風力発電についての再考

Vortex Bladeless S.L. は、シャフト、ギア、ベアリング、または通常摩擦により摩耗するメカニズムを必要としないブレードレス風力タービンを開発し、販売しています。

企業提供の画像

このテクノロジーは空力弾性共振に基づいており、これによりタービンは渦を形成するエネルギーが利用できます。ブレードレス風力タービンは、地面に埋め込まれた弾性ロッドで固定された垂直シリンダーで構成されています。ここで最大の振動振幅が発生するため、上部の動きは磁気で制限されます。渦破砕と呼ばれる空気力学的効果により、シリンダーは風が共鳴する際、風によるエネルギーを利用します。これにより、交流発電機を通じて機械的エネルギーが電気に変換されます。

タコマナローズ橋の崩壊からアイデアを得たイノベーション

アビラ州バレ・デ・アンベスのVortex Tacomaモデル (高さ2.75m)

1940年、ワシントン州のタコマナローズを通過するルート16に世界で3番目に長い吊り橋が建設されました。開通からわずか4か月後に、橋は揺れ始め、最終的には崩壊しました。この衝撃的な構造的崩壊は、風によって引き起こされる空力共振がどのように作用するかを示す、最も一般的に使用されている学術的な例の1つです。

2002年、David J. Yáñez氏はバリャドリッド大学で工学を学んでいた時に、この崩壊について知り、電気エネルギーを生成するためにこの種類の空力共振を最適化する機械に対する最初の特許を作成しました。

それは、風の方向に垂直な平面で振動する円形の断面を持つ細長い垂直構造でした。これは、シャフト、ギア、ベアリング、メカニズムがなくても機能する機械であり、そのため潤滑剤を必要としませんでした。そのため、メンテナンス費用と返済時間も削減されました。従来の風力タービンのように、ブレードを備えた構造物を必要とせずに、風からエネルギーを生成することが目的でした。その数年後の2010年に、David J.Yáñez氏とRaúlMarínYunta氏 が自身の企業、DEUTECNO S.L.を通じて特許ES2374233B1を申請しました。

Repsol Foundationからのサポートを受け、他の賞を受賞した後、Vortex Bladeless S.L.を設立し、2つの助成金を続けて確保しました。同社は現在、市場参入に十分な製品を開発するために、小型ユニット100個の最初のプレシリーズを製造しています。

テクノロジーの開発段階について

最初の段階では、空力現象の理解に焦点を当てました。通常、この種類の空力共振は問題と見なされ、それを回避する方法についてはかなりの知識があります。ただし、この現象を悪用しようとすると、これは当てはまりません。Altair Engineering、Inc.などの多国籍企業やBarcelona Supercomputer Centerなどの組織によるサポートのおかげで、機械の性能を最大化するために構成が最適化されました。第2段階では、共鳴が発生する風速の範囲を広げるために、構造と風との相互作用を制御することに焦点を当てました。

マドリード工科大学のイグナシオ・ダ・リヴァ大学微小重力研究所での風洞でのテスト(画像:Vortex Bladeless)

第3段階では、振動エネルギーを適切に電気に変換できる交流発電機が開発されました。現在、第4段階かつ最終段階にあり、「最小限の実行可能な製品」が確立された後、生産、工業化、マーケティングと続きます。

国際的な認識

Vortex Nano モデル

このプロジェクトへの国際的な関心は高く、特にアジア、アメリカ、ヨーロッパからは非常に高い関心を受けています。同プロジェクトのチームは、学術界および産業部門から様々な種類のコラボレーションの依頼を数え切れないほど受けてきました。例えば、世界三大風力発電会社の1つが、このアイデアを大型の機械に適用する可能性を分析するための共同プロジェクトに着手することを提案しています。

また、非営利セクターからも素晴らしい反応を得てきました。非常に多くの国内および国際的な協同組合、協会、機関と共に、SEO Birdlifeなどの企業、国連、欧州委員会は、同企業の目標達成を支援したり、様々な洞察を提供したりしています。

Vortex Bladelessの工業所有権と密接に関連する保護

ヨーロッパとアメリカ(米国とメキシコ)を対象とするために拡張された最初の特許ES2374233B1、EP15771650、 WO2017174161A1、WO2018149942A1などは、工業所有権(Vortex Bladelessの特許と商標)を通じてイノベーションと会社自体を保護しており、これは常にプロジェクト全体の重要要素であると考えられてきました。

実際、様々なパテントファミリーが会社の軌道を忠実に反映しています。プロジェクトが参加した各助成金やコンペでは、テクノロジーに提供される保護の度合いは常に重要な側面と見なされてきました。幸いなことに、この種類の風力タービンはこの種のものでは最初のものであるため、保護の出願が申請された世界中の全ての特許庁で必要とされる「新規性」および「進歩性」の認定を簡単に得ることができます。

Vortex Bladelessの全てのテクノロジーは現在保護されており、将来のアプローチは常に保護のアプローチとなります。これにより、製造プロセスと異なる領域における導入からの派生物により重点が置かれるでしょう。