サボニウス型風車風力発電機を作ろう

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    資料紹介

    サボニウス型風車風力発電機 を作ろう!
    サボニウス風車とは
    サボニウス(フィンランド)が考案
    円柱形をたてに2つに切り,
    左右に少しずらした風車
    サボニウス風車とは何かというと、
    まず、サボニウスはこの風車を考えた人の名前です。
    新しいもの発見したり、考えたりすると、自分の名前が付けられるから
    みんなもたくさん勉強して新しいものを作ってみてね。そうしたら、サボニウスさんにみたい名前が残るかもしれないね。
    形は、どんな形かというと
    円柱形のものを縦に2つ切って、左右にずらした風車を言います。●
    右上の図は、真上から見た図になります。●
    サボニウス型風車の特徴
    利点と欠点
    利点
    ・風速が弱くても回転する。
    ・風向きを問わない。
    ・騒音が少ない。
    欠点
    ・あまり速く回転しない
    ・発電量が少ない
    『風力エネルギーの基礎』 牛山 泉 p.92
    名古屋市JR金山駅前アステル   因幡電機製造・NEDO補助金利用
    風車の性能評価1
    1.パワー係数:Cp
     ・自然風の中から風車を利用して得られるパワーの割合
      (サボニウス風車では、0.15から0.20程度)
        Pe:実際に得られるパワー 〔Nm〕
          ρ :空気の密度       〔kg/m3〕
    A :受風面積          〔m2〕
            :風速            〔m/s〕
    風の持つパワーのうち、風車によりどれだけ取り出せたかを表す
    風車の性能評価2
    2.トルク係数:CTQ
     ・抗力成分によるモーメント
        
          TQe :実際に得られるトルク 〔Nm〕
     R :風車の半径      〔m〕
    風により発生しうる回転力のうち、風車によりどれだけトルクとして利用できたかを表す
    風車の性能評価3
    3.周速比:Cp
     ・風車のブレード先端の速度と流入速度の比
         R :ロータ半径      〔m〕 
      ω :ロ-タの角速度   〔rad/s〕
            n :風車回転数     〔rps〕
    サボニウス風車の最適設計形状
    C
    H
    a
    b
    面積が一定の場合、アスペクト比(H/C)は大きいほうがよい(4.29)。
    オーバーラップ(a/C)は20~30%
    ギャップ b=0
    バケットの端板の設置
    バケットの段数の増設
    牛山 泉 らによる
    川村式サボニウス型風車 風力発電模型の作り方
    講  師
    材料が全てそろっているか確認しましょう。
    1人分の材料
    1人分の材料
    道具が全てそろっているか確認しましょう。
    1. 風車ベースと羽根(左・右)を用意します。
    2. 風車ベースの切り込みに羽根を差し込みます。
    3. 羽根を2枚とも差し込みます。
    4. 両面テープ付マジックテープとはさみを用意します。
    5. はさみで両面テープ付マジックテープを半分に切ります。
    6. 羽根+風車ベースの部品と、半分に切った両面テープ付マジックテープを用意します。
    7. 両面テープ付マジックテープの両面テープをはがし、羽根の上面へ貼り付けます。
    8. 2枚とも貼り付けます。
    9. 貼り付ける位置の拡大写真です。
    10. 回転軸を用意します。
    11. 風車ベースの上面中心部分に、回転軸を先のとがった方から差し込んでおきます。
    12. スペーサーとプーリーを用意します。
    13. スペーサーの平らな面の両面テープをはがします。
    14. スペーサーをプーリーに貼り付けます。
    15. 千枚通しを用意します。
    16. 千枚通しを使ってプーリー側から穴を開けます。
    17. その際に、プーリーに対して千枚通しを垂直

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    資料の原本内容

    サボニウス型風車風力発電機 を作ろう!
    サボニウス風車とは
    サボニウス(フィンランド)が考案
    円柱形をたてに2つに切り,
    左右に少しずらした風車
    サボニウス風車とは何かというと、
    まず、サボニウスはこの風車を考えた人の名前です。
    新しいもの発見したり、考えたりすると、自分の名前が付けられるから
    みんなもたくさん勉強して新しいものを作ってみてね。そうしたら、サボニウスさんにみたい名前が残るかもしれないね。
    形は、どんな形かというと
    円柱形のものを縦に2つ切って、左右にずらした風車を言います。●
    右上の図は、真上から見た図になります。●
    サボニウス型風車の特徴
    利点と欠点
    利点
    ・風速が弱くても回転する。
    ・風向きを問わない。
    ・騒音が少ない。
    欠点
    ・あまり速く回転しない
    ・発電量が少ない
    『風力エネルギーの基礎』 牛山 泉 p.92
    名古屋市JR金山駅前アステル   因幡電機製造・NEDO補助金利用
    風車の性能評価1
    1.パワー係数:Cp
     ・自然風の中から風車を利用して得られるパワーの割合
      (サボニウス風車では、0.15から0.20程度)
        Pe:実際に得られるパワー 〔Nm〕
          ρ :空気の密度       〔kg/m3〕
    A :受風面積          〔m2〕
            :風速            〔m/s〕
    風の持つパワーのうち、風車によりどれだけ取り出せたかを表す
    風車の性能評価2
    2.トルク係数:CTQ
     ・抗力成分によるモーメント
        
          TQe :実際に得られるトルク 〔Nm〕
     R :風車の半径      〔m〕
    風により発生しうる回転力のうち、風車によりどれだけトルクとして利用できたかを表す
    風車の性能評価3
    3.周速比:Cp
     ・風車のブレード先端の速度と流入速度の比
         R :ロータ半径      〔m〕 
      ω :ロ-タの角速度   〔rad/s〕
            n :風車回転数     〔rps〕
    サボニウス風車の最適設計形状
    C
    H
    a
    b
    面積が一定の場合、アスペクト比(H/C)は大きいほうがよい(4.29)。
    オーバーラップ(a/C)は20~30%
    ギャップ b=0
    バケットの端板の設置
    バケットの段数の増設
    牛山 泉 らによる
    川村式サボニウス型風車 風力発電模型の作り方
    講  師
    材料が全てそろっているか確認しましょう。
    1人分の材料
    1人分の材料
    道具が全てそろっているか確認しましょう。
    1. 風車ベースと羽根(左・右)を用意します。
    2. 風車ベースの切り込みに羽根を差し込みます。
    3. 羽根を2枚とも差し込みます。
    4. 両面テープ付マジックテープとはさみを用意します。
    5. はさみで両面テープ付マジックテープを半分に切ります。
    6. 羽根+風車ベースの部品と、半分に切った両面テープ付マジックテープを用意します。
    7. 両面テープ付マジックテープの両面テープをはがし、羽根の上面へ貼り付けます。
    8. 2枚とも貼り付けます。
    9. 貼り付ける位置の拡大写真です。
    10. 回転軸を用意します。
    11. 風車ベースの上面中心部分に、回転軸を先のとがった方から差し込んでおきます。
    12. スペーサーとプーリーを用意します。
    13. スペーサーの平らな面の両面テープをはがします。
    14. スペーサーをプーリーに貼り付けます。
    15. 千枚通しを用意します。
    16. 千枚通しを使ってプーリー側から穴を開けます。
    17. その際に、プーリーに対して千枚通しを垂直に差し込んで穴を開けます。
    18. 写真のような部品ができました。
    19. プーリーと羽根+風車ベースを用意します。
    20. プーリーに貼ったスペーサーの両面テープをはがし、風車ベースの下側から回転軸に差し込みます。
    21. 風車ベースとスペーサーを、両面テープでしっかりと貼り合わせておきます。
    22. マジックテープと千枚通しを用意します。
    23. 千枚通しを使ってマジックテープの中心に穴を開けます。
    24. 羽根+風車ベースの部品と穴を開けたマジックテープを用意します。
    25. 穴の開いたマジックテープを上部から回転軸に通します。
    26. 羽根上部のマジックテープ2ヵ所と差し込んだマジックテープを貼り合わせます。
    27. 上から見た写真です。羽根(左・右)をマジックテープの貼り付け具合でまっすぐになるよう微調整します。
    28. 別の角度からの写真です。
    29. 風車スタンド底板と風車スタンドを用意します。
    30. 風車スタンド底板の軸受け側と、風車スタンドの穴側が同じ側になるように重ね合わせます。
    31. モーターとセロテープを用意します。
    32. 風車スタンド穴側の側面に、セロテープを使用しモーターを仮止めします。
    33. 風車スタンドの穴位置と、モータープーリーとが直線上になるように微調整します。
    34. モーターと風車スタンドの高さ位置は、ほぼこれぐらいです。
    35. モーターの取り付け位置が決まれば、セロテープでしっかりと風車スタンドに固定します。
    36. モーター+風車スタンド、羽根+風車ベース、輪ゴムを用意します。
    37. 回転軸を風車スタンドに差し込みます。その際、回転軸の先端を軸受けの窪みにはまるようにします。
    38. 両方のプーリーの溝の高さが同じになるよう、回転軸側のプーリーの高さを微調整します。
    39. 高さの調整が済めば、両方のプーリーの溝に輪ゴムをかけます。
    40. 写真のようになります。
    41. 川村式サボニウス型風車 風力発電模型が完成しました。
    赤ケーブルがプラス極、黒ケーブルがマイナス極になります。つなげて電子メロディーを鳴らしたり、発光ダイオード(長い方の端子がプラス)を光らせてみましょう。
    サボニウス型風車風力発電機 を作ろう!

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