| 風のエネルギーとパワー |
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| 風力発電システムにおける効率とは、風を受ける風車の構造に左右される。風力即ち、空気の流れで、そのエネルギーは質量を有する流体であり運動エネルギーである。 |
| 運動エネルギーは「質量」と「速度の２乗」の積の２分の１とする運動エネルギーの法則に従って計算となる。 |
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運動エネルギー = （1/2） × 「風力の質量kg」 × 「風力の2乗」 |
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風の質量 = 「軸面積㎡」 × 「空気密度ｋｇ/㎥」× 「風速m/S」 |
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※ 断面図～風力発電機のローターが風を受ける受風面積(清気面積) |
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風のパワー(W)= (1/2) × 「軸面積㎡」 × 「空気密度ｋｇ/㎥」× 「風速m/Sの3」 |
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| ①風のパワーは断面積に比例する。 |
| 断面積とは、風力発電機の受風面積で、ローターの掃気面積に等しく、また、受風面積はローター直径の２乗に比例することは、ローターの直径が２倍になると得られる風のパワーは4倍となる。 |
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| ②風のパワーは空気密度に比例する |
| 空気の密度は、その場の気圧、空気中の水分により変化するため、高所では気圧が小さくなり、空気密度も小さくなる。 |
| 気圧の低い高所に風力発電システムを設置するには、空気密度低下に伴なう風車出力の減少を考慮しなければならないが、一般的な場合は平地においては空気の密度は約１．２ｋｇ/?とする。 |
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| ③風速の３乗に比例する |
| 風速が２倍に」なれば、風のパワーは８倍となり、風速が３倍になると風のパワーは２７倍となる。反対に風速が半分の時は、風のパワーは８分の１となることで、風速次第で風のパワーが大きく変動し、風力発電機の出力もそれに応じて変動する。 |
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