Transcript 電気のない集落に電灯・ＴＶ・ＰＣと暖房を！！！

電気のない集落に電灯・ＴＶ・ＰＣ・暖房と飲み水を！！！
ウエブ収集
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何はなくとも電灯が欲しい！
ＴＶとＰＣがあれば楽しい！！
寒いときには暖房を！！
飲料水と潅漑用水を確保したい！！！
電気のない集落に電灯・ＴＶ・ＰＣ・暖房と飲み水を！！！
インドの無電気村落では
ＴＶ収集
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太陽電池で携帯蛍光灯を充電し 賃料は一晩10ルピー（約\15）
一般的に太陽光を利用できるのは１日平均約４時間とされている
曇りや雨の日はどうしましょう・・・
電気のない集落に電灯・ＴＶ・ＰＣ・暖房と飲み水を！！！
モンゴル・チベットの草原は近くに何もない
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あるのは草だけ！！！
寒い！！！
夜は真っ暗！！！
電気がほしい！！！
電気のない集落に電灯・ＴＶ・ＰＣ・暖房と飲み水を！！！
山岳地帯では風力発電しかない
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家事や勉強に電灯はどうしても必要
ＴＶやＰＣは知識と楽しみを与える
寒いときには暖房がほしい
下の谷川から潅漑用水を汲み上げたい
近くの峰に風力タービンを設置する
資材は人力運搬が可能としたい
電気のない集落に電灯・ＴＶ・ＰＣ・暖房と飲み水を！！！
そして、離島に飲み水を！！！
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フィリピンの離島では飲料水は２０㍑約\47とのこと
海水や排水から逆浸透膜でほぼ純水を製造できる
離島には電気がない
中型風力タービンが最適！！！
電気のない集落に電灯・ＴＶ・ＰＣ・暖房と飲み水を！！！
風力発電の現状
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水平軸のプロペラは超大型化している
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後述するように、プロペラの受風面積内の単位出力は大型では450w/㎡程度
と優れているが、小型では60～160w/㎡と極端に小さい
風洞実験で、1/10の模型は10倍の風速が必要であることでも説明できる
プロペラは大型化で効率が上昇して、多分受風翼が同じ形状で直径200m超
では単位出力が500w/㎡程度になると推定できる
しかし風圧による損傷を少なくするためにプロペラ形状をより細くしなければ
ならず、直径75mを超えると逆に単位出力は小さくなっている
Φ75m
Φ164m
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単位出力は直径75mで453w/㎡だが直径92mでは406w/㎡、直径164mでは
332w/㎡と、超大型になると数値は小さくなっている
並べると Φ75m ： 4416㎡×453w/㎡ = 2000kw
Φ92m ： 6644㎡×406w/㎡ = 2700kw
Φ164m：21113㎡×332w/㎡ = 7000kw
電気のない集落に電灯・ＴＶ・ＰＣ・暖房と飲み水を！！！
オルソプタ風力タービン
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垂直軸で逆風側でもヨットのように推進力を得る方式を考案し特許出願
調査の結果、1934年に永井式として実用新案出願があった
新風力タービンは永井式に強風対策を付加したものである
英語圏ではオルソプタ（正しい回転翼？）と称している
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この方式は次表のように翼面積が大きくて小型でも単位出力は410w/㎡
あり、中型の単位出力は460w/㎡と推定され、中規模風車として威力を
発揮すると期待できる
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そして後述のように翼両端2点支持なので、受風翼幅が大きいままでも
問題はなく、このことで直径30m相当(約H30m×W24m)の中間サイズ
では断然有利になると推定できる
この方式は、プロペラの持つ多くの欠点を克服する装置として取り組み
やすい
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その他の垂直軸風車は構造上強風対策を施すことは不可能で、破損
しても人的傷害を与えないようにプラスチック製まである
電気のない集落に電灯・ＴＶ・ＰＣ・暖房と飲み水を！！！
オルソプタ風力タービン
プロペラとオルソプタのサイズ別比較
定格風速は各メーカーばらばらなので、同一風速に修正
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プロペラ小型は低効率、大型は高効率だが巨大すぎる
オルソプタは小～中型でも高効率
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オルソプタ風力タービン
前表の図示：プロペラを赤、オルソプタを青で示した
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⑧試作機の効率は高く、⑨のΦ20mは実用に適すると推定
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オルソプタ風力タービン
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安全な垂直軸で、利点が多い
中規模になると二段にしてもよい
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オルソプタ風力タービン
側 面
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中心軸と周りを回転する受風翼とをチェーン連結
受風翼は1公転で1/2自転
プロトタイプサイズ ： (直径1m +翼幅1/2)×高さ1.5m = 面積約2㎡
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オルソプタ風力タービン
強風対策機構－１
スプロケットの側面図
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中心軸スプロケット１と受風翼スプロケット２をチェーン連結
スプロケットの断面図
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中心軸と受風翼のスプロケット歯数は１：２
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オルソプタ風力タービン
強風対策機構－２
中心軸の側断面図
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中心軸スプロケットを上下させてスプロケット１に陥入したピンを切り替える
スプロケット１の断面図
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陥入しやすい溝付きのピンホールが所定の角度位置にある
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オルソプタ風力タービン
強風対策機構－３
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規定の風速（15～25m/s）で受風翼を風向と平行にする
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強風時にブロックを下げてピン陥入角度を切り替え、強風が治まれ
ばブロックを上にして規定角度に戻す
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オルソプタ風力タービン
オルソプタとプロペラの比較
◎
◎
オルソプタ
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◎
受風翼両端の2点支持で低ストレス
受風翼幅が広い
受風翼製作費が低廉
◎
プロペラ
×
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受風翼端の1点支持で高ストレス
受風翼幅が狭い
受風翼製作費が高価
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オルソプタ風力タービン
何処にでも設置できる
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オルソプタ風力タービン
オルソプタの利点
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場所を選ばない
風向を選ばない
景観を損じない
低音障害がない
バードストライクがない
組み立てやすい
メンテしやすい
低コストである
避雷針設置可能
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オルソプタ風力タービン
オルソプタとプロペラの建造費推定
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風力発電購入金額は20kw以上23.1円、20kw以下57.75円/kwh
平均して定格出力の1/5の出力なので年間売上と期待償却年数の7年売上
で比較すると次のようになると推定
オルソプタ直径17m相当=タテヨコ15mは20kw枠に入り、７年償却の金額は
72百万円が可能で、中型装置として最適(実際はこの1/3の建造費でOK？)