資料紹介
風力発電 ～風車を作って発電しよう～
３年４組 小川直也
２年４組 鈴木 亮
*
小川「これから，発表を始めます。礼」
小川「僕たちは神栖市の波崎という場所に住み，日々風車が見える校舎で学んでいます。
今回，僕たちは，風力発電について調べ，実際に風車を作りました。（※）」
（（※）はパソコンを動かすタイミング）
研究の動機
○風力発電を行う風車を作るために…
（調べること）
・風車の構造はどのようになっているのか？
・風車にはどのような工夫がされているのか？
実際に風車を作り，発電する！
*
小川「研究の動機について説明します。」
小川「僕は，一昨年から，風力発電について調べてきました。昨年は，風力発電で起こした電力の行き先，そして地域に住み住民として風車との関わりについて調べました。
そこで，これまでの研究を生かして，実際に風車を作り発電を行うことで，みなさんにもっと風車を知ってもらいたいと思い，風力発電について調べました。
具体的には，まず，風車の構造はどのようになっているのか（※），そして風車にはどのような工夫がなされているのか（※），について調べました。そして，その調べたことをもとに，（※）実際に風力発電を行うような風車を作りました。（※）」
研究のめあて
・風力発電について調べ，プロペラ型の風車を作ることで，みんなに風力発電についてもっと知ってもらう！
*
（鈴木）
「研究の目当ては，（※）風力発電について調べ，プロペラ型の風車を作ることで，みんなに風力発電についてもっと知ってもらう。ということです。（※）」
研究の方法
・本やインターネット
・風車の模型を自分で作る
*
僕たちはまず，図書室の本やインターネットを使って調べることを始めました。また，波崎にあるプロペラ型の風車の模型を作り，風の力でどのように風車が動くのかを実験しました。（※）
研究の内容
風車の写真
（写真：波崎ウインドファーム）
*
それでは，研究の内容です。
まず，僕たちは昨年の９月28日に見学に行った「波崎ウインドファーム」で，変電所の方から聞いたこと，そして図書館にある本やインターネットを使って，風車の構造や発電の仕組み，また風車にどのような工夫がされているのかなどについて調べました。（※）
風車の基本構造
ブレード
ナセル
*
風車の基本構造を説明します。風車は，（※）ナセルとよばれる箱が柱（タワー）の一番上にあり，そこは「ブレード」（※）と呼ばれる羽根と「発電機」が回転軸で結ばれています。また，羽根と発電機の間には，風力で得られた力を増幅する「増速歯車」がついています。（※）
風車への工夫点
○風が弱いときは…？
○ブレードの角度を変えて風のエネルギーを最大に受けることができる。
*
ところでみなさんは風が弱かったり，風が無風だったりするとき，また風向きがいつもと違っているとき，一体風車はどのようになると思いますか。（※）
こんなとき，風車はブレードの角度を風の方向にあわせて変えることが出来ます。そして風のエネルギーを最大に受け，発電します。（※）
風車への工夫点
○台風などで，風が強すぎるときは…
○ブレードの角度を変えて風を逃がす。
*
逆に，台風などの風が強すぎるときには，（※）風車が壊れないように，ブレードの角度を調節し，風の力を逃がすようにしています。（※）
発電の仕組み
○ブレード（羽根）が風を受けて回転
○増速機で一定の回転数に上げる。
○発電機を回して発電
*
タグ
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資料の原本内容
風力発電 ～風車を作って発電しよう～
３年４組 小川直也
２年４組 鈴木 亮
*
小川「これから，発表を始めます。礼」
小川「僕たちは神栖市の波崎という場所に住み，日々風車が見える校舎で学んでいます。
今回，僕たちは，風力発電について調べ，実際に風車を作りました。（※）」
（（※）はパソコンを動かすタイミング）
研究の動機
○風力発電を行う風車を作るために…
（調べること）
・風車の構造はどのようになっているのか？
・風車にはどのような工夫がされているのか？
実際に風車を作り，発電する！
*
小川「研究の動機について説明します。」
小川「僕は，一昨年から，風力発電について調べてきました。昨年は，風力発電で起こした電力の行き先，そして地域に住み住民として風車との関わりについて調べました。
そこで，これまでの研究を生かして，実際に風車を作り発電を行うことで，みなさんにもっと風車を知ってもらいたいと思い，風力発電について調べました。
具体的には，まず，風車の構造はどのようになっているのか（※），そして風車にはどのような工夫がなされているのか（※），について調べました。そして，その調べたことをもとに，（※）実際に風力発電を行うような風車を作りました。（※）」
研究のめあて
・風力発電について調べ，プロペラ型の風車を作ることで，みんなに風力発電についてもっと知ってもらう！
*
（鈴木）
「研究の目当ては，（※）風力発電について調べ，プロペラ型の風車を作ることで，みんなに風力発電についてもっと知ってもらう。ということです。（※）」
研究の方法
・本やインターネット
・風車の模型を自分で作る
*
僕たちはまず，図書室の本やインターネットを使って調べることを始めました。また，波崎にあるプロペラ型の風車の模型を作り，風の力でどのように風車が動くのかを実験しました。（※）
研究の内容
風車の写真
（写真：波崎ウインドファーム）
*
それでは，研究の内容です。
まず，僕たちは昨年の９月28日に見学に行った「波崎ウインドファーム」で，変電所の方から聞いたこと，そして図書館にある本やインターネットを使って，風車の構造や発電の仕組み，また風車にどのような工夫がされているのかなどについて調べました。（※）
風車の基本構造
ブレード
ナセル
*
風車の基本構造を説明します。風車は，（※）ナセルとよばれる箱が柱（タワー）の一番上にあり，そこは「ブレード」（※）と呼ばれる羽根と「発電機」が回転軸で結ばれています。また，羽根と発電機の間には，風力で得られた力を増幅する「増速歯車」がついています。（※）
風車への工夫点
○風が弱いときは…？
○ブレードの角度を変えて風のエネルギーを最大に受けることができる。
*
ところでみなさんは風が弱かったり，風が無風だったりするとき，また風向きがいつもと違っているとき，一体風車はどのようになると思いますか。（※）
こんなとき，風車はブレードの角度を風の方向にあわせて変えることが出来ます。そして風のエネルギーを最大に受け，発電します。（※）
風車への工夫点
○台風などで，風が強すぎるときは…
○ブレードの角度を変えて風を逃がす。
*
逆に，台風などの風が強すぎるときには，（※）風車が壊れないように，ブレードの角度を調節し，風の力を逃がすようにしています。（※）
発電の仕組み
○ブレード（羽根）が風を受けて回転
○増速機で一定の回転数に上げる。
○発電機を回して発電
*
このように，
「風を受けて羽根が回る」（※）「増速機で一定の回転数に上げる」「発電機が回り，電力が起きる」という流れで風力発電は行われます。（※）
発電の仕組み
○特殊な発電機を使用
よって 風が弱いとき
風が強いとき
風が強すぎるとき
運転方法を変えて発電
*
また，先ほど述べたように，風の強さは常に一定ではありません。そのため，風力発電を行うときは，風が弱いとき，風が強いとき，風が強すぎるときなど運転の方法を変えて発電を行っています。（※）
発電の仕組み
○風車にはさまざまな種類
どのような風車の形が適している…？
*
ところで，みなさんは世界中で，風車がさまざまな場面で使われるのを見たことがあると思います。（※）
風車には，水をくみ上げたり，観光用として用いられたりと，用途によって様々な種類があります。（※）
では，風力発電にはどのような形の風車が適しているのでしょうか。（※）
名称
回転数
起動性
回転力
作りやすさ
多翼型
◎
◎
◎
大変
セイルウイング型
◎
◎
○
大変
直線ダリウス型
×
×
×
研究の余地大
サボニウス型
◎
×
×
わりと簡単
プロペラ型
△
○
○
わりと簡単
風力発電用の風車の比較
http://www.kk-kk.net/index.htmlより作成
*
この表は，代表的な風車の特性を一覧にしたものです。風力発電に必要な要素として，羽根の回る数を示す「回転数」，風力発電のしやすさを示す「起動性」，回転が生み出す力を示す「回転力」，そして風車自体の「作りやすさ」が挙げられます。評価として，◎が大変良く，逆に×は一番良くないものを示します。
一番上の「多翼型」や「セイルウイング型」の風車であれば，「回転数」「起動性」「回転力」はどの風車よりも優れていますが，「作りやすさ」という点については，難しくなっています。逆に，一番下の「プロペラ型」などは「回転数」「起動性」「回転力」は必ずしも一番優れているわけではありませんが，「作りやすさ」という点では大変優れています。
各風車の評価
・風でよく回る順
・回転の力がある順
・回転数
・作製時の大変さ
などを評価…
プロペラ型が発電に適している！
*
結果として，各風車の評価としては，総合的に「プロペラ型」が発電には適していると言えます。（※）波崎ウインドファームにある風車も「プロペラ型」の風車です。（※）
風車作りに挑戦!!
作成日時
Ｈ１９．８．１０～Ｈ１９．１１．１４
作成方法
インターネット，本などを参照
*
僕は昨年に引き続き『総合的な学習の時間』で実際に風車を作ってみました。今年は，波崎にある風車と同じ「プロペラ型」の風車を作ってみました。
しかし，1枚の板から，波崎にある風車と同じ3枚ブレードタイプを作るのは無理だったので，2枚ブレードタイプを作ることにしました。
なぜ，手作りにしたかというと，
①風車は高額商品ばかりで手が出せない，そして②自分で作ったものでないと研究の意味が無いという理由からです。（※）
プロペラ型風車（全体写真）
*
これが僕の作ったプロペラ型の風車の全体図です。ほとんど木材から出来ています。
簡単な構造ですが，製作期間は約3ヶ月かかりました。（※）
・風車の構造
①羽根（ブレード）
*
まず，ブレードにあたる部分ですが，これも木材を使っています。
長さ30cmの木材からコツコツと彫刻刀を使って，削りだしました。
ブレードの部分はクリアラッカーで色をつけて，ウインドファームの風車に近づけました。（※）
・風車の構造
②軸～発電機
*
そして，このように，ブレードと発電機を軸で結んであります。
接続部分には，少しの風でも回るように，軽いアルミパイプを使用して軽量化を目指しました。
モーターとパイプはゴムでつないであります。（※）
・風車の構造
③モーター～検流計
*
そして，このように発電機と検流計とをつないであります。
では，実際に完成した風車が回転する様子をご覧下さい。（※）
風車が扇風機の風を受け，回転している様子
*
「このように，家庭用の扇風機でも，風力発電の風車が勢いよく回ることが分かります。（※）」
風車が扇風機の風を受け，回転している様子
*
このプロペラ型風車，このように家庭用の扇風機でも良く回りました。検流計をつないでみると，35mＡ(ミリアンペア)もの電力がこの風車によって起こったことがわかります。（※）
風車が発電をし，発光ダイオードが点いている様子
*
このように，風車を回すことで，発光ダイオードが点いたことが分かりました。
検流計をはずして，発光ダイオードを接続したところ，暗い場所で微かに赤く発光したことが分かりました。
実験成功です。（※）
今回の反省および今後の課題
風車がなかなか回らない。
発電量が少ない。
発光ダイオードがなかなか点灯しない。
摩擦が大きすぎる。
*
今回の実験で最終目標であった発光ダイオードを点灯させるという目標を達成できて本当によかったです。
苦労した点は数多くあり，①風車が回らない②発電量が少ない③発光ダイオードが点灯しない④摩擦が大きすぎるなど，このほかにも様々な問題がありました。
しかし，その問題を１つ１つ解決していくことで，新しい発見があったり，風車をさらに詳しく調べることが出来ました。
材料の購入から発電まで全て手作りでやることで，発光ダイオードが点いたときの喜びもとても大きく，この3年間風車一筋で研究を続けてきて本当に良かったと思います。
提言
もっと，自然を利用した電気を発電しよう。
１人１人が気をつけて，節電に努めよう！
*
最後になりましたが，僕たちは風車に興味を持ち，そのしくみや発電する方法を知ること，そして実際に自分の手で風車を作ることで電気を起こすことが，...
