■ 発電量の目安 ■

 発電量の目安

ここでは平均風速値からどの位の発電が期待出来るかをグラフにして示します。本格的に発電量を求めるには、通常、風車を設置する場所(サイト)の風速出現率分布の観測データーと風力発電システムの出力曲線から計算しますが、小型風車を設置する場合その予算面から殆どの場合風の状態(風況)を本格的に調査することなく設置されることが多いと思います。設置場所の風況がたまたま良い場合はいいのですが、設置したものの全く発電しないのでは設置した意味がありません。また、風車がどの程度発電出来そうかある程度の数字が解りませんと、システム全体の設計もちぐはぐなものになりかねません。設置場所が選択可能な場合はなるべく風況の良さそうな場所を選んで頂き、さらに予算や時間に余裕がある場合には簡易型の風速計や風程計などを設置して最低でも1〜3ヶ月以上の観測を行って下さい。



【その他風況データーの集め方】

設置場所の回りで風速や風向を観測している場合があります。入手可能であればそれを活用することも出来ます。
ただし、風速計の設置環境によってはデーターはそのまま使用出来ない場合もあります

 消防署や役場、学校
 気象庁設置のアメダス (全国に約700カ所)
 日本気象協会 (山岳地のデーター)
 運輸省 (港湾局)
 道路公団
 NEDOの風況マップ (ただし、データーは地上高30mのもの)



 平均風速と発電量の関係

月あるいは年平均風速値をX軸に、月あるいは年発電電力量をY軸に取っています。ここから得られる月の発電量を30で割ると一日当たりの発電電力量、12倍すると年間の発電量になります(サボニウス型のグラフは年が単位になっています)。当然、実際に使用する風車の機種によって数字は変わってきますが、大まかな数字はこれで読めます。使用を考えている負荷の消費量と発電量がバランスするにはどの程度の大きさの風車が必要になるか解ると思います。尚、風速値は風車と同じ高さの地点における値です。

Bergey社の例です Bergey社の例です
プロペラ型風車(その1) プロペラ型風車(その2)


World Power Tech.社の例です Windside社の例です
プロペラ型風車(その3) サボニウス型風車(単位は年間
 
(備考)  ・ 凡例のワット数は風車の定格発電量です
・ サボニウス型風車グラフのみ単位は年間です



 風車の地上高と発電量の関係

下に示すグラフは、同じ風車を違う高さに設置した場合の発電量の違いを示したものです。風は一般的に地上高が高ければそれに比例して強くなります。また、風の持つエネルギーは風速の3乗に比例して大きくなりますので、許される限り高い位置に風車を設置することが理想です。グラフの数値は地面が草原の開けた場所であると仮定しています。

Bergey社の例です Bergey社の例です
定格1kWプロペラ型風車の例(直径2.5m・定格風速11m/s) 定格7.5kWプロペラ型風車の例(直径7m・定格風速14m/s)


Bergey社の例です
定格50kWプロペラ型風車の例(直径14m・定格風速11m/s)




 フィールドデーター

では実際に風車を設置して、その平均風速と発電量の関係はどのようになっているのでしょうか?同じ設備にて異なる平均風速の日別発電量をグラフにしてみました。本来であれば、月の平均風速あるいは年平均風速別にグラフ表示すべきですが、適当なデーターが集まりませんでした。

【条件】

・風車 → 直径3m 定格1kW(@12m/s)
・風速 → 風車ブレード中心と同じ高さで測定(地上約10m)

約20Wh/h 用途は限定されます 都心の年平均風速はこの位です
定格発電量:1kW(@12m/s)  日平均風速:1.5m/s  日積算発電量:495Wh/日


約100Wh/h そこそ使えます 約144Wh/h いい線です
定格発電量:1kW(@12m/s)  日平均風速:2.5m/s  日積算発電量:2387Wh/日 定格発電量:1kW(@12m/s)  日平均風速:3.2m/s  日積算発電量:3475Wh/日


これだけ風があれば約170Wh/hでかなり使えるシステムになります 平均風速1.5m/sでは約20Wh/hでかなり厳しい数字です 4m/s以上が理想です
定格発電量:1kW(@12m/s)  日平均風速:5.2m/s  日積算発電量:4148Wh/日 定格1kW風車 平均風速別積算発電量


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