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エアドルフィンの最先端技術

日本の英知を結集した、
世界最先端の小形風力発電機
「エアドルフィン」。

ゼファーが誇る「エアドルフィン」。それは世界最先端の小形風力発電機開発という大きな使命を担い、2002年に立ち上げられた産学官共同研究「プロジェクトZ」から誕生しました。独立行政法人産業技術総合研究所、東京大学、東レ、日立金属、NTN、横河電機をはじめ日本の産業界、研究機関、 官公庁を代表するメンバーが参画。日本の英知を結集し、また約4年という歳月をかけて誕生した「エアドルフィン」は今日、ゼファーが世界各国に提供する小規模再生可能エネルギーソリューションの中核をなし、国際的に高い評価を獲得しています。
プロジェクト-Z メンバー(2002年時点)
  • 東レ株式会社 (ブレードの成形を担当)
  • 日立金属株式会社 (ネオマックスカンパニー、マグネットを担当)
  • ユニテック株式会社 (発電機を担当)
  • 横河電機株式会社 (通信系、メンテナンスを担当)
  • NTN株式会社 (ベアリングなど回転部を担当)
  • 株式会社モリ山技研 (外装筐体を担当)
  • 有限会社青梅電子 (電子回路基板を担当)
  • 日東化工株式会社 (振動吸収素材を担当)
  • 岩崎電気株式会社 (街路灯など利用開発を担当)
  • 独立行政法人産業技術総合研究所
     (ブレードの基本設計・実装試験を担当)
  • 国立大学法人東京大学 (ブレードの解析・基本設計を担当)
  • 工学博士 松宮 煇先生 (翼の基本設計・実装試験を担当)
  • 工学博士 小垣 哲也先生 (翼の基本設計・実装試験を担当)
  • 工学博士 荒川 忠一教授 (翼の解析・基本設計を担当)
  • 工学博士 飯田 誠先生 (翼の解析・基本設計を担当)

1. 超軽量設計

総重量はわずか18kg(GTO、20㎏)と極めて軽量。これにより、エアドルフィンはタービュレント・フロー(乱流)下においても、より優れた風の追従が可能。理想的な発電を実現しました。また、軽量化を図ることにより、様々な場所への設置も可能になりました。

超軽量設計

2. パワー・マネジメント・システム

[無停止連続運転制御]

暴風が連続する場合は、風車自らがその風況を判断し、ローター回転数を抑え、ノンストップで発電を継続します。また、台風などの場合では10m/s の風が、一瞬にして20m/s になることもあります。このような瞬時に変動する風を捕らえるために、瞬時4kW(GTO、20m/s)の発電が可能な発電機を用意しました。これにより、発電効率が向上し発電量を増加させることができます。

[安全制御]

発電機温度、電子部品温度、過出力、過電圧、過回転などの諸条件に対して、適切な出力制御を施すことにより、自己破壊を防ぎます。

[高効率運転]

広い風速帯幅において高効率発電を実現するために、マルチスタガ方式ローターの特性にマッチしたプログラミング制御を行います。広風速域対応翼形、高効率発電機、それらをマッチングしたパワー・マネジメント・システム方式を独自に開発しました。

パワー・マネージメント・システム

3. スウィングラダー

テールには、「スウィングラダー・システム」を採用。魚の尾ひれにヒントを得た姿勢制御方式です。このシステムを利用することにより、風向きの変化にも瞬時に対応することが可能となり、より効率の良い 発電を実現します。

スウィングラダー

4. 情報システム

ゼファーのエコミュニケーションシステムの採用により、風車とRM-1000 の双方向通信が可能となりました。また、RM-1000 のサーバー機能により、遠隔地から風車の操作や発電状況の確認ができます。

情報システム

5. 発電機

質量7.5kg、最大出力4.5kW の発電機を採用しました。発電量の増加と強力な回生ブレーキ制動力を実現。マグネットには、最強の「NEOMAX」(ネオジム・アイアン・ボロン)を採用しました。

発電機

6. パワー・アシスト

独自開発による「パワーアシスト方式」の採用により、ローターの回転をすばやく立ち上がらせることができるので風を捉える能力が向上します。無風でも毎1 分ごとに10 秒間発電機をモーターに変えてローターを回転させるので、寒冷地での着氷(雪)を防ぐ効果があります。

パワー・アシスト

7. 低騒音を実現するイノベーション

「サイレント・ディスラプター・ブレード」を採用。この新しいブレードは、表面にある数多くの細い溝により、エア・フローによるノイズを大幅に低減します。この技術は獲物に気づかれることなく、静かに 近づくことができるフクロウの羽からヒントを得たもので、当社デザイナーによって開発されました。

低騒音

8. ボディー構造

日本の伝統工芸、「箱根寄木細工(よせぎざいく)」に代表される「組木工法」(Block Puzzle Structure)の採用により、ネジ無し構造を実現しました。頑強で耐久性の高いボディ構造は、まさに日本ならではの匠の技が成し遂げた快挙です。

ボディー構造

9. ローター

2 つの先進技術を取り入れた新しいローター・システムを採用。このテクノロジーにより、微風から暴風まで様々なコンディションにおいても柔軟に対応し、効率の良い発電を実現します。また、ピッチ・コントロールも不要になります。

[新設計のローターを構成する2 つの先進技術]

(1) ブレードには次世代航空機の翼にも使われている高剛性と長寿命を兼ね備えた超軽量のカーボンファイバー・スキンを採用。
(2) ローター形状には広い風速帯幅においてそれぞれの風速に最適の変換効率を得ることが可能な設計手法「マルチスタガ方式」を採用。

ローター

10. デザイン

独自開発のコスメティック・デザインは、自然界の生き物に習った流麗かつ機能美を追求した次世代的イメージを実現。エアドルフィンは 周辺環境との調和と自らの主張を兼ね備えたデザインになっています。
流線型のボディと自由に動く尾翼は何か生き物のような印象を与え、見るものに楽しさと安らぎを与えます。

LCA <ライフサイクルアセスメント>

エアドルフィンの生産時におけるCO2 排出量は、約180kg。これを風車自らが発電することで削減できるCO2 によって± ゼロにするのに要する期間は、わずか4 ~5 ヶ月、(平均風速4.5m/s、0.425kg-CO2/kwh 換算)± ゼロを過ぎると、今度は発電した量がそのままCO2 削減になり“ クール・アース” に貢献することができます。

LCA <ライフサイクルアセスメント>

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