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風力発電の仕組み



「風力発電」とは、風の力で風車を回して発電する方法です。水車や風車のエネルギーは、大昔から世界各地で活用されてきましたが、100年以上にわたる電力の歴史の中で、水力発電がメジャーな位置を確立したのに対して、風力発電はそれ程利用されてきませんでした。しかし、近年、再生可能エネルギーとして注目されています。

風の力で発電するエコ電力

風の力で発電するエコ電力

風力発電は、風車で発電機を回して発電する、という極めてシンプルな仕組みです。しかし、風の力で大きな電気エネルギーを得るのは簡単なことではありません。巨大な風力発電機でも、1基あたりの発電量は数メガワットに過ぎません。風力発電所に、風車がたくさん並んでいるのはそのためです。今日、風力を効率良く豊富な電気エネルギーに変えるために、様々な技術開発がなされ、大きな電力を取り出せるように研究開発がされています。

風車の形状

風力発電所の風車には、大きく分けて「水平型」と「垂直型」があります。「水平型」はおなじみの風車の形で、その多くは、3枚翼か2枚翼のプロペラを回す「プロペラ型」です。また、水平型には古風なオランダの風車のような「オランダ型」もあります。一方、近年ではとても風車とは思えないような、垂直な形状で風力を受けて水平に回転する「垂直型」もあります。垂直型には「ダリウス型」や「ジャイロミル型」、「サポニウス型」、「クロスフロー型」など様々な形状があり、これらは風力から大きな電気エネルギーを得るために開発されたものです。風が吹く状況である「風況」に合わせて、風車の形状が選ばれます。

風の力を増大する「増速機」

風は、いつでも強く吹いている訳ではありません。弱い風のエネルギーでも発電できるように、風車の根本(つまり発電機の手前)に「増速機」が取り付けられています。これで比較的弱い風力でも、大きなエネルギーを取り出すことができるように工夫されているのです。

台風が来ても大電力は得られない

台風が来れば風車が高速で回転して、大きな電気エネルギーが発生するのではないか、と想像するかもしれませんが、そうはなりません。風車があまりにも高速で回転すると、壊れてしまうため、あまり強い風が吹くと、風車が自動的に止まるように設計されています。これを「カットアウト」と呼び、反対に風車が回り出す最小の風速を「カットイン」と呼びます。「カットアウト」と「カットイン」は、風車の安全と発電効率を考えて設計されるのです。