WIND POWER

風力発電 — 一冊の本から始めた自作

一冊の本に出会ったのがきっかけで、風力発電機の自作に挑戦。ネオジム磁石とコイルで発電機をつくり、翼を削り出す。2011年秋から2012年春までの制作記録です。

トップ風力発電

発電機をつくる — 磁石とコイル

材料はインターネットで集め、部品から手づくりします。16個のネオジム磁石をガイド(治具)で並べ、コイルガイドにコイルを巻き付けていきます。原理はフレミングの法則。コイルが磁石を横切ると電気が生まれます。磁石と磁石の間にコイルを挟み、エアギャップ(すき間)はおよそ9mmに調整しました。

ネオジム磁石をガイドに並べる
16個のネオジム磁石をガイドで並べる。
12個のコイルを直列接続
12個のコイルを直列に接続。

磁石が並んだ回転側は羽根(翼)につながって回転し、コイル側は固定されています。この構造で、風を受けて回るたびに発電します。

翼を削り出す

5mmのアルミアングル材を利用して、翼の取り付け用アングルを5〜10個作成。バランスを取りながら、木で型を作って糸ノコで翼を切り出します。翼は塩ビ管で樋を割いた材が紫外線で劣化するのを防ぐため塗装。ノーズトップは赤で仕上げました。

塩ビ管から翼を切り出す
塩ビ管を型に合わせて糸ノコで切り出す。
翼のノーズトップ
ノーズトップは赤で塗装。

整流回路とバッテリーへ

回転したらすぐ発電を始められるよう、3相全波整流の回路を組みました。コンデンサー6個とダイオード12個の回路で整流し、プラス・マイナスでバッテリーに送ります。ハンダ付けは慎重に。仕組みを繰り返し学びながら組み上げました。

整流回路
コンデンサー6個とダイオード12個の整流回路。
発電の原理
コイルが磁石を横切ると電気が生まれる(電磁誘導)。磁石側を風で回し、固定したコイルで電気を取り出す。エアギャップを狭く保つほど効率が上がる、シンプルで奥深い仕組みです。

これから

発電機の本体を組み、翼を取り付けて風力発電機が形になりました。試作を繰り返しながら仕上げています。あとは、春になったら実際にタワーへ設置する予定です。

組み上がった風力発電機
組み上がった風力発電機。
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