アトラス、雪国へ向かう

今月、新潟県からご注文をいただきました。アトラス1基と、ブレードセット一式です。どのご注文にも届け先の住所はありますが、今回の行き先は雪国と呼ばれる地域——川端康成の小説でその名を知られる、あの土地です。冬になるとシベリアの寒気が日本海を渡り、海の水分をたっぷりと含んで、人の暮らす土地としては世界でも有数の深い雪を降らせる海岸。機械にとっては過酷な場所であり、風力発電機にとってはとても良い場所でもあります。そしてこの二つは、実は同じひとつの事実なのです。

風はどこから来るのか。

新潟は北西を向き、日本海を挟んで大陸と向かい合っています。冬になると、アジア大陸上の気圧配置がシベリアから冷たく乾いた空気を送り出し、この海の上を渡らせます。海は空気より暖かいため、空気は水分をたっぷりと含みます。やがてそれは本州の背骨をなす山脈にぶつかり、押し上げられ、抱えていたものを一気に手放します。山脈の新潟側に雪が降るのはそのためです。列車でわずかな距離にある東京側には、晴れ間が広がります。

ここの風が冬の風であるのも、同じ仕組みによるものです。北西の季節風は12月から2月にかけて、海から安定して力強く吹きつけます。ちょうど日が最も短く、半メートルの雪の下に埋もれた太陽光パネルがまったく発電しなくなる時期です。冬のあいだも自宅で電気をつくりたい新潟の家には、暗いなかでも、寒さのなかでも働いてくれるものが必要になります。パネルの代わりにではなく、パネルの隣に風力発電機を置く理由は、まさにそこにあります。

冷たい空気の価値。

風力発電機は、風速だけで電力を生み出しているわけではありません。ローターを通り抜ける空気の質量から電力をつくっており、冷たい空気はより重いのです。当社が公表している出力曲線は、標準空気密度1.225 kg/m³——海面高度、気温15 °Cの条件——で示されています。1月の新潟の海岸は、ほぼ海面高度で、気温は氷点近くです。0 °Cでは、同じ風が運ぶ質量は出力曲線の前提より約5%多く、−5 °Cでは約7%多くなります。出力曲線上で風速12 m/sのときに960 Wと読める冬の突風は、新潟の空気のなかでは1 kWをわずかに超える価値を持つことになります。

これはささやかな上乗せにすぎません。語り継がれるうちに膨らんでしまうよりも、正確な数字として述べておきたいと思います。より大きな意味を持つのは、必要とされる月に、海が空気を動かし続ける海岸に、そもそも風が吹いているという事実のほうです。

雪は機械に何をするのか。

雪国という名は伊達ではありません。新潟の山あいの町では、冬の積雪をセンチメートルではなくメートル単位で測るのが当たり前で、家々もそれに合わせて建てられています。急勾配の屋根、高い位置に設けられた玄関、町の中心部には融雪装置を備えた歩道。そこへ向かう風力発電機もまた、雪に耐えるように造られていなければなりません。

アトラスは垂直軸型の機械です。嵐のなかで風向きが四方八方に変わっても、風に正対するために向きを変える必要はなく、氷が付着して重荷になる尾翼もありません。巻線には200 °Cクラスの絶縁（IEC 60317-13 GR 2）が施されています。これは新潟で使い切ることのない熱的な余裕ですが、この機械がどのように造られているかを物語るものです。本体はアルミニウム製で、海からの塩分にも、屋根から流れ落ちる雪解け水にも動じません。

正直にお伝えしておくべき注意点は、起動風速です。当社は起動風速を2 m/sと公表していますが、これは好天時の数値です。ベアリングのグリスは冷えると硬くなり、風のない凍てつく朝には、静止状態のローターを動かすのに2 m/sより強い風が必要になります。新潟ではこれはほとんど問題になりません。1月のあの海岸で風のない朝というのは、むしろ例外だからです。それでも、オーナーの方がご自身で気づかれるより先に、私たちの口から申し上げておきたいのです。

山は雪を受け止め、海は風を送る。そのあいだに建つ家は、両方を使うことができる。

冬を決めるのはブレードセット。

アトラスは本体とブレードセットの組み合わせでご注文いただきますが、本当に重要な決断はブレードセットのほうです。低風速用ブレードは2〜20 m/sで運転し、20 m/sを超える風が続く場合は事前に取り外さなければなりません。中風速用ブレードは4〜25 m/sで運転します。高風速用ブレードは6枚翼で受風面積を小さくし、5〜35 m/sで運転します。ピーク出力4.5 kWという数値が属するのは、このセットです。

冬に海から強風が吹きつける海岸では、選択肢は「平均値を見栄えよくするブレード」か「嵐を生き延びるブレード」かのどちらかです。私たちはどのお客様にも同じことをお伝えしています。平均風速ではなく、設置場所で吹く最悪の風に合わせてセットを選んでください。穏やかな日のことは、放っておいても大丈夫です。

米と雪と、ヨーロッパからのパレット。

新潟県は日本のどの都道府県よりも多くの米を生産しており、このページの冒頭の写真にある棚田こそが、それを可能にしている理由です。1月に集落を埋める雪が、4月には解けて田に流れ込みます。ここは昔から、天候が無償で届けてくれるものによって営まれてきた土地なのです。そこに建つ家の小さな風力発電機は、目新しいものではありません。同じ考え方に、銅線が加わっただけです。

アトラスとそのブレードは、いまヨーロッパの当社工場で梱包の最中です。カートンの一つひとつに個別のラベルが貼られ、これから自らも長い海を渡っていきます。到着するころには、冬の風がすでに待っていることでしょう。

雪国。
冬の風。
アトラス、向かっています。

出力曲線の数値、起動風速2 m/s、三種類のブレードの運転風速範囲、ピークシステム出力4.5 kW、200 °Cクラスの巻線グレード（IEC 60317-13 GR 2）、および製品ごとのラベル表示は、いずれも当社が製品ページで公表している仕様であり、そちらでご確認いただけます。冷たい空気に関する数値は、定圧条件で理想気体の状態方程式を適用したものです。0 °Cの空気は15 °Cに比べて約5.5%、−5 °Cでは約7.5%密度が高くなります。新潟の冬の気候、降雪、米の生産に関する記述は一般的な地理的知識です。ご注文については都道府県名と製品名のみを記載しており、お客様、住所、設置場所は一切明示していません。写真：十日町市・星峠の棚田は植野文彦（Fumihiko Ueno）氏撮影、Wikimedia Commons経由、CC BY 3.0、トリミングあり。笹川流れの海岸、湯沢のスキー場、南魚沼の朝はAdobe Stockのライセンスによるもの。アトラスの写真は当社撮影です。