サボニウス型風車風力発電機を作ろう！

サボニウス風車とはサボニウス（フィンランド）が

考案円柱形をたてに２つに切り，左右に少しずらした風車

パ ド ル を 回 転 さ せ る

さ せ る 向 き の 風

パ ド ル の 回 転 を

止 め る 向 き の 風

中 心 軸

パ ド ル

中 心 軸

風 車 を 回 転 さ せ る

向 き の 風

風 車 の 回 転 を 止 め る

向 き の 風

バ ケ ッ ト

風 車 を 回 転 さ せ

る の に 役 だ っ た 風

サボニウス型風車の特徴

利点と欠点利点・風速が弱くても回転

する。・風向きを問わない。・騒音が少ない。

欠点・あまり速く回転しな

い・発電量が少ない

『風力エネルギーの基礎』　牛山 泉　 p.92

名古屋市ＪＲ金山駅前アステル　　因幡電機製造・ＮＥＤＯ補助金利用

風車の性能評価１1．パワー係数： Cp　・自然風の中から風車を利用して得られるパワーの割合　　（サボニウス風車では、 0.15から 0.20程度）

　　　　 Pe：実際に得られるパワー　〔 Nm 〕　　　　　　 ρ ：空気の密度　　　　　　　〔 kg/m ３〕 A ：受風面積　　　　　　　　　　〔ｍ２〕　　　　　　　　：風速　　　　　　　　　　　　〔 m/s 〕

3e

p Av

PC

ρ)21(

v

風の持つパワーのうち、風車によりどれだけ取り出せ

たかを表す

風車の性能評価２2．トルク係数： CTQ

　・抗力成分によるモーメント

　　　　　　　　　　 TQe ：実際に得られるトルク　〔 Nm 〕 　 R　：風車の半径　　　　　　〔ｍ〕

RAv

TQC

2e

TQ

ρ)21(

風により発生しうる回転力のうち、風車によりどれだけトルクとして利用できた

かを表す

風車の性能評価３3．周速比： Cp　・風車のブレード先端の速度と流入速度の比

　　　　　 R ：ロータ半径　　　　　　〔ｍ〕　 　 ω ：ロ－タの角速度　　　〔 rad/s 〕　　　　 　　 ｎ ：風車回転数　　　　　〔 rps 〕

v

2

v

RnR π

サボニウス風車の最適設計形状C

H

a

b

面積が一定の場合、アスペクト比（ H/C ）は大きいほうがよい（ 4.29 ）。

オーバーラップ（ a/C ）は20 ～ 30 ％

ギャップ　ｂ＝０ バケットの端板の設置 バケットの段数の増設

牛山　泉　らによる

川村式サボニウス型風車風力発電模型の作り方

講　　師

材料が全てそろっているか確認しましょう。

1 人分の材料１人分の材料

道具が全てそろっているか確認しましょう。

１．風車ベースと羽根（左・右）を用意します。

２．風車ベースの切り込みに羽根を差し込みます。

３．羽根を２枚とも差し込みます。

４． 両面テープ付マジックテープとはさみを用意します。

５． はさみで両面テープ付マジックテープを半分に切ります。

６． 羽根＋風車ベースの部品と、半分に切った両面テープ付マジックテープを用意します。

７． 両面テープ付マジックテープの両面テープをはがし、羽根の上面へ貼り付けます。

８． ２枚とも貼り付けます。

９． 貼り付ける位置の拡大写真です。

１０． 回転軸を用意します。

１１． 風車ベースの上面中心部分に、回転軸を先のとがった方から差し込んでおきます。

１２． スペーサーとプーリーを用意します。

１３． スペーサーの平らな面の両面テープをはがします。

１４． スペーサーをプーリーに貼り付けます。

１５． 千枚通しを用意します。

１６． 千枚通しを使ってプーリー側から穴を開けます。

１７． その際に、プーリーに対して千枚通しを垂直に差し込んで穴を開けます。

１８． 写真のような部品ができました。

１９． プーリーと羽根＋風車ベースを用意します。

２０． プーリーに貼ったスペーサーの両面テープをはがし、風車ベースの下側から回転軸に差し込みます。

２１． 風車ベースとスペーサーを、両面テープでしっかりと貼り合わせておきます。

２２． マジックテープと千枚通しを用意します。

２３． 千枚通しを使ってマジックテープの中心に穴を開けます。

２４． 羽根＋風車ベースの部品と穴を開けたマジックテープを用意します。

２５． 穴の開いたマジックテープを上部から回転軸に通します。

２６． 羽根上部のマジックテープ２ヵ所と差し込んだマジックテープを貼り合わせます。

２７． 上から見た写真です。羽根（左・右）をマジックテープの貼り付け具合でまっすぐになるよう微調整します。

２８． 別の角度からの写真です。

２９． 風車スタンド底板と風車スタンドを用意します。

３０． 風車スタンド底板の軸受け側と、風車スタンドの穴側が同じ側になるように重ね合わせます。

３１． モーターとセロテープを用意します。

３２． 風車スタンド穴側の側面に、セロテープを使用しモーターを仮止めします。

３３． 風車スタンドの穴位置と、モータープーリーとが直線上になるように微調整します。

３４． モーターと風車スタンドの高さ位置は、ほぼこれぐらいです。

３５． モーターの取り付け位置が決まれば、セロテープでしっかりと風車スタンドに固定します。

３６． モーター＋風車スタンド、羽根＋風車ベース、輪ゴムを用意します。

３７． 回転軸を風車スタンドに差し込みます。その際、回転軸の先端を軸受けの窪みにはまるようにします。

３８． 両方のプーリーの溝の高さが同じになるよう、回転軸側のプーリーの高さを微調整します。

３９． 高さの調整が済めば、両方のプーリーの溝に輪ゴムをかけます。

４０． 写真のようになります。

４１． 川村式サボニウス型風車　風力発電模型が完成しました。

赤ケーブルがプラス極、黒ケーブルがマイナス極になります。つなげて電子メロディーを鳴らしたり、発光ダイオード（長い方の端子がプラス）を光らせてみましょう。

サボニウス型風車風力発電機を作ろう！