ふうしゃの はねは、かぜを ドンと うけて おされて いるのでは ありません。ひこうきの つばさと にた はたらきで、まわって います。

かぜが はねの まわりを ながれると、はねの かたがわの きあつが さがります。りょうがわの きあつの ちがいで、はねを よこに ひっぱる ちからが うまれます。これを ようりょくと いいます［1］。

この ちからが、かぜに おされる ちからより つよいので、はねが まわります。まわった ちからで、はつでんきを うごかして います。

風車の羽根は、風に押されて回っているわけではありません。飛行機の翼に近い働きで回っています。

風が羽根を横切ると、羽根の片側の気圧が下がります。両側の気圧の差から、羽根を引っぱる力（揚力）と、風下へ押す力（抗力）が生まれます。揚力のほうが抗力より強いため、ローター（羽根とその中心）が回り、つながった発電機が電気をつくります［1］。

日本の解説でも、プロペラ形のような揚力を使う風車は、抗力で回るタイプより、生み出す回す力（トルク）は小さいものの、エネルギーへの変換効率は一般に高いとされています［8］。細長い羽根が使われる背景です。

羽根の回転は、風圧で押されることではなく、翼型まわりの圧力差で生じる揚力による。ブレードを風が横切ると片側の気圧が下がり、両側の差で揚力と抗力が生じ、揚力が抗力を上回るためローターが回り、発電機に伝わる［1］。

日本のターボ機械協会の解説は、プロペラ形やダリウス形の揚力形風車は、サボニウス形などの抗力形に比べて発生トルクは小さいが、エネルギー変換効率は一般に高いと述べる［8］。大型風車が細長い羽根を高速で回す設計になるのは、この性質による。

はねを ふやせば、もっと かぜを つかまえられそうです。でも、ふうしゃが かぜから とれる エネルギーには、ぜったいに こえられない うえが あります。

その うえは、かぜの エネルギーの ぜんぶでは なく、およそ 6わり です。ドイツの ベッツが 1919ねんに はっぴょうしたと されます［4］。はねの かずとは かんけいが ありません。

はねの かずを 1まいから 2まいに すると、こうりつが 6パーセントほど あがります。2まいから 3まいでは、さらに 3パーセントほど あがります。それいじょうは、ほとんど かわらないと いわれます［2］。

そのうえ、はねを ふやすと、ざいりょうも つくる おかねも ふえます［2］。ふやしても とくが すくなく なるのです。

風車が風から取り出せるエネルギーには、羽根の枚数に関係なく、理論上の上限があります。運動エネルギーの16/27、つまり約59.3%です。1919年にドイツのベッツが発表し、イギリスのランチェスターが1915年に同じ結果を得ていたと紹介されています［4］。実際の大型風車は、最大のときにこの上限の75〜80%に達するそうです。

では、枚数を変えると効率はどう変わるのでしょうか。ある解説では、1枚から2枚で空力効率が約6%、2枚から3枚でさらに約3%上がり、それ以上増やしても改善は小さいとされています［2］。これは条件つきの目安で、原典の数字は確かめられていません。

羽根が増えるほど、材料費や製造費もかさみます。増やしても得が小さくなり、費用は増えていくため、どこかで「これで十分」という枚数が生まれます。

風のエネルギーを取り出せる割合には理論上限があり、運動エネルギーの16/27（約59.3%）である。1919年にドイツのベッツが発表し、ランチェスターが1915年に同じ結果に達していたとされる。実際の大型風車は最大時にその75〜80%に達する［4］。この上限は枚数と無関係で、実効率（約45%前後）とは別の量である。

枚数の効果については、1枚から2枚で空力効率が約6%、2枚から3枚でさらに約3%向上し、それ以上は改善が小さく、ブレードの剛性を犠牲にしすぎるとの記述がある［2］。数値は効率の相対的な増加分で、条件つきの目安として扱う。原典（研究機関の報告等）は未確認である。

費用の面では、枚数が少ないほど材料費・製造費が下がり、より高速で回せ、駆動系のピークトルクも小さくなる［2］。効率は収穫逓減し、費用は枚数に応じて増えるため、性能と費用の折り合う点が2〜3枚付近に現れる。

4まいの ふうしゃが すくないのには、おもしろい わけが あります。デンマークの ふうりょくの こうぎょうかいの せつめいでは、いちばんの りゆうは「ぐらつきにくさ」です［3］。

はねが ぐうすうまいだと、いちばん うえの はねが、かぜに おされて うしろへ たわみます。そのとき、いちばん したの はねは、とうの まえの かぜの かげに はいって しまいます。

うえの はねは つよく おされ、したの はねは あまり おされません。かたい つくりの きかいでは、この ちがいで ゆれやすく なると いわれます。

3まいなら、ひとつが うえに きても、ほかの ふたつは ななめした に あって、まっすぐ したには きません。

デンマーク風力産業協会の解説では、最近の大型風車が偶数枚を避ける最大の理由は「安定性」だとされています［3］。

偶数枚だと、こんなことが起きます。一番上の羽根が、いちばん大きな風の力を受けて後ろへたわむ瞬間に、一番下の羽根は、塔の手前にできる風の陰に入ります。硬い構造の機械では、この力の差が揺れの原因になります［3］。

3枚なら、1枚が真上に来たとき、残りの2枚は斜め下に開いていて、真下にはありません。同じ協会の解説では、奇数枚（3枚以上）のローターは、動きの性質を計算するとき、円盤に近いものとして扱えるとされています［3］。ただしこれは2003年ごろの解説の転載で、現在の機種すべてに当てはまるとは限りません。

デンマーク風力産業協会は、近年の大型風車が偶数枚を避ける最大の理由を安定性とする［3］。偶数枚では、硬い構造の機械で、最上部のブレードが最大の力を受けて後方へたわむ瞬間に、最下部のブレードが塔前方の風の陰を通過する。このため上下で受ける力が大きく食い違う。

これに対し、奇数枚（3枚以上）のローターは、動特性の計算上、円盤に近いものとして扱えるとされる［3］。3枚では周方向の120度間隔に羽根が並び、真上と真下が同時に羽根になることがない。

なお、同じ解説では2枚以下の機種でも、首振り式ハブ（ティータリング）などの工夫で周期的な荷重をほぼ打ち消せる旨が触れられる（5章）。参照した資料は2003年ごろ更新のページの転載PDFであり、現行版ではない点に注意が要る。

2まいの ふうしゃは、はねが 1まい ぶん、やすく、かるく できます。それでも、あまり ふえませんでした［3］。

おなじ ぶんの でんきを つくるには、もっと はやく まわさなければ なりません。すると、おとが おおきく なり、まわる すがたも めだちます［3］。

1まいの ふうしゃも あります。でも、はんたいがわに おもりが いります。かるく できる という よさが、なくなって しまいます［3］。

2まいや 1まいは、くびを ふる しくみ（ティータリング）も いります。つくりが むずかしく なります［2］。

2枚の風車は、羽根1枚ぶんの費用と重さを節約できます。しかし、同じ発電量を得るには、羽根を速く回さなければなりません。これは騒音の面でも、景観の面でも不利だと、デンマーク風力産業協会の解説は述べています［3］。

1枚の風車は、反対側に釣り合い用の重りが必要で、軽くなるという利点が消えてしまうとされます。2枚や1枚の風車は、首振り式のハブ（ティータリング）のような工夫で、周期的な負荷を打ち消す必要があり、構造が複雑になります［3］［2］。

この解説には、以前は2枚を作っていたメーカーの一部が3枚に切り替えた、とも書かれています。ただし、この解説は2003年ごろのものなので、今の2枚風車がすべて劣るとまでは言い切れません。

2枚は1枚ぶんの費用・重量を節約できるが、同じ出力を得るには回転を速める必要があり、騒音と景観の面で不利になるとされる［3］。1枚は反対側に釣り合い用の重りが必要で、軽量という利点が薄れる。1〜2枚の機種は首振り式ハブ（ティータリング）などで周期的荷重を打ち消す必要があり、構造が複雑になる［2］。

3枚では、風向に合わせて機体の向きを変える（ヨー）際の周期的な力が、駆動軸まわりで対称に釣り合い、運転が滑らかになるとされる［2］。

同解説は、従来2枚機を作っていたメーカーの一部が3枚へ切り替えたことにも触れる。ただし資料は2003年ごろのもので、現在の2枚機まで一概に劣ると断定はできない。

1957ねんに、デンマークの ゲゼルと いう ばしょで、3まいの はねの ふうしゃが うごきました。ヨハネス・ユールと いう ひとが せっけいしたと いわれます［5］。

この ふうしゃは、200キロワットの でんきを、でんせんに おくりました。この かたちが「デンマークがた」として、せかいに ひろまったと されます［5］。3まいを はつめいした わけでは なく、3まいは まえから ありました。

むかしの ふうしゃは、はばが ひろい はねが たくさん ありました。いまは ほそながい はねが 2〜3まいです。ひろくて おおいと おもく なり、まわる はやさも おちるからです［7］。

1957年、デンマークのゲゼルで、3枚羽根の風車が200キロワットの電力を電線に送りました。設計したのはヨハネス・ユールです［5］。この構成は「デンマーク型」と呼ばれ、世界の大型風車の原型になったとされます。ただし、3枚を発明したわけではありません。3枚の風車はそれ以前にもあり、この風車がのちの標準的な形のもとになった、という話です。

羽根の形も、時代とともに変わりました。昔の風車は、幅の広い羽根が何枚もありました。いまは細長い羽根が2〜3枚です。羽根が広くて多いと重くなって回りにくくなり、費用もかさむためです。日本語の解説記事では、現代の風車は羽根の先端の速さが風速の5倍以上であることが求められる、と紹介されています［7］。この解説は一般向けの記事で、原典は確かめられていません。

ゲゼル風車（デンマーク、1957年、ヨハネス・ユール設計）は3枚羽根で、200 kWの交流電力を系統に直接送った［5］。この構成が「デンマーク型」として世界に広まったとされる。3枚の発明者という意味ではなく、3枚は以前から存在し、これがデンマーク型の原型になったという位置づけである。

羽根の形状は、時代とともに幅広・多枚数から細長・2〜3枚へ移った。羽根が広く多いと重くなり回転が落ち、コストもかさむ。日本語の解説記事は、現代の風車では周速が風速の5倍以上であることが求められると紹介する［7］。「5倍」は羽根先端の速さと風速の比を指すと考えられるが、一般向け記事の要約で、原典は未確認である。

3まいが よく えらばれる のは、ひとつの りゆうだけでは ありません。ゆれにくい こと、こうりつが わるくない こと、おとや みための ぐあい、ねだん。これらが うまく つりあうからと されます［6］。

3まいだと、かぜの ちからが はねの ぜんたいに ならされて、まげる ちからや ねじる ちからが かるく なると いいます［6］。ゆっくり まわるので、おとも おさえられると されます。

ただし、これは せつめいの ひとつです。とおくの ふうしゃを 見たら、はねの かずと、はねの ならびかたを 見て みましょう。

3枚が主流なのは、決定的な理由が1つあるからではなく、効率・安定・騒音・費用が、ちょうど折り合うからのようです。

ある解説では、3枚は中間的な回転速度で効率が最大になりやすいとされます。この解説では、羽根が向かい合って対にならないため、風の力が面全体に均等に分散され、曲げやねじりの力が軽くなる、と説明されています。低い回転速度で同等以上の効率が出るので、騒音も抑えられるとされます。見た目も、2枚より美しいと考える人がいる、と紹介されています［6］。見た目は主観ですので、これは意見の一つです。

ここで紹介した3枚の理由は、デンマークの協会の解説、百科事典の記述、日本語の解説記事を突き合わせたものです。日本語の研究資料で直接論じたものは、確認できていません。

3枚の採用理由に単一の決定的要因はなく、効率・安定・騒音/景観・費用の総合とみられる。3枚は中間的な回転速度で効率が最大になりやすく、羽根が対にならないため風荷重が面全体に均等に分散され、曲げ・ねじりの力が軽くなると、ある解説は説明する。低回転で同等以上の効率が得られるため騒音も抑えられ、外観も2枚より好まれるとされる（主観的な評価）［6］。

根拠は、デンマーク風力産業協会の解説（2003年頃の転載）、百科事典的記述、日本語の解説記事の突き合わせで、日本語の一次資料（研究機関等）で羽根枚数を直接論じたものは確認できていない。また、優劣は条件による。

きょう できること：ふうしゃの しゃしんを 見つけたら、はねの かずを かぞえましょう。そして、はねが 1まい まうえに あるとき、ほかの はねが どこに あるか、ゆびで なぞって みましょう。まうえと まうしたに はねが あるか どうか、たしかめられます。

でかけて できること：ふうしゃが 見える ばしょに いく ときは、とおくから 見るだけに します。ちかづき すぎないで ください。とまって いる ふうしゃが あれば、はねの ならびかたも 見て みましょう。

今日できること：風車の写真を見つけたら、羽根の枚数を数えてみましょう。羽根が1枚真上に来ている写真なら、残りの羽根がどこにあるかを指でなぞって、真下に羽根があるかどうかを確かめられます。

出かけてできること：風車が見える場所へ行くときは、遠くから眺めるだけにします。羽根の回る速さや、塔と羽根の位置の関係も観察できます。

公式情報：風車の仕組みは、米エネルギー省の解説ページ［1］や、日本のターボ機械協会の解説［8］で読めます。

今日できること：風車の写真で羽根の枚数と、羽根が塔に対して来る位置を調べる。3枚のとき、1枚が真上に来ると、残りの2枚は真下ではなく斜め下にある。偶数枚の場合と比べて考える材料になる。

出かけてできること：風力発電所は遠くから観察する。羽根の先端の速さ、回転数、風向に合わせた向きの変化を見る。

公式情報：米エネルギー省の風力の解説［1］、日本のターボ機械協会の風車の解説［8］を読み、揚力形と抗力形の違いから調べ始められる。英語の資料は出典欄の一次に近いものにあたる。