ペットボトルでつくる風力発電実験キット 熱・エネルギー科学


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ペットボトルでつくる風力発電実験キット 熱・エネルギー科学

風力発電機を作ってみよう!

 

その前に 風力発電とは??

風力発電とは その名のとおり、風の力を利用して電気を作り出す方法です。

環境にとてもやさしい発電の方法です。

その理由のひとつに発電時に有害物質を出さないということがあります。

たとえば、風力発電では地球温暖化の原因と言われている二酸化炭素や、酸性雨の原因となる硫黄酸化物や窒素酸化物などをだすことがないからです。

 

★地球温暖化・・・二酸化炭素が増えると、地球に熱がこもりやすく、気温が上がります。

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★酸性雨・・・・・硫黄酸化物や窒素酸化物が溶けた酸性雨が降ると、建物が溶けたり、植物が枯れたりします。

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それでは 風力発電機を作ってみましょう

 

 

実際に風力発電機を手作りして、その仕組みを確かめて見ましょう。

キットに入っているもののほかに

■500mlペットボトル

■カッター

■はさみ

■フェルトペン

■定規

 

プロペラの作り方

この教材に限らず プロペラの作り方を知っておけばいろいろな実験に使えます。

 

1・ペットボトルにカッターで切り込みを入れます。

※羽根の長さが7cmくらいになるようにあらかじめ定規ではかり目印をつけておくといいです。

 

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2・切り込みを入れた位置からはさみでペットボトルの上部を切り離します。

 

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3・ペットボトルを立て、8等分になるように切り込みをいれ、羽根を作ります。

※ペットボトルのキャップに8等分になるように線を先に書きます。

それを延長するようにペットボトルにも線を書き、その線の上をはさみで切ります。

 

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4・羽を広げ 一枚ずつ根元から図の方向にねじっていきましょう。

 

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プロペラがうまく回らないときは、

プロペラの羽根のねじる角度を調整してください。

本体にプロペラが当たっていないか確認してみましょう。

 

プロペラが回る理由

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風はプロペラの羽根にあたると、その表面に沿って流れていきます。このときプロペラは風の流れが変わる向きとは反対方向に揚力という力を受けるのです。

 

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この揚力はすべての羽根でプロペラが同じ向きに回転するように働いています。

そのため風があたるとくるくる回るのです。

 

結論:プロペラが回るのは揚力のおかげです

 

 

プロペラの形と発電の効率

風力発電では羽根の大きさや、形、枚数によって、同じ風が吹いても発電できる電気の量が変わります。

ペットボトルで大きさや形の違うプロペラをいくつか作って比べてみましょう。

用意するもの

■500mlペットボトル

■1.5Lまたは1Lペットボトル

■カッター

■はさみ

■フェルトペン

 

いろいろな形や大きさのプロペラを作るときのポイント

 


●羽根の枚数を変えるには?

 

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切り込みをいれるときに4等分や12等分になるように目印をつけてきりましょう

 

 

●羽根を大きくするには?

 

 

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ペットボトルを より大きなものに変えてみましょう。

ペットボトルで最初にカッターを入れる位置をキャップから遠いところにしてみましょう。

 

●羽根の形を変えるには?

 

 

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羽根を曲げるとき 大きく曲げたり、逆に小さく曲げるなど曲げ方を変えてみましょう。

はさみで切って羽根のかたちを変えて比べてみましょう。

 

作ったプロペラを付け替えて、LEDの点灯やプロペラの回転する速さを比べてみよう。

どんな形や大きさのプロペラが良く回るか記録をとっておきましょう。

 

よく発電するプロペラの羽根とは?

 

羽根は大きくなるほど、風から大きな揚力を受けることができます。

また重い羽根ほど回るには大きな力が必要になります。

つまり、軽くて大きい羽根を持つプロペラほど勢いよく回ることができるのです。

 

 

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