風力タービンは、丘の中腹、海、工場の隣、家の上でブレードを回転させることができます。 自然にあなたの家に自由な電力を供給させるという考えは魅力的に思えるかもしれませんが、風力タービンの出力を計算する方法を前に学ぶことは重要です 1つ購入する-そして、マシンの定格容量と期待できる実際の出力の違いを理解することが特に重要です それ。 国立再生可能エネルギー研究所が提供する風力マップをチェックして、お住まいの地域の風速と利用可能性が風力エネルギーをあなたの家に適したものにするかどうかを確認してください。
風速
ほとんどの風力タービンは、飛行機のプロペラに似たローターに取り付けられたブレードで構成されています。 それらに空気が吹き込むと、ローターは発電機に電力を供給するシャフトを回転させます。 ほとんどのタービンは、風速が時速約88.5キロメートル（時速55マイル）に達すると、機械的な損傷を防ぐために自動的にシャットダウンします。 これにより、強風が発生し、人々が風からの継続的な電力を必要とする場合の発電量が減少します。 また、風が弱すぎると発電しません。 風速が半分になると、発電量は8分の1に減少します。 特定の地域で風の状態が最適になる時間によって、風力タービンの可用性が決まります。 より高い場所にあるタービンはより多くの風を受け、それはより大きな出力につながります。 それぞれに、最適に動作する風速範囲（時速30〜50マイル）があります。
効率評価
最新の風力タービンは、風をより効率的に捕らえるのを助けることを目的としたさまざまな設計を使用しています。 効率は、風力タービンを評価するときに知っておくべき重要な値です。 理想的な世界では、タービンはブレードを通過する風の100％を電力に変換します。 摩擦などの要因により、これらのマシンの効率定格は定格出力の30％から50％にすぎません。 電力出力は次のように計算されます。
\ text {power} = \ frac {\ text {airdensity} \ times \ text {ブレードの掃引領域} \ times \ text {wind speed} ^ 3} {2}
面積は平方メートル単位で、空気密度は立方メートルあたりのキログラム単位で、風速はメートル/秒単位です。
重要な区別
風力タービンの容量定格が1.5メガワットであるからといって、実際にそれほど多くの電力を生成するわけではありません。 風力タービンは通常、定格容量よりもかなり少ない容量を生成します。これは、常に稼働している場合に生成できる最大電力量です。 たとえば、効率係数が33％の1.5メガワットの風力タービンは、1年で0.5メガワットしか生成しない可能性があります。風が確実に吹いていない場合は、それより少なくなります。 産業規模のタービンの容量定格は通常2〜3メガワットです。 ただし、実際に生成されるエネルギーの量は、効率と風の可用性、つまりユニットが移動するのに十分な風がある時間の割合によって減少します。
風力タービンの買い物のヒント
ユニットの容量と効率の要因がわかっている場合は、次の式を使用してその推定年間生産量を計算できます。
365 \ frac {\ text {days}} {\ text {year}} \ times 24 \ frac {\ text {hours}} {\ text {days}} \ times \ text {最大容量} \ times \ text {capacity factor} = \ text {キロワット時/年}
たとえば、定格容量が1.5メガワットで効率係数が25％のタービンは、次のように生産されると予想されます。
365 \ times 24 \ times 1500 \ times 0.25 = 3,285,000 \ text {キロワット時/年}
この計算では、年間を通じて24時間の風力の利用可能性を想定しています。 実際のアプリケーションでは、これは起こりません。 NREL風速マップを使用して、時間の数値を調整し、より正確な場所固有の数値を得ることができます。