク成分が求められる。
【0069】
次に、図７に基づいて、風車翼３に作用するコードＣ方向に沿った軸線周りの曲げモーメントＭＦＬＡＰ、及び、コードＣ及び風車翼３の中心軸（翼軸線Ｌ０）に直交する軸線周りの曲げモーメントＭＥＤＧＥの演算について説明する。
追設演算装置６３は、センサ１２Ａが検出したセンサ１２Ａの歪εflapから曲げ歪校正係数ＺＥＲＯ調整（ｂ１）を減算器２０１ｆで減算し、風車翼３の熱伸びに相当する歪を減算器２０２ｆで減算する。
追設演算装置６３は、センサ１２Ａが検出したセンサ１２Ａの歪εflapから曲げ歪校正係数ＺＥＲＯ調整（ｂ１）を減算器２０１ｆで減算し、風車翼３の熱伸びに相当する歪を減算器２０２ｆで減算する。
【0070】
追設演算装置６３は、遠心力による歪を減算器２０３ｆで減算する。具体的には、風車ロータ５の回転速度の二乗と、風車翼３に作用する遠心力とが正比例の関係をなることを利用し、風車ロータ５の回転速度の二乗と、風車翼３に作用する遠心力との関係を予め求めておく。
より具体的には、風車ロータ５の回転速度の二乗と、風車翼３に作用する遠心力により風車翼３に生じる歪とが正比例の関係をなることを利用し、風車ロータ５の回転速度の二乗と、風車翼３に作用する遠心力との関係として、風車ロータ５の回転速度１ｒｐｍの二乗当たりの、遠心力による引張歪を係数Ｅとして予め求めておく。そして、この係数を利用して、追設演算装置６３は、乗算器２０６で遠心力による引張歪を算出する。
そして、追設演算装置６３は、乗算器２０６で算出した引張歪を減算器２０３ｆで減算する。
より具体的には、風車ロータ５の回転速度の二乗と、風車翼３に作用する遠心力により風車翼３に生じる歪とが正比例の関係をなることを利用し、風車ロータ５の回転速度の二乗と、風車翼３に作用する遠心力との関係として、風車ロータ５の回転速度１ｒｐｍの二乗当たりの、遠心力による引張歪を係数Ｅとして予め求めておく。そして、この係数を利用して、追設演算装置６３は、乗算器２０６で遠心力による引張歪を算出する。
そして、追設演算装置６３は、乗算器２０６で算出した引張歪を減算器２０３ｆで減算する。
【0071】
なお、上記係数Ｅは、以下のようにして求められる。
既設の風力発電装置１で発電を開始する前の期間中に風車翼３の翼軸線Ｌ０が鉛直方向に最も近づくアジマス角において、センサ１２からの検出信号から求められる風車翼３に作用する遠心力（より具体的には、遠心力により風車翼３に生じる歪）と、風車ロータ５の回転速度の二乗との関係を予め取得する。そして、すなわち、風車ロータ５の回転速度が異なる歪のデータを複数点取得する。そして、横軸に風車ロータ５の回転速度の二乗をとり、縦軸に遠心力により風車翼３に生じる歪を取ったグラフ上に取得した複数点のデータをプロットし、この複数点のデータから求められる直線の傾きを上記係数Ｅとする。
この係数Ｅの取得作業は、作業員が行ってもよく、追設演算装置６３が定期的に実施するようにしてもよい。
既設の風力発電装置１で発電を開始する前の期間中に風車翼３の翼軸線Ｌ０が鉛直方向に最も近づくアジマス角において、センサ１２からの検出信号から求められる風車翼３に作用する遠心力（より具体的には、遠心力により風車翼３に生じる歪）と、風車ロータ５の回転速度の二乗との関係を予め取得する。そして、すなわち、風車ロータ５の回転速度が異なる歪のデータを複数点取得する。そして、横軸に風車ロータ５の回転速度の二乗をとり、縦軸に遠心力により風車翼３に生じる歪を取ったグラフ上に取得した複数点のデータをプロットし、この複数点のデータから求められる直線の傾きを上記係数Ｅとする。
この係数Ｅの取得作業は、作業員が行ってもよく、追設演算装置６３が定期的に実施するようにしてもよい。
【0072】
なお、風車翼３の翼軸線Ｌ０が鉛直方向に最も近づくアジマス角とは、風車１ａを正面から見たときに、対象となる風車翼３が１２時又は６時の位置に位置するときのアジマス角のことである。
【0073】
上述のように演算することで、風荷重によって風車翼３に対して作用する曲げモーメントを求めるにあたり、風車翼３に作用する遠心力の影響を排除できる。
【0074】
追設演算装置６３は、アジマス角、チルト角、コーン角が考慮された、風車翼３に作用する重力による歪を加算器２０４ｆで加算する。
そして、追設演算装置６３は、歪モーメント校正係数（ｋ１）を乗算器２０５ｆで乗じることで、コードＣ方向に沿った軸線周りの曲げモーメントＭＦＬＡＰを算出する。
そして、追設演算装置６３は、歪モーメント校正係数（ｋ１）を乗算器２０５ｆで乗じることで、コードＣ方向に沿った軸線周りの曲げモーメントＭＦＬＡＰを算出する。
【0075】
同様に、追設演算装置６３は、センサ１２Ｄが検出したセンサ１２Ｄの歪εedgeから曲げ歪校正係数ＺＥＲＯ調整（ｂ２）を減算器２０１ｅで減算し、風車翼３の熱伸びに相当する歪を減算器２０２ｅで減算する。
【0076】
追設演算装置６３は、遠心力による歪を減算器２０３ｅで減算する。具体的には、上述したように、追設演算装置６３は、乗算器２０６で算出した引張歪を減算器２０３ｅで減算する。
【0077】
追設演算装置６３は、アジマス角、チルト角、コーン角が考慮された、風車翼３に作用する重力による歪を加算器２０４ｅで加算する。
そして、追設演算装置６３は、歪モーメント校正係数（ｋ２）を乗算器２０５ｅで乗じることで、コードＣ及び風車翼３の中心軸に直交する軸線周りの曲げモーメントＭＥＤＧＥを算出する。
そして、追設演算装置６３は、歪モーメント校正係数（ｋ２）を乗算器２０５ｅで乗じることで、コードＣ及び風車翼３の中心軸に直交する軸線周りの曲げモーメントＭＥＤＧＥを算出する。
【0078】
このように、追設演算装置６３によって、第１センサとしてのセンサ１２Ａからの検出信号、及び、第２センサとしてセンサ１２Ｄからの検出信号に基づいて、風車翼３に作用する荷重を演算することができる。
【0079】
ここで、風車翼３は、一般的には、ＧＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）やＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）等の繊維強化プラスチックで形成されることが多い。そのため、風車翼３の製造段階で風車翼の歪を検出するためのセンサ１２を設置する場合には、地上で作業ができ、繊維の層の間にセンサ１２を埋め込むことも比較的容易であるので、センサ１２の設置は比較的容易である。
しかし、既設の風力発電装置１の風車翼３にセンサ１２を追設する場合、風車翼３が風車ロータ５に取り付けられたままであるので、風車翼３の製造段階に比べると風車翼３の姿勢をセンサ１２の設置に適した姿勢にし難い等の制限が課せられる。したがって、風車翼３にセンサ１２を配置し、さらに繊維強化プラスチックでセンサ１２を覆って固定する等の作業を伴うセンサ１２の設置は、比較的困難な作業となる。そのため、既設の風力発電装置１の風車翼３にセンサ１２を追設する場合、追設するセンサ１２の数は、少ない方が望ましい。
しかし、既設の風力発電装置１の風車翼３にセンサ１２を追設する場合、風車翼３が風車ロータ５に取り付けられたままであるので、風車翼３の製造段階に比べると風車翼３の姿勢をセンサ１２の設置に適した姿勢にし難い等の制限が課せられる。したがって、風車翼３にセンサ１２を配置し、さらに繊維強化プラスチックでセンサ１２を覆って固定する等の作業を伴うセンサ１２の設置は、比較的困難な作業となる。そのため、既設の風力発電装置１の風車翼３にセンサ１２を追設する場合、追設するセンサ１２の数は、少ない方が望ましい。
【0080】
したがって、上述したように、風車翼３の各々の翼根部３ａに取り付けられた２つのセンサからの検出信号に基づいて１翼当たりの風下方向曲げモーメント及び１翼当たりのトルク成分を演算するようにすれば、センサ１２を追設する工程（追設工程Ｓ１０）で設置するセンサ１２の数が１翼当たり２つで済む。そのため、追設作業の工数を大幅に削減できる。これにより、既設の風力発電装置１において風車翼３の歪をリアルタイムで測定することによる風車翼３の診断方法を提供するにあたり、センサ１２の追設コストを削減できる。
【0081】
風車翼３に作用する荷重を演算するにあたり、上述したように、風車翼３に作用する遠心力、及び、風車翼３に作用する重力の影響を排除した荷重を演算するとよい。
これにより、風車翼３に作用する遠心力、及び、風車翼３に作用する重力の影響が排除された、風荷重によって風車翼３に対して作用する曲げモーメントを求めることができる。
これにより、風車翼３に作用する遠心力、及び、風車翼３に作用する重力の影響が排除された、風荷重によって風車翼３に対して作用する曲げモーメントを求めることができる。
【0082】
（４つの光ファイバセンサ１２Ａ～１２Ｄからの検出信号に基づく演算内容）
風車翼３に作用するコードＣ方向に沿った軸線周りの曲げモーメントＭＦＲＡＰ、及び、コードＣ及び風車翼３の中心軸（翼軸線Ｌ０）に直交する軸線周りの曲げモーメントＭＥＤＧＥを、図２Ａに示すような４つの光ファイバセンサ１２（１２Ａ～１２Ｄ）からの検出信号に基づいて演算する場合について説明する。
風車翼３に作用するコードＣ方向に沿った軸線周りの曲げモーメントＭＦＲＡＰ、及び、コードＣ及び風車翼３の中心軸（翼軸線Ｌ０）に直交する軸線周りの曲げモーメントＭＥＤＧＥを、図２Ａに示すような４つの光ファイバセンサ１２（１２Ａ～１２Ｄ）からの検出信号に基づいて演算する場合について説明する。
【0083】
風荷重によるコードＣ方向に沿った軸線周りの曲げモーメントＭＦＲＡＰが作用する前と後では、コードＣ方向に沿って対向する２つの位置に配置した２つのセンサ（センサ１２Ｄ及びセンサ１２Ｂ）からの検出信号から求められる風車翼３の歪のそれぞれは、歪の変化量は同じであるが歪の増減が逆となる。そのため、求められた２つの歪の変化量の差の２分の１が曲げモーメントＭＦＲＡＰによる歪の変化量となる。また、２つのセンサからの検出信号から求められた２つの歪の変化量の差を算出する際に、風車翼３に作用する遠心力や重力の影響が相殺される。そのため、曲げモーメントＭＦＲＡＰの算出が容易となる。なお、風荷重によるコードＣ及び風車翼３の中心軸（翼軸線Ｌ０）に直交する軸線周りの曲げモーメントＭＥＤＧＥの算出についても同じことが言える。
【0084】
以下、図６のブロック図に基づいて説明する。
追設演算装置６３は、センサ１２Ａが検出したセンサ１２Ａの歪εflapAを温度補正部１０１ｆで補正することで、歪εflapAから風車翼３の熱伸びの影響を除く。同じく、追設演算装置６３は、センサ１２Ｃが検出したセンサ１２Ｃの歪εflapCを温度補正部１０１ｆで補正することで、歪εflapCから風車翼３の熱伸びの影響を除く。
なお、追設演算装置６３は、補正部１０２ｆにおける補正を省略する。
追設演算装置６３は、センサ１２Ａが検出したセンサ１２Ａの歪εflapAを温度補正部１０１ｆで補正することで、歪εflapAから風車翼３の熱伸びの影響を除く。同じく、追設演算装置６３は、センサ１２Ｃが検出したセンサ１２Ｃの歪εflapCを温度補正部１０１ｆで補正することで、歪εflapCから風車翼３の熱伸びの影響を除く。
なお、追設演算装置６３は、補正部１０２ｆにおける補正を省略する。
【0085】
そして、追設演算装置６３は、温度補正部１０１ｆで熱伸びの影響を除いた歪εflapAと歪εflapCから、補正部１０３ｆにおいて、以下の式（３）によって曲げモーメントＭＦＲＡＰを算出する。
ＭＦＲＡＰ＝ｋ３×（εflapA－εflapC）／２－ｂ３） ・・・（３）
ここで、ｋ３は、歪モーメント校正係数であり、歪を曲げモーメントに変換するための係数である。
ｂ３は、曲げ歪校正係数ＺＥＲＯ調整であり、曲げモーメントがゼロのときの歪である。
ＭＦＲＡＰ＝ｋ３×（εflapA－εflapC）／２－ｂ３） ・・・（３）
ここで、ｋ３は、歪モーメント校正係数であり、歪を曲げモーメントに変換するための係数である。
ｂ３は、曲げ歪校正係数ＺＥＲＯ調整であり、曲げモーメントがゼロのときの歪である。
【0086】
同様に、追設演算装置６３は、センサ１２Ｄが検出したセンサ１２Ｄの歪εflapDを温度補正部１０１ｅで補正することで、歪εflapDから風車翼３の熱伸びの影響を除く。同じく、追設演算装置６３は、センサ１２Ｂが検出したセンサ１２Ｂの歪εflapBを温度補正部１０１ｅで補正することで、歪εflapBから風車翼３の熱伸びの影響を除く。
なお、追設演算装置６３は、補正部１０２ｅにおける補正を省略する。
なお、追設演算装置６３は、補正部１０２ｅにおける補正を省略する。
【0087】
そして、追設演算装置６３は、温度補正部１０１ｅで熱伸びの影響を除いた歪εflapDと歪εflapBから、補正部１０３ｅにおいて、以下の式（４）によって曲げモーメントＭＥＤＧＥを算出する。
ＭＥＤＧＥ＝ｋ４×（εflapD－εflapB）／２－ｂ４） ・・・（４）
ここで、ｋ４は、歪モーメント校正係数であり、歪を曲げモーメントに変換するための係数である。
ｂ４は、曲げ歪校正係数ＺＥＲＯ調整であり、曲げモーメントがゼロのときの歪である。
ＭＥＤＧＥ＝ｋ４×（εflapD－εflapB）／２－ｂ４） ・・・（４）
ここで、ｋ４は、歪モーメント校正係数であり、歪を曲げモーメントに変換するための係数である。
ｂ４は、曲げ歪校正係数ＺＥＲＯ調整であり、曲げモーメントがゼロのときの歪である。
【0088】
なお、図７に基づく処理についての詳細な説明は省略するが、図２Ａに示すような４つの光ファイバセンサ１２（１２Ａ～１２Ｄ）からの検出信号に基づいて演算する場合、追設演算装置６３は、減算器２０３ｆ、２０４ｆ、２０３ｅにおける減算を省略する。
【0089】
（座標変換の実施による風車ロータ５及びナセル４に作用する曲げモーメントの演算）
以下、座標変換の実施による風車ロータ５及びナセル４に作用する曲げモーメントの演算について説明する。
図８は、合成トルク成分ＭＸＲ、すなわち、風車ロータ５のロータトルクの演算についてのブロック図である。
図９は、風車ロータ５についての曲げモーメント、及び、ナセル４についての曲げモーメントの演算についてのブロック図である。
図１０Ａは、風車翼３についての曲げモーメントについて説明するための図である。
図１０Ｂは、風車ロータ５についての曲げモーメントについて説明するための図である。
図１０Ｃは、ナセル４についての曲げモーメントについて説明するための図である。
以下の各演算は、ハブＰＬＣ５１等、既設の風力発電装置１が備える既設の演算装置５０や、追設演算装置６３で実施される。説明の便宜上、以下の説明では、追設演算装置６３において各演算を行うものとして説明するが、上述したように、ハブＰＬＣ５１等、既設の風力発電装置１が備える既設の演算装置５０で実施してもよい。
以下、座標変換の実施による風車ロータ５及びナセル４に作用する曲げモーメントの演算について説明する。
図８は、合成トルク成分ＭＸＲ、すなわち、風車ロータ５のロータトルクの演算についてのブロック図である。
図９は、風車ロータ５についての曲げモーメント、及び、ナセル４についての曲げモーメントの演算についてのブロック図である。
図１０Ａは、風車翼３についての曲げモーメントについて説明するための図である。
図１０Ｂは、風車ロータ５についての曲げモーメントについて説明するための図である。
図１０Ｃは、ナセル４についての曲げモーメントについて説明するための図である。
以下の各演算は、ハブＰＬＣ５１等、既設の風力発電装置１が備える既設の演算装置５０や、追設演算装置６３で実施される。説明の便宜上、以下の説明では、追設演算装置６３において各演算を行うものとして説明するが、上述したように、ハブＰＬＣ５１等、既設の風力発電装置１が備える既設の演算装置５０で実施してもよい。
【0090】
（合成トルク成分ＭＸＲの演算）
なお、幾つかの実施形態に係る荷重演算工程Ｓ５０において、以下で説明するように、合成トルク成分ＭＸＲの演算処理や、風車ロータ５についての曲げモーメントについての演算処理、ナセル４についての曲げモーメントの演算処理を行ってもよい。
これらの演算処理は、ハブＰＬＣ５１等、既設の風力発電装置１が備える既設の演算装置５０や、追設演算装置６３で実施される。説明の便宜上、以下の説明では、追設演算装置６３においてこれら演算処理を実施するものとして説明するが、上述したように、ハブＰＬＣ５１等、既設の風力発電装置１が備える既設の演算装置５０で実施してもよい。
なお、幾つかの実施形態に係る荷重演算工程Ｓ５０において、以下で説明するように、合成トルク成分ＭＸＲの演算処理や、風車ロータ５についての曲げモーメントについての演算処理、ナセル４についての曲げモーメントの演算処理を行ってもよい。
これらの演算処理は、ハブＰＬＣ５１等、既設の風力発電装置１が備える既設の演算装置５０や、追設演算装置６３で実施される。説明の便宜上、以下の説明では、追設演算装置６３においてこれら演算処理を実施するものとして説明するが、上述したように、ハブＰＬＣ５１等、既設の風力発電装置１が備える既設の演算装置５０で実施してもよい。
【0091】
図８に示すように、追設演算装置６３は、上述のようにして演算した、３つの風車翼３のそれぞれにおける、１翼当たりのトルク成分（第１翼トルク成分、第２翼トルク成分、第３翼トルク成分）を足し合わせることで、合成トルク成分ＭＸＲを演算する。
【0092】
（風車ロータ５についての曲げモーメント）
図９に示すように、追設演算装置６３は、上述のようにして演算した、３つの風車翼３のそれぞれにおける、１翼当たりの風下方向曲げモーメントを、風車翼３毎の取り付け位置に基づく補正を行って足し合わせることで、風車ロータ５についての上下方向分解曲げモーメントＭＹＲと、左右方向分解曲げモーメントＭＺＲとを演算する（図１０Ｂ参照）。
図９に示すように、追設演算装置６３は、上述のようにして演算した、３つの風車翼３のそれぞれにおける、１翼当たりの風下方向曲げモーメントを、風車翼３毎の取り付け位置に基づく補正を行って足し合わせることで、風車ロータ５についての上下方向分解曲げモーメントＭＹＲと、左右方向分解曲げモーメントＭＺＲとを演算する（図１０Ｂ参照）。
【0093】
（ナセル４についての曲げモーメント）
図９に示すように、追設演算装置６３は、風車ロータ５についての上下方向分解曲げモーメントＭＹＲと、左右方向分解曲げモーメントＭＺＲとに対し、それぞれアジマス角よる補正を行って足し合わせることで、ナセル４についての合成上下方向曲げモーメントＭｄを演算する（図１０Ｃ参照）。
また、追設演算装置６３は、風車ロータ５についての上下方向分解曲げモーメントＭＹＲと、左右方向分解曲げモーメントＭＺＲとに対し、それぞれアジマス角よる補正を行って足し合わせ、チルト角による補正を行うことで、ナセル４についての合成左右方向曲げモーメントＭｑを演算する（図１０Ｃ参照）。
図９に示すように、追設演算装置６３は、風車ロータ５についての上下方向分解曲げモーメントＭＹＲと、左右方向分解曲げモーメントＭＺＲとに対し、それぞれアジマス角よる補正を行って足し合わせることで、ナセル４についての合成上下方向曲げモーメントＭｄを演算する（図１０Ｃ参照）。
また、追設演算装置６３は、風車ロータ５についての上下方向分解曲げモーメントＭＹＲと、左右方向分解曲げモーメントＭＺＲとに対し、それぞれアジマス角よる補正を行って足し合わせ、チルト角による補正を行うことで、ナセル４についての合成左右方向曲げモーメントＭｑを演算する（図１０Ｃ参照）。
【0094】
（センサ１２の校正について）
幾つかの実施形態に係る風車翼の診断方法では、以下で説明するセンサ１２の校正工程Ｓ２００を備えているとよい。
図１１は、センサ１２の校正工程Ｓ２００についての処理手順を示すフローチャートである。
センサ１２の校正工程Ｓ２００は、追設された上記のセンサ１２の構成を行う工程であり、図１１に示すように、風車翼３の翼軸線Ｌ０が水平となるアジマス角でセンサからの検出信号を取得する第１取得工程Ｓ２１０と、翼軸線Ｌ０が鉛直方向に最も近づくアジマス角でセンサからの検出信号を取得する第２取得工程Ｓ２３０と、取得した検出信号に基づいてセンサ１２の校正を行う校正工程Ｓ２５０とを有する。
なお、本実施形態に係るセンサ１２の校正工程Ｓ２００は、作業員によって実施される。
幾つかの実施形態に係る風車翼の診断方法では、以下で説明するセンサ１２の校正工程Ｓ２００を備えているとよい。
図１１は、センサ１２の校正工程Ｓ２００についての処理手順を示すフローチャートである。
センサ１２の校正工程Ｓ２００は、追設された上記のセンサ１２の構成を行う工程であり、図１１に示すように、風車翼３の翼軸線Ｌ０が水平となるアジマス角でセンサからの検出信号を取得する第１取得工程Ｓ２１０と、翼軸線Ｌ０が鉛直方向に最も近づくアジマス角でセンサからの検出信号を取得する第２取得工程Ｓ２３０と、取得した検出信号に基づいてセンサ１２の校正を行う校正工程Ｓ２５０とを有する。
なお、本実施形態に係るセンサ１２の校正工程Ｓ２００は、作業員によって実施される。
【0095】
第１取得工程Ｓ２１０は、風車翼３の翼軸線Ｌ０が水平となるアジマス角で風車翼３を固定して、該風車翼３のセンサ１２からの検出信号を取得する工程である。
第１取得工程Ｓ２１０では、校正対象のセンサ１２が取り付けられた風車翼３の翼軸線Ｌ０が水平となるアジマス角、例えば風車１ａを正面から見たときの３時の位置で風車翼３を固定する。そして、当該風車翼３のピッチ角度を変更して、コードＣ方向に沿って配置されたセンサ１２の波長が極大又は極小となるピッチ角度にて、該センサ１２の波長（検出信号）を記録する。次に、当該風車翼３のピッチ角度を変更して、コードＣ方向と直交する方向に沿って配置されたセンサ１２の波長が極大又は極小となるピッチ角度を該センサ１２の波長（検出信号）を記録する。
第１取得工程Ｓ２１０では、校正対象のセンサ１２が取り付けられた風車翼３の翼軸線Ｌ０が水平となるアジマス角、例えば風車１ａを正面から見たときの３時の位置で風車翼３を固定する。そして、当該風車翼３のピッチ角度を変更して、コードＣ方向に沿って配置されたセンサ１２の波長が極大又は極小となるピッチ角度にて、該センサ１２の波長（検出信号）を記録する。次に、当該風車翼３のピッチ角度を変更して、コードＣ方向と直交する方向に沿って配置されたセンサ１２の波長が極大又は極小となるピッチ角度を該センサ１２の波長（検出信号）を記録する。
【0096】
次いで、風車１ａを正面から見たときの９時の位置まで当該風車翼３を移動させた後、固定する。そして、３時の位置において実施したように、センサ１２の波長（検出信号）を記録する。
【0097】
アジマス角を横軸にとり、波長を縦軸にとると、波長の曲線はサイン波と同様の形状となる。そこで、上述のようにして記録した波長のデータから、ゼロ点と振幅を仮決めする。
【0098】
第２取得工程Ｓ２３０は、翼軸線Ｌ０が鉛直方向に最も近づくアジマス角で風車翼３を固定して、センサ１２からの検出信号を取得する工程である。
第２取得工程Ｓ２３０では、風車１ａを正面から見たときの１２時の位置と６時の位置とにおいて、当該風車翼３を固定して、センサ１２の波長（検出信号）を記録する。
なお、上述した、翼軸線Ｌ０が鉛直方向に最も近づくアジマス角とは、具体的には風車１ａを正面から見たときの１２時の位置及び６時の位置である。例えばコーン角及びチルト角が共に０度であれば、風車１ａを正面から見たときの１２時の位置及び６時の位置では翼軸線Ｌ０が鉛直方向を向く。
第２取得工程Ｓ２３０では、風車１ａを正面から見たときの１２時の位置と６時の位置とにおいて、当該風車翼３を固定して、センサ１２の波長（検出信号）を記録する。
なお、上述した、翼軸線Ｌ０が鉛直方向に最も近づくアジマス角とは、具体的には風車１ａを正面から見たときの１２時の位置及び６時の位置である。例えばコーン角及びチルト角が共に０度であれば、風車１ａを正面から見たときの１２時の位置及び６時の位置では翼軸線Ｌ０が鉛直方向を向く。
【0099】
また、任意のアジマス角度となる複数の位置において、当該風車翼３を固定して、３時の位置において実施したように、センサ１２の波長（検出信号）を記録する。例えば、アジマス角度を３０度ずつ変更して、センサ１２の波長（検出信号）を記録するとよい。
なお、上述したような、それぞれのアジマス角度におけるセンサ１２の波長（検出信号）の記録の順序は、上述した説明の順序に限定されず、任意の順序で実施してよい。
また、３つの風車翼３のそれぞれについてのセンサ１２の波長（検出信号）の記録を並行して行ってもよい。例えば、第１風車翼３１が３時の位置にあり、第２風車翼３２が１１時の位置にあるとき、まず第１風車翼３１のセンサ１２の波長（検出信号）を記録した後、第１風車翼３１の他の位置でのセンサ１２の波長（検出信号）を記録するのではなく、第２風車翼３２を１２時の位置に移動させて第２風車翼３２センサ１２の波長（検出信号）を記録してもよい。
なお、上述したような、それぞれのアジマス角度におけるセンサ１２の波長（検出信号）の記録の順序は、上述した説明の順序に限定されず、任意の順序で実施してよい。
また、３つの風車翼３のそれぞれについてのセンサ１２の波長（検出信号）の記録を並行して行ってもよい。例えば、第１風車翼３１が３時の位置にあり、第２風車翼３２が１１時の位置にあるとき、まず第１風車翼３１のセンサ１２の波長（検出信号）を記録した後、第１風車翼３１の他の位置でのセンサ１２の波長（検出信号）を記録するのではなく、第２風車翼３２を１２時の位置に移動させて第２風車翼３２センサ１２の波長（検出信号）を記録してもよい。
【0100】
校正工程Ｓ２５０は、上述のようにして得られた波長のデータに基づいて、センサ１２の校正を行う工程である。具体的には、校正工程Ｓ２５０では、上述のようにして得られた波長のデータを、例えば最小二乗法によってサイン波にフィッティングする。そして、このようにして得られたサイン波の片振幅の大きさが、風車翼３の自重による曲げモーメントによる波長と一致するものとして、上述した歪モーメント校正係数や曲げ歪校正係数ＺＥＲＯ調整を求める。
【0101】
なお、追設されたセンサがセンサ４２であった場合、上述の説明における「波長」を「歪」に置き換えることとする。
【0102】
幾つかの実施形態に係る風車翼の診断方法では、上述したセンサ１２の校正工程Ｓ２００を備えているので、時間の経過に伴いセンサ１２の出力値がずれる現象、いわゆるドリフトが生じたとしても、センサ１２のドリフトの影響を低減できる。
【0103】
幾つかの実施形態に係る風車翼の診断方法によれば、風車翼３の翼軸線Ｌ０が水平となるアジマス角で風車翼３を固定して、センサ１２からの検出信号を取得することで、風車翼３の自重によって風車翼３に対して作用する曲げモーメントによる検出信号を取得できる。
翼軸線Ｌ０が鉛直方向に最も近づくアジマス角で風車翼３を固定して、センサ１２からの検出信号を取得することで、風車翼３の自重によって風車翼３に対して作用する曲げモーメントの影響を極力排除した検出信号を取得できる。
また、それぞれの工程において風車ロータ５が回転しないように風車翼３を固定して、センサ１２からの検出信号を取得するので、風車翼３の回転の加減速の影響が排除された検出信号を取得できる。
これにより、センサ１２の校正精度を向上できる。
翼軸線Ｌ０が鉛直方向に最も近づくアジマス角で風車翼３を固定して、センサ１２からの検出信号を取得することで、風車翼３の自重によって風車翼３に対して作用する曲げモーメントの影響を極力排除した検出信号を取得できる。
また、それぞれの工程において風車ロータ５が回転しないように風車翼３を固定して、センサ１２からの検出信号を取得するので、風車翼３の回転の加減速の影響が排除された検出信号を取得できる。
これにより、センサ１２の校正精度を向上できる。
【0104】
（風車翼の異常の有無の検知について）
以下、幾つかの実施形態に係る異常検知工程Ｓ９０における具体的な演算処理の内容について説明する。
以下で説明する演算処理は、ハブＰＬＣ５１等、既設の風力発電装置１が備える既設の演算装置５０や、追設演算装置６３で実施される。説明の便宜上、以下の説明では、追設演算装置６３において以下で説明する演算処理を実施するものとして説明するが、上述したように、ハブＰＬＣ５１等、既設の風力発電装置１が備える既設の演算装置５０で実施してもよい。
以下、幾つかの実施形態に係る異常検知工程Ｓ９０における具体的な演算処理の内容について説明する。
以下で説明する演算処理は、ハブＰＬＣ５１等、既設の風力発電装置１が備える既設の演算装置５０や、追設演算装置６３で実施される。説明の便宜上、以下の説明では、追設演算装置６３において以下で説明する演算処理を実施するものとして説明するが、上述したように、ハブＰＬＣ５１等、既設の風力発電装置１が備える既設の演算装置５０で実施してもよい。
【0105】
上述したように追設されたセンサ１２からの検出信号に基づいて、風車翼３の損傷など、風車翼３の異常の有無を検知することができる。
例えば、風車翼３を構成する繊維強化プラスチックにおいて層間の剥離が生じる等すると、風車翼３が１回転する間に表れる歪の変動の傾向が変化したり、歪の変動幅や変動する歪の平均値等に変化が表れる。
このような変化を検出することで、風車翼３の異常の有無を検知することが可能となる。
例えば、風車翼３を構成する繊維強化プラスチックにおいて層間の剥離が生じる等すると、風車翼３が１回転する間に表れる歪の変動の傾向が変化したり、歪の変動幅や変動する歪の平均値等に変化が表れる。
このような変化を検出することで、風車翼３の異常の有無を検知することが可能となる。
【0106】
図１２は、幾つかの実施形態に係る風車翼３についての、翼軸線Ｌ０に直交する断面における模式的な断面図の一例である。図１２では、風車翼３の基端から風車ロータ５の径方向外側に離れた位置における断面を示しており、風車翼３の断面形状は、やや扁平した円筒形状となっている。
幾つかの実施形態に係る風車翼３では、図１２に示すように、円筒形状を有する風車翼３の内側において、風車翼３を補強するための補強部材３０１が設けられている。図１２に示す例では、翼軸線Ｌ０に沿って見たときに、風車翼３の内部を複数の領域に分割するように、補強部材３０１が風車翼３の内周面３ｂの内、翼軸線Ｌ０を挟んだ一方側の領域（例えば図示下側の領域）から他方側の領域（例えば図示上側の領域）まで延在している。
図１２に示す例では、補強部材３０１の両端部３０１ａは、風車翼３の内周面３ｂに接着される等して接続されている。
幾つかの実施形態に係る風車翼３では、図１２に示すように、円筒形状を有する風車翼３の内側において、風車翼３を補強するための補強部材３０１が設けられている。図１２に示す例では、翼軸線Ｌ０に沿って見たときに、風車翼３の内部を複数の領域に分割するように、補強部材３０１が風車翼３の内周面３ｂの内、翼軸線Ｌ０を挟んだ一方側の領域（例えば図示下側の領域）から他方側の領域（例えば図示上側の領域）まで延在している。
図１２に示す例では、補強部材３０１の両端部３０１ａは、風車翼３の内周面３ｂに接着される等して接続されている。
【0107】
（風車翼３同士での比較による損傷の検知）
例えば、複数の風車翼３の内、一つの風車翼３において、補強部材３０１の両端部３０１ａが風車翼３の内周面３ｂから剥離すると、このような剥離が生じていない他の風車翼３と比べ、荷重が掛かったときの歪の大きさに差が生じることとなる。
そのため、上述のように光ファイバセンサ１２やセンサ４２によって測定した歪を風車翼３同士で比較することで、風車翼３の損傷を検出することができる。
例えば、複数の風車翼３の内、一つの風車翼３において、補強部材３０１の両端部３０１ａが風車翼３の内周面３ｂから剥離すると、このような剥離が生じていない他の風車翼３と比べ、荷重が掛かったときの歪の大きさに差が生じることとなる。
そのため、上述のように光ファイバセンサ１２やセンサ４２によって測定した歪を風車翼３同士で比較することで、風車翼３の損傷を検出することができる。
【0108】
すなわち、追設演算装置６３は、検出信号取得工程において取得した、風車翼３の歪を検出するためのセンサ（例えば光ファイバセンサ１２やセンサ４２）からの検出信号に基づいて、例えば、風車翼３同士で歪を比較する。そして、比較した歪の差が予め定めた閾値以上であれば、追設演算装置６３は、風車翼３に異常が生じていると判断するようにしてもよい。
ここで、例えば、追設工程Ｓ１０で追設するセンサ１２、４２には、複数の風車翼３の内の第１風車翼３１の歪を検出するための第１風車翼センサ（センサ１２、４２）と、複数の風車翼の内の第１風車翼３１とは異なる第２風車翼３２の歪を検出するための第２風車翼センサ（センサ１２、４２）とが含まれるとよい。
また、検出信号取得工程Ｓ３０では、光源・信号処理ユニット１０、又は歪ゲージシグナルコンディショナ１１は、第１風車翼センサ（センサ１２、４２）からの第１風車翼検出信号と、第２風車翼センサ（センサ１２、４２）からの第２風車翼検出信号と、を取得するとよい。
異常検知工程Ｓ９０では、追設演算装置６３は、第１風車翼検出信号と第２風車翼検出信号とに基づいて、より具体的には、第１風車翼検出信号及び第２風車翼検出信号に由来して光源・信号処理ユニット１０、又は歪ゲージシグナルコンディショナ１１から出力される変換信号に基づいて、第１風車翼３１の損傷、すなわち異常の有無を検知するとよい。
ここで、例えば、追設工程Ｓ１０で追設するセンサ１２、４２には、複数の風車翼３の内の第１風車翼３１の歪を検出するための第１風車翼センサ（センサ１２、４２）と、複数の風車翼の内の第１風車翼３１とは異なる第２風車翼３２の歪を検出するための第２風車翼センサ（センサ１２、４２）とが含まれるとよい。
また、検出信号取得工程Ｓ３０では、光源・信号処理ユニット１０、又は歪ゲージシグナルコンディショナ１１は、第１風車翼センサ（センサ１２、４２）からの第１風車翼検出信号と、第２風車翼センサ（センサ１２、４２）からの第２風車翼検出信号と、を取得するとよい。
異常検知工程Ｓ９０では、追設演算装置６３は、第１風車翼検出信号と第２風車翼検出信号とに基づいて、より具体的には、第１風車翼検出信号及び第２風車翼検出信号に由来して光源・信号処理ユニット１０、又は歪ゲージシグナルコンディショナ１１から出力される変換信号に基づいて、第１風車翼３１の損傷、すなわち異常の有無を検知するとよい。
【0109】
異常検知工程Ｓ９０では、追設演算装置６３は、上記変換信号に基づいて、上述したように第１風車翼３１及び第２風車翼３２の歪を算出した後、第１風車翼３１の異常の有無を検知してもよく、上記変換信号に基づいて、第１風車翼３１及び第２風車翼３２の歪を算出することなく第１風車翼３１の異常の有無を検知してもよい。
【0110】
これにより、異常の有無の検知対象となる第１風車翼３１とは異なる第２風車翼３２の歪を参照することで、第１風車翼３１における異常の有無の検知が容易となる。
【0111】
（風車翼３同士での比較によらない損傷の検知）
上述したように、風荷重によって風車翼３に対してコードＣ方向に沿った曲げモーメントが作用する前と後では、前縁側センサ及び後縁側センサからの検出信号から求められる風車翼の歪のそれぞれは、歪の変化量は同じであるが歪の増減が逆となる。
そのため、前縁側センサからの検出信号と後縁側センサからの検出信号とで上記のような関係が成り立たなくなった場合、センサ１２の不具合でなければ、風車翼３に何らかの不具合が生じたことが考えられる。
同様に、腹側センサからの検出信号と背側センサからの検出信号とで上記のような関係が成り立たなくなった場合、センサ１２の不具合でなければ、風車翼３に何らかの不具合が生じたことが考えられる。
上述したように、風荷重によって風車翼３に対してコードＣ方向に沿った曲げモーメントが作用する前と後では、前縁側センサ及び後縁側センサからの検出信号から求められる風車翼の歪のそれぞれは、歪の変化量は同じであるが歪の増減が逆となる。
そのため、前縁側センサからの検出信号と後縁側センサからの検出信号とで上記のような関係が成り立たなくなった場合、センサ１２の不具合でなければ、風車翼３に何らかの不具合が生じたことが考えられる。
同様に、腹側センサからの検出信号と背側センサからの検出信号とで上記のような関係が成り立たなくなった場合、センサ１２の不具合でなければ、風車翼３に何らかの不具合が生じたことが考えられる。
【0112】
そこで、例えば、図１及び図２Ａに示すように、前縁側センサ（光ファイバセンサ１２Ｄ）、後縁側センサ（光ファイバセンサ１２Ｂ）、腹側センサ（光ファイバセンサ１２Ａ）及び背側センサ（光ファイバセンサ１２Ｃ）が含まれる場合には、以下のようにして、風車翼３の異常の有無を検知するようにしてもよい。
検出信号取得工程Ｓ３０では、光源・信号処理ユニット１０は、前縁側センサ（光ファイバセンサ１２Ｄ）、後縁側センサ（光ファイバセンサ１２Ｂ）、腹側センサ（光ファイバセンサ１２Ａ）及び背側センサ（光ファイバセンサ１２Ｃ）からの第２風車翼検出信号と、を取得するとよい。なお、これらの４つのセンサ１２に代えて、４つのセンサ４２を用いてもよい。
検出信号取得工程Ｓ３０では、光源・信号処理ユニット１０は、前縁側センサ（光ファイバセンサ１２Ｄ）、後縁側センサ（光ファイバセンサ１２Ｂ）、腹側センサ（光ファイバセンサ１２Ａ）及び背側センサ（光ファイバセンサ１２Ｃ）からの第２風車翼検出信号と、を取得するとよい。なお、これらの４つのセンサ１２に代えて、４つのセンサ４２を用いてもよい。
【0113】
異常検知工程Ｓ９０では、追設演算装置６３は、以下の（ａ）又は（ｂ）の少なくとも何れか一方の比較結果に基づいて風車翼３の異常の有無を検知するとよい。
（ａ）前縁側センサ（光ファイバセンサ１２Ｄ）からの検出信号と後縁側センサ（光ファイバセンサ１２Ｂ）からの検出信号との比較結果（より具体的にはこれら検出信号に由来する変換信号との比較結果）。
（ｂ）腹側センサ（光ファイバセンサ１２Ａ）からの検出信号と背側センサ（光ファイバセンサ１２Ｃ）からの検出信号との比較結果（より具体的にはこれら検出信号に由来する変換信号との比較結果）。
（ａ）前縁側センサ（光ファイバセンサ１２Ｄ）からの検出信号と後縁側センサ（光ファイバセンサ１２Ｂ）からの検出信号との比較結果（より具体的にはこれら検出信号に由来する変換信号との比較結果）。
（ｂ）腹側センサ（光ファイバセンサ１２Ａ）からの検出信号と背側センサ（光ファイバセンサ１２Ｃ）からの検出信号との比較結果（より具体的にはこれら検出信号に由来する変換信号との比較結果）。
【0114】
異常検知工程Ｓ９０では、追設演算装置６３は、記変換信号に基づいて、風車翼３の歪を算出することなく風車翼３の異常の有無を検知してもよいが、上記変換信号に基づいて、上述したように風車翼３の歪を算出した後、風車翼３の異常の有無を検知してもよい。
【0115】
これにより、前縁側センサ（光ファイバセンサ１２Ｄ）からの検出信号と後縁側センサ（光ファイバセンサ１２Ｂ）からの検出信号、又は、腹側センサ（光ファイバセンサ１２Ａ）からの検出信号と背側センサ（光ファイバセンサ１２Ｃ）からの検出信号、の少なくとも何れか一方に基づいて風車翼３の異常の有無を検知できる。
【0116】
また、別の実施例としては、追設演算装置６３は、検出信号取得工程において取得した、風車翼３の歪を検出するためのセンサ（例えば光ファイバセンサ１２やセンサ４２）からの検出信号に基づいて、例えば数か月や数年等の比較的長い期間にわたって歪の経時的な変化を不図示の記憶装置に記憶させる。そして、上記のような歪の経時的な変化の変化量が予め定めた閾値以上であれば、追設演算装置６３は、風車翼３に異常が生じていると判断するようにしてもよい。
【0117】
上述したように風車翼３に異常が生じていると判断した場合、例えば追設演算装置６３は、通信装置６７を介して風力発電装置１の外部の装置に、風車翼３に異常が生じていることを示す信号を無線で送信するようにしてもよい。
【0118】
（アジマス角の推定）
上述した幾つかの実施形態では、アジマス角の情報は、既設の風力発電装置１から取得していた。しかし、アジマス角を検出するためのセンサを追設し、追設したセンサからアジマス角の情報を取得するようにしてもよい。
上述した幾つかの実施形態では、アジマス角の情報は、既設の風力発電装置１から取得していた。しかし、アジマス角を検出するためのセンサを追設し、追設したセンサからアジマス角の情報を取得するようにしてもよい。
【0119】
例えば上述した追設工程Ｓ１０は、風車翼３のアジマス角を推定するためのアジマス角推定用センサを追設する工程を含んでいてもよい。該工程では、アジマス角推定用センサ４４（図１参照）は、ハブ２等のように風車ロータ５とともに回転する部材の何れかに取り付けられる。
アジマス角推定用センサ４４は、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の３軸の加速度をそれぞれ検出可能な１つの加速度センサを含んでいるとよい。該加速度センサによって重力が作用する方向を検出し、該加速度センサの検出結果から追設演算装置６３においてアジマス角を推定するようにしてもよい。
なお、アジマス角推定用センサ４４が、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の３軸の周りの角速度をそれぞれ検出可能な１つの角速度センサも含んでいれば、例えば振動等に起因して加速度センサの検出結果から重力の作用方向を検出できなかった場合に、以下のようにしてアジマス角を推定するようにしてもよい。すなわち、振動等で重力の作用方向を検出できなくなる前の重力の作用方向と、角速度センサで検出した風車ロータ５の角速度、及び、振動等で重力の作用方向を検出できなくなってからの経過時間に基づいて、追設演算装置６３はアジマス角を推定するようにしてもよい。
これにより、既設の風力発電装置１からアジマス角の情報が得られなくても、アジマス角推定用センサ４４によってアジマス角の情報が得られる。
アジマス角推定用センサ４４は、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の３軸の加速度をそれぞれ検出可能な１つの加速度センサを含んでいるとよい。該加速度センサによって重力が作用する方向を検出し、該加速度センサの検出結果から追設演算装置６３においてアジマス角を推定するようにしてもよい。
なお、アジマス角推定用センサ４４が、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の３軸の周りの角速度をそれぞれ検出可能な１つの角速度センサも含んでいれば、例えば振動等に起因して加速度センサの検出結果から重力の作用方向を検出できなかった場合に、以下のようにしてアジマス角を推定するようにしてもよい。すなわち、振動等で重力の作用方向を検出できなくなる前の重力の作用方向と、角速度センサで検出した風車ロータ５の角速度、及び、振動等で重力の作用方向を検出できなくなってからの経過時間に基づいて、追設演算装置６３はアジマス角を推定するようにしてもよい。
これにより、既設の風力発電装置１からアジマス角の情報が得られなくても、アジマス角推定用センサ４４によってアジマス角の情報が得られる。
【0120】
（ピッチ角の推定）
上述した幾つかの実施形態では、ピッチ角の情報は、既設の風力発電装置１から取得していた。しかし、ピッチ角を検出するためのセンサを追設し、追設したセンサからピッチ角の情報を取得するようにしてもよい。
上述した幾つかの実施形態では、ピッチ角の情報は、既設の風力発電装置１から取得していた。しかし、ピッチ角を検出するためのセンサを追設し、追設したセンサからピッチ角の情報を取得するようにしてもよい。
【0121】
例えば上述した追設工程Ｓ１０は、風車翼のピッチ角を推定するためのピッチ角推定用センサを追設する工程を含んでいてもよい。該工程では、ピッチ角推定用センサ４６（図１参照）は、例えば複数の風車翼３のそれぞれに追設されるとよい。なお、複数の風車翼３間でのピッチ角の相違が問題にならなければ、該工程では、ピッチ角推定用センサ４６は、複数の風車翼３の何れか１つに追設されるとよい。
ピッチ角推定用センサ４６は、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の３軸の加速度をそれぞれ検出可能な１つの加速度センサを含んでいるとよい。
風車翼３が３時及び６時の位置では、重力の作用する方向と風車翼３の翼軸線Ｌ０とが直交する。そこで、該加速度センサによって３時及び６時の位置における重力が作用する方向を検出し、該加速度センサの検出結果と、３時及び６時の位置で予め測定しておいたピッチ角と重力の作用する方向との関係から追設演算装置６３においてピッチ角を推定するようにしてもよい。
これにより、既設の風力発電装置１からピッチ角の情報が得られなくても、ピッチ角推定用センサ４６によってピッチ角の情報が得られる。
ピッチ角推定用センサ４６は、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の３軸の加速度をそれぞれ検出可能な１つの加速度センサを含んでいるとよい。
風車翼３が３時及び６時の位置では、重力の作用する方向と風車翼３の翼軸線Ｌ０とが直交する。そこで、該加速度センサによって３時及び６時の位置における重力が作用する方向を検出し、該加速度センサの検出結果と、３時及び６時の位置で予め測定しておいたピッチ角と重力の作用する方向との関係から追設演算装置６３においてピッチ角を推定するようにしてもよい。
これにより、既設の風力発電装置１からピッチ角の情報が得られなくても、ピッチ角推定用センサ４６によってピッチ角の情報が得られる。
【0122】
本開示は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
【0123】
上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。
（１）本開示の少なくとも一実施形態に係る風車翼の診断方法は、既設の風力発電装置１の風車翼３の診断方法であって、風車翼３の歪を検出するためのセンサ１２、４２を追設する工程（追設工程Ｓ１０）と、センサ１２、４２からの検出信号を取得する工程（検出信号取得工程Ｓ３０）と、検出信号に基づいて風車翼３に作用する荷重を演算する工程（荷重演算工程Ｓ５０）と、を備える。センサ１２、４２を追設する工程（追設工程Ｓ１０）では、風車翼３の翼軸線Ｌ０を中心とする翼根部３ａにおける周方向位置の内、風車翼３のコードＣ方向に沿って対向する２つの位置の内の一方に第１センサ（センサ１２、４２）を配置し、コードＣ方向と直交する方向に沿って対向する２つの位置の内の一方に第２センサ（センサ１２、４２）を設置する。荷重を演算する工程（荷重演算工程Ｓ５０）では、第１センサ（センサ１２、４２）からの検出信号、及び、第２センサ（センサ１２、４２）からの検出信号に基づいて荷重を演算する。
（１）本開示の少なくとも一実施形態に係る風車翼の診断方法は、既設の風力発電装置１の風車翼３の診断方法であって、風車翼３の歪を検出するためのセンサ１２、４２を追設する工程（追設工程Ｓ１０）と、センサ１２、４２からの検出信号を取得する工程（検出信号取得工程Ｓ３０）と、検出信号に基づいて風車翼３に作用する荷重を演算する工程（荷重演算工程Ｓ５０）と、を備える。センサ１２、４２を追設する工程（追設工程Ｓ１０）では、風車翼３の翼軸線Ｌ０を中心とする翼根部３ａにおける周方向位置の内、風車翼３のコードＣ方向に沿って対向する２つの位置の内の一方に第１センサ（センサ１２、４２）を配置し、コードＣ方向と直交する方向に沿って対向する２つの位置の内の一方に第２センサ（センサ１２、４２）を設置する。荷重を演算する工程（荷重演算工程Ｓ５０）では、第１センサ（センサ１２、４２）からの検出信号、及び、第２センサ（センサ１２、４２）からの検出信号に基づいて荷重を演算する。
【0124】
例えば、コードＣ方向に沿って対向する２つの位置、及び、コードＣ方向と直交する方向に沿って対向する２つの位置のそれぞれに風車翼３の歪を検出するためのセンサ１２を追設した場合のことを考える。
風荷重によるコードＣ方向に沿った軸線周りの曲げモーメントＭＦＲＡＰが作用する前と後では、コードＣ方向に沿って対向する２つの位置に配置した２つのセンサ（センサ１２Ｄ及びセンサ１２Ｂ）からの検出信号から求められる風車翼３の歪のそれぞれは、歪の変化量は同じであるが歪の増減が逆となる。そのため、求められた２つの歪の変化量の差の２分の１が曲げモーメントＭＦＲＡＰによる歪の変化量となる。また、２つのセンサからの検出信号から求められた２つの歪の変化量の差を算出する際に、風車翼３に作用する遠心力や重力の影響が相殺される。そのため、曲げモーメントＭＦＲＡＰの算出が容易となる。なお、風荷重によるコードＣ及び風車翼３の中心軸（翼軸線Ｌ０）に直交する軸線周りの曲げモーメントＭＥＤＧＥの算出についても同じことが言える。
風荷重によるコードＣ方向に沿った軸線周りの曲げモーメントＭＦＲＡＰが作用する前と後では、コードＣ方向に沿って対向する２つの位置に配置した２つのセンサ（センサ１２Ｄ及びセンサ１２Ｂ）からの検出信号から求められる風車翼３の歪のそれぞれは、歪の変化量は同じであるが歪の増減が逆となる。そのため、求められた２つの歪の変化量の差の２分の１が曲げモーメントＭＦＲＡＰによる歪の変化量となる。また、２つのセンサからの検出信号から求められた２つの歪の変化量の差を算出する際に、風車翼３に作用する遠心力や重力の影響が相殺される。そのため、曲げモーメントＭＦＲＡＰの算出が容易となる。なお、風荷重によるコードＣ及び風車翼３の中心軸（翼軸線Ｌ０）に直交する軸線周りの曲げモーメントＭＥＤＧＥの算出についても同じことが言える。
【0125】
ここで、風車翼３は、一般的には、ＧＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）やＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）等の繊維強化プラスチックで形成されることが多い。そのため、風車翼３の製造段階で風車翼の歪を検出するためのセンサ１２を設置する場合には、地上で作業ができ、繊維の層の間にセンサ１２を埋め込むことも比較的容易であるので、センサ１２の設置は比較的容易である。
しかし、既設の風力発電装置１の風車翼３にセンサ１２を追設する場合、風車翼３が風車ロータ５に取り付けられたままであるので、風車翼３の製造段階に比べると風車翼３の姿勢をセンサ１２の設置に適した姿勢にし難い等の制限が課せられる。したがって、風車翼３にセンサ１２を配置し、さらに繊維強化プラスチックでセンサ１２を覆って固定する等の作業を伴うセンサ１２の設置は、比較的困難な作業となる。そのため、既設の風力発電装置１の風車翼３にセンサ１２を追設する場合、追設するセンサ１２の数は、少ない方が望ましい。
しかし、既設の風力発電装置１の風車翼３にセンサ１２を追設する場合、風車翼３が風車ロータ５に取り付けられたままであるので、風車翼３の製造段階に比べると風車翼３の姿勢をセンサ１２の設置に適した姿勢にし難い等の制限が課せられる。したがって、風車翼３にセンサ１２を配置し、さらに繊維強化プラスチックでセンサ１２を覆って固定する等の作業を伴うセンサ１２の設置は、比較的困難な作業となる。そのため、既設の風力発電装置１の風車翼３にセンサ１２を追設する場合、追設するセンサ１２の数は、少ない方が望ましい。
【0126】
上記（１）の方法によれば、センサ１２、４２を追設する工程（追設工程Ｓ１０）で設置するセンサ１２、４２の数が２つで済むため、追設作業の工数を大幅に削減できる。これにより、既設の風力発電装置１において風車翼３の歪をリアルタイムで測定することによる風車翼３の診断方法を提供するにあたり、センサ１２、４２の追設コストを削減できる。
【0127】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の方法において、荷重を演算する工程（荷重演算工程Ｓ５０）では、風車翼３に作用する遠心力、及び、風車翼３に作用する重力の影響を排除した荷重を演算するとよい。
【0128】
上述したように、上記（１）の方法では、センサ１２、４２を追設する工程（追設工程Ｓ１０）において、コードＣ方向に沿って対向する２つの位置の内の一方、及び、コードＣ方向と直交する方向に沿って対向する２つの位置の内の一方に配置された２つのセンサ１２、４２が追設される。そのため、風荷重によって風車翼３に対して作用する曲げモーメントを求めるためには、風車翼３に作用する遠心力、及び、風車翼に作用する重力の影響を排除する必要がある。
上記（２）の方法によれば、風車翼３に作用する遠心力、及び、風車翼３に作用する重力の影響を排除した荷重を演算するので、風荷重によって風車翼３に対して作用する曲げモーメントを求めることができる。
上記（２）の方法によれば、風車翼３に作用する遠心力、及び、風車翼３に作用する重力の影響を排除した荷重を演算するので、風荷重によって風車翼３に対して作用する曲げモーメントを求めることができる。
【0129】
（３）幾つかの実施形態では、上記（２）の方法において、荷重を演算する工程（荷重演算工程Ｓ５０）では、既設の風力発電装置１で発電を開始する前の期間中に風車翼３の翼軸線Ｌ０が鉛直方向に最も近づくアジマス角において取得された、センサ１２、４２からの検出信号から求められる風車翼３に作用する遠心力と、風車翼３を備える風車ロータ５の回転速度の二乗とについて予め得られている関係に基づいて、風車翼３に作用する遠心力の影響を排除した荷重を演算してもよい。
【0130】
上記（３）の方法によれば、風荷重によって風車翼３に対して作用する曲げモーメントを求めるにあたり、風車翼３に作用する遠心力の影響を排除できる。
【0131】
（４）本開示の少なくとも一実施形態に係る風車翼の診断方法は、既設の風力発電装置１の風車翼３の診断方法であって、風車翼３の歪を検出するためのセンサ１２、４２を追設する工程（追設工程Ｓ１０）と、センサ１２、４２からの検出信号を取得する工程（検出信号取得工程Ｓ３０）と、検出信号に基づいて風車翼３に作用する荷重を演算する工程（荷重演算工程Ｓ５０）と、検出信号に基づいて、風車翼３の異常の有無を検知する工程（異常検知工程Ｓ９０）と、を備える。
【0132】
上記（４）の方法によれば、風車翼３の歪に基づいて風車翼３の異常の有無を検知できる。
【0133】
（５）幾つかの実施形態では、上記（４）の方法において、センサ１２、４２を追設する工程（追設工程Ｓ１０）で追設するセンサ１２、４２には、異常の有無を検知するために風車翼３の歪を検出する異常検知用センサが含まれるとよい。異常の有無を検知する工程（異常検知工程Ｓ９０）では、異常検知用センサからの検出信号に基づいて、異常の有無を検知するとよい。
【0134】
上記（５）の方法によれば、風車翼３に作用する荷重の演算に際して異常検知用センサからの検出信号が不要である場合には、該検出信号の処理を簡略化でき、センサ１２、４２からの検出信号を処理するための演算装置において、負荷を抑制できる。
【0135】
（６）幾つかの実施形態では、上記（４）又は（５）の方法において、既設の風力発電装置１は、風車翼３を複数備える風車ロータ５を有する。センサ１２を追設する工程（追設工程Ｓ１０）で追設するセンサ１２、４２には、複数の風車翼３の内の第１風車翼３１の歪を検出するための第１センサ（第１風車翼センサ（センサ１２、４２））と、複数の風車翼の内の第１風車翼３１とは異なる第２風車翼３２の歪を検出するための第２センサ（第２風車翼センサ（センサ１２、４２））とが含まれるとよい。検出信号を取得する工程（検出信号取得工程Ｓ３０）では、第１センサ（第１風車翼センサ（センサ１２、４２））からの第１検出信号（第１風車翼検出信号）と、第２センサ（第２風車翼センサ（センサ１２、４２））からの第２検出信号（第２風車翼検出信号）と、を取得するとよい。異常の有無を検知する工程（異常検知工程Ｓ９０）では、第１検出信号（第１風車翼検出信号）と第２検出信号（第２風車翼検出信号）とに基づいて第１風車翼３１の異常の有無を検知するとよい。
【0136】
上記（６）の方法によれば、異常の有無の検知対象となる第１風車翼３１とは異なる第２風車翼３２の歪を参照することで、第１風車翼３１における異常の有無の検知が容易となる。
【0137】
（７）幾つかの実施形態では、上記（４）又は（５）の方法において、センサ１２、４２を追設する工程（追設工程Ｓ１０）で追設するセンサ１２、４２には、風車翼３の翼軸線Ｌ０を中心とする翼根部３ａにおける周方向位置の内、風車翼３のコードＣ方向に沿って対向する前縁側２３と後縁側２４との２つの位置にそれぞれ配置された前縁側センサ（光ファイバセンサ１２Ｄ）及び後縁側センサ（光ファイバセンサ１２Ｂ）、並びに、コードＣ方向と直交する方向に沿って対向する腹側２１と背側２２との２つの位置にそれぞれ配置された腹側センサ（光ファイバセンサ１２Ａ）及び背側センサ（光ファイバセンサ１２Ｃ）とが含まれるとよい。検出信号を取得する工程では、前縁側センサ（光ファイバセンサ１２Ｄ）からの検出信号と、後縁側センサ（光ファイバセンサ１２Ｂ）からの検出信号と、腹側センサ（光ファイバセンサ１２Ａ）からの検出信号と、背側センサ（光ファイバセンサ１２Ｃ）からの検出信号と、を取得するとよい。異常の有無を検知する工程（異常検知工程Ｓ９０）では、前縁側センサ（光ファイバセンサ１２Ｄ）からの検出信号と後縁側センサ（光ファイバセンサ１２Ｂ）からの検出信号との比較結果、又は、腹側センサ（光ファイバセンサ１２Ａ）からの検出信号と背側センサ（光ファイバセンサ１２Ｃ）からの検出信号との比較結果の少なくとも何れか一方の比較結果に基づいて風車翼３の異常の有無を検知するとよい。
【0138】
上述したように、風荷重によって風車翼３に対してコードＣ方向に沿った曲げモーメントが作用する前と後では、前縁側センサ及び後縁側センサからの検出信号から求められる風車翼の歪のそれぞれは、歪の変化量は同じであるが歪の増減が逆となる。
そのため、前縁側センサからの検出信号と後縁側センサからの検出信号とで上記のような関係が成り立たなくなった場合、センサ１２の不具合でなければ、風車翼３に何らかの不具合が生じたことが考えられる。
同様に、腹側センサからの検出信号と背側センサからの検出信号とで上記のような関係が成り立たなくなった場合、センサ１２の不具合でなければ、風車翼３に何らかの不具合が生じたことが考えられる。
上記（７）の方法によれば、前縁側センサ（光ファイバセンサ１２Ｄ）からの検出信号と後縁側センサ（光ファイバセンサ１２Ｂ）からの検出信号、又は、腹側センサ（光ファイバセンサ１２Ａ）からの検出信号と背側センサ（光ファイバセンサ１２Ｃ）からの検出信号、の少なくとも何れか一方に基づいて風車翼３の異常の有無を検知できる。
そのため、前縁側センサからの検出信号と後縁側センサからの検出信号とで上記のような関係が成り立たなくなった場合、センサ１２の不具合でなければ、風車翼３に何らかの不具合が生じたことが考えられる。
同様に、腹側センサからの検出信号と背側センサからの検出信号とで上記のような関係が成り立たなくなった場合、センサ１２の不具合でなければ、風車翼３に何らかの不具合が生じたことが考えられる。
上記（７）の方法によれば、前縁側センサ（光ファイバセンサ１２Ｄ）からの検出信号と後縁側センサ（光ファイバセンサ１２Ｂ）からの検出信号、又は、腹側センサ（光ファイバセンサ１２Ａ）からの検出信号と背側センサ（光ファイバセンサ１２Ｃ）からの検出信号、の少なくとも何れか一方に基づいて風車翼３の異常の有無を検知できる。
【0139】
（８）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（７）の何れかの方法において、荷重を演算する工程（荷重演算工程Ｓ５０）で演算された荷重の情報を風力発電装置１の外部に送信する工程（外部送信工程Ｓ７０）、を備えるとよい。
【0140】
荷重を演算する工程（荷重演算工程Ｓ５０）で演算された荷重の情報を風力発電装置１の内部に配置された記憶装置等に格納していた場合、極端な例を挙げれば、例えば風車１ａの倒壊のような事故が発生して該記憶装置が破壊されてしまうと、該記憶装置から上記情報を取り出すことができなくなり、事故の原因の調査に上記情報を利用することができなくなってしまう。
上記（８）の方法によれば、上記情報を風力発電装置１の外部の記憶装置等で格納しておけば、仮に上記のような事故が発生したとしても、事故の原因の調査に上記情報を利用することができる。すなわち、上記（８）の方法によれば、上記情報の消失の可能性を低減できる。
上記（８）の方法によれば、上記情報を風力発電装置１の外部の記憶装置等で格納しておけば、仮に上記のような事故が発生したとしても、事故の原因の調査に上記情報を利用することができる。すなわち、上記（８）の方法によれば、上記情報の消失の可能性を低減できる。
【0141】
（９）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（８）の何れかの方法において、荷重を演算する工程（荷重演算工程Ｓ５０）では、検出信号に基づいて、既設の風力発電装置１が備える既設の演算装置５０によって荷重を演算してもよい。
【0142】
上記（９）の方法によれば、追設する演算装置６３の数を抑制できるので、既設の風力発電装置１において風車翼３の歪をリアルタイムで測定することによる風車翼３の診断方法を提供するにあたり、演算装置の追設コストを削減できる。
【0143】
（１０）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（８）の何れかの方法において、風力発電装置１に対して、検出信号に基づいて風車翼３に作用する荷重を演算するための演算装置を追設する工程（追設工程Ｓ１０）、を備えていてもよい。荷重を演算する工程（荷重演算工程Ｓ５０）では、検出信号に基づいて、演算装置を追設する工程（追設工程Ｓ１０）で追設した演算装置６３によって荷重を演算するとよい。
【0144】
一般的に、既設の風力発電装置１が備える既設の演算装置５０は、センサ１２、４２からの検出信号に基づいて風車翼３に作用する荷重を演算することを想定していなければ、その演算能力は、該荷重を演算するのに十分であるとは言い難い場合がある。
上記（１０）の方法によれば、該荷重を演算するのに十分な演算能力を有する演算装置６３を追設できる。
上記（１０）の方法によれば、該荷重を演算するのに十分な演算能力を有する演算装置６３を追設できる。
【0145】
（１１）幾つかの実施形態では、上記（１０）の方法において、風力発電装置１に対して、演算装置を追設する工程（追設工程Ｓ１０）で追設した演算装置６３に電力を供給可能な蓄電装置６５を追設する工程（追設工程Ｓ１０）、を備えるとよい。
【0146】
上記（１１）の方法によれば、何らかの不具合によって風力発電装置１側からの給電が断たれたとしても、蓄電装置６５からの電力で演算装置を稼働できる。
【0147】
（１２）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（１１）の何れかの方法において、センサの校正を行う工程Ｓ２００、を備えるとよい。
【0148】
上記（１２）の方法によれば、時間の経過に伴いセンサ１２、４２の出力値がずれる現象、いわゆるドリフトが生じたとしても、センサ１２、４２のドリフトの影響を低減できる。
【0149】
（１３）幾つかの実施形態では、上記（１２）の方法において、センサの校正を行う工程Ｓ２００では、少なくとも、風車翼３の翼軸線Ｌ０が水平となるアジマス角で風車翼３を固定して、センサ１２、４２からの検出信号を取得する工程Ｓ２１０と、翼軸線Ｌ０が鉛直方向に最も近づくアジマス角で風車翼３を固定して、センサ１２、４２からの検出信号を取得する工程Ｓ２３０と、を実施することで取得したセンサ１２、４２からの検出信号に基づいて、センサ１２、４２の校正を行うとよい。
【0150】
上記（１３）の方法によれば、風車翼３の翼軸線Ｌ０が水平となるアジマス角で風車翼３を固定して、センサ１２、４２からの検出信号を取得することで、風車翼３の自重によって風車翼３に対して作用する曲げモーメントによる検出信号を取得できる。
翼軸線Ｌ０が鉛直方向に最も近づくアジマス角で風車翼３を固定して、センサ１２、４２からの検出信号を取得することで、風車翼３の自重によって風車翼３に対して作用する曲げモーメントの影響を極力排除した検出信号を取得できる。
また、それぞれの工程において風車ロータ５が回転しないように風車翼３を固定して、センサ１２、４２からの検出信号を取得するので、風車翼３の回転の加減速の影響が排除された検出信号を取得できる。
これにより、センサ１２、４２の校正精度を向上できる。
翼軸線Ｌ０が鉛直方向に最も近づくアジマス角で風車翼３を固定して、センサ１２、４２からの検出信号を取得することで、風車翼３の自重によって風車翼３に対して作用する曲げモーメントの影響を極力排除した検出信号を取得できる。
また、それぞれの工程において風車ロータ５が回転しないように風車翼３を固定して、センサ１２、４２からの検出信号を取得するので、風車翼３の回転の加減速の影響が排除された検出信号を取得できる。
これにより、センサ１２、４２の校正精度を向上できる。
【0151】
（１４）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（１３）の何れかの方法において、風車翼３のアジマス角を推定するためのアジマス角推定用センサを追設する工程と、風車翼のピッチ角を推定するためのピッチ角角推定用センサを追設する工程と、アジマス角推定用センサからの検出信号に基づいてアジマス角を推定する工程と、ピッチ角推定用センサからの検出信号に基づいてピッチ角を推定する工程と、を備えていてもよい。
【0152】
上記（１４）の方法によれば、既設の風力発電装置１からアジマス角やピッチ角の情報が得られなくても、アジマス角推定用センサ及びピッチ角角推定用センサによってアジマス角やピッチ角の情報が得られる。
【0153】
（１５）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（１４）の何れかの方法において、検出信号を取得する工程（検出信号取得工程Ｓ３０）では、風車翼３の回転速度に基づいて検出信号を取得するサンプリング周波数を変更してもよい。
【0154】
風車翼３の回転速度に関わらず検出信号を取得するサンプリング周波数が一定であれば、風車翼３の回転速度が大きくなるほど、検出信号を取得してから次の検出信号の取得までのアジマス角度の変化量が大きくなる。そのため、風車翼３の回転速度が大きくなるほど、風車翼３が１回転する間に取得できる検出信号の数が減ってしまい、風荷重によって風車翼３に対して作用する曲げモーメントの変動を検出する精度が低下してしまう。
上記（１５）の方法によれば、風車翼３の回転速度が大きくなるほど検出信号を取得するサンプリング周波数を大きくすれば、風車翼３の回転速度が大きくなっても、上記の変動を検出する精度の低下を抑制できる。
上記（１５）の方法によれば、風車翼３の回転速度が大きくなるほど検出信号を取得するサンプリング周波数を大きくすれば、風車翼３の回転速度が大きくなっても、上記の変動を検出する精度の低下を抑制できる。
【符号の説明】
【0155】
１ 風力発電装置
１ａ 風車
２ ハブ
３ 風車翼
４ ナセル
５ 風車ロータ
１０ 光源・信号処理ユニット
１１ 歪ゲージシグナルコンディショナ
１２ 光ファイバセンサ（センサ）
４２ センサ
５０ 既設の演算装置
５１ ハブＰＬＣ
５３ ナセルＰＬＣ
５５ 風車ＰＬＣ
５７ ハブ電源
６３ 演算装置（追設演算装置）
６５ 蓄電装置
６７ 通信装置
１ａ 風車
２ ハブ
３ 風車翼
４ ナセル
５ 風車ロータ
１０ 光源・信号処理ユニット
１１ 歪ゲージシグナルコンディショナ
１２ 光ファイバセンサ（センサ）
４２ センサ
５０ 既設の演算装置
５１ ハブＰＬＣ
５３ ナセルＰＬＣ
５５ 風車ＰＬＣ
５７ ハブ電源
６３ 演算装置（追設演算装置）
６５ 蓄電装置
６７ 通信装置
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図10C】
【図11】
【図12】