風力発電の面白いところ

鉛直方向に対し、プロペラの羽根の角度を15度から、15度刻みで75度まで変化させた。
風は扇風機を使って、水平方向に進行させた。

図に見られる通り、風速を３ｍから2．6mにかえても、発電力は、プロペラの羽根の角度が30度の時に最大値となった。
羽根の傾きの角度に対して、なぜ、鉛直方向を基準に30度のところにピークがでるのか？
左右反作用を考えると、45度のときに、力のモーメントが最大になると思われる。

ここで、羽根が回転するという事実を考えると、羽根の裏側が、回転によって空気から、力をうける。
この羽根の裏側からの力が回転方向と反対に働くので、４５度よりもちいさな角度で発電量が最大になるのではないか？

さらに風の強弱に関わらず、30度の所にピークがでているのが、不思議である。

今後の課題

空気の抵抗と粘性を考える。流体の中で、プロペラがまわるイメージから考察する。 力のモーメントの運動方程式、空気の粘性を考えたモデルを考える。