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風力発電

風力発電システムの基礎知識

風力発電は太陽のエネルギーを基にした無尽蔵のエネルギーとされ、とりわけ海岸線の長い日本に適した自然エネルギーと考えられます。また、風を受けてクルクルと回る風車の姿はとても印象的で、街や地域のシンボルにもなります。こちらでは、風力発電の基礎知識をご紹介します。


Osiris 9.81kW Wind Turbine
     Osiris 9.81kW 風力発電機 Class NK (取得済み TC-0019 2017-04-25)

風の力で電気を起こす
風力発電は風の力を利用した発電方式です。風車を風の力で回し、その回転運動を発電機に通すことで「電気」が発生します。風力発電は比較的効率が良く、約40%のエネルギーを電気エネルギーに変換することが出来ます。
風力発電の電力の大きさは風車の大きさに比例しており、ブレード(羽根部分)が回転する円の面積が大きいほど多くの電力を得ることが出来ます。ブレードの枚数は、回転のバランスや安定性を考えて世界的に3枚羽が主流となっていますが、まれに2枚羽ブレードもあります。

風力発電で必要な風
風力発電で電気を起こすには安定した風が必要で、効率よく発電するには風の強い所に設置しなければいけません。ただ、風が強ければいいという訳ではなく、風速3m/s~20m/s程度が安全に運用出来る範囲となっています。そのため、25m/s以上の台風などの強風時には風車の回転を止め、風の力を逃して風車への負担を軽くする必要があります。

風力発電の設置条件
風車を設置するためは、年間平均風速6m/s以上が設置に適しているとされていますが、収益性のシミュレーションを行なって判断することをお勧めします。また、風車は非常に大型なので、搬入路が確保出来る幅員5m以上の道路が必要になります。大規模集中風力発電「ウィンドファーム」を設置する場合には、送電線の位置なども重要となりますが、通常は20kW未満の小型風力発電機を設置し低圧連系にて発電事業を行うことをお勧めします。
作った電気を送るためには、風車から送電線までの間に新たな送電線を設置し電力会社の送電線に持続する必要があります。そのため、距離が遠すぎると電力会社との接続負担金が増大し採算性への影響が出てまいります。これらについても、事前に売電予想と設置コスト及び運用コストを予想し収益性のシミュレーションを行うことが重要です。

2016年度のFIT単価は次のとおりです。
(資源エネルギー庁HPより)

20kW以上20kW未満洋上風力
22円/kWh55円/kWh36円/kWh
20年間20年間20年間

                                      (税抜)


発電量の予測
風力発電で発電できる電力量は、一般的に設置場所(風況)と風力発電機の性能カーブを基に算出します。
風況データは、NEDOの風況マップなどから設置場所の平均風速の観測データを入手します。
風力発電機の性能カーブ(パワーカーブ)は、それぞれ風車メーカーによって提供されています。

Osiris 10kW Power Curve


Energy Production


このように、平均風速6m/sの設置場所では、年間32000kWhの発電出力が期待できます。
FIT単価は、55円/kWh(2016年度)ですので、設備認定を取得することで

   32000 x 55 = 1,760 (千円・税抜)

の売電収入(概算)が得られる発電設備という事が期待出来ます。
実際には、設備の取得費用、用地(地代)、接続費用、保守費用、税金などが費用負担となりますので、詳細に収益性を検討する必要があります。

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