風車船

風力船、風力エネルギー変換システム船、または風力エネルギー収穫船は、風力タービンを使用してプロペラを駆動することにより、自力で推進します。

風力発電^{[ 1 ]}を機械式または電気式の動力伝達装置を通してプロペラに利用します。動力伝達が電気式の場合、蓄電池を使用することで、一度発電した電力を後で推進力として利用することも可能です。

風力船は、推進力にマグナス効果を利用するローター船と混同してはならない。

風力発電船は、船の進行方向に関係なく360度回転できる風力変換装置を備えているため、あらゆる方向に航行できる。

• この船は風上に向かって直接進むことができ、他の帆船では達成できない航行地点に到達できます。ここでは、風力タービンが水上プロペラを駆動します。発生する動力は見かけの風の強さに依存するため、プロペラには大量の動力が伝達されます。^{[ 2 ] [ 3 ]}水中での通常の低速で効率的に動作するために、プロペラは、風力タービンの風下方向の力と船体構造自体の空気抵抗と水抵抗の合計よりも大きな風上方向の推力を生成できるほど大きくなければなりません。

• 横風、つまりリーチングでは、風力タービンの推力によって船体が横方向に押し流されるため、横流れを抑えるために船体にはキールなどの側面が必要となります。このように装備された風力タービンは、オートジャイロモードでも使用できます。つまり、回転動力は伝達されず、風力タービンは静止帆と同じように機能し、他の多くの帆船と同様に、船速が風速を超える可能性があります。

• 追い風で航行する場合、船の速度が上がるほど見かけの風は減少し、真風速と完全に一致するとゼロになるため、風力タービンは発電できず、オートジャイロモードで使用した場合も推力は発生しません。したがって、風力船は他の帆船と同様に、真下を航行する際には風速よりも低い速度に制限されます。理論的には、風力タービンを空気プロペラとして、水プロペラを水力タービンとして使用することができます。この場合、動力の方向が逆転し、このような風力船は見かけの風がゼロの領域を加速して真下を航行する際に風速を超えることができます。ただし、これには空気装置と水装置の両方を通常とは異なる構造にし、船体からの水の抵抗を極めて低くする必要があるため、これまでのところ船舶では実現されていませんが、陸上ヨットでは実現されています。陸上ヨットは車輪で走行するため、高速走行時の抵抗は、水中を航行する最良の船体と比べて非常に小さくなります。

風力タービンのみで動く船や、船の推進が必要ないときにタービンから風力を蓄えるハイブリッド船など、いくつかの種類が製造可能です。船の推進に必要なエネルギーを削減するため、風力タービン船にはマルチハルなどの低摩擦船体設計が採用されているか、水中翼船となっています。低摩擦船体や水中翼船を持たない船にも風力タービンを搭載することは可能ですが、タービンだけで発生する力だけでは船の推進に十分でない場合が多くあります。この場合、タービンは従来の帆やその他の推進システムに補助的な力を提供するだけです。

現在、研究は進行中であり、最適なブレードローターの種類はまだ決定されていません。たとえば、水平軸の風車は船の安定性を低下させることが証明されています。そのため、垂直軸の風車（たとえば、サボニウス型タービン）が好まれる場合もあります。^{[ 4 ]}また、海洋環境では陸上よりも風車が早く劣化する傾向があるため、風車は高い耐久性を備えている必要があります。^{[ 5 ] [ 6 ]}

これまでに建造された風車船はごくわずかで、これらには以下が含まれます。^{[ 7 ]}

• ジム・ベイツのテ・ワカ
• リンジー・オーレンのトリッペンス
• ピーター・ウォーズリーの風車駆動ボートhttp://www.sailwings.net/rotaryhome.html
• ジム・ウィルキンソンの黙示録2 ^{[ 8 ]}
• ブラックバード（風力動力の乗り物）

ケビン・コスナー主演の映画『ウォーターワールド』には、垂直軸ダリウス型風力タービンを搭載した三胴船が登場した。

• 風力で動く乗り物