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サボニウス型、プロペラ型...風力発電の風車4タイプをご紹介!

風力発電の風車4タイプ

小型風力発電に欠かせないものといえば、電気を起こすための風車でしょう。一般的には、大規模な風力発電所にも設置されている、3枚のプロペラが回転し発電するタイプがよく知られています。

しかし、それ以外にも風力発電機関として用いられている風車は、多数存在するのです。そこで今回は、世界中で役立てられている風車の種類や、特徴についてご紹介します。

風車の種類は大きく分けて2つ!

垂直軸方式

垂直軸方式は、円筒に近い形をしていてどの方向からも風を受けられるため、風向きを考慮することなく設置が可能です。また、狭いスペースでの発電にも活躍する方式になります。しかし、大型化が可能な水平軸方式と比較すると発電量が少ないです。主な垂直軸方式のタイプとしては、サボニウス型、ダリウス型があります。

水平軸方式

水平軸方式は、多くの風力発電に使用されているタイプでエネルギー交換効率が良く、発電にも有利です。さらに、高速回転に優れた特徴を持っているため、垂直軸方式と比較すると発電量も多くなります。一方で、高速回転が可能な分、騒音やメンテナンス、設置の扱いが難しいとされている方式です。主な水平軸方式のタイプとしては、プロペラ型、オランダ型があります。

【1】サボニウス型(垂直軸方式)

サボニウス型

半円筒状の羽根を2枚組み合わせた形状です。一見すると、縦置きにされた筒が回転しているように見えます。サボニウス型は、コンパクトで風向きに関係なく回転できるため、設置場所の融通が利くタイプです。また、カットイン風速(発電し始める風速)が低い場合が多く、静音性にも優れています。よって、市街地や住宅地にも設置が可能です。しかし、回転速度はあまり上がらないためプロペラ型と比較しても、発電効率は劣るとされています。

【2】ダリウス型(垂直軸方式)

軸となる柱に、2~3枚の羽根が曲がった状態で付いており、ローマ字の「O(オー)」を串刺しにしたような形状をしています。ダリウス型は、設置のコストが低く済むことや、風向きを選ばず騒音も少なめであることから、街中での使用に向いていることで知られる型です。しかし、風の力だけで回転を開始させることが難しく、何らかの動力による補助が必要となるケースがあります。

【3】プロペラ型(水平軸方式)

風力発電に用いる風車としては、最も一般的な型といえます。国内の大型風力発電施設でもよく見掛ける、柱のてっぺんにプロペラが付いた形状です。プロペラ型には、2枚羽根のタイプと3枚羽根のタイプがありますが、多く普及されているのは3枚羽根のタイプでしょう。

プロペラ型風車の性能上、高速回転に強く発電効率が良い型といえます。さらに、小型風力発電機としても多く普及しており、発電効率を考えても個人の方が投資に用いる場合に適しているでしょう。また、山頂や海辺などに多く設置されているプロペラ型は、見た目がシンプルで美しい形状をしていることから景観の一部としても親しまれています。

【4】オランダ型(水平軸方式)

格子型の軸に、4~6枚の羽根が付いている形状をしています。オランダ型は、ヨーロッパなどで中世の時代から活用されてきた、昔ながらの風車です。歴史ものの映画や、童話に登場する風車といえば、オランダ型をイメージされる方も多いのではないでしょうか。

オランダ型風車は、回転によって得られる力が大きいことから、水のくみ上げや粉をひく作業に用いられていました。しかし、高速回転には向かないため、風力発電に用いられるケースはそれほどありません。また、外観が美しいことから観光施設での活用や、歴史的建造物として今も保存・管理されています。

おわりに

今回は、風車のさまざまな種類やその特徴についてご紹介しました。風車の設置場所や大きさ、用途などでタイプの選び方は変わります。特に、小型風力発電投資の場合は、トラブルの少なさや信頼性の高いものを選択することが大切です。よって、発電効率の良さや稼働安定性を考慮しても、普及率の高いプロペラ型が適しているでしょう。

スタッフ

この記事を書いてる人

株式会社サンライフ興業 浅井
主に風力発電・太陽光発電の営業と広報を担当しております。
Facebookでも風力発電の様子を公開しております。是非ご覧ください。

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