風力発電の仕組みとは？風力発電装置を作って自分で電気を作ってみよう！

風力発電のしくみ

風力発電は、文字通り風の力で発電するもので、風さえあれば発電させることができます。
風力発電装置は「塔体（タワー）」と呼ばれる土台に増速機と発電機が備わっている「ナセル」と、風を受ける「ブレード」、ブレードの軸にある「ロータ」によって構成されています。風が発生するとブレードに当たり、軸となるロータが回転。ロータの回転を増速機でさらに加速させ、発電機に動力を伝えます。そして最後に発生した電力を外部と送電線で接続している変電所などに送って電気を蓄えるしくみです。

1番メジャーな風力発電装置はこのような構造になっており、一般的に「水平軸型」と呼ばれます。この他にも、地面に対して垂直に設置する「垂直軸型」と呼ばれるものもあります。水平軸型は風向きによっては上手く回らない場合がありますが、垂直軸型はどのような風向きでも発電できるメリットがあります。しかし、水平軸型と比較して広い範囲で設備を揃えなくてはならず、ある程度の土地の確保が必要になります。

風力発電のメリットとデメリット

風力発電のメリットは、天候に左右されるものの、基本的には風さえあれば発電するので、資源がなくなる恐れがないことです。また、発電させるために燃料なども必要ないので、初期投資のみで継続的に発電ができ、燃焼などで生じる二酸化炭素などの排出などもありません。
太陽光発電は太陽が出ていない夜間などは充電できませんが、風力は昼夜問わずいつでも発生するので、常に発電させることができるのです。

ただし、風が全くない時は発電ができないため、安定した電力確保の面では原子力発電や火力発電には及びません。また、風力発電で発電するためには数多くの風力発電装置と場所が必要です。風力発電装置は近くに行くと非常に音が大きく、騒音対策も必要になります。そのため、住宅街などに設置するのではなく、山岳部などの広い土地を利用しているケースがほとんどです。

日本における風力発電の未来

風力発電は上記で説明した陸地に設置する「陸上風力発電」が主ですが、海上に設置する「洋上風力発電」と呼ばれるものもあります。こちらは海に設置するため土地を確保する必要がありません。日本は四方が海に囲まれている島国なので、この洋上風力発電が今、日本で広がりを見せようとしています。しかし、日本周辺は水深が深い場所が多く、設置には波などに耐えられる強度のケーブルも欠かせず、なおかつ、漁業にも大きな影響があるなど、一筋縄ではいかない課題も多くあります。

現状、ヨーロッパや中国などで風力発電の拡大が進んでおり、日本はやや遅れていますが、これからの活躍には期待していきたいですね。

風力発電装置を作ってみよう！！

ここで、自分で作れる風力発電装置の作り方を解説します。必要なものは次の5つ。

• 500mlのペットボトルの空2つ
• 発電用モーター
• 豆電球と豆電球用のソケット
• 目打ち
• ビニールテープ（なければセロハンテープでも可）

①豆電球をソケットと合わせて、モーターと配線をつなげます。この時、配線の色は異なっていても問題ありません。
②次にペットボトルの飲み口部分にモーターを置いてビニールテープで固定します。
③2つ目のペットボトルの底3〜5cm程度を切り離します。切り離した部分から飲み口に向かって8等分くらいに切れ目を入れます。この時の切れ目の数や間隔、大きさなどで発生する電気量が変わってくるので、最初は8等分で様子をみて下さい。こちらが羽側となります。
④ペットボトルのキャップの中央に目打ちで穴を開けて、羽側の飲み口とキャップを閉めます。この穴は最初は小さめに開けて、モーターとつなげる時に微調整して下さい。
⑤穴を開けたキャップ側とモーターをつなげます。
⑥最後にドライヤーなどを使用して羽を回転させると豆電球が点灯します。

回転速度や羽の数など変えると電気の光り方に変化がでます。色々なパターンで作って、変化を楽しんでみてくださいね。