風力発電
風力発電機メーカー市場のシェアは2018年時点でデンマークのベスタス社が22%で1位、中華人民共和国のGoldwindが15%で2位、米国のGE社が11%で3位となっている。
日本のメーカーでは、2000年代、三菱重工業、日本製鋼所、富士重工業などが生産していたが、国内の受注量が伸び悩み次々と撤退。富士重工の風力発電事業は、2012年に日立製作所が買収してテコ入れが行われたが、日立がドイツのエネルコンと提携していることもあり、独自生産を続ける必要性が低下。2019年には発電機生産を終了する方針が報道された。
2020年にはJE Windが陸上2MW風力発電機および洋上の5MW風力発電機の国際型式認証を取得し、MW級風力発電機のメーカーとしては唯一の日本企業となっている。
発電に使用される風車は風力タービン、風力発電機、風力発電装置などと呼ばれる。形式としては水平軸のプロペラ型が最も多く用いられている。(風車参照)その他、用途に応じて垂直軸のダリウス型、ジャイロミル型、サボニウス型またはその併用型を用いる場合もある。また直線翼垂直軸型、スクリューマグナス風車(「マグヌス効果」参照)もある。風車以外では、振動板に風を受け、圧電素子で電力を得る方法が研究されている(ブレードレス)。
一般的な水平軸プロペラ式では大きく3つの構成要素からなる。
ローター部 ブレード(翼)、ローター軸、ハブなどで構成。風力タービンコストの約20%を占める。風の運動エネルギーを低速の回転エネルギーに変換する。
発電機部 風力タービンコストの約34%を占める。発電機軸、発電機、制御機器、増速機(遊星歯車など)、などで構成され、ナセルと呼ばれる筐体に収納される。増速機は発電に適した回転速度に調節する役割がある。
支持・構造部 風力タービンコストの約15%を占める。基礎、タワー、ヨー制御システムなどで構成される。
集合型風力発電所は、多数の風力タービンを1カ所に設置し発電する施設。ウィンドファーム(wind farm)とも呼ばれる。大規模なものでは数百平方マイルの広大な敷地に数百の風力タービンが並ぶが、タービンとタービンの間の土地は農耕など他の用途に利用できる。洋上に設置される場合もある。
風力発電機も他の発電方式同様、事故と無縁ではない。構造物の破損や運用・保守作業中のミスなどにより、下記のような事故の例が見られる。
ブレードが折損し、回転の勢いで飛散する。周囲の建造物等に被害を与えることもある。
風力原動機の火災。
タワーの破損・倒壊。
こうした事故の背景として、機械的強度を十分にテストしないままに発電塔を巨大化したのが原因ではないかという指摘もなされている。
米国での調査によると1972年から2008年10月までの人の死傷を伴う風力発電機の事故発生数は75件であった。
日本ではメンテナンス中の作業ミスにより風車が過回転状態になり、倒壊した事例などが報告されている。
風力発電は従来の集中型電源と様々な点で異なる特性を持つ。
諸課題の中でも(出力変動、強風対策などの)技術的課題については、性能や安全性の向上を狙った開発競争の焦点となっている。従来問題点とされてきた点の多くは技術的に対処が可能とされる。