【風力発電のエネルギーはどこから来るのか】

以前から不思議に思っていたのですが、

風力発電で得られるのエネルギーというのは、風のどのエネルギーの何から得ているのでしょうか:
すなわち、風車を通る前と後では、風にはどのように変化が起きるのでしょうか。

回答の条件
  • 1人1回まで
  • 登録:2009/10/09 20:17:20
  • 終了:2009/10/14 20:13:59

回答(6件)

id:y-kawaz No.1

y-kawaz回答回数1419ベストアンサー獲得回数2252009/10/09 21:02:10

ポイント20pt

風力発電は風から直接運動エネルギーを得ています。

また、風車にエネルギーを奪われた風は風車を通る前より弱くなってます。

id:kuro-yo

回答ありがとうございます。

2009/10/09 23:20:13
id:rsc96074 No.2

rsc回答回数4358ベストアンサー獲得回数3982009/10/09 21:15:54

ポイント20pt

 風の気体分子の風向き方向の並進運動エネルギーが減少するのじゃないでしょうか。

ちなみに、風の原因は気温差による気圧の差だから、結局、風力発電も太陽のエネルギーが源です。

それから、水力発電も水蒸気を高い所にあげているのは太陽熱だから、これも、結局、太陽のエネルギーが源です。

※参考URL

●並進運動

http://kotobank.jp/word/%E4%B8%A6%E9%80%B2%E9%81%8B%E5%8B%95

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%BA%8C%E5%8E%9F%E5%AD%90%E5%88%8...

id:kuro-yo

回答ありがとうございます。

2009/10/09 23:20:16
id:Hyperion64 No.3

Hyperion64回答回数791ベストアンサー獲得回数842009/10/09 21:30:43

ポイント20pt

大気の気圧差によって風が生じます。高気圧は太陽により熱せられた上昇気流によって

発生するわけですから、結局は太陽エネルギーが出所でしょう。

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風車の回転エネルギーは風の運動エネルギーをもらいうけたものです。

つまり、風車の前後で風の速度は減衰するわけです。

扇風機の逆ですね。扇風機では後ろから吸い込んだ空気=風を加速してあげる。そのために電気エネルギーを投入する。風車では電気エネルギーが空気の減速で得られるわけです。

http://www.iae.or.jp/publish/pdf/2003-2.pdf

id:kuro-yo

回答ありがとうございます。

2009/10/09 23:20:19
id:kia_44 No.4

きあ回答回数396ベストアンサー獲得回数302009/10/09 21:37:15

ポイント20pt

この回答でいいのか悩みますが


1前提条件として、モーターを回すことで電気が発生します。ということがあります。

2モーターを風でまわすために風車をつけます。風が当たると一定方向に回る仕組みです。

3風によって一定方向に回されたモータはーは電気を発生させます。

ということで、風によって動かされた風車の運動量が(ギアなどを使用しますが)電力となります。


http://www.nbskk.co.jp/engineering/solution/wind.html

上記のアドレスの、「風力発電の特徴」をみてください。

>2.ブレード(翼)を回す風のエネルギーは風速の3乗に比例します。

とのことです。

id:kuro-yo

回答ありがとうございます。

2009/10/09 23:20:22
id:TREEG No.5

TREEG回答回数255ベストアンサー獲得回数342009/10/09 22:50:37

ポイント30pt

高気圧、低気圧と差があれば、高気圧側から、低気圧側に風が吹きます。エントロピー増大則で良いと思います。

この風の運動エネルギーを風車で受け取り、発電機を回し、電気としてエネルギーを取り出しています。

つまり、高気圧、低気圧を生み出すものは何か?と考えると、結局は、地球に太陽光が当たることで、大気の対流現象が起こりますので、やはり、太陽がエネルギー源と呼べると思います。

大気の対流現象について詳しくは、 http://soudan1.biglobe.ne.jp/qa2405123.html にて

id:kuro-yo

今のところ、最も納得できる回答です。

2009/10/09 23:02:02
id:theresia57 No.6

theresia57回答回数414ベストアンサー獲得回数112009/10/10 08:48:49

ポイント15pt

風は、目に見えないものですが、風が強い日に傘などが飛ばされそうになりますよね。

それが、風の力、つまり、エネルギーです。

その力を利用して、風車を回し、その回転運動により、発電しているのです。

風車を通る前と後で、風に何らかの変化が起きているわけではありません^^;

http://www.nef.or.jp/windpower/index.html

「風の力」で風車をまわし、その回転運動を発電機に伝えて「電気」を起こします。

風力発電は、風力エネルギーの約40%を電気エネルギーに変換できる比較的効率の良いものです。

id:kuro-yo

> 風に何らかの変化が起きているわけではありません^^;

では、風力で得た電力で風を起こせば、エネルギー問題は解決ですね。

2009/10/10 10:07:57
  • id:seble
    移動エネルギーが電気エネルギーになるんじゃないの?
    で、風力が弱まる、と、、、
  • id:chinjuh
    水力と大差ないような気がするのはわたしだけ?
    そんなことより太陽発電のほうがよくわかんない。
  • id:kuro-yo
    水力の場合、揚程(=高低差)という明確違いがあります。
  • id:rsc96074
    ※参考URL
     下記PDFの-46-ページ目を参照下さい。
    ●第3章 これからのエネルギーの確保と地球環境問題
    >太陽エネルギーは、種類が多いためにエネルギーの変換プロセスが多様である。水力、
    風力、波力など流体が持っている並進の運動エネルギーは、タービンを用いて回転の運動
    エネルギーに転換され、その後は発電機によって電気に変換される。
    >―46―
    http://www.aec.go.jp/jicst/NC/sonota/study/aecall/book/pdf/3syou.pdf

  • id:rsc96074
    >水力の場合、揚程(=高低差)という明確違いがあります。
    風の場合は、気圧の差がこれに相当するかと思います。
  • id:seble
    太陽エネルギー?
    どこからってそういう意味か?
    光あれ、、、w
  • id:kuro-yo
    > 太陽エネルギー?
    > どこからってそういう意味か?

    違います(笑)
    そんな事言ったら、火力発電だって太陽エネルギーが元になってますから。
  • id:TREEG
    火力発電については、過去の太陽エネルギー(太古から最近まで)や地熱エネルギーを、石炭や石油という高エネルギーの形に変換されてものですので、元をただせば、太陽が源だと思います。

  • id:kuro-yo
    風力(ここでは風速という意味ですか?)が弱まるという方々へ。

    簡単な思考実験を行ってください。
    もし風車の効率が限りなく100%に近かったら、風力は0に近づく事になります。
    すると、風が吹き付けるのに、全く空気の移動しない部分が風車の後にできる事になりますね。

    この点が私の最大の疑問点です。
  • id:TREEG
    同じような質問がありました。

    もともと風力発電の羽はエネルギーをすべて受け取っていません。
    もし、風のエネルギーが1、羽が30度だった場合、√3/2のエネルギーは逃げていきます、羽の回転に使われるエネルギーはたった1/2しかありません。
    もし、羽が100%のエネルギーを得るようにするには風に対して90度にすればいいわけですが、そんな羽は回らないと思います。
    引用元:http://oshiete1.goo.ne.jp/qa736478.html
  • id:pascal7
    まず揚力は知ってますか?
    http://www.ops.dti.ne.jp/~gotha/Aircraft/study1.html#wings4
    のサイトの
    >風のなかの翼
    がよい気がします。
    図の翼を風車の羽に対応して考えると良いと思います。
  • id:kuro-yo
    私の疑問は、風車の前と後では風の何が変わるのか、です。

    今のところ、「気圧が変わる」というTREEGさんの説明がもっとも納得できました。
    これなら、動圧の低い風車の前側から高い後側へ空気が移動する事も静圧を加える事で説明できますから。

    つまり、風速は実際に下がっているわけだし、

    仮に風車の効率が100%だとしたら、(熱機関と同じで)風車の後ろ側が真空状態だという事を言っているに過ぎないわけです(だから、空気が全く移動しない)。

    この理解でよろしいでしょうか?
  • id:TREEG
    「ベッツ限界」これがあるため、風力発電が100%にならない理由のようです。
    難しすぎて理解できませんでしたが・・・
    http://www.rmkoubou.mce.uec.ac.jp/contents/Report/windcar/column-2.html
  • id:kuro-yo
    むむ、そんなものが>「ベッツ限界」

    みなさん、回答とコメントをありがとうございました。大変参考になりました。
  • id:rsc96074
     こちらは参考になるでしょうか。
    ●風車の効率
    >風車は最大効率59.3%
    http://www.rmkoubou.mce.uec.ac.jp/contents/Report/windcar/column-2.html

  • id:fut573
    空気砲と風車を利用する事により、簡単な実験ができそうですね。

    ■空気砲
    http://www.youtube.com/watch?v=urxs8tWee6U
  • id:pomki_chi
    風車の効率って言葉がでてきるので
    一応コメントで

    風車の効率について
    風車はぐるぐる勢いよく回ると、発電するモーターに負荷がかってないということで
    発電という意味では効率悪くなってしまいます。

    ですので、本当はぎりぎりとゆっくり動いてるぐらいが効率がいいのですが
    風が緩んだだけで、とまってしまうと再始動の時に効率がわるいので
    どのくらいの勢いでまわすかも、重要です

    でかい風車は、発電効率よくするためにゆっくり回ってて
    小さい風車は弱い風でも止まらないように、くるくるまわってますよ。
  • id:envy8791
    こんな意見も出ているよ。
    http://h.hatena.ne.jp/fut573/9259264743636195043
    http://h.hatena.ne.jp/darkwood/9234090334468282879
    http://h.hatena.ne.jp/fut573/9259264753356114828

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