エネルギー研究所ー新たなエネルギーとは

風力発電、風車のしくみとその形

風力発電、風車のしくみとその形

風車が受けた風のエネルギーを使って

発電機で発電し、電力会社の送電網に

送ります。

現在、大型風力発電所で最も多くつかわ

れている風車は3枚羽根のプロペラ型風車

です。

タワーの高さは50~100mあります。

風力発電の仕組みについて詳しく見ていき

ましょう。

 

suponsarink
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風車の種類

風力発電の歴史は、ヨーロッパで120年

ほど前にはじまります。

ただし、風車の歴史は古く、ヨーロッパでは

中世以降700年も、水車と同様に、水を汲み

あげたり、粉をひいたり、と利用されてきました。

現在実用化されている大型の風力発電装置は

大きなブレードを持ったプロペラ型風車が、

一般的です。

この羽根に風を受け、回転軸を回し、その回転を

発電機で発電します。

羽根が取り付けられた回転軸の方向で、風車は

2つに分類できます。

1つは、風車の回転軸が風向きと平行な水平軸

形の風車で、プロペラ型はこのタイプです。

もう1つは、回転軸が風向きと直角のタイプです。

ダリウス型やサボニウス型などがあります。

これらは主に小規模発電用に使用され、プロペラ

形風車の様に大規模な発電には使われません。

 

 

風車の仕組み

大型風力発電装置の中で、一番多いのが3枚

羽根のプロペラ型です。

その風車は、基礎の上にタワーが設置され、タワー

の上には、増速機や発電機などを収めたナセルと

3枚のブレードが乗っています。

風は高いところのほうが強く、乱れないで吹いてい

るので、タワーの高さは50~100m位です。

ブレードを回転軸に取り付けている部分がハブで

す。

ブレードは木の葉がそよぐ程度の微風から回りはじめ、

台風のような強風にも耐えられるように、内部を空洞

にしたガラス繊維強化プラスチック製になっています。

増速機は、風車の回転運動を大きな歯車から、小さ

な歯車に伝えます。

発電機は、大型風車では、出力数百kwから3000

kwのものが取り付けられています。

一基の大型風車で数百軒以上の家庭の電力を生み出し

ます。

 

 

最適な風速

 

風車が最大出力を発揮できるのは、通常、毎秒

12~14mの風速の時です。

これ以上の風が吹くと、風車のブレードのピッチ角を

かえたり、風車の向きを調節し風を逃がします。

弱い風の時は、ブレードの角度を大きくして、風を

いっぱい受けるようにします。

 

 

風向き

風速と風向きは一瞬にして変化します。

効率よく発電するために、風車のローター面は風の

方向に向ける必要があります。

このため、ナセルごと動いて風をつかまえます。

ナセルの上の風向計で風向きを確認して、制御

モーターを動かしナセルごと首を振るように

なっています。

 

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発電効率

風車は風が持っているエネルギーのどれだけを

取り出せるのでしょう?

最大で59%といわれています。

風のエネルギーの40%は失われてしまうのです。

風のエネルギーを受け取るローター部分で約半分の

エネルギーが失われてしまうのです。

発電効率は火力発電とほぼ同じと言われています。

少しでも損失の少ない高性能の風車を開発しようと

研究は続いています。

まとめ

現在、私たちが使っているエネルギーは

その8割以上が化石エネルギーです。

私たちは地球が何十億年もかけて貯めてきた

化石エネルギーを、わずかな時間で使い切ろう

としています。

化石エネルギーに頼る割合を減らし、環境にも

優しく、今後も使い続けていけるのが、再生

可能エネルギーです。

再生可能エネルギーは世界を変える力があり

ます。

それでは、最後まで読んでくださって

どうもありがとうございました!^^

よろしければシェアやコメント等

してくださると幸いです◎




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