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  • Windmills have been assisting mankind to convert the energy contained in wind to

    風車は過去2千年にわたり 人々が風の力を 様々な便利な用途に変換する助けとなってきました

  • many other useful forms for the last two thousand years.

    今日の風力タービンは 大量の風の力を 電気に変換する能力があります

  • Today's wind turbines are capable of converting a great amount of energy in

    これは 最先端の空気力学と その他様々な性能向上装置によってなされています

  • the wind into electricity.

    このビデオでは シンプルかつ科学的に これらの技術を探究していきます

  • This is due to the blades which are developed using state-of-the-art

    まずは 基本的な働きを見てみましょう

  • aerodynamic analysis and the other performance-enhancing equipment.

    吹付ける風が翼を回すと そこに取り付けられた発電機から電気を受け取る事ができます

  • In this video we will explore these different set of technology in a simple

    では どのようにして風が翼を回しているのでしょうか

  • yet scientific way.

    翼を近くで見てみましょう

  • First, let's get into its basic working

    ブレードには 根元から先端まで 色々なサイズと形の翼断面が多数あります

  • If the blowing wind can turn the wing, we will receive electricity from the

    単純な翼型技術で風力タービンを回しているのです

  • generator that is attached to it.

    これは流体が翼の上を移動するときに、揚力が発生することを意味しています

  • However, how does the blowing wind turn the wing ?

    この方法で 風力タービンは私たちが見慣れた動きをしているのです

  • Let's have a close look at the blade.

    私たちが走っている電車で実際に経験しているように 動いている風力タービンも風を受けています

  • The Blade has a lot of airfoil cross-sections consisting of different

    動いている翼の場合 相対風速はこのようになります

  • sizes and shapes from the root to tip.

    したがって 風力タービンブレードは相対風速に 合わせるために角度をつけて取り付けられています

  • The simple airfoil technology makes the wind turbine blade turn.

    ブレードの速度が先端まで増加するにつれて 相対風速は先端に向かってより傾くようになります

  • That means that a lift force is produced when a fluid moves

    これは 根元から先端までブレードに連続的な「ねじれ」が 生じることを意味します

  • over an airfoil.

    しかし この回転は直接発電機に結合することができません

  • This way the wind turbine achieves the basic rotation

    一般的に 風力タービンブレードはノイズと機械的強度の 問題で非常に低速で回転するからです

  • we are accustomed to seeing.

    この問題を考慮すると 発動機から有効な電気周波数を 作り出すことはできません

  • Just as in a moving train

    そのため 発電機に接続する前に ギアボックスでスピードを上げてやります

  • you experience things relatively, the moving wind turbine blade also

    ギアボックスは高速比を実現させるために 遊星ギアを使用しています

  • experiences the wind relatively.

    スピード比: 1:90

  • For the moving blade the relative wind velocity is

    ブレーキもナセル内に備えられています

  • as shown.

    ブレーキの役割は 過度に風が強い状態でのブレードの 回転を阻止することである

  • Therefore the wind turbine blade is positioned in a tilted manner

    カットオフ速度: 80km/h

  • in order to align with the relative wind speed.

    ※ナセル: 発電機などを収めている箱形の部分 プロペラ飛行機でいうところのエンジン

  • As the blade velocity increases to the tip the relative wind speed becomes more

    ↑これのことです

  • inclined towards the tip.

    その結果 電気はケーブルを通って昇圧変圧器が 配置された拠点に流されることになります

  • This means that a continuous twist is given to the blade from the root to tip.

    風力タービンは最大電力の抽出のために 風を正面から受ける必要があります

  • However this rotation cannot be directly coupled to a generator.

    しかし 風向は常に変わるものです

  • Because the wind turbine blades typically turn at a very low rate of rpm

    ナセル上部にある速度センサが 風速と風向を測定します

  • due to the issues of the noise and mechanical strength.

    風向の偏差は電子制御装置に送られ 電子制御装置はその誤差を補正するために ヨーイング装置に適切な信号を送ります

  • Considering this low-speed rotation we cannot produce

    ヨーモーターがどのようにしてナセルを回しているのかを 見ています

  • any meaningful electricity frequency from a generator.

    したがって 風力タービンは常に風向に合わせた 角度になっています

  • So before connecting to the generator the speed is increased in a gearbox.

    風速に応じて 風の相対速度角も変化します

  • The gearbox uses a planetary gear set arrangement

    ブレードの傾斜装置は ブレードを傾斜させて ブレードの相対速度との適切な位置合わせを行います

  • to achieve the high speed ratio.

    したがって ブレードは相対的な風の流れに対して 常に最適な迎え角になっています

  • A break also sits in the nacelle.

    風力タービンの効率は とても興味深い話題といえます

  • The function of the brake is to arrest wind blade rotation

    風力タービン効率について良い見識を得るためには

  • during excessively windy conditions

    風速を風力タービンの前と後ろの両方で測定していることを前提としています

  • Consequently the electricity that is

    後ろの風は 前の風よりも圧倒的に弱くなっていることに 気付くと思います

  • passed through the cables towards the base

    これはブレードが風から運動エネルギーを吸収してしまうためです

  • where a step-up transformer is situated.

    同じ量のエネルギーが風力タービンの 機械のパワーとして変換されています

  • The wind turbine should face the wind

    風力タービンは 後ろの風の風速がゼロになる場合にのみ利用可能な運動エネルギーの100%を吸収する

  • normally for maximum power extraction.

    ということはとても興味深いことです

  • But the wind direction can change at any time.

    しかしながら 後ろの風の風速がゼロになるという事は 物理的にありえません

  • A velocity sensor

    このアニメーションが明確に示してくれています

  • on the top of the nacelle measures the wind speed and direction.

    後ろの風のスピードがゼロになるという事は 単純に流れ全体が留まっていることを意味します

  • The deviation in the wind's direction

    物理現実的には この流れにはある程度の ブレードを通過していく風が必要となります

  • is sent to an electronic controller which in turn sends an appropriate signal to the

    これは 風力タービンが達成できる効率には 理論上制限があることを意味しています

  • yawing mechanism to correct the error.

    この制限は、ベッツの法則として知られています

  • You can see how the yaw motors turn the nacelle.

    本質的に 風力タービンは59.3%の効率制限を 超える事が出来ないのです

  • Thus the wind turbine will

    風力タービンの内部での運転について 見識を深めて頂けていたら幸いです

  • always be aligned with the wind direction:

    ありがとうございました

  • According to the wind speed the relative velocity anggle

  • of the wind also changes.

  • A blade tilting mechanism tilts the blades

  • and guarantees a proper alignment of the blade with the relative velocity.

  • Thus the blades are always at the optimum angle of attack

  • with the relative wind flow.

  • Efficiency of the wind turbine is the really interesting topic.

  • To gain a good insight into wind turbine efficiency assume that you are measuring

  • wind speed at upstream and downstream over wind turbine.

  • You can note that the wind speed

  • at the downstream is much smaller than the upstream.

  • This is because the blades absorb

  • some kinetic energy from the wind.

  • The same amount of energy

  • is converted as mechanical power of the wind turbine.

  • It is interesting to note that

  • a wind turbine absorbs 100 percent of the available kinetic energy

  • only if the downstream wind speech becomes zero.

  • However zero wind speed at downstream is a physically impossible condition.

  • This cartoon animation clearly depicts this fact.

  • Zero downstream speed simply means

  • the whole flow is stock.

  • This physical reality of the flow demands a certain amount of exit wind speed.

  • That means that there is a theoretically maximum efficiency

  • a wind turbine can achieve.

  • This limit is known as Betz's limit.

  • Essentially it means that no wind turbine in the world can

  • ever cross the efficiency limit of 59.3 percent.

  • We hope you have now developed a good inside of the operation a wind turbines.

  • Thank You !

Windmills have been assisting mankind to convert the energy contained in wind to

風車は過去2千年にわたり 人々が風の力を 様々な便利な用途に変換する助けとなってきました

字幕と単語

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B2 中上級 日本語 風力 相対 先端 速度 装置 発電

How do Wind Turbines work ?

  • 16 0
    OolongCha に公開 2021 年 03 月 03 日
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