第14回 風力発電コンペ WINCOM 2021

WINCOM 2021

アイデア賞

エントリーNo. 18

所属
日本大学大学院

FDM Windmiller


使用発電機数: 1

チームの紹介


メンバー:守谷 陸 吉峯 潤 中込 匠

本チームは日本大学大学院の生産工学特別演習において、自転車用小型発電機を用いた風力発電機の開発を目的として学科を横断して編成したチームです。

風車のコンセプト


羽の枚数や角度にこだわり、接続部の側面に6つの穴を空け羽の枚数を変更可能にしました。また、穴の形状を12角形にしたことで30度ごとに角度調整が可能です。形式は水平軸型を選択し、ブレード形状はAirfoil toolを参考に3DCADを使用してモデリングを行い作成しました。

材料の工夫


接続部と翼部には3Dプリンターを用いてPLAフィラメントで製作しました。PLAフィラメントの一番の強みは、その寸法安定性です。 熱収縮性がそこまで高くないため反りなどの不具合も起きにくく、大きいモデルも安定した造形が可能です。

土台部は回転時の負荷に耐えうる強度・耐久性が重要となるため、鉄の角材とスチール平板を使用しました。

構造・製作上の工夫


接続部と翼部は3Dプリンターでの印刷により内部の充填率が変更可能なため、丈夫で軽量に作ることが可能です。また、3Dプリンターはイメージを立体にして試作・検討を繰り返すことができ、曲面などの作るのが難しい形状の造形や新しいアイディアの創出が可能といった利点があります。

土台部は上部のL字型のパーツを用いてダイナモを両側からはさみ、固定します。これによって回転時の振動のブレを軽減できるようにしました。また、ダイナモの追加や接続部の変更等があった際に長さを調整できるようスライドできるようになっています。なお、安全性を確保するためにパーツ同士の接合にはアーク溶接を用いました。

風力発電装置の設計図


製作写真


完成写真