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
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!