大学校及び設置科 東北職業能力開発大学校電気エネルギー制御科
課題実習の前提となる科目または知識、技能・技術 機械工作実習、CAD実習、電気機器実験、電気・電子計測実習、環境・エネルギー実験、電子回路基礎実験
課題に取り組む推奨段階 専門課程2年
課題によって養成する知識、技能・技術

手仕上げ及び測定技術、CADオペレーション技術、過充電・過放電コントローラ設計・製作、風力発電特性試験

製作の目的と概要

身近な自然エネルギーの利用方法としてマイクロ風力発電が注目されています。最近は風力発電キットも多く販売されていますが、発電原理を知ることに重点を置き発電量は数W程度です。今回、出力数10Wクラスの風力発電機を実際に設計・製作を行い災害時に活用できることを目指します。
★技能・技術習得目標:
 発電機の製作に関しては基本構造体(発電機の回転子、固定子、筐体など)やコイル巻き治具のすべてを自作させることにより、ものづくりに必要な設計・製作・調整の基本技術を習得することができます。発電原理(フレミングの右手の法則)に関してはコイルの精度や結線、磁石とコイルの位置の調整を考察し最適な発電量となるように調整することができます。発電機で発電した交流電力を整流回路で直流電力に変換できます。直流電力を充放電コントローラにより適切なタイミングでバッテリーに供給することができます。

。直流電力を充放電コントローラにより適切なタイミングでバッテリーに供給することができます。

成果

 1台の発電機に固定子、回転子を2個分搭載し発電量を2倍にすることができました。その結果、発電量30W級のエアギャップ交流発電機を製作することができました。発電した電気をバッテリーに充電するための過充電・過放電コントローラを製作することができました。
★アピールポイント:
 ポリテクニックビジョンでの作品展示実演と説明では優秀プレゼンテーション賞を頂きました。学生自らの発想でコイル巻き治具でコイルを巻く動作をDCモーターで自動化したことにより手巻きの1/4の時間で製作できました。
風力発電機の設計と製作、実用性の検討(H26)の画像1
図1 交流発電機の構造
風力発電機の設計と製作、実用性の検討(H26)の画像2
図2 外観
風力発電機の設計と製作、実用性の検討(H26)の画像3
図3 充放電コントローラ