小型風力発電の年間発電量を計算するために把握しておきたいポイント!

By | 2017/01/11

風力発電
小形風力発電の年間発電量は、風力の強さや設置場所、設備などにより異なってしまいます。

このページでは、20kW未満と20kW以上の2つの種類の小型風力発電機の年間発電量の計算例と、より多くの発電量を見込める設置場所のポイントなど、把握しておくと便利なポイントを詳しくご紹介致します。

発電容量20kW未満タイプの小型風力発電機の年間発電量

売電単価が高い20kW未満の小型風力発電の年間発電量の計算を、10kWと20kWの2つのパターンの機器で計算していきましょう。

発電容量10kWタイプの小型風力発電機の年間発電量

小型風力発電で想定する理想的な風速は、9m/秒となります。
1秒間に9mの風というのは、かなり大きな風となります。
しかし、小型風力発電の場合この程度の風の強さが無いと風力発電としての力を発揮出来ません。

この場合、最大発電容量を10kW見込む事が出来ますので、25%の発電効率で計算をしていきます。

20kW未満の小型風力発電機の場合、機器のサイズが小さく回転翼の直径が短い物が大半ですので、25%の発電効率を見込んで計算をすることが出来ます。

月間発電量:10kW×24時間×30日×25%の発電効率=1,800kWh

これにより、年間発電量:1,800kWh×12か月=21,600kWhとなります。

発電容量20kWタイプの小型風力発電機の年間発電量

10kWの時と同じく、風速は9m/秒で発電効率25%で計算します。

月間発電量:20kW×24時間×30日×25%の発電効率=3,600kWh

これにより、年間発電量:3,600kWh×12か月=43,200kWhとなります。

20kWの小型風力発電機は、10kWの小型風力発電機と比べると、大きなサイズの発電機となります。

設置場所の選択はとても大事なポイントとなり、設置場所により発電効率が低くなってしまいます。

理想的で適した場所を見つけて設置することで高い発電量に繋げることが出来ます。

10kWと20kWとの年間発電量の差額は、単純に2倍の計算となっています。

しかし、20kWの小型風力発電機器の設置場所の環境によっては、10kWの小型発電機器の2倍の発電効率を得る事が出来ない場合もあります。

それだけ、適した設置場所というのはとても大事なポイントとなりますので、念入りに探す必要があります。

発電容量20kW超えるタイプの小型風力発電機の年間発電量

風力発電機

20kWを超える発電容量の小型風力発電機は、様々なタイプがあります。

今回は安い費用で購入が可能な、中小型の50kWタイプの小型風力発電機の年間発電量の計算をしていきます。

発電容量50kWタイプの小型風力発電機の年間発電量

50kWの発電容量の小型風力発電機の場合も、風速は9m/秒で計算をします。

20kW未満の小型風力発電機と比較すると、機器の大きさや回転翼の直径も大きい物となります。

その大きさが影響し、発電効率は低くなってしまいます。

その為、20%の発電効率で計算します。

月間発電量:50kW×24時間×30日×20%の発電効率=7,200kWh

これにより、年間発電量:7,200kWh×12か月=86,400kWhとなります。

50kWの小型風力発電機は大きいタイプのわりに効率が低い

これらの年間発電容量を比較すると、50kWの小型風力発電機は20kWの小型風力発電機と比べるとあまり効率が良い小型風力発電機とは言えません。

20kWの小型風力発電機の年間発電容量は43,200kWhであり、50kWの小型風力発電機の年間発電容量は86,400kWhとなります。

20kWの小型風力発電機43200kWh×2=86,400kWhとなりますので、20kW の機器を2基設置すると50kWの機器を1つ設置するのと発電量が同じになる計算となります。

しかも、20kW 発電容量の機器を2基設置するのも50kW発電容量の機器を1つ設置するのも費用的にほぼ変わりません。

安く機器を設置して効率よく発電量を増やす為には、50kWを設置するのであれば20kWの機器を2基設置する方がコスパが高いという計算となります。

年間発電量は機器の設置高度により大きな差が出る

風力発電

小型風力発電の発電量計算の際に出てくる風速は、必ず発揮できる風速ではありません。

実際問題、設置されている場所の高さによって風速に大きな差が発生します。

風速9m/秒での計算をしましたが、使う機器が風速9m/秒の設定となっていても間違いなく発揮するとは限らない場合があります。

その機器を20mの高さに設置した際に発揮できる風速が9m/秒なのであれば、20m以上の場所に設置した場合風速9m/秒を確保する事ができます。

しかし、その機器を20m以下の場所に設置してしまうと、風速は落ちてしまい、例えば風速8m/秒などとなってしまいます。

風速が9m/秒から8m/秒に落ちると、70%程度の年間発電量にしかならず、大きな損失となります。

この設置位置を理解せずに、単純に風力発電機器に記載されている風速数値で計算してしまい、予想通りの年間発電量とならないケースが多くあります。

一般的には、高度が1m下がるだけで1割の発電効率の低下となります。
年間発電量の計算は、実際に設置された場所の高度を加味した発電効率で算出することが大事なポイントとなります。

正確な年間発電量を計算する為には、設置高度を考慮し適切な風速数値で計算することが必要です。

年間発電量を増やす事が出来る小型風力発電機の理想的な設置場所

風力発電

年間発電量をより増やすためには、風の強い場所に設置することが大事です。

風の強い場所とは、これらの場所が挙げられます。

  • 外洋に面する海岸沿い
  • 吹きおろしが多くある山のふもと
  • 標高の高い場所

この条件に該当する場所に設置すれば、より高い発電量とする事が出来ます。

具体的な広さは、20kW未満の小型風力発電機の場合300坪程度が必要となります。

この様な条件をクリアすることでより多くの発電量を得ることができ、年間発電量を多くすることに繋がります。

年間発電量を増やす為には発電機の維持管理も大事

メンテナンス

発電効率が下がり年間発電量が少なくなってしまうケースには、風量発電機器の経年劣化があります。

風力発電機器は、常に回転して機能する機器ですので、回転するたびに回転部などにダメージが蓄積され、機器状態がどんどん悪化してしまいます。

その為、定期的なメンテナンスが重要となります。

小型風力発電機の稼ぎ時は冬ですので、冬前にメンテナンスを行ってスムーズに動く風力発電機にしておくと良いでしょう。

ミニサイズの風力発電機器であればご自分でのメンテナンスも可能かもしれませんが、十分なメンテナスを行うことは想像以上に難しいことです。

小型風力発電機のメンテナンスは、専門業者にお願いして効率的な小型風力発電機とするようにしましょう。

まとめ

小型風力発電の計算は、一般的な定義により計算が可能です。

しかし、実際問題設置する場所等により年間発電量には差が生じてしまいます。

実際に発生している風速をしっかり正確に把握し、より正確な年間発電量を計算しましょう。

コメントを残す

メールアドレスが公開されることはありません。 * が付いている欄は必須項目です