一般的な ご質問 Q1 風力発電とはどのようなものですか? A1 風力発電は、風の運動エネルギーを風車(風力タービン)により回転力に変換し、歯車(増速機)などで増速した後、発電機により電気エネルギーに変換する発電方式です。風向や風速が絶えず変化するためにナセル(風車上部にある機械の収納ケース)の方向や、出力をコンピュータ制御する機能を持っています。 Q2 日本にどのくらい 風車が設置されているのですか? A2 日本には2019年12月末現在約3, 923MW (392. 3万kW)、台数にして2, 414基(JWPA調べ)の風車が設置されています。その多くが海沿いや山の上などに設置されており、風が強いとされている北海道、東北、九州などに集中しています。 Q3 「発電量を二酸化炭素(CO 2 )削減量に換算」とありますが、 算出方法を教えてください A3 二酸化炭素(CO 2)削減量は、経済産業省及び環境省により官報に掲載された「電気事業者別排出係数(特定排出者の温室効果ガス排出量算定用)-平成30年度実績-」(令和2年1月7日付)内のCO 2 排出係数代替値0. 機構報 第1323号：風力発電の出力変動が電力系統へ及ぼす影響の評価手法を開発～大量導入時の安定供給に向け新たな理論～. 000488(t-CO 2 /kWh)から、財団法人 電力中央研究所の資料より素材・資材・加工組立て等にかかるCO 2 排出量として公表されている係数0. 000025(t-CO 2 /kWh)を差し引いて算出しています。 二酸化炭素(CO 2)削減量 = (発電量×0. 000488(t-CO 2 /kWh))-(発電量×0. 000025(t-CO 2 /kWh)) 技術・機器・用語 についてのご質問 Q4 kW(キロワット)とkWh(キロワットアワー)とはどう違いますか? A4 1kWの発電設備が1時間フル稼働して得られる発電量が1kWhです。1500kW風車1基で年間300万kWh程度の発電量が見込まれます。これは一般家庭の800~1, 000世帯で使用する電力使用量に相当します。 Q5 風車はどれくらいの風速になると 発電するのですか? A5 機種によりますが、一般的には2m/s程度で回り始め、3~25m/sの間で発電します。 保守についての ご質問 Q6 風車の運転や保守は どのように行うのですか? A6 日本風力開発グループの風車の運転および保守管理は、子会社のイオスエンジニアリング&サービス(株)が行っており、24時間体制で遠隔監視をしています。また、国内にサービス拠点が8ヶ所あり、風力発電機に故障が発生した場合には、最寄の拠点から出動できるようにしています。 Q7 保守点検の頻度はどのくらいですか?
風力発電は自然エネルギーである風力を電気エネルギーに変換して利用するものである。 風力発電の特徴は二酸化炭素や放射性物質などの環境汚染物質の排出が全くないクリーンな発電であること、風という再生可能なエネルギーを利用するため、エネルギー資源がほぼ無尽蔵であることなどがあげられる。しかし、風のエネルギー密度が小さいことなどが課題としてあげられる。ここでは、風力発電の理論から、風力発電システムについて解説する。 (1) 風力エネルギー 風は空気の流れであり、風のもつエネルギーは運動エネルギーである。質量 m 、速度 V の物質の運動エネルギーは1/2 mV 2 である。いま、受風面積 A 〔m 2 〕の風車を考えると、この面積を単位時間当たり通過する風速 V 〔m/s〕の風のエネルギー(風力パワー) P 〔W〕は空気密度を ρ 〔kg/m 3 〕とすると、次式で表される。 すなわち、風力エネルギーは受風面積に比例し、風速の3乗に比例する。 単位面積当たりの風力エネルギーを風力エネルギー密度といい、 になる。空気密度 ρ は日本の平地(1気圧、気温15℃)で、平均値1.
小型風力発電 は、風が強いと発電量も多くなります。風速を基にした発電量の計算方法をご説明します。 定格出力と定格出力時風速 小型風力発電に使われるのは、ClassNKの認証を受けた14機種です。それぞれ、定格出力と定格出力時風速が公開されています。 (14機種について詳しくは、 小型風力発電機14機種の徹底比較 をご覧ください。) 例えば14機種のうちの一つであるCF20は、定格出力が19. 5kW、定格出力時風速が9m/sです。これは、9m/sの風が吹いているとき、瞬間的に19. 5kW発電するという意味です。これが1時間続けば、19. 5kWhの発電量となります。もし、24時間365日、9m/sの風が吹いていた場合、CF20の発電量は次の計算式で導けます。 19. 5(kW)×24(時間)×365(日)=170, 820kWh 170, 820(kWh)×55(円/kWh)=9, 395, 100円/年 9, 395, 100(円)×20(年)=187, 902, 000円/20年 20年間の期待売電額は、1億8, 790万円です。これはもちろん机上の計算です。 9m/sの風は、和名では疾風と呼ばれる比較的強い風です。1年を通してそれだけ強い風が吹く地域は、日本の陸地にはなかなかないでしょう。高い山の稜線など非常に限られた地点だけです。そのため、候補地の風速で発電量を計算する必要があります。 平均風速とパワーカーブ 上記の通り、風の強さで発電量は変わります。小形風力発電機の各メーカーでは、風速ごとの発電量(パワーカーブ)を公開しています。 ※ 以下のシミュレーションは仮定のものです。 候補地の年間平均風速が6. 6m/sだとします。 例えば6. 6m/s時の出力が8kWだったとし、24時間365日、6. 6m/sの風が吹いていた場合、次の計算式で発電量がわかります。 8(kW)×24(時間)×365(日)=70, 080kWh 70, 080(kWh)×55(円/kWh)=3, 854, 400円/年 3, 854, 400(円)×20(年)=77, 088, 000円/20年 20年間の期待売電額は、7, 708万円です。しかし、この数値もまだ十分ではありません。6. 6m/sという平均風速が「地上から何mの時の風速なのか」を考慮していないからです。 ハブ高さでの風速補正 平均風速を調べると、「地上からの高さが○mの時の」という但し書きがつきます。風速は同じ地点でも高度があがるほど強くなり、地上に近づくほど弱くなります。 現在入手しやすい日本国内の年間平均風速は、地上からの高さ30m、50m、70m、80mです。一方、小形風力発電機の高さは、10~25mほどです。調べた平均風速と、小形風力発電機が設置される場所の高さに違いがある場合、その高さで風速を補正することが必要です。 小型風力発電のナセル(発電機やコンピュータが収められた筐体)の地上からの高さをハブ高さといいます。 高度が下がると風速が弱まります(上記の数値は、イメージです。地形、環境により異なります)。 風速の補正は、簡易的に10m下がるごと10%風が弱まるとする方法や、より細かくウィンドシアー指数を使って計算する方法があります。 地上高さ30m時の風速が6.
2[kg/m^3]です。 (3)風速の3乗に比例する。 このことは、とても重要です。「風速の3乗に比例する」とは、風速が2倍になれば風のパワーは8倍に、風速が3倍になれば風のパワーは27倍になる、ということを意味しています。反対の言い方をすれば、風速が半分の時には、風のパワーは8分の1になる、ということです。 従って、風速次第で、風のパワーが大きく変動し、すなわち風力発電機の出力もそれに応じて、大きく変動するということが理解できます。
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