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 ペットボトル風力発電実験セット プロペラの作り方

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風力発電とは?

風力発電とは、その名の通り 風の力を利用して電気を作り出す方法です。

環境にやさしい発電方法として 世界各国で使われています。

 

 

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環境にやさしいといわれるのはなぜ?

環境に優しい理由の一つに

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る二酸化炭素や

酸性雨の原因になる 硫黄酸化物や窒素酸化物などをだすことがありません。

 

地球温暖化

二酸化炭素が増えると 地球に熱がこもり、気温が上がります。

 

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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さっそく風力発電機を作ってみよう

実際に風力発電機を手作りして、その仕組みを確かめてみましょう

用意するものは

500mlペットボトル

カッター

ハサミ

フエルトペン

定規です

 

 

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風力発電機のしくみ

 

作った風力発電機はとてもシンプルな構造をしていますが

実際の風力発電機は もう少し複雑な仕組みになっています。

 

 

 

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1. ブレード

風を受けると、回転する向きに力が発生する風車の羽根です。

 

2.ナセル

発電機(発電用モータ)や倍速機などのはいった部屋です。

 

3.発電機

ブレード(プロペラ)の回転運動を電気のエネルギーに変換します。

 

4.ピッチ制御装置

風速にあわせてブレード(プロペラ)の傾きを調節します。

 

5.倍速機

ギアを使ってプロペラのゆっくりとした回転を速い回転に変えます。

 

6.ヨー制御装置

風の向きにあわせて ナセルの向きを変えます。

 

7.風向/風速計

風の向きや風の速さを測定する機械で、測定の結果を使って風力発電を制御します。

 

 

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ちがうプロペラをいくつか作って比べてみましょう。

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いろいろな形の風力発電機

風力発電機には、他にもいろいろな形のものがあります。

 

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これらの 風力発電機は羽根の取付け方によって大きくふたつにわけることができます。

一つは 水平軸型でもう一つは 垂直型と呼ばれています。

 

この教材では 水平軸型を作ります。

 

 

 

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牛乳パックを使って 風を利用した工作を作ろう

リサイクル + エコ 工作

 

 

リサイクルとエコの両方を合わせた 教材です。


自然環境に配慮し 資源をムダなく使うことは


これからの時代もどんどんとりいれていかなければいけません。

 

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手軽に風力発電を体験できます。

 

ボディは牛乳パックをリサイクル加工して作ります。

 

飛行機や、オリジナルのモチーフで風見鶏の作成に挑戦できます。

 

 


プロペラが回ると発電してLEDが赤く光り、より高速で回るとLEDもさらに明るく光ります。

 

付属の説明書では、上の画像にある様な、風の吹いてくる方向を向く風見鶏タイプが作れます。

 

プロペラを自作するパーツ付きで、ペットボトルや牛乳パック、食品トレーなどでオリジナルのプロペラも作れます。

 

 

 

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魔女の宅急便をイメージして作りました。

 

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キットには、プロペラやモーターLEDライトが入っていますので

 

 

 

 

 

あとは 工作に必要な工具をそろえましょう

 

  
はさみ テープ カッター マーカーペン のり ボールペン 定規 が必要です。

 


 

この工作をもとに 大きなものをつくりあげていく基礎を養いましょう。

 

 

 

 

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自分で作って、変形させる。

短時間で充電できるソーラーカーです。

 

【ソーラーカー ステーション

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ソーラーカーと呼ばれる商品はたくさん販売されていますが、これは、5タイプに変形するソーラーカーです!

太陽光発電と乾電池のツインパワーで充電ができてビュンビュン走る、パワフルなソーラーカー ステーション。 

 

 

想像以上のスピードでカッコよく走るソーラーカーの秘密は、 電気2重層コンデンサに電気をためて走るためです。

 

小学校中学年ごろから電気について詳しく習い始めます。

3年生:電気の流れについて

4年生:電気の働き 乾電池と光電池

5年生:電流の働き 電磁石

6年生:電気の利用

 

と段階を経て詳しく勉強していきます。

 

教科書で知識を習い覚えるだけでなく、実際に自分で組み立てたソーラーカーを走らせることで、

「電気がどのように流れているのか」

「太陽光をどのようにためるのか」

「どのようにして電気を利用して車を走らせているのか」

どんどん湧いてくる疑問を、学校で習ったことと照らし合わせて納得しながら理解することができます。

かっこよく変形するソーラーを使って、楽しく学んでみましょう。

 

ミニカーは5タイプに変形できます。

1.ソーラーカー : W44×H37×D75
2.コンパクトカー : W44×H26×D72
3.ダンプカー : W44×H38×D80
4.ブルドーザー : W44×H48×D93
5.レーシングカー : W44×H26×D106

 

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【充電モード】
2種類の充電モードが選べます。
・ステーションモード
太陽電池で発電&充電できます。
・トラックモード
乾電池で充電できます。

 

製品仕様

・充電用電源:
太陽電池(付属)
※快晴時の太陽光もしくは60Wの白熱灯の下で充電できます。
室内灯(蛍光灯など)では充電できません。 
乾電池 単4×2本(別売)

 

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ニッパー、カッターナイフ または やすりは別途ご用意ください。

 

ソーラーカー ステーション】

 

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夏休みの自由研究/図画工作にぴったり。

身近な材料を使って作ってみよう。

 

【牛乳パックソーラーランタン】

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ソーラーパネルというと、少し前までは家の屋根に乗っているものを想像しました。が、最近では、長年空き地だったところに巨大なソーラーパネル群が設置されているのを見て驚くことが多くなりました。

また、子どもたちにとってもソーラーパネルが身近になり、夏休み前になると自由研究や図画工作用のキットとして、ソーラーを使った商品がよく売れます。

特に、ペットボトルや牛乳パックなどの空き容器でオリジナルランタンを作れる牛乳パックソーラーランタンのキットは人気です。

 

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こちらのソーラーライトの工作キットは昼間に蓄電し、夜になるとLEDランプがカラフルに光ります。

牛乳パックやペットボトルを利用するので、好きな色紙を貼ったり、自分で描いた絵柄に沿ってカッターを使って切り抜いたり加工をしやすいのもこのキットの魅力です。

 

 

作るだけでなく、太陽電池の仕組みを考えることは理科の勉強にもなります。

さらに、なぜこれだけソーラーパネルが設置されるようになったのかを考えると、省エネルギー、環境問題について知る機会にもなります。

 

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【セット内容】
・ライト(LED)モジュール 1個
・太陽電池 1個
・単3x1電池ボックス 1個
・両面テープ 2枚
・トレーシングペーパー 2枚
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キットに入っているもの以外に準備していただくもの

【工作に必要な道具】
・1000ccの牛乳パック(開いていないもの) 1個
単3形ニッケル水素充電池 1個 (Ni-MHの表示がある電池)

・カッターナイフ
・はさみ
・油性マーカーペン
・定規
・セロハンテープ


充電時間は、よく晴れた日の直射日光で6〜8時間。
点灯時間は、満充電時で約4時間となります。

※必ず「ニッケル水素充電池(Ni-MH)」の表示がある充電池を使用してください。ニッケル水素充電池以外を使用すると、電池が発熱や液もれ、破裂等の危険があります。
※必ず快晴時の直射日光を当てて充電してください。日陰や曇天時の太陽光、室内光では発電できず、十分に充電されません。 


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【牛乳パックソーラーランタン】

 

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 おうちで竜巻を見て楽しむ!?

誰かに自慢したくなる竜巻加湿器です

 

【大人の科学マガジン トルネード加湿器】 

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発売されるたびに大人気の、学研「大人の科学マガジン」。

今回は、JK(女子高生)のアイデアをもとに作られた加湿器です。

 

 

水蒸気がうねりながらのぼる様子をLEDできれいに照らすインテリアとしても楽しめます。

USB接続ができるのでパソコンと接続して楽しむことができます。

味気ない机の上にこのトルネード加湿器があれば、ついつい見惚れてしまいます。

変化する竜巻はずっとみていても飽きません。

仕事に行き詰った時にみるといつのまにか時間がたってしまいます。

自然現象を美しいインテリアとして取り込むことができます。

 

 

トルネード加湿器の特長

1.竜巻発生装置
 空気の流れを調節してミストの竜巻を発生させます。

2.LEDインテリアライト
 竜巻をくっきり映すホワイトモードと幻想的なカラーモードが楽しめます。

3.超音波式ミスト
 ミストが熱くならずやけどをしないので、デスクまわりで使っても安心。

4.かんたん操作
 スイッチを押せばすぐに作動。ダイヤルで竜巻の形を変えられます。

5.オートパワーオフ機能
 30分で自動的に停止する安心設計。

6.USB電源
 デスクまわりで便利なUSB。もちろんケーブルが付属しています。

 

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組み立ててみると、竜巻はとっても美しいのですが、少々機械の音が大きいです。

枕元に置くには音が気になる・・・という方もいらっしゃるかもしれません。

 

大人の科学マガジンはふろくが優秀すぎて、ふろくにばかり目が行きがちですが、テキストもとっても読みがいのある内容です。

84ページにわたる内容で、

 ・竜巻の謎

 ・気象衛星の開発について

 ・オーロラの生まれる宇宙

 ・ふろくのトルネード加湿器を改造してみよう

などなど、読んでも面白い内容になっています。

 

子供さんと一緒に読んでも楽しめて、知識が増える科学雑誌です。

 

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【大人の科学マガジン トルネード加湿器】

 

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合計
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