風力発電の仕組みと風車の構造
今回は風力タービンの仕組みについて紹介します。
相変わらず構造を立体的に理解できる良い映像となっています。
日本語は・・・どうせお金を払うなら専門の人に訳してもらえば
と思うのですが、高いのでしょう。仕方ありませんね。
管理人の補足説明
ギアボックスについて
風車は、外から見てもわかるとおり回転数はかなり低くなっています。
そのため、いわゆる増速機を介して発電機と接続します。
図中で、”ギアボックス”と記載されている部分です。
また、近年はギアボックスが不要となる、”ダイレクトドライブ方式”
が主流となっているようです。
（可変速で直接同期発電機に接続、電力変換器へ）
ちなみに風力発電事業から撤退したMHIは油が大好きなので(冗談)
油圧ドライブ方式を採用していたようです。
（洋上風力事業にMHIVestasとして関わっています。）
以下は参考リンクです。簡単にですが、記載があります。
カットアウト風速について
動画では”カットオフ”と記載されていますが、
一般に”カットアウト風速”と呼ばれています。
詳細は、以下の図５を読めばよくわかるでしょう。
- カットイン風速：発電開始
- 定格風速：定格出力
- カットアウト風速：強風による発電停止
というイメージです。
ちなみに、「定格風速より風速が大きい場合、エネルギーはどこへ？」
という疑問が生じることでしょう。この疑問については
ピッチ制御もしくはストール制御について理解すれば解消されます。
- ピッチ制御：ブレードの角度を変化させて風を一部受け流す
- ストール制御：一定風速以上で損失が増すブレード構造
という制御です。
電験に出やすい風力の問題
やや重複しますが、電験によく出る風力の知識を説明します。
- カットイン風速：発電開始
- カットアウト風速：強風による発電停止
- 出力：風速の3乗に比例
またしても雑な絵で申し訳ありませんが、
速度エネルギーの質量の部分が、単位時間に風車を通過する風量、
つまり速度に比例するため３乗になります。
ちょっと考えれば分かる話ですね。覚えるほどではありません。
３乗の威力
これは余談です。
３乗と聞いても「ふーん」と思う人もいるかもしれません。
普段、電験の問題を解く上では特に意識する数字ではありません。
しかし、実際に風力発電を行うとするとこれはかなり効くはずです。
例えば「平均風速6m/s」と「平均風速6.2m/s」の地点を考えます。
ぱっと見では「風速1m/sの差ってそんな大きくないのかな？」
と思うかもしれませんが、それぞれを３乗してみてください。
出力はなんと１．１倍にもなります。これが３乗の威力です。
以上、余談でした。
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