風力発電について

小学4年の息子が、夏休みの自由研究で「発電」についてやってみたいということで、色々と調べていくうちに、
http://www.plusone-edcom.jp/openschool/kaze.html
上記のページの風力発電装置を作ってみることにしました。

かなりきっちり作成し、発電実験をしてみたのですが、うまくいきませんでした。
扇風機の風（最強）をあててプロペラを回しても、豆電球とつなぐと、いきなり回転数が落ちて、豆電球はつきません。（つなぐ前は、プロペラが円に見えるくらいに勢い良く回っていました）
もちろん、上記ＨＰのとおりの「もうひとつのプロペラを回す」というのもやってみましたが、全く回りません。

ソーラーモーターを購入した模型屋さんで相談してみたら、風力発電で豆電球をつけようと思ったら、相当な風力（たとえば自動車につけて走るとか？）が必要と言われてしまったため、そろそろまとめに入る時期なので、結局手回し発電機をつくることにしました。（こちらはギア等を使用したので、かなり強い発電・・・といっても、プロペラと豆電球を同時につける程度ですが・・・に成功しています）

息子は模型屋さんのお兄さんの説明に納得しているようなのですが、わたしはちょっと疑問に思っています・・・（疑っているという意味ではなくて）
何か間違っていたか、他に方法があったのではないか？と。

自由研究自体は、風力発電装置の作成に失敗したということで進めているので、急いでいるわけではないのですが、どなたか良いアイディア、または私でも納得できるようなお話を聞かせてもらえればありがたいです。
よろしくお願いします。

No.3 ベストアンサー 回答者： nekochari 回答日時： 2004/08/18 15:00

「風力発電装置の作成に失敗したということで進めている」というのはちょっと残念ですね。

うまく行かない、ということから、ではいったい何が起こっているのだろうか、と考えていくところに「自由研究」の醍醐味があると思います。
　テスターがあるなら、電圧や、電流を計れるので、随分と先へ進めると思うのですが、小学４年生では範囲を超えすぎなのでしょうか？
　実際にどれくらいの電圧が発生しているのか、それから、豆電球をつないだ時にはどれくらいの電流が流れているのか、豆電球を乾電池につないだ時と比べることができれば、なぜ豆電球がつかなかったかが確かめられるのですが。
　電流が足りないなら、もっと負荷の少ないものだとうまく行くのか、とか、発電の力が弱いのなら、それは発電機自体の力の問題なのかそれとも、羽を工夫したり、二重に羽をつけたりしたらもっとうまく発電できるのか？とか、いろいろな発展の方向性があるように思います。そういう中から、電球って思った以上に電気を使うんだとか（だから節電のためにこまめに電気を消すっていうのもなるほどだとか）、風から電気を起こすってそう簡単じゃなくってかなり強い風が必要だったり、その風の力をうまく取り入れる工夫がいろいろ必要なんだということが実感できるというそのことが貴重な体験になると思います。
　仕上げとして「本物」の風力発電について調べてみるのも面白いと思います。その時には、OK Web の「電力発電」のカテゴリーの内容もお役に立つかもしれません。
http://virus.okweb.ne.jp/oshiete.php3?c=588
　いい自由研究になるといいですね(^o^)

参考URL：http://virus.okweb.ne.jp/oshiete.php3?c=588

この回答への補足

回答ありがとうございました。

息子が自由研究で「発電をやりたい」と言った時、思わず「えーっ！？」と言ってしまったほど、電気関係が全く分からず、全然頼りにならない親で。
もっと早く、こちらで質問していれば・・・と後悔です。
テスターは持っておらず、またnekochariさんのように考えが発展していかなかったので、うまく導くことができませんでした。
9割方まとめ終わっているので、息子自身はたぶんもう「自由研究は終わったもの」と思っているはず・・・
でも、もう少し、この話をしてみようと思います。

補足日時：2004/08/18 17:04

この回答へのお礼

色々、アドバイスをありがとうございました。
結局電圧を測るまではいかずにまとめることとなりましたが、息子も納得のいくようなまとめ方ができたと思います。
息子は、「来年は・・・をやりたい！」と、もう言い始めていますが、これもまた私には難題で・・・
来年またお世話になるかもしれません。

ここに回答してくださった皆様、ありがとうございました。

お礼日時：2004/08/27 13:13

No.5 回答者： baulu 回答日時： 2004/08/20 20:56

aki24さんが、どちらにお住まいかわからないのですが、

実際の風力発電所を見に行く、ってのも面白いと思いますよ。そこで、子どもなりの発見があるかもしれません。「あ、羽って○毎なんだ」とか、「羽って大きいね」とか「音もすごいんだ」なんて、体験したら、いかがでしょうか？

この回答へのお礼

御礼が遅くなりました。
回答ありがとうございました。

お礼日時：2004/08/27 13:09

No.4 回答者： michina 回答日時： 2004/08/18 18:41

一枚の羽の大きさを、幅４センチ、長さ２０センチにしてみて下さい。

これだけでも、かなり出力がアップします。

これで、もう一つのソーラーモーターを回すことができるはずですよ。この場合、もう一つのソーラーモーターに付ける羽根は小さいのにしてくださいね。

この回答へのお礼

御礼が遅くなりました。
回答ありがとうございました。

お礼日時：2004/08/27 13:08

No.2 回答者： foobar 回答日時： 2004/08/18 14:38

いくつか追加

その1
豆電球と言うのは、冷えているとき(点いていないとき)に電気抵抗が小さくなって、同じ電圧でもより多くの電流が流れるような性質が有ります。

この性質のため、
1. （フィラメントの冷たい)電球をつなぐ
2. 発電機の負荷が重くなり、回転数が下がる
3. 発電機の電圧が下がる
4. 電球に流れる電流が小さいので、電球は明るくならず電気抵抗は低いまま、、

というような、状況も生じているかと思います。

その2
風車の回転数がある程度以上下がると、急に回す力が弱くなる事が有ります。(風車の羽が失速するため)。
負荷が重くて、失速領域に入っているかも知れません。

その3
発電機につけるプロペラを大きくすると、負荷トルクに打ち勝って、回ったかも知れません。(でも豆電球は荷が重そうな気がします。)

この回答へのお礼

下記の回答に続き、ありがとうございました。
非常に参考になりました。

お礼日時：2004/08/18 17:03

No.1 回答者： foobar 回答日時： 2004/08/18 14:28

多分、発電機につなぐ負荷（豆電球)が大きすぎた(電流が必要な負荷)だったのではないでしょうか?

風車は、何も負荷をつけていないときは高速で回ります。
発電機から電気をとると、発電機を回すのに力が必要となって、その分回転数は下がります。(ちなみに、最大の出力が出るのは回転数が半分になった辺り)
つなぐものをもう少し電気を使わないもの、例えば、豆電球ではなく発光ダイオードのようなモノだと光ったかも知れません。
(http://www.plusone-edcom.jp/openschool/kaze.html で紹介しているのも、電気を使わない(電流を必要としない)電子オルゴールなんかですよね)

もうひとつのモータを回す
モータの軸に何もつけなければ、小さい電流で回りますので、回るかも知れません。モータの軸にプロペラなどをつけると、回すためにトルクが必要となって、必要な電流が大きくなり、回しにくくなるかと思います。

この回答への補足

回答ありがとうございます。
豆電球をつけた時点で急にプロペラの回転が遅くなったのを見て、負荷が大きすぎるんだ～というのは分かりました。
（でも、「あらー」と思っただけで、終わってしまいました・・・^-^;)
発光ダイオードが電気を使わないとは思いませんでした。
模型屋さんにあったものは、豆電球と同じ３Vと書いてあったので、同じ力が必要なんだと、勝手に思い込んでしまいました。
また、電子オルゴールが電流を必要としないものだということも、知りませんでした。
私自身は、全く電気関係に不得手で、息子をうまく導けませんでした。(-_-;)
なんせ、今回息子の自由研究に付き合うまで、電池の中には、電気が入っているんだと思っていたくらいですから・・・
色々、参考になりました。ありがとうございました。

補足日時：2004/08/18 16:53