発電量計算方法

一般的な　水平型風車の発電量計算方法です。
この章の目的は　１台のおよその年間発電量の計算です。
もっと正確なのは　あとで記述します。

１．その風車の　性能カーブを入手してください。

性能カーブには　次の種類があります

風速(m/s)	出力(kW)	出力係数
４．０	１５	０．０７６
５．０	１０５	０．２７２
６．０	２５３	０．３８１
７．０	４３８	０．４１５
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出力係数しかない場合は、次の計算をして出力(kW)を換算してください
出力＝０．５×（空気密度）×（風速）＾３×（出力係数）×受風面積
空気密度　１．２２５（ｋｇ／ｍ＾３）
受風面積　π×（翼の半径）＾２（ｍ＾２）
この機械は　直径８０ｍです。すると　上と同じ結果が得られます。

２．発電量を計算する

風データを入手する必要があります。一番簡単なのは　NEDOの風況マップを見ることです。
NEDOが独自に気象データ等から３０ｍ高さに換算したもので、細かな地図もダウンロードできるようになっています。
そうすることで　およその年間平均風速が得られます。

３．各風速に分解する

平均風速　５ｍ／ｓと言っても　常に風が５ｍ／ｓ吹いているのではなく、時には　１ｍ／ｓ　時には　３０ｍ／ｓ吹くこともあります。
この割合は　場所によって異なりますが　経験的にワイブル分布に大体当てはまることが知られています。

Ｐw(V<V0)＝1-exp｛-(V0/C)^k｝
Vave＝CΓ(1+1/k)

Ｐw(V<V0)：累積確率関数
V0:限界風速(この風速以下の割合になります)
Vave:風速の平均値
C:ワイブル関数の尺度定数
k:ワイブル関数の形状定数
Γ:ガンマ関数

４．高さ補正をする

風速は、鉛直方向に分布を持っていることが知られています。
その計算方法として　対数則と指数則がよく知られています。
対数則
V(z)=V

指数則
V(z)=V(z1)×(Z/Z1)^a

日本では、一般的に指数則が採用され、ウインドシェア係数を1/5にする場合が多いですが
しかし　地形が複雑な日本においてはうまく合わないことも知られています。

５．各風速分を足しあわせる

各風速ビンから確率を求め、その風速を高さ補正します。

風速３ｍから４ｍの確率をワイブル分布から計算します