革命的な風力タービン Ⅸ

   

 

　　　　２８　　重すぎる任務　　／　　沢風大過（たくふうたいか）

 

 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　 　　

 　　　　※　「大過」は、大（陽）が多すぎて、それを支える者が弱い、つま
　　　　　　りアンバランスを意味する。手に余る仕事に取り組んで四苦八苦す
　　　　　　るのである。卦の形も、洪流（兌：だ）に没した木（巽：そん）
　　　　　　を表わしている。そうかといって仕事を放棄するわけにはいかな
　　　　　　い。激流に耐えて、一大勇猛心をふるいおこして乗り切らねばな
　　　　　　らない。男女関係においてもアンバランスが目立ち、とくに人妻
　　　　　　が若い男と道ならぬ愛欲に溺れてしまう傾向がある。会社などで
　　　　　　は、上下を結ぶバイプがつまり、中間にいるものが強くなりすぎ
　　　　　　ている状態である。「大過」は棟（むなぎ）が屋根の重みに耐え
　　　　　　かねてたわんでいることを譬えに使って説明される。

　　　　※　多様で複雑なこの現代社会で最大多数の利益あるいは幸福を得る
　　　　　　戦略の実現は本当に難しいことを痛感するデフレ経済の世事昨今。
　　　　　　まさに温故知新である。

●　百の頂きに百の喜びあり

啓蟄を待ちきれず、はや山登りの室内トレーニング強化に走り出している。今回は、録
画しておいた「グレートトラバース２　茅ケ岳」を観賞しながらトレーニングをこなす。
この山は、「日本百名山」で知られる山岳作家、登山家（1903-1971：石川県生まれ）、
東大在学中に『文芸春秋』に発表した「オロッコの娘」が好評を得たのを機会に大学中
退、作家生活に入る。５７年「贋作家故郷へ行く」を最後に小説の筆を折る。以後、山
岳随筆やヒマラヤ研究に力を注ぎ、５８年ヒマラヤ探査行。６４年『日本百名山』で読
売文学賞を受賞。６８年日本山岳会副会長に就任。７１年茅ケ岳頂上近くで、脳卒中で
急逝しており、プロアドベンチャーレーサ田中陽希も映像中、茅ケ岳の、頂直下は「終
焉の地」の碑前に止まり黙祷を捧げている。ところで、下写真の切り取りのように、映
像アングルが余りにも素晴らしく感じアップする（動画切り取った方が良いのだが）。
靄が懸かった神秘的なワンシーンだが山の自然が醸し出す気道がはっきりと確認できた
というわけだ。

●　彦根産アスパラガスと豆乳のジェラートに驚く

彼女が、下記写真のＪＡ東びわこと、いと重菓舗のコラボのジェラートを買って来たの
で早速試食・・・絶妙の甘さをともなうミルギーでいてほのかに上品アスパラギン酸が
たまらない。何で、何で、何で、こんなに美味いのだ。感激を早速デジカメする（リバ
ーシブル・ランチョンマットは、軽井沢万平ホテル製）、スプーンは彼女が大阪で買っ
たやつで、箸置きがわたしが信州のサービスエリアで買ったやつ（記憶は曖昧だが）。
かぼちゃのジェラートも、やるじゃない？！ＪＡ東びわこさん。

 

 

  

【ＲＥ１００倶楽部：スマート風力タービンの開発 ２８】 

「革命的な風力タービンⅥ」（上写真ダブクリ）で描いた、「全国無電柱化」にあわせ、
信号機や防犯カメラ、拡声機、防犯灯などの機能を融合させ「道路構造令に建築限界」
を配慮し、高さ６メートル程度の「マルチ・タウン電柱」として刷新し、意匠性と機能
性を調和させた、"Think Globally Act Locally"で革命的な「風力タービンポール」の構成
素材を考てみよう。現在の電柱はコンクリートや鉄鋼が主流だが、これを、炭素繊維や
セルロースファイバーに変えることができれば、軽くて、靱性に優れ、環境配慮を実現
できる。なかでも、セルロースナノファイバーは持続可能型に優れた素材だとして期待
される。ただ、炭素繊維やガラス繊維と比べ、①耐熱性に劣り防火的側面で不利。②変
色するという意味で意匠性に劣る。③ただし、コストが高いという点では、量産化、作
り込みで価格は逓減するのでこの点は心配していない。１９０℃という温度制約には、
その他の樹脂、金属との複合材化で、ある程度は特性を保持しながら改良できるだろう
（下図の関連特許事例参照）。




※　特開2016-156111 微細セルロース繊維複合体

ところで、ホールの直径を仮に１メートルのシリンダーとして、集風板２０センチメー
トルのスロープ・フランジとし、ブレード直径は６０センチメートルとなる。この３つ
のＤp、Ｄf、Ｄbのパラメーターのチューニング方法はコンピュータや実験による模擬設
計により最適値を決定すればよい。垂直方向のブレード長も同様に決定する。予めブレ
ード標準ユニットを定めれば、２段連結するか３段連結するかは任意選択となる。風車
部＋発蓄電部＋制御部を仮に直径１メートル×長さ８０センチメートルとすれば、３段
連結すれば２メートル４０センチメートルとなり全長６メートルとすれば４０％が風力
タービンとなる、これをスムーズ駆動させ発電させるにはカットイン風速を毎秒１メー
トル以下を設計要求される。さらに、ブレード、アームは一体型として、セルロースナ
ノファイバー樹脂（セルロースだけでなくリグニンナノファイバーなども可）に熱硬化
または、光硬化樹脂を加え、表面を静粛処理加工したブレードを３Ｄプリンタで製作す
る革命的なスマート風力タービン――単位体積あたりの発電量性能が世界最高――がわ
たし（たち）のプロトタイプである。

 

●　事例研究：特開2017-031920 垂直型風力発電システム、
　　　　　　　及び垂直型風力発電システムにおける制御方法 Ⅵ

 【実施形態３】 

さて、図１８を参照して、実施の形態３に係る垂直型風力発電システムの解説に進もう。
下図１８において、回動手段９は回動軸部３３、ステッピングモータ、ＤＣモータ、超
音波モータ、圧電素子などの駆動源３０、ギヤ、カップリング、シャフトなどから構成
される動力伝達部３１、ベアリングなどを用いた軸支部３２、動力源３５に電力を供給
する電池などの電力源３５より構成され、直線翼２はアーム３に対し、最大で±１８０
度の回動状態となる。

このとき、駆動源３０、動力伝達部３１伝達機構はアーム３に格納され、電力弦３５は
アーム３またはポール６に格納（図示せず）される構成としている。この構成により、
駆動源３０および電源３５を風雨から保護することができるため、信頼性に優れた、回
動手段９および垂直型風力発電システム１５を実現することが可能となる。

また、電力源３５がアーム３に格納されている場合の電力源３５への電力供給手段は、
図１におけるシャフトユニット保持部７の固定部と回転部における接触給電または非接
触給電とし（詳細は図示せず）、電力源３５がポール６に格納されている場合の、駆動
源３０への電力供給手段は、このシャフトユニットの固定部と回転部における接触給電
とした構成としている。非接触給電の一例としては、送電側コイルと受電側コイルを用
い、電気を無線伝送する構成がある。

この構成により、電力源３５に簡素かつ高信頼性の給電手段を実現することが可能とな
り、発電効率に優れ、小型かつ低コストの垂直型風力発電システム１５を実現すること
が可能となる。

さらに、電力源３５がアーム３に格納されている場合の、電力源３５への電力供給手段
は、垂直型ブレードの回転が停止している場合のみ接触給電または非接触給電とした構
成としている。この構成により、電力源３５に簡素かつ高信頼性の給電手段を実現する
ことが可能となり、発電効率に優れ、小型かつ低コストの垂直型風力発電システム１５
を実現することが可能となる。

尚、第３の実施の形態では、電力源３５への電力の供給は外部からの給電としたが、太
陽光パネル（図示せず）をアーム３の表面に張り、太陽光パネルから電力源３５に電力
を供給する構成でもよい。また、回転角制御手段１０および駆動源３０への回転角度テ
ーブル１４またはピッチ角度３９の調整量の制御信号は、垂直型風力発電システム１５
の固定部からの接触式の伝送でもいいし、垂直型風力発電システム１５の固定部または
外部からの無線通信でもよい。

また、第３の実施の形態では、相対角度８の調整はモータなどの駆動源３０、ギヤやカ
ップリングおよびシャフトなどの動力伝達部３１にて行ったが、カムを用い、周速比に
関係なく所定のゾーンまたはブレード回転角度１３のみ調整を行う構成でもよいことは
言うまでもない。

また、実施の形態１～３ではすべて垂直型風力発電システムを本発明の適応範囲とした
が、水力発電システムへ適応しても問題ない。この場合、翼素運動量理論を用いた回転
角度テーブル１４の演算において、流体が空気から水に変わることにより密度ρ、粘性
係数および翼型特性（揚力、抗力）の情報を変更することになる。

上記説明から、当業者にとって、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。
従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の
態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することな
く、その構造および／または機能の詳細を実質的に変更できる。

【産業上の利用可能性】

この提案は、従来に比べ、最適かつ緻密な垂直翼の相対角度の回転角制御を行うことに
より発電効率に優れ、信頼性に優れた垂直型風力発電システムを実現する。よって、例
えば、垂直型風力発電システムに利用できると説明されている。 

直、この特許事例に関してはここで了とする。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　●　今夜の一曲

チャイコフスキー: 弦楽四重奏曲 String Quartet No.1, in D, Op.2 

弦楽四重奏曲第１番ニ長調、作品１１は、ロシアの作曲家ピョートル・チャイコフスキ
ーにより、1871年２月に作曲された弦楽四重奏曲である。２楽章冒頭の旋律は「アンダ
ンテ・カンタービレ」と呼ばれ有名で、ムード音楽などにも編曲されることがある。
1876年12月にモスクワ郊外の領地ヤースナヤ・ポリャーナから久々にモスクワに来たレ
フ・トルストイに敬意を表して、ニコライ・ルービンシュタインは特別音楽会を催した。
この時にはこの曲も演奏されたが、アンダンテ・カンタービレが演奏された時、チャイ
コフスキーの隣に座っていたトルストイは感動のあまり涙を流した。この事をチャイコ
フスキー自身は、10年後の1886年7月2日の日記に「あの時ほど、喜びと感動をもって作
曲家として誇りを抱いたことは、おそらく私の生涯に二度と無いであろう」と記してい
る。

【楽曲構成】

• 第１楽章 Moderato e semplice ニ長調　9/8拍子
  息の長い第1主題で始まるソナタ形式。テンポを上げた華麗な終わり方が印象的で
  ある。
• 第２楽章 Andante cantabile 変ロ長調　2/4拍子 中間部をもとにしたコーダを伴う
  三部形式。冒頭の有名な旋律は、チャイコフスキーがウクライナで聴いた民謡に
  題材を得ている。
• 第３楽章 Scherzo (Allegro non tanto e con fuoco) ニ短調　3/8拍子 活気に満ちたス
  ケルツォ楽章である。
• 第４楽章 Finale (Allegro giusto) ニ長調　4/4拍子 ロシアの民俗舞曲風の第1主題
  をもつソナタ形式である。憂鬱なアンダンテの部分をはさみ、激しいフィナーレ
  に向かう。