風車の構造

現在の典型的な大型水平軸風車は、3枚程度の翼(ブレード)と発電機などの機器を格納するナセル、およびそれを支えるモノポールタワーと基礎によって構成されます。
2MW級の風車において、地上からナセルまでの高さは60～100mあり、ブレード先端の最高到達位置は100～150mに達します。また重量は、ナセル部の重量で約100トン、ブレードとタワーを含めた全体質量は約300トンとなる巨大構造物です。
洋上風力発電所用の風車ではさらに大型化が進み、3～15MW級、ロータ径120～250m級の総質量で1,000トンを超えるものが出てきています。
また陸上用では、風力発電所の立地点が低風速領域まで広がる傾向が有り、100mを超えるタワーを用いハブ高を上げる動きがあります。

陸上風車と洋上風車の大きさの概要

出典　JEMA第111回新エネルギー講演会　経済産業省風力政策室講演資料

ナセル内部には下図のように、ブレード・主軸の回転を支える軸受、その回転エネルギーを電気に変換する発電機、必要のない機種もあるがブレードの回転数を発電機に適した回転数に増速するギヤボックス(増速機)､各種制御機器などが設置されています。風車の構成部品数は2MW級風車で約1～2万点と言われており、電気・制御品、鉄鋼品、機械品、油圧機器、樹脂成型品などの大小多種多様な部品の集合体です。これらの構成部品は、風車特有の荷重・環境条件より、汎用品ではなく風車専用品も少なくありません。

ナセル構造(ギヤドライブ・増速機有り)

アップウィンド・ナセル構造(ダイレクトドライブ・増速機無し)

ブレードが受ける軸方向(スラスト)荷重及び軸直角方向(ラジアル)荷重は、主軸(ロータ軸)と軸受、増速機などで支持されます｡代表的なロータ(ブレード、ハブなどで構成される回転する部分)の支持方式とその特徴は、下表のとおりです。

代表的な支持方式とその特徴