サボニウス型風車風力発電機を作ろう

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

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！