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風力発電とは(2009.07.07)


●風力発電は、風の力で発電機をまわして電気を作る発電システムである。
●風力発電は、無尽蔵でクリーンなどの長所と、自然条件に大きく左右され、建設場所が限られるなどの短所がある。


図1 風車の形式
出所:資源エネルギー庁パンフレット風力発電導入A to Z


解説:
 風力発電は、風の力で発電機をまわして電気を作ります。風の力を受け止める風車にはいろいろな形のものが考えられています。

 風力発電の長所は、
1)無尽蔵である
2)太陽光発電と異なり、風があれば夜も発電できる
3)クリーンなエネルギーである
4)比較的発電コストが低い

 などであり、短所は、
1)自然条件に大きく左右される
2)建設場所が限られる
3)景観が損なわれ、騒音が発生する
 などです。

 風力発電の出力はまさに「風任せ」で不安定であるため、この出力不安定性の克服が課題となっています。この課題を克服するために、蓄電池を設置した風力発電施設(ウインドファーム)の建設も進められています。
江音留義(えね るぎ)博士の脱線話:
 風車の受ける風のエネルギーについて、ちょいと、説明してみようかのう。

 実は、風車の回転する部分の面積(受風面積)に受ける風のエネルギーは、下式に示すように空気密度(平地ではおおよそ=1.225kg/m)と受風面積と風速の3乗に比例するのじゃよ。まあ、風速が2倍になると風のエネルギーは8倍づつ増えていくということじゃのう。

   風車の受風面積に受ける風のエネルギー=1/2×空気密度×受風面積×風速

 この空気の重さじゃが、これは、1m×1m×1mの立方体の大きさ(1000リットル)で1.225kgということじゃ。運動会で使う大玉ころがしの大玉くらいの大きさで約1kgということかのう。水に比べて約1/1000の重さということで、軽いといえば軽いが、反面、水を一辺あたりそれぞれ10倍に膨張させた程度ともいえるのう。どうじゃ、案外重いじゃろう。
 空気が案外重いので、風のエネルギーも案外大きいということじゃ。

 この風のエネルギーを、人類は昔から、揚水や灌漑、帆船、製粉等に、そして最近では発電にも利用してきている、というわけなんじゃよ。
関連ページ:
風力発電の発電設備量
新エネルギーの定義
再生可能エネルギーの長所と短所
大気と水
空気は重い?!
関連サイト:
資源エネルギー庁エネルギー白書
資源エネルギー庁パンフレット
(財)新エネルギー財団風力発電
J-POWER/電源開発株式会社風力発電
(財)エネルギー総合工学研究所定期刊行物>新エネルギーの展望>風力発電(再改訂版)(PDF/1.50MB)

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