https://windhp.seesaa.net/ 風力発電の仕組みや長所、短所、風車の種類などについて詳しく説明しています。風力を利用して発電できる小型風力発電機や大型風力発電機などを取り上げています。 ja http://blogs.law.harvard.edu/tech/rss 風力発電の仕組みや長所、短所、風車の種類などについて詳しく説明しています。風力を利用して発電できる小型風力発電機や大型風力発電機などを取り上げています。 風力発電,小型風力発電機,入門 風力発電入門 no https://windhp.seesaa.net/article/455225650.html Thu, 30 Nov 2017 10:00:34 +0900 風力発電で、強風を微風(そよ風)にできるようです。この分野では、東北工業大学の野澤先生の減風、発電風車の研究が有名です。テレビ番組で取り上げられたこともあります。なんと風速は1/10、風圧は1/100にできるらしいのです。凄いですよねー風力発電と言えば、プロペラ式風車が多いです。大型の風力発電機は、ほとんどがプロペラ型です。風力発電は、年間を通して強風が吹く地域に設置するほうがメリット大ですが・・・その巨大なブレード(羽)による風切り音の騒音が問題になります。一見やっかいな風.. ]]> 風力発電で、強風を微風(そよ風)にできるようです。

この分野では、東北工業大学の野澤先生の減風、発電風車の研究が有名です。

テレビ番組で取り上げられたこともあります。

なんと風速は1/10、風圧は1/100にできるらしいのです。

凄いですよねー

風力発電と言えば、プロペラ式風車が多いです。

大型の風力発電機は、ほとんどがプロペラ型です。

風力発電は、年間を通して強風が吹く地域に設置するほうがメリット大ですが・・・

その巨大なブレード(羽)による風切り音の騒音が問題になります。

一見やっかいな風車の騒音という現象ですが、

実は風速や風圧の視点から見ると、

強風の問題解決をしてくれる面もあるわけです。

東京のような大都会では、ビル風による強風が問題になることがあります。

ビル間を流れる風は、壁に当たる時に風圧が2倍になる部分もあるとか。

また、丘など斜面の地表を駆け上がる時は、風圧は4倍にもなるらしいのです。

そりゃーいろいろ問題も出てきますよね。

実は強風が風車でそよ風になる現象は、

研究者の間では昔から知られていたようです。

従来からよく使われているプロペラ式でも五割減になるようです。

その現象を積極的に強風問題解決に利用したのが、野澤先生の研究だったわけです。

なぜ風車で強風が弱まるのか？

流体力学の分野では、原理が解明されていないことも多いらしいですが、

風がプロペラに当たった時に発生する揚力で、

風車が回転するエネルギーに変換されるからではないかと言われています。

風のエネルギーが、風車の回転エネルギーに変わるわけですね。

すると風車の前後では、風の勢いが変わるわけです。

風車で風のエネルギーが吸収されるような感じかな。

しかも風車だと、同時に発電もできるのですから、まさに一石二鳥ですよね。

売電できれば、お金になり収入も増えるし。

あらためて風力発電って面白いですよね。

]]> 風力発電で強風を微風に 風力発電入門 blog:https://blog.seesaa.jp,windhp/455225650 https://windhp.seesaa.net/article/443168869.html Thu, 27 Oct 2016 15:23:15 +0900 風力発電の一つに台風発電というものがあります。その正体は、垂直軸型マグナス風力発電機です。台風の時でも発電できる風力発電機として注目されています。以前にテレビ番組で、開発段階の小型の実験機を取材していました。そして最近、日本のチカラという番組で「夢の台風発電」として、いよいよ実証実験(フィールドテスト)を行うことを紹介していました。短期間の進化にビックリしました。台風発電は、株式会社チャレナジーの清水敦史さんらによって、多くの町工場がある東京都墨田区で開発が進められています。.. ]]> 風力発電の一つに台風発電というものがあります。

その正体は、垂直軸型マグナス風力発電機です。

台風の時でも発電できる風力発電機として注目されています。

以前にテレビ番組で、開発段階の小型の実験機を取材していました。

そして最近、日本のチカラという番組で「夢の台風発電」として、
いよいよ実証実験(フィールドテスト)を行うことを紹介していました。

短期間の進化にビックリしました。

台風発電は、株式会社チャレナジーの清水敦史さんらによって、
多くの町工場がある東京都墨田区で開発が進められています。

株式会社浜野製作所の浜野慶一社長によるプロジェクト、
Garage Sumida(ガレージスミダ)が、開発をサポートしているようです。

町工場の力を終結し、熟練した技術者の力が借りれるのは、大きな強みになっています。

工場の一角にあるからこそ、すぐに職人の協力を得られやすいわけです。

では、垂直軸型マグナス風力発電機は何が優れているのか？

普通の風力発電機は、台風のような強風時には、

過回転でブレード(羽)が折れたり、風車本体が燃えることがあります。

風車の支柱ごと壊れることも。

だから一般的に強風の時には、風力発電機を停止するのが普通です。

「メンテナンス中か？」と思っていたら、強風が原因で停止ということも多々あります。

もちろんその間は発電することができません。

それに対して、垂直軸型マグナス風力発電機には、ブレードがありません。

元々プロペラが無いのですから、壊れにくいわけです。

ただの棒のようなもの(円筒翼)が、数本あるだけです。

この円筒翼をモーターで少しだけ回転させてあげると、面白い現象が起きます。

回った円筒翼に風が当たると、マグナス力という力が生じます。

マグナス力によって風力発電機本体が動き出す仕組みです。

円筒翼を回転させるための電力以上の出力が得られます。

また垂直軸型マグナス風力発電機は、360度どこから風が吹いても回ります。

しかも円筒翼の回転をコントロールできるのが最大のメリットです。

台風のような強風時にも、回転をコントロールすることで、
停止することなく稼働でき、発電を続けられるわけです。

台風発電が実用化されれば、世界初の快挙です。

商品化は2020年を予定しているとのこと。楽しみです。

実証実験は、沖縄県南城市で行われています。

小さな実験機から、沖縄での大きなテスト機まで、確実に進化している印象です。

風況など厳しい条件でフィールドテストを行うことで、今は発電データを蓄積しているようです。

2016年の沖縄本島は、奇跡的に台風の直撃がありませんでしたから、

その実力と成果は、来年以降に期待です。

ps:
自然災害としか考えられていなかった台風エネルギーを使って発電できるのは画期的ですよね。

クリーンエネルギーの開発は国策ですので、国の支援も受けているようです。

それに民間のクラウドファンディングを活用することで、

新しいビジネスモデルとしての可能性も感じます。

東京下町から、世界初の台風発電が実用化される日も近そうです。

]]> 台風発電とは？ 風力発電入門 blog:https://blog.seesaa.jp,windhp/443168869 https://windhp.seesaa.net/article/429979622.html Fri, 20 Nov 2015 18:36:56 +0900 風力発電で世界中が注目、期待している技術に、トンボの羽からヒントを得たマイクロ・エコ風車があります。日本文理大学の小幡章教授が中心となって開発している技術です。このマイクロ・エコ風車は、トンボの飛行メカニズムを解明することにより、発見されました。トンボの凸凹で、ギザギザした断面の翼をヒントにしたブレード(羽)をしています。羽の周囲に発生する小さな空気の渦、流れを活用することで、大きな揚力が得られるようです。なんと風速0.5m(50cm)の微風でも風車のブレードが回るのだとか。.. ]]> 風力発電で世界中が注目、期待している技術に、

トンボの羽からヒントを得たマイクロ・エコ風車があります。

日本文理大学の小幡章教授が中心となって開発している技術です。

このマイクロ・エコ風車は、

トンボの飛行メカニズムを解明することにより、発見されました。

トンボの凸凹で、ギザギザした断面の翼をヒントにしたブレード(羽)をしています。

羽の周囲に発生する小さな空気の渦、
流れを活用することで、大きな揚力が得られるようです。

なんと風速0.5m(50cm)の微風でも風車のブレードが回るのだとか。

普通の風車は、風速3mくらい必要なので、

いかに効率的かがわかります。

これだけ微風で風車が回転すれば、安定した発電が可能になります。

しかも台風や強風に耐えられるほどの強度もあるようです。

トンボの羽型ブレードは、微風では能力を発揮しますが、

逆に強風では回転数が上がらないからです。

すると新たに安全対策を施す必要がないメリットになります。

その分、安全面で向上するし、コスト削減になる可能性があるわけです。

普通の風車だと、強風でブレードが回りすぎ、壊れたり、破損することがあります。

安全対策が必要な分、コストがかかっているのです。

ps:
このような技術は、自然から学ぶネイチャー・テクノロジーの一つです。

生物を真似ることを、バイオミミクリーと言います。

昔から自然をいつくしむ日本人だからこその発見かも。

]]> トンボの羽で風力発電 風力発電入門 blog:https://blog.seesaa.jp,windhp/429979622 https://windhp.seesaa.net/article/410967762.html Sat, 20 Dec 2014 13:49:43 +0900 風力発電には大小、様々なタイプがあります。まさにピンキリ状態です！沿岸部や山間部に建設されている風力発電所で使われる風車や、洋上風力発電所で使われる大規模なものは、100m以上に達するものがあります。会社の敷地内や個人の住宅にも設置でき、自家発電や蓄電に使用する小規模タイプは、ブレード(羽)部分だけで、数十センチ～数メートルといったところでしょうか。設置する台を含めると、数メートルにはなりますが。小型の風力発電機といえど、やはり「気軽に発電」というわけにはいきません。風力発電.. ]]> 風力発電には大小、様々なタイプがあります。

まさにピンキリ状態です！

沿岸部や山間部に建設されている風力発電所で使われる風車や、

洋上風力発電所で使われる大規模なものは、

100m以上に達するものがあります。

会社の敷地内や個人の住宅にも設置でき、

自家発電や蓄電に使用する小規模タイプは、

ブレード(羽)部分だけで、数十センチ～数メートルといったところでしょうか。

設置する台を含めると、数メートルにはなりますが。

小型の風力発電機といえど、

やはり「気軽に発電」というわけにはいきません。

風力発電に興味がある人は、

「もっと身近で風力発電を体験したい、感じたい」と思ったこともあるはず。

実は手軽に風力発電できるグッズは、既に何種類も販売されています。

中には、手のひらサイズというと大げさですがｗ、

片手で軽く持てる程度の風力発電機もあります。

ポータブルというか、まさに携帯風力発電機です。

小さくても、もちろんちゃんと発電でき、

携帯電話やスマートフォン、タブレットPCなどの充電や、

LEDライトを点灯させることができるようです。

ps:
私の仕事部屋からは、海岸沿いの風力発電所が見えるため、

地域の大体の風向きや風速が確認でき、

風力発電を、いつも身近に感じられます。

風力発電のブレードの向きが大きく変わると、

季節の変わり目を感じることもあります。

]]> 風力発電の大きさと種類 風力発電入門 blog:https://blog.seesaa.jp,windhp/410967762 https://windhp.seesaa.net/article/114370828.html Tue, 17 Feb 2009 06:48:42 +0900 風力発電 というと、商用の大型風力発電機や、小型風力発電機、さらに小さなマイクロ風力発電機をイメージします。でも最近は、ごく身近で使える、低価格の風力発電グッズが、多数登場しています。それは主に車やバイクで使うアイテムです。実は自動車やバイクは、風力発電と相性が良いのです。何故なら、常に外で使うものだし、無風の時でも、走行すると風を受けるからです。そのため、いろんなグッズが商品化されているので、いくつか紹介します。・8LED ウィンドパワーライトこのグッズは、風でプロペラが回.. このグッズは、風でプロペラが回ると、青色のLED(発光ダイオード)が光ります。風力で発電するため、もちろん電池は不要です。 車やバイクなど、愛車を装飾する時に使います。それほど大きくないので、派手すぎず、ワンポイントの装飾になります。 取り付けは簡単で、両面テープで貼るだけです。配線する必要もありません。 ・風力発電式のダミーアンテナ このグッズも仕組みは同じで、風力発電で、LEDを光らせます。 走行時にダミーのアンテナが、LEDで3色に光ります。 ・車載エアロライト タービンライト プロペラとの一体感のあるデザインが、面白いグッズです。暗い道路での安全確保に役立ちます。 同じような商品で、デザインが違うものが、いくつか出ています。 ・風力発電LEDライト 角型 ・ウィンドウパワーシャーク これらの商品は、風力発電の仕組みを上手く利用した、面白い商品ですね。風力発電をとても身近に感じることができます。 車やバイクの装飾と同時に、対向車や歩行者に、あなたの車の存在を知らせる役目も果たせます。そのため、手軽に安全性の向上ができるグッズになっています。 また乗用車やトラック、バイク、自転車などに、簡単に取り付けることができます。ヘルメットに取り付けても面白いかもしれません。 ただし風力発電するには、ある程度の走行スピードが必要です。(時速45kmくらい) 安いので、風力発電の仕組みを理解するための教材としても使えそうです。 ]]> 風力発電 というと、商用の大型風力発電機や、小型風力発電機、さらに小さなマイクロ風力発電機をイメージします。

でも最近は、ごく身近で使える、低価格の風力発電グッズが、多数登場しています。

それは主に車やバイクで使うアイテムです。

実は自動車やバイクは、風力発電と相性が良いのです。何故なら、常に外で使うものだし、無風の時でも、走行すると風を受けるからです。

そのため、いろんなグッズが商品化されているので、いくつか紹介します。

・8LED ウィンドパワーライト


このグッズは、風でプロペラが回ると、青色のLED(発光ダイオード)が光ります。風力で発電するため、もちろん電池は不要です。

車やバイクなど、愛車を装飾する時に使います。それほど大きくないので、派手すぎず、ワンポイントの装飾になります。

取り付けは簡単で、両面テープで貼るだけです。配線する必要もありません。


・風力発電式のダミーアンテナ


このグッズも仕組みは同じで、風力発電で、LEDを光らせます。
走行時にダミーのアンテナが、LEDで3色に光ります。


・車載エアロライト タービンライト


プロペラとの一体感のあるデザインが、面白いグッズです。暗い道路での安全確保に役立ちます。


同じような商品で、デザインが違うものが、いくつか出ています。

・風力発電LEDライト 角型



・ウィンドウパワーシャーク



これらの商品は、風力発電の仕組みを上手く利用した、面白い商品ですね。風力発電をとても身近に感じることができます。

車やバイクの装飾と同時に、対向車や歩行者に、あなたの車の存在を知らせる役目も果たせます。そのため、手軽に安全性の向上ができるグッズになっています。

また乗用車やトラック、バイク、自転車などに、簡単に取り付けることができます。ヘルメットに取り付けても面白いかもしれません。

ただし風力発電するには、ある程度の走行スピードが必要です。(時速45kmくらい)

安いので、風力発電の仕組みを理解するための教材としても使えそうです。

]]> 身近な風力発電グッズ 風力発電入門 blog:https://blog.seesaa.jp,windhp/114370828 https://windhp.seesaa.net/article/114318130.html Mon, 16 Feb 2009 07:01:33 +0900 風力発電 の仕組みが、基本から学べるようになっている、学習用の工作セットが、いくつか販売されています。風力発電は、風で風車を回転させ、取り付けたモーターが回ることで、発電します。その風力発電のメカニズムを、簡単に学ぶことができるのが、学習用の工作セットです。子供の環境教育に利用したり、大人でも楽しむことができます。ブレード(回転羽根)の形や、発電した電気の確認方法も、いろいろ特徴があるので、いくつか紹介します。・ループウイング風力発電工作セット この風力発電工作セットの特徴は.. この風力発電工作セットの特徴は、ブレードがループウイングになっていることです。とてもユニークな形状ですよね。 ループウイングは、弱い風でも回転しやすい風車です。強風、弱風を切り替える仕組みも付いています。 また発電した電気を、ミニカーに充電できるようになっていて、実際に走らせることができます。 ・風力発電工作キット 本物の大型風力発電機に近い形をしているため、風力発電機の構造が理解しやすくなっています。発電した電気で、発光ダイオード(LED)を光らせて、効果を確認できます。 価格がとても安いことも特徴です。 ・屋内風力発電キットWindy 風車の羽を 2～4枚 の範囲で変えることができるのが特徴です。発電した電気で、LEDを点灯させたり、電子メロディーを鳴らすことができます。また充電することも可能です。 ・風力発電キット 大人の科学マガジン Vol.18 雑誌の付録として、風力発電機が付いています。 ブレードを好きな形に改造できることや、ペットボトルに取り付けられる点は面白いです。雑誌で風力発電について学ぶことができます。 ・エコパワー作動キット なんと風力発電、太陽光発電、水力発電を、1つのキットで学ぶことができます。しかも発電した電気を確認する方法が、数種類も用意されています。 LEDを点灯できるのはもちろん、おもちゃの油田掘削機、クレーン、自動車などを動かすことができます。 太陽光発電システムには、太陽光を追尾する仕組みまで付いています。 このキット1つで、自然エネルギーを利用した発電について、いろいろ学べます。 ]]> 風力発電 の仕組みが、基本から学べるようになっている、学習用の工作セットが、いくつか販売されています。

風力発電は、風で風車を回転させ、取り付けたモーターが回ることで、発電します。その風力発電のメカニズムを、簡単に学ぶことができるのが、学習用の工作セットです。

子供の環境教育に利用したり、大人でも楽しむことができます。

ブレード(回転羽根)の形や、発電した電気の確認方法も、いろいろ特徴があるので、いくつか紹介します。

・ループウイング風力発電工作セット


この風力発電工作セットの特徴は、ブレードがループウイングになっていることです。とてもユニークな形状ですよね。

ループウイングは、弱い風でも回転しやすい風車です。強風、弱風を切り替える仕組みも付いています。

また発電した電気を、ミニカーに充電できるようになっていて、実際に走らせることができます。


・風力発電工作キット


本物の大型風力発電機に近い形をしているため、風力発電機の構造が理解しやすくなっています。発電した電気で、発光ダイオード(LED)を光らせて、効果を確認できます。

価格がとても安いことも特徴です。


・屋内風力発電キットWindy


風車の羽を 2～4枚 の範囲で変えることができるのが特徴です。発電した電気で、LEDを点灯させたり、電子メロディーを鳴らすことができます。また充電することも可能です。


・風力発電キット 大人の科学マガジン Vol.18


雑誌の付録として、風力発電機が付いています。

ブレードを好きな形に改造できることや、ペットボトルに取り付けられる点は面白いです。雑誌で風力発電について学ぶことができます。


・エコパワー作動キット


なんと風力発電、太陽光発電、水力発電を、1つのキットで学ぶことができます。しかも発電した電気を確認する方法が、数種類も用意されています。

LEDを点灯できるのはもちろん、おもちゃの油田掘削機、クレーン、自動車などを動かすことができます。

太陽光発電システムには、太陽光を追尾する仕組みまで付いています。

このキット1つで、自然エネルギーを利用した発電について、いろいろ学べます。

]]> 学習用の風力発電キット 風力発電入門 blog:https://blog.seesaa.jp,windhp/114318130 https://windhp.seesaa.net/article/111493514.html Sun, 21 Dec 2008 07:23:23 +0900 風力発電 では、大型になるほど発電効率が高くなり、発電コストは安くなると言われています。そのため、陸上のウインドファームや、洋上風力発電では、風車の大型化が進んでいます。大型風力発電機は、風車のロータ直径が 70m～90mで、発電規模が 2MW～3MW(メガワット)クラスのものが多いです。でも中には、ロータ直径が 110mを超え、発電規模も 4MWクラスの大型風力発電機も開発されています。大型風力発電機の場合は、大型であるがゆえに導入場所が限られてきます。まず、大型の風車を回.. ]]> 風力発電 では、大型になるほど発電効率が高くなり、発電コストは安くなると言われています。

そのため、陸上のウインドファームや、洋上風力発電では、風車の大型化が進んでいます。

大型風力発電機は、風車のロータ直径が 70m～90mで、発電規模が 2MW～3MW(メガワット)クラスのものが多いです。でも中には、ロータ直径が 110mを超え、発電規模も 4MWクラスの大型風力発電機も開発されています。

大型風力発電機の場合は、大型であるがゆえに導入場所が限られてきます。

まず、大型の風車を回転させて発電を始めるためには、強い風が必要です。年間を通して必要な風速が得られる地域でなければ設置できません。

最近では、風況マップが整備されたため、風力発電に最適な地域と風速が、大体わかるようになってきました。

しかし、いくら風況が適していても、近くに住宅地があると、騒音や振動、景観などの問題から、大型風力発電機を建設することが難しい場合もあります。

また、自然公園などの規制があったり、貴重な動植物の生息地、航空の障害となる場所には導入できないことがあります。

そして大型風力発電機を建設するためには、導入場所のインフラが整備されている必要もあります。

風車本体の機材や、土台やタワー等の建築資材を搬入するには、道路が欠かせません。そして風力発電した電気を送るには、送電線も必要です。

既に周囲のインフラが整っていれば良いのですが、風力発電のインフラを整えるために、自然を壊してしまっては、本末転倒です。

大型の風車では、台風や落雷などの対策も必要となってきます。

ブレード(回転羽根)の面積が広いので、強風の影響を受けやすいし、タワーと風車を合わせると軽く100mを超えるため、落雷の被害も多くなるからです。

国土の狭い日本では、風況が良く、その他の条件も風力発電に適している地域は、限られています。

実際、風力発電に適している場所から、どんどん導入されているので、今後はますます陸上での適地が減ってきます。

そのため、国土のほとんどが海に面している日本に適した、洋上風力発電などが有力視されています。

]]> 大型風力発電機について 風力発電入門 blog:https://blog.seesaa.jp,windhp/111493514 https://windhp.seesaa.net/article/111448616.html Sat, 20 Dec 2008 07:42:05 +0900 風力発電 機は、設置場所や用途によって、いろんな大きさがあります。ウインドファームや洋上風力発電で使われるような大型風力発電機は、ブレード(回転羽根)だけで数十メートルもあり、タワーを含めると、100メートルを超える程、大きなものもあります。一方、一般家庭に設置できる小型風力発電機も、様々な場所で見かけるようになりました。小型風力発電機といっても、発電する出力が 50kW(キロワット)クラスのものも含みます。3kWクラスが住宅用の目安となっている太陽光発電システムに比べると、.. 180W(0.18kW)というのは、太陽電池パネル1枚分と同じくらいの発電量です。 ＊目安として、扇風機の消費電力が40W、ハロゲンヒーターが800W程度です。 もう少し小さなタイプで、定格出力が 20W(10m/s)くらいのものもあります。 学習用でしたら、定格出力が1Wでも十分でしょう。 小型風力発電機を選択する時には、定格出力の他にも、出力電圧やブレードの直径、回転し始める風速、発電が始まる風速などを、目的に合わせて検討する必要があります。 マイクロ風力発電機は、風きり音による騒音が、比較的小さいため、住宅地にも設置することができます。 また小型風力発電機では、風の状態で発電量が大きく変化するため、独立系ではバッテリーと組み合わせて、充電して利用することが多いです。 ]]> 風力発電 機は、設置場所や用途によって、いろんな大きさがあります。

ウインドファームや洋上風力発電で使われるような大型風力発電機は、ブレード(回転羽根)だけで数十メートルもあり、タワーを含めると、100メートルを超える程、大きなものもあります。

一方、一般家庭に設置できる小型風力発電機も、様々な場所で見かけるようになりました。

小型風力発電機といっても、発電する出力が 50kW(キロワット)クラスのものも含みます。

3kWクラスが住宅用の目安となっている太陽光発電システムに比べると、かなり大きいものまで含んでいることがわかります。

小型風力発電機の中でも、出力が 1kW以下のものを、マイクロ風力発電機ということがあります。

例えば、以下のような小型風力発電機の場合、風速が 12.5m/s の定格出力が、180W(ワット)となっています。



180W(0.18kW)というのは、太陽電池パネル1枚分と同じくらいの発電量です。
＊目安として、扇風機の消費電力が40W、ハロゲンヒーターが800W程度です。


もう少し小さなタイプで、定格出力が 20W(10m/s)くらいのものもあります。



学習用でしたら、定格出力が1Wでも十分でしょう。


小型風力発電機を選択する時には、定格出力の他にも、出力電圧やブレードの直径、回転し始める風速、発電が始まる風速などを、目的に合わせて検討する必要があります。

マイクロ風力発電機は、風きり音による騒音が、比較的小さいため、住宅地にも設置することができます。

また小型風力発電機では、風の状態で発電量が大きく変化するため、独立系ではバッテリーと組み合わせて、充電して利用することが多いです。

]]> 小型風力発電機について 風力発電入門 blog:https://blog.seesaa.jp,windhp/111448616 https://windhp.seesaa.net/article/111430553.html Fri, 19 Dec 2008 07:02:32 +0900 風力発電 は、風力をエネルギー源として発電します。風力発電は、ある程度の風があれば、場所や時間に関係なく、発電できるメリットがあります。その風力は、実質的に無尽蔵です。世界中のどこでも、タダで手に入る自然エネルギーです。今回は、風力発電のエネルギー源である、「風が発生する仕組み」について考えてみましょう。実は、風力のおおもとになっているエネルギーは、太陽光です。風は太陽光が地球を暖める時の温度差や、気圧の変化(高・低気圧)、地球の自転などが、複雑に関係する、大気の循環によって.. ]]> 風力発電 は、風力をエネルギー源として発電します。風力発電は、ある程度の風があれば、場所や時間に関係なく、発電できるメリットがあります。

その風力は、実質的に無尽蔵です。世界中のどこでも、タダで手に入る自然エネルギーです。

今回は、風力発電のエネルギー源である、「風が発生する仕組み」について考えてみましょう。

実は、風力のおおもとになっているエネルギーは、太陽光です。

風は太陽光が地球を暖める時の温度差や、気圧の変化(高・低気圧)、地球の自転などが、複雑に関係する、大気の循環によって発生します。

太陽光が地球の表面を暖めると、大気も暖められます。すると空気に温度差が発生します。

暖かい空気は膨張するため、密度が薄く(低気圧)、軽くなります。逆に冷たい空気は収縮し、密度が濃く(高気圧)、重くなります。

暖かく軽い空気は、上昇しながら、同時に熱も移動します。冷たく重い空気は下降します。これが空気の「対流」です。

対流が起こると、大気が循環し、風が発生します。

空気の温度差があるところでは、どこでも対流が発生します。地表と大気以外にも、赤道と北極・南極でも温度差があります。陸と海でも温度差があります。

海では、太陽光で海水が暖められると、低気圧が発生します。低気圧の部分では上昇気流が発生し、風が吹いています。逆に高気圧の部分では下降気流が発生しています。

このような温度差による気圧の変化に加え、地球の自転などが複雑に関係し、地球規模の大気の循環が起こっています。

また、風は地表付近では、地形や植物、建物などの影響を受けます。

以上のように、風力は太陽光を間接的に利用したエネルギー源だといえます。

太陽光を直接利用して、人工的に上昇気流を発生させ、風力タービンで発電する、ソーラー・チムニー発電という方法もあります。

]]> 風が発生する仕組み 風力発電入門 blog:https://blog.seesaa.jp,windhp/111430553 https://windhp.seesaa.net/article/111387063.html Thu, 18 Dec 2008 07:28:18 +0900 ウインドファーム とは、大型の風力発電機をたくさん並べて建築し、大規模な風力発電を行なっている場所のことです。風力発電は、他の再生可能な自然エネルギーを使った発電に比べると、発電コストが安く、事業化しやすいと言われています。現在では、世界各地でウインドファームの建設が進んでいます。日本国内でも、北海道や東北地方を中心に、風が強く、広い土地を確保できる地域で、ウインドファームが増えています。風力発電が普及した背景には、発電した電気を、電力会社に売電できるようになったことがありま.. ]]> ウインドファーム とは、大型の風力発電機をたくさん並べて建築し、大規模な風力発電を行なっている場所のことです。

風力発電は、他の再生可能な自然エネルギーを使った発電に比べると、発電コストが安く、事業化しやすいと言われています。現在では、世界各地でウインドファームの建設が進んでいます。

日本国内でも、北海道や東北地方を中心に、風が強く、広い土地を確保できる地域で、ウインドファームが増えています。

風力発電が普及した背景には、発電した電気を、電力会社に売電できるようになったことがあります。そのため、事業目的での導入が進んでいます。

風力発電機は、大型化するほど、発電効率が高くなります。また、個々の風力発電機は、風況によって発電量が大きく変化しますが、ウインドファーム全体でみれば、発電量の変動を、なめらかにすることができます。

したがってウインドファームでは、100mを超える大型の風力発電機が、複数建設されています。

風力発電機は、ブレード(回転羽根)の面積が大きくなれば、それだけ多くのエネルギーが得られます。

風力発電のエネルギー源である風は、地上付近では、地形や建物の影響を受けます。でも 100m上空では、その影響は少なく、しかも風が強いというメリットもあります。

風力のエネルギーは、風速の3乗に比例して強くなります。つまり風速が2倍になれば、エネルギーは8倍になります。上空の強い風が発電には有利なのです。

またウインドファームには、複数の風車が設置されていますが、風車同士の影響の問題があります。

風上の風車で風を受けると、後方の風車に何らかの影響を与えます。そのためウインドファームでは、風車の間隔を、綿密にシミュレーションして建設されています。

ウインドファームを建設するには、風況に恵まれた、広い土地の確保が必要です。そういった場所は、山奥になることもあるので、機材を搬入する道路が必要になります。また近くに送電線網があることも重要です。

]]> ウインドファームとは？ 風力発電入門 blog:https://blog.seesaa.jp,windhp/111387063 https://windhp.seesaa.net/article/111344489.html Wed, 17 Dec 2008 06:23:38 +0900 風力発電 システムの風車自体も進化していて、「マグナス効果」という揚力を利用した、「マグナス風車」が実用化されています。マグナス効果とは、球や円柱が回転しながら、正面から風を受けると、そこに揚力が発生することです。風の方向と回転の方向が同じ部分では風速が速くなり(気圧が低い)、その反対側では風速が遅くなる(気圧が高い)ので、気圧が低い方向に揚力が働きます。この揚力で風車を回転させているのが、マグナス風車です。マグナス風車は、プロペラの代わりに、円柱の形をした翼を使います。円柱.. ]]> 風力発電 システムの風車自体も進化していて、「マグナス効果」という揚力を利用した、「マグナス風車」が実用化されています。

マグナス効果とは、球や円柱が回転しながら、正面から風を受けると、そこに揚力が発生することです。

風の方向と回転の方向が同じ部分では風速が速くなり(気圧が低い)、その反対側では風速が遅くなる(気圧が高い)ので、気圧が低い方向に揚力が働きます。

この揚力で風車を回転させているのが、マグナス風車です。

マグナス風車は、プロペラの代わりに、円柱の形をした翼を使います。円柱は、螺旋(スパイラル)状のひだを付けた構造にすると、揚力が増します。そのため、スパイラルマグナス風車とか、スクリューマグナス風車とも呼ばれています。

マグナス風車の特徴は、それぞれの円柱自体がモーターで回転することです。回転しながら風を受けることで、マグナス効果の揚力で、風車が回転します。

プロペラ型も風を受けると、揚力が発生しますが、マグナス風車は円柱が回転することで、揚力がさらに大きくなります。

マグナス風車は揚力が大きいので、風車の回転数が少なくても、パワーを得ることができます。そのため、風車の騒音が小さくなります。

プロペラ型に比べて、低速で回転するので、人や鳥などへの危険性も少なくなります。

マグナス風車は、安全性や騒音の問題を解決できる可能性があるため、これまで風力発電を設置できなかった場所まで用途が広がります。

また、円柱の回転をコントロールすることで、風車自体の回転もコントロールできます。

マグナス風車では、風車を回転させるためには、円柱が適度な速度で回転している必要があります。円柱の回転を止めると、風車の回転も止まります。(ブレーキ装置は不要)

実は円柱が回転することが、メリットにもなっています。強風の中でも、円柱の回転を調整することで、過回転を防止しながら、発電を続けることができます。そのため強風や台風に強いと言われています。

構造的にも、扁平のプロペラ型より、円柱のほうが耐久性があるとされています。

以上のように、マグナス風車は、従来の風車より、発電効率が高く、耐久性もあります。メンテナンスも少なくて済むので経済的です。そして騒音が小さく、安全性が高いという特徴があるため、期待されている風力発電です。

]]> マグナス風車とは？ 風力発電入門 blog:https://blog.seesaa.jp,windhp/111344489 https://windhp.seesaa.net/article/111301162.html Tue, 16 Dec 2008 07:21:04 +0900 風力発電 というと、風車で発電機を回転させて、発電するというイメージが強いです。しかし風車以外にも、風力を利用した発電があります。例えば「圧電素子」です。圧電素子は、振動を電圧に変換することができます。最近は駅の改札口に圧電素子を組み込んだ装置を敷き、人が通ると発電する方法が知られています。振動版を人が踏んだ圧力で動かし、圧電素子で発電する仕組みです。橋の下に装置を取り付け、車が通った時の振動を利用して、発電している例もあります。また高速道路に敷き詰める構想もあるようです。圧.. ]]> 風力発電 というと、風車で発電機を回転させて、発電するというイメージが強いです。しかし風車以外にも、風力を利用した発電があります。

例えば「圧電素子」です。圧電素子は、振動を電圧に変換することができます。

最近は駅の改札口に圧電素子を組み込んだ装置を敷き、人が通ると発電する方法が知られています。振動版を人が踏んだ圧力で動かし、圧電素子で発電する仕組みです。

橋の下に装置を取り付け、車が通った時の振動を利用して、発電している例もあります。また高速道路に敷き詰める構想もあるようです。

圧電素子は、私達の身近なところにもあります。電子ライターやガスコンロの点火装置に、圧電素子が使われています。

ライターを「カチッ」と押すと、バネで一瞬高い圧力がかかります。その圧力で電気を発生させて、着火しています。ガスコンロも同じ原理です。

圧電素子は振動があれば発電できるので、振動版を風で動かせば、「風力」でも発電できるということになります。

圧電素子を使えば、ブレード(回転羽根)のような、高速回転による危険がなくなります。

また他には、風力発電機で発電した電気エネルギーを、直接利用しない方法も考えられています。

通常は風力発電した電気は、自家消費されるか、余剰電力は電力会社の送電線網に送られます。

しかし、陸から遠い洋上風力発電では、送電線で電力を送るのは大変です。

そこで電気を直接送るのではなく、発電した電気を使って、メタノールや水素を製造し、輸送しようという発想です。

メタノールや水素なら、貯蔵することができるし、船で輸送することもできます。

風力発電の電気エネルギーで製造されたメタノールや水素は、燃料電池を使えば、再び電気エネルギーとして利用することができます。

]]> 風力を利用した発電の種類 風力発電入門 blog:https://blog.seesaa.jp,windhp/111301162 https://windhp.seesaa.net/article/111252150.html Mon, 15 Dec 2008 07:10:31 +0900 風力発電 の風車の形には、様々な種類があります。風力発電機は、設置場所の風況や、用途、必要な発電量、安全性、外観などを考慮して、選択する必要があります。＊風況とは、風の状況、状態のこと風車は回転軸の方向で、「水平軸型」と「垂直軸型」に大別できます。そして水平軸型と垂直軸型には、さらにいろんな種類があります。(1)水平軸型プロペラ型、多翼型、セイルウィング型、オランダ型私達がよく見かけるプロペラ型は、水平軸型の一種です。水平軸型は、発電効率を上げるために、ブレードを風の方向へ向.. ]]> 風力発電 の風車の形には、様々な種類があります。風力発電機は、設置場所の風況や、用途、必要な発電量、安全性、外観などを考慮して、選択する必要があります。

＊風況とは、風の状況、状態のこと

風車は回転軸の方向で、「水平軸型」と「垂直軸型」に大別できます。そして水平軸型と垂直軸型には、さらにいろんな種類があります。

(1)水平軸型
プロペラ型、多翼型、セイルウィング型、オランダ型

私達がよく見かけるプロペラ型は、水平軸型の一種です。水平軸型は、発電効率を上げるために、ブレードを風の方向へ向ける必要があります。

プロペラ型は、エネルギーの変換効率が一番高いと言われています。ブレードの枚数で、1枚翼、2枚翼、3枚翼などがあります。

またプロペラ型は、大型化しやすいため、大規模な風力発電システムは、ほとんどがプロペラ型です。

(2)垂直軸型
ダリウス型、ジャイロミル型、直線翼型、
サボニウス型、パドル型、クロスフロー型、S型ローター型

垂直軸型は円筒に近い形なので、どの方向からでも風を受けることができます。そのため風の方向に関係なく発電できることがメリットです。

また垂直軸型は、弱風でも発電できることや、デザイン的にも面白い形をしているので、街中に設置するのに適しています。

それぞれの風車で、風力を回転エネルギーに変換できる能力が違います。同じ風が吹いていても、取り出せるエネルギー(パワー係数)に違いが出るのです。

サボニウス型やクロスフロー型は、弱風でも発電できますが、変換効率はあまり高くありません。
＊パワー係数のピークが弱い風速にある

それに対しプロペラ型は、強風が必要ですが、変換効率は一番高くなります。
＊パワー係数のピークが強い風速にある

したがって、設置場所の風況に適した風車を選ぶ必要があります。プロペラ型でも風が弱ければ、水平軸型より発電できないことがありえるからです。

]]> 風車の種類について 風力発電入門 blog:https://blog.seesaa.jp,windhp/111252150 https://windhp.seesaa.net/article/111209920.html Sun, 14 Dec 2008 11:52:16 +0900 風力発電 は、風力でブレード(回転羽根)を回し、発電機を使って、運動エネルギー(回転)を、電気エネルギーに変換するシステムです。風力は無尽蔵で、世界中どこでもタダで手に入るエネルギー源です。風は太陽光が地球を暖める際の温度差や、気圧の変化、地球の自転などが、複雑に関係して起こります。風力発電機のブレードには、回転軸が取り付けられています。ブレードが回転すると、回転軸も回ります。そして回転軸が発電機を動かし、発電することができます。風力発電では、エネルギーの変換効率が、約40％.. ]]> 風力発電 は、風力でブレード(回転羽根)を回し、発電機を使って、運動エネルギー(回転)を、電気エネルギーに変換するシステムです。

風力は無尽蔵で、世界中どこでもタダで手に入るエネルギー源です。

風は太陽光が地球を暖める際の温度差や、気圧の変化、地球の自転などが、複雑に関係して起こります。

風力発電機のブレードには、回転軸が取り付けられています。ブレードが回転すると、回転軸も回ります。

そして回転軸が発電機を動かし、発電することができます。風力発電では、エネルギーの変換効率が、約40％だと言われています。

回転軸と発電機の間に増速機(歯車)を入れると、ブレードが回転軸に伝えた回転数を増速して、発電機に伝えることができます。

効率よく発電するために、可変ピッチでブレードの角度を調整します。角度を変えることで、受ける風の量を、最適な状態に調整することができます。

逆に風が強すぎる場合は、可変ピッチでブレードの角度を変えて、回転しないようにもできます。

また、ヨー駆動装置(コントロールシステム)で、風車を常に風上の方向へ向けることができます。

台風や突風などの強風対策としては、風力発電機が壊れないように、ブレーキ装置が取り付けられています。

必要に応じて、ブレーキ装置でブレードを停止させることができます。メンテナンスの時にもブレーキ装置が使われます。

風力は面積と空気密度が同じなら、風速の3乗に比例して強くなります。単純に計算すると、風速が2倍になれば、その3乗なので、8倍のエネルギーが得られます。
2 × 2 × 2 ＝ 8倍

つまり、大きな面積のブレードで風を受け、風速がはやければ、大きな運動エネルギーを得ることができます。すると発電量が多くなります。

そのため、風力発電機が大きくなるほど、発電コストは安くなります。最近では風車の大型化が進んでいます。

]]> 風力発電の仕組み 風力発電入門 blog:https://blog.seesaa.jp,windhp/111209920 https://windhp.seesaa.net/article/111140556.html Sat, 13 Dec 2008 06:30:37 +0900 風力発電 は、風力で発電するため、風が吹かないと発電できないことが、一番の短所です。小型風力発電機では、弱風でも性能を発揮するタイプがありますが、まったく風が無いと、発電することができません。逆に台風のような強風では、壊れてしまうことがあります。強風対策はされていますが、それでも想定外の強風だと壊れます。また、風力発電のエネルギー源である風力は、常に一定というわけではありません。一日の内でも、風の強い時間帯や、弱い時間帯があります。一年では、季節によって風の強さが、かなり変わ.. ]]> 風力発電 は、風力で発電するため、風が吹かないと発電できないことが、一番の短所です。

小型風力発電機では、弱風でも性能を発揮するタイプがありますが、まったく風が無いと、発電することができません。

逆に台風のような強風では、壊れてしまうことがあります。強風対策はされていますが、それでも想定外の強風だと壊れます。

また、風力発電のエネルギー源である風力は、常に一定というわけではありません。

一日の内でも、風の強い時間帯や、弱い時間帯があります。一年では、季節によって風の強さが、かなり変わります。

風力が変われば、電力の出力が変動します。出力が変動するということは、安定した発電が難しいということです。

したがって風力発電機は、設置する環境によって、発電量が変わります。風力発電を事業化して、採算をとるためには、年間を通じて、ある程度の強さの風が必要です。

小型風力発電機は、市街地に設置されることもあります。設置場所は、騒音にも注意して検討する必要があります。

風力発電機は、風でブレード(回転羽根)を回しますが、回転する時に、風きり音が出ます。

最近は改良されて、風きり音が小さくなっています。中にはフクロウの羽の仕組みからヒントを得たブレードもあります。

フクロウが飛んで獲物を捕らえる時、ほとんど音がしません。その仕組みを取り入れたタイプが、既に商品化されています。

また、ブレードは高速で回転するため危険です。通常は高い位置に取り付けるので、人が触れることは無いと思いますが、それでも注意して設置場所を考える必要があります。

鳥がブレードに巻き込まれる事故もあるようです。他にはブレードが破損して、周囲に飛び散る可能性もあります。

そして風力発電機は、ブレードや発電機などの稼動部があるため、太陽電池パネルに比べると、メンテナンスが多くなります。

]]> 風力発電の短所 風力発電入門 blog:https://blog.seesaa.jp,windhp/111140556