風力発電の原理

風の運動エネルギーを機械的運動エネルギーに変換し、さらに機械的エネルギーを電気的運動エネルギーに変換することを風力発電といいます。風力発電の原理は、風の力を利用して風車の羽根を回転させ、ブースターエンジンで回転速度を上げて発電機を駆動して電気を発生させるものです。現在の風車技術では、毎秒3メートル程度（微風程度）の微風で発電を開始できる。風力発電は燃料を使わず、放​​射線や大気汚染も発生しないことから、世界中でトレンドを形成しつつある。

風力発電に必要な装置を風車といいます。このタイプの風力タービンは、一般的に風力タービン (尾舵を含む)、発電機、鉄塔の 3 つの部分に分けることができます。(大型の風力発電所には通常、尾舵はなく、小型 (家庭用モデルを含む) のみが尾舵を備えています。)

風力タービンは、風の運動エネルギーを機械エネルギーに変換する重要なコンポーネントであり、2 つ (またはそれ以上) のプロペラ状の羽根車で構成されています。風がブレードに向かって吹くと、ブレードに発生する空気力によって風車が回転します。ブレードの材質は高強度かつ軽量であることが求められ、現在ではグラスファイバーやその他の複合材料（カーボンファイバーなど）が主流となっています。（なお、従来のプロペラ翼と同様の機能を有する垂直風車やS字型回転翼等も一部に存在します。）

風力タービンの回転速度は比較的低く、風の大きさや方向が頻繁に変化するため、回転速度は不安定です。そのため、発電機を駆動する前に、発電機の定格回転数まで増速する増速機を取り付け、さらに安定した回転数を維持するための速度制御機構を付加してから発電機に接続する必要があります。風車を常に風向と一致させて最大のパワーを得るには、風見車のような尾舵を風車の後ろに取り付ける必要もあります。

鉄塔は風車、尾舵、発電機を支える構造物です。十分な強度を持ちながら、より大きく均一な風力を得るために、一般に比較的高く建てられています。鉄塔の高さは、地面の障害物が風速に及ぼす影響と風力タービンの直径によって決まりますが、一般的には 6 ～ 20 メートルの範囲内になります。