第14回 風力発電コンペ WINCOM 2021

WINCOM 2021

日本風力エネルギー学会 長井浩記念賞

エントリーNo. 1

所属
千葉県立下総高等学校

下総WindPower 2021 type I


使用発電機数: 2

チームの紹介


私達、千葉県立下総高等学校の課題研究班では、発電機2個で1段羽根と独立2段羽の2種類の風車を各2人で製作しており、その内の玉井 ルイジ政治と、川口 真護で一段羽根の製作を担当しています。必要な時はみんなで協力しながら2種類の風車を製作しています。

風車のコンセプト


去年の先輩方は、羽根を大きくしたらどうなるのかというテーマで研究し、継続研究として私達はガムテープで疑似的に作った3次曲面成型を持った羽根を製作しました。

実験をしてはガムテープを張り直し…を繰り返した結果、記録は伸びたのですが実際羽根を大きくするだけでは十分ではないと分かったので、現時点では、一昨年に作られた小さい羽根を使用するのと同時に、独立2段羽の方で進められていたフレームの形状研究を基に、一昨年に作られた小さい羽根の使用と、フレームを独立2段羽根のような乱気流を起こさない為のフレームを製作している途中です。

材料の工夫


一段羽根のため、前後でハブダイナモを繋げなければならないのですが、平成29年度では針金を使用したためハブダイナモのアース間がショートし、電気的な不具合を発生していたので、一昨年からは、タコ糸に変えました。しかし、剛性が足りずに振動するので、太い紐に変えました。

また、二次曲面を持った羽根などを作る時は、工作用紙を使い形を決め、木材を切り出して、ヤスリを使って削る事により、複雑な局面を持った羽根の木型が出来ます。この木型を使いプラスチックを熱成形すると、複雑な曲面を持った羽根を複数同じ形状に作れます。プラスチックは耐衝撃性と熱加工性に優れたカイダックという商品名のエンジニアリングプラスチックを使用しています。

構造・製作上の工夫


羽根は去年製作された3次曲面の羽根と、一昨年製作されたクラークYの羽根を使用している中で、両方の羽根の切り欠き部分にガムテープを貼り疑似的に面積が大きくなるだけでなく、形状も変えて実験した中で、一昨年製作されたクラークYの羽根が一番良い記録を出したので、その羽根をベースに開発途中です。

また、一昨年まで使用していた逆V字フレームより、2段羽根の研究の中で、大きくても空力的形状の良い1本柱の方が発電量が多くなることが分かったため、一段羽根でも採用することとし、この発表には間に合いませんが只今改良中です。

風力発電装置の設計図


製作写真


完成写真