風力発電の基礎知識(構造・しくみ）その3

　風力発電を計画する場合に何よりも重要なことですが、風力発電システムを設置するにふさわしい環境であるかどうかを事前に調べる必要があります。自然エネルギー発電に挑戦できるかどうかは、そこがどのような環境であるか次第で決まります。設置を考えている場所の環境を事前によく観察しておくことが重要です。

◆設置環境の観察
(1)安全面
　壊れない風力発電機はありません。風速60m/sの強風に耐える風力発電機であっても、ちょっとした強風時に何らかの飛来物(木の枝など)が舞い、回転中のブレードに衝突すれば、ブレードが破損してしまいます。また、不測の原因により、風力発電機の支柱が倒れたり、風力発電機そのものが脱落してしまう可能性もあります。こうしたことを事前に理解した上で、場所を選定しなければなりません。

　最近の小型風力発電機は、ブレードが軽量化されており、万が一破損して周囲に飛散したとしても、ある程度の距離を飛べば、ブレードそのものの比重が軽いため、すぐに減速してヒラヒラ状態になります。従って、人（が居るような場所）から離れた位置に風力発電機を設置することが理想です。高い位置に風力発電機を設置したり、あるいは低所であれば、人が近づかないような管理された敷地内に設置する等の工夫が必要です。

(2)公害（他人への迷惑）
　風力発電機は、屋外の高い位置に設置され、強風時には高速回転する機械装置です。そよ風でサラサラと回転する風力発電機は、見ているだけでも心なごまされる存在ですが、強風時にはその様子が一変し、大きな風切音を発生したり、不快な振動を発生する場合があります。また、高い位置に設置した風力発電機は、その影を隣家に落とす場合があり、回転するブレードがチラチラとした影を作り出しますので、その影響についても配慮しなければなりません。

　設置場所が、住宅地であれば、騒音(風切音)が小さい機種を選定すべきでしょうし、隣家に影を落とす可能性がある場合は、設置場所の工夫も必要になります。
また、強風時には風力発電機を停止したり、支柱を倒しておけるようにしておく(可倒式支柱)、などの対策があると、安全面から考えても、なお良いでしょう。

(3)発電環境
　風力発電機の出力は、風速の3乗に比例するため、少しでも大きな風速が得られる場所に設置することにより、大きなメリットが得られます。また、風の安定性も大切で、風向がある程度一定していて、風の巻き込みが少ない場所を選びます。周囲に障害物が無く、風の通り抜けが良い場所が最適です。

　風速が大きければ大きいほど発電量は飛躍的に伸びますが、風の質が悪いと色々な問題が生じます。質の悪い風とは、風向が一定していない風、巻き込む風(ビル風など)、吹き上げ・吹き降ろしの風(ビル屋上の壁面近くに設置した場合は、質の悪い吹き上げ風になります)、とんでもない強風(局地風)などが挙げられ、どの場合も風力発電機にとっては有害な風であり、発電量が低下したり、風力発電機の寿命を著しく低下させる要因になります。

　 設置の目的が、風力発電についての学術研究である場合には、研究目的・内容・予算次第でお勧めできる風力発電機が大きく異なりますが、通常は余計な影響や干渉を無視するために、CPUや自動制御装置などを搭載していないプレーンな機種を選定します(PS3をご採用いただく場合が多いです)。また市販製品に研究の目的を満たす該当製品が無い場合には、研究目的に沿った風力発電機を新規に設計、製作する場合もあります。

(2)設置場所の環境に応じた機種選定例
風力発電機を設置する場所が、騒音が気になる住宅街であったり、塩害が厳しい海上や沿岸であったり、暴風＆氷雪の厳しい高山地帯であったり・・・と実際に色々ありますが、環境に応じた機種を選定することが必要です。

〈文/画像:風力発電について…株式会社ノースパワー〉