HOMEPick Up洋上風力発電機の構造と、その基礎となる大型加工部品を徹底解説!

洋上風力発電機の構造と、その基礎となる大型加工部品を徹底解説!

風力発電は最近注目されている発電方法で、名前の通り風の力で発電する仕組みです。

通常の風力発電機は、山などの比較的標高が高く、風の影響を受けやすいところに設置されていますが、洋上風力発電機は海の上に設置されているのが特徴です。

洋上風力発電は島国である日本に適した発電方法なのです。

洋上風力発電機がどのような仕組みになっているのか、使用されている部品にはどのようなものがあるのかなどについて紹介します。

 

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洋上風力発電とは

洋上風力発電機は、陸上ではなく海上に設置されているというのが一番の特徴になります。

そのため、島国である日本に適している発電方法だと言われており、同じ島国であるイギリスも洋上風力発電に力を入れているのです。

 

洋上風力発電機の構造

環境にやさしい発電方法として、現在は日本のいろいろな場所に設置され始めている洋上風力発電機ですが、どのような構造をしているのかを確認してみましょう。

 

①風の力でブレードが回転する

風力発電機にはブレードと呼ばれている羽が取り付けられています。

このブレードは風が当たることで回転し、発電することができるのです。

そのため、風が全くないとブレードが回転しないため、発電することができません。

 

②回転をナセルに伝える

ブレードが取り付けられている装置をナセルと呼ぶのですが、ブレードが風を受けて回転することで、ナセルの内部に取り付けられている機械にその回転が伝わります。

ナセルの内部には増速機や、ブレーキ装置、発電機が搭載されています。

ブレードが風を受けることでその動力伝達軸に力が伝わり、さらにナセル内部の機械にも力が伝達されます。

 

③増速機が回転速度を上げる

ナセルの内部に取り付けられている増速機には、ギアが取り付けられています。

このギアにより、ナセルに伝わった回転数を大幅に上げることができるのです。

 

④発電機が回転速度を電気に変換する

増速機によって回転数が上げられると同時に、回転する速度も速くなります。

増速機の回転によって発電機で電気が作られ、作られた電気は洋上風力発電機の塔内を通り、変圧器によって昇圧されます。

昇圧されれば普通にその電気を使えるようになるので、送電線を通して電気を使用する場所へと電気を届けるのです。

 

洋上風力発電機と陸上風力発電機の違い

風力発電機と聞くと、標高の高いエリアに設置されているものというイメージが強いでしょう。

一般的によく見かける風力発電機は、陸地に設置されていることから陸上風力発電機と言います。

それに対して海上に設置されている風力発電機を洋上風力発電機と言うのですが、この2種類にはいろいろな違いがあります。

どのような違いがあるのかを確認してみましょう。

 

①発電機の大きさの違い

陸上風力発電機と洋上風力発電機とでは、見た目が異なっています。

一目見れば、大きさが明らかに違うことがわかるでしょう。

陸上風力発電機は高さが107メートルなのに対して、洋上風力発電機は180メートルとなっているのです。

現在ではもっと背の高い洋上風力発電機も作られています。

 

②風況の違い

なぜ風力発電が洋上でも行われるようになったのかというと、それには風況が関係していると言えます。

洋上に比べて陸上のほうは安定して風が吹きにくいですし、陸上発電機の場合には風力発電に必要不可欠なブレードをそれほど大きくすることができません。

これに対して洋上には安定して風が吹きやすいですし、洋上発電機であればブレードを大きくすることができるので、その分多く発電できるのです。

 

③部品点数と移動コストの違い

風力発電機の部品点数はとても多く、大体1万点から2万点と言われています。

洋上風力発電機であれば部品点数の削減が可能なことから、経費削減を期待されています。

部品点数だけではなく、発電機を設置される場所へ移動する際にも、洋上であれば船で運べるので、高い場所に設置する必要がある陸上風力発電機よりも移動コストを減らせるでしょう。

 

洋上風力発電機の3つの大型部品例

洋上風力発電機には、大きく分けると3つの大型部品が使用されています。

どのような種類があるのかを見てみましょう。

 

部品例①:ブレード

ブレードとは、風力発電機の羽の部分です。

この部分に風が当たることによって回転する仕組みとなっています。

ブレードが回転することでその動力伝達軸から回転の力が発電機に伝わり、その力で電気を作っているのです。

 

部品例②:ナセル

ナセルの内部には、増速機や発電機などが搭載されています。

ナセルの内部にある発電機で電気が作られ、その電気は塔体を通って変圧器で昇圧されるのです。

ナセルは電気を作るために必要不可欠な部品です。

 

部品例③:シャフト

風力発電機には、動力伝達軸というシャフトが使用されています。

このシャフトを通じて、ナセルの中に搭載されている機械類にブレードの回転が伝わることで、電気を作ることができます。

 

洋上風力発電機の大型部品の加工が可能なメーカーは日本には少ない

風力発電機は、ヨーロッパでは多く使用されているのに対して、日本ではまだ数が多くありません。

大型の部品を多く必要とする洋上風力発電機の部品加工メーカーは少ないのです。

洋上風力発電機の大型部品を加工するためには、高い技術力だけでなく大型の機械類が必要になります。

 

超大型の加工機が必要

大きな部品を加工するためには、それに対応している機械の導入が必要になります。

主にマシニングセンターやフライス盤などという機械を使用しますが、これらの機械のかなり大型のものを導入しなければいけません。

 

高度な技術力と知見が必要

洋上風力発電機の製造を行うのには、高い技術力が必要不可欠です。

さらに、安全対策や送電効率、設置をするにあたっての輸送手段なども大きな課題だと言えるでしょう。

 

まとめ

最近徐々に増え始めている風力発電機には、山などの高い場所に設置されることが多い陸上風力発電機と、海上に設置する洋上風力発電機があります。

洋上風力発電機は陸上風力発電機よりも大型で、たくさんの電気を発生させることが可能です。

そのような洋上風力発電機には、ブレードやナセルなどの多くの部品が使われているのですが、このような部品の製造には高い技術が必要になります。

しかも、これらの大型の部品が必要になるので、製造できないメーカーが多いでしょう。

洋上風力発電機に使用する大型部品の製造をお願いしたい、その相談をしてみたいという方は、当社へ気軽にご連絡ください。

 

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