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風力発電のエネルギー量

ローター直径・風速・パワー係数から風力発電機の出力(W/kW)や受風面積、1日の発電量を概算します。ベッツの限界も確認できます。

入力

m
m/s
kg/m³

計算結果

発電出力（推定）

631 kW

＝ 630,530 W

受風面積

5,027 m²

理論最大出力（ベッツ限界）

934 kW

1日の発電量（24h連続）

15,133 kWh

風が持つ運動エネルギーから取り出せる割合には上限（ベッツの限界 ≒ 59.3%）があり、 実際の風車の Cp はこれを超えられません。表示値は概算です。

計算方法・使い方

  • 発電出力は P = 0.5 × 空気密度ρ × 受風面積A × 風速v³ × パワー係数Cp の式で計算します。受風面積Aは円周率π × 半径² で求め、半径はローター直径の半分です。
  • 空気密度は標準大気の約1.225 kg/m³を既定値としています。気温が高い・標高が高いと密度は下がり、出力も小さくなります。
  • パワー係数Cp は風のエネルギーをどれだけ電力に変換できるかを表す係数で、ここでは0.4を既定としています。実際の大型風車でおおむね0.3〜0.45程度です。
  • 出力が風速の3乗に比例する点が重要で、風速が2倍になると出力は理論上8倍になります。わずかな風速の違いが発電量に大きく影響します。
  • ベッツの限界により、風の運動エネルギーから取り出せる割合は最大でも約59.3%(16/27)です。Cpはこの値を超えられません。
  • 1日の発電量は出力が24時間一定で続くと仮定した概算です。実際は風速の変動や設備稼働率(20〜40%程度)により大きく下回ります。あくまで目安としてご利用ください。