実験方法

実験方法EXPERIMENT - METHOD

ブレードの作成

完成した風洞に、風速２～７m/sの風を流し、風車にあてます。風は、ハニカムにより整流されているので層流の状態で計測できます。

計測

本実験では参考に翼の回転数を計ります。　　　　　　　　

{ハブダイナモの性能は、タイヤ径が26インチで時速15kmのとき、定格電圧 6V、定格出力2.4 Wで1分間に約120回転（120rpm) }

風洞から出る風を風速計で計り、2~7m/sの風に調整します。そして、出力電力を記録します。

写真右下（風速計）、写真右上（回転数計）で
どちらも2000円～3000円程度で購入出来ます。（秋葉原電気街）

写真左は回転計での計測風景です。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

風速2～7m/sごとに出力電力を測定します。（テスター）

平板のブレードハブダイナモ風車の風速と出力の関係

トンボの羽根型ブレードハブダイナモ風車の風速と出力の関係

ブレード

平板型ブレード(蝶の羽根型)　
P.P板（厚さ2.5ｍｍ）を用意し、幅10㎝×長さ35㎝のブレードを作成。　　（質量25g）
カッターで正確に切断し、熱湯につけて　先太部分を曲げます。本実験では、事前に木型（こたつの脚のようなもの）を用意し、それに温めたP.P板を押し付け整形します。

トンボの羽根型ブレード
平板型ブレードと作成条件は同じです。ブレードを折り曲げることでギザギザにします。

風洞実験（レイノルズ数の変化）　①

平板型とトンボの羽根型の風速　Uが２m/sの時の写真。　　　　　　　　　レイノルズ数 Reは76となり、ぎりぎり層流とみられます。

風洞実験　（レイノルズ数の変化）　②

風速を上げて U＝4m/s、Re=152のときの写真。
カルマン渦が後方にうっすら見えます。

さらに風速を上げて U＝7m/s、Re=266にして
みましたが、なかなか完全な乱流にはなりませんでした。

参考書によると、レイノルズ数が2000ほどにならないと
乱流に変化しないらしいです。

今後の展望

本実験により、平板6枚羽根型ブレードよりも優れた
トンボの羽根型ブレードができたので、これにプラスして風レンズを付けた風力発電機を制作しました。

この風車で風力発電大会に出場し、上位入賞を果たしたいと思います。

トンボの羽根＋風レンズ型風車で発電した電力は、2000mWを超えているので、全波整流回路で交流から直流に整流し、携帯電話やUSB機器に充電出来るように新たなシステムを作りました。
　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　
　また、防災用ライトとして充電池に電力を貯めることの出来る蓄電LEDライトを作りました。