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. 10

所属
山形県立村山産業高等学校 機械探究部

みどりの翼2021


使用発電機数: 2

チームの紹介


こんにちは、山形県立村山産業高等学校 機械探究部です。
今回は、代表者 青野利久、石川晟也、工藤大雅、清野侑希、藤田真輝、村田昂太、結城 篤、五十嵐涼太、鈴木風堂の三年生9名で参加しました。
一年生の時から、「空き缶つぶし機」、「階段掃除ロボット」等、いろいろなものづくりを行ってきました。WINCOMの風力発電コンテストも、昨年は中止になりましたが、一年生の時、先輩が作っているのを見て、是非参加してみたいなと思っていたところでした。今年度、コロナ禍の中コンテストを開催していただけたこと、大変感謝しております。
三年生は、就職試験や進学試験でなかなかそろいませんが、精一杯頑張って作りました。
よろしくお願いします。

風車のコンセプト


一昨年度、垂直軸風車で参加して、いいところまで行くのでは?・・・と期待して参加したのですが、本番では思ったような結果が出ませんでした。その反省として、送風機の風の強さが右側と左側で違っていて、我々は風の弱い方を推進力とした回転方向の風車を作っていたのではと考えました。

そこで、風を中央に集め、2つのロータを回転させて発電する方法に切り替えました。
また、ロータは垂直に立てずに水平に置いて回転させています。前回、垂直に置いて回転むらのためか、キーキー音がしていたので、自重により一点で接触するようにして回転によるエネルギーロスを少なくしようとしています。

左右の風のむらは、ロータを水平に置いたので関係なくなるのではと考えました。また、ロータの前に置いた集風板により、常に中央に風が来るようにしています。

材料の工夫


0.3mm厚のアルミ板を羽根に使っています。アルミ板だけだと腰が弱いので、両サイドにΦ8mmのアルミ丸棒を取り付け、それを支えとしてロータの剛性を保っています。

ロータを支える軸は、二個の発電機の絶縁を取るため、木製の角材を使っています。
回転軸の軸受けには、スラストベアリングを使って、回転を滑らかにしています。

構造・製作上の工夫


垂直軸風車ですが、水平に置いて自重により回転時の接触点をベアリングの一点に集め、回転むらによる回転軸の鳴きを抑えた。
集風板を使って、送風機に左右の風のむらがあっても、常に発電装置の中央を通るように作っている。

風力発電装置の設計図


製作写真


完成写真