このツールについて
風力タービン出力計算ツールは、ローター直径、風速、効率から風力タービンの発電出力を推定する無料のブラウザ内ツールです。掃過面積、その風速でのピーク出力、時間平均の出力、年間発電量(kWh)を算出します。
出力は P = 0.5 × ρ × A × Cp × v³ で、ρ は空気密度(海面で 1.225 kg/m³)、A = π(d/2)² は掃過面積、Cp は出力係数(実機のタービンは 0.3〜0.45 に達し、Betz限界はどのタービンも 0.593 が上限)、v は風速(m/s)です。出力は風速の3乗に比例するため、風速が2倍になると出力は8倍になります。平均出力は ピーク × 設備利用率、年間発電量は 平均出力 × 8760 時間 ÷ 1000 です。
小規模風力プロジェクト向けにローターサイズと設置場所を比較するのに使います。ブレード直径、平均風速、現実的な Cp、設備利用率(小型タービンでは15〜30%が典型)を入力すると、ピーク出力と年間kWhが表示されます。すべての計算はブラウザ内で実行されます。
よくある質問
なぜ風速がそれほど重要なのですか?
出力は風速の3乗で増えるため、風が20%多い場所では出力が約73%増えます。正確な平均風速は最も重要な単一の入力です。強風下の控えめなタービンは、弱風下の大型タービンに勝ります。
出力係数 Cp と Betz限界とは何ですか?
Cp はローターが実際に捉える風の運動エネルギーの割合です。物理法則により Betz限界の 0.593 が上限となります。優れた実機のタービンは、ブレード、ギアボックス、発電機の損失を計上したうえで 0.35〜0.45 に達します。
設備利用率とは何ですか?
風が常に入力した速度で吹くわけではないため、タービンが年間を通じてピークで稼働することはありません。設備利用率は、実際の年間発電量を常にピークで稼働した場合と比べた比率で、小型タービンでおおよそ15〜30%、大型の洋上機ではより高くなります。
ピーク出力は連続して得られる値ですか?
いいえ。ピーク出力は、入力した正確な風速における瞬間出力です。風は変動するため実際の平均出力は低くなります。それを設備利用率で駆動する平均出力・年間発電量のタイルが推定します。すべてローカルで計算されます。