位置エネルギーを電力（ワット）に置き換えるには

位置エネルギーを電力に変えるときに、一体何が正しいのかわからないので、質問をさせていただきました。


電気自動車で下り道、どれだけ電気を作ることができるのか、という動画を見たのですが。



３分１６秒のところに、計算式が書かれてありました。

充電量と合ったのですが。車の重さ１６４５キロ、重力加速度９．８１　高さ３５７

重力加速度9.81×車の重さ1645×高さ３５７＝５７６１０７０ジュール

５７６万１０７０ジュール　とあります。１ジュール＝１W

ここからは、自分の推測になってしまうのですが。５７６万１０７０ジュールを、１時間　秒似換算すると３６００秒ですが。それで割ると　

５７６万１０７０÷３６００秒で　約１６００ワットになります。　キロワットに治す場合は１０００で割って

１，６KWHとなります。


一方他のサイトでは、URLがわからなくなってしまったのですが。水力発電の発電量の計算式があったのですが。
９．８×水量が２、５立方メートル
１立方メートルは１０００リットル
重さは１０００キロ

高さは２メートル

発電効率は７割

9,8×2500リットル×2メートル×０．７
それで、３４KWH発電できるというふうに記載があったのですが。

重さも高さも電気自動車のほうが多いのに、なぜ発電量が１６KWｈと水力発電の方は３４KWｈになるのかがわかりません、

重力加速度、質量（重さ）、高さ（位置エネルギー）をすべてかけるというところまでは一緒なのですが。

No.1 ベストアンサー 回答者： masterkoto 回答日時： 2020/03/29 20:32

１ジュール＝１W は間違い

１ジュール/秒＝１W　が正しいです
つまり　1Wとは1秒間に発するエネルギーの量［J]の事
だから、５７６万１０７０ジュール　が何秒間かかって発せられたかによって電力は異なってくるのです
もしこれだけのエネルギーが1秒で発生したのなら　電力は５７６万１０７０ジュールですし
1時間かかって発生したのなら約１６００ワット　となります（ただしあなたの計算を鵜呑みにした場合）

ですから、電力だけでは総エネルギー量は分からないのです（時間の情報も必要）
水力発電に関しても同様です

この回答へのお礼

誤解をしていました。１ジュールは１Wとばかり考えていました。１時間かかかれば、１６００ワットでした。
間違えて１６KWHとしてしまいましたが。正しくは１，６KWHでした。

素早い、ご回答ありがとうございました。

お礼日時：2020/03/30 00:57

No.6 回答者： bathbadya 回答日時： 2020/03/31 19:31

一応、私も専門家ですが、こういった計算は苦手です。

国際規格のMKS単位系に置き換えて比べると良いですね。
「換算式」で検索すると沢山ヒットします。

この回答へのお礼

大変参考になるアドバイス、ありがとうございました

ご回答。ありがとうございました。

お礼日時：2020/03/31 23:18

No.5 回答者： tknakamuri 回答日時： 2020/03/30 13:37

テスラ車が、357 m をゆっくり一時間かけて降りてきたとすると

取得する位置エネルギーは
1645 kg x 9.8 x 357 ≒ 6.8 MJ = 1.6 KWh

2.5 m^3 の水の 高さ 2m 分の発電量。効率 70%

2500 kg x 9.8 x 2 x 0.7 = 34 kJ = 9.5 Wh

＞１ジュール＝１W
とか書いてるから、頭の中が混乱の極み何だろうけど。
電力と電力量(エネルギー)の区別ついてますか？

この回答へのお礼

ご回答、ありがとうございました

１秒間の発電量と、１時間の発電量がごちゃごちゃになってしまい、混乱してしまいました。

ご回答を読んでいるうちに、疑問が解決できました。

ありがとうございました。

お礼日時：2020/03/31 23:16

No.4 回答者： t_fumiaki 回答日時： 2020/03/30 05:39

>>これがどうしてもわからないのです。

１日だとしても２２８．９Wですし、

比べてる単位が違うでしょ？
発電サイトに記載されてるのは、KWHじゃ無くてKWですよ。
発電量(エネルギー)では無く、1秒当たりの発電能力を言ってる。

片やブレーキ充電の方は、能力では無く、エネルギーを言ってる。

この回答へのお礼

単位をご指摘いただき納得しました。KWH　のHは時間なので、発電サイトの方はKWでした。

疑問が解決しました。

ご回答ありがとうございました。

お礼日時：2020/03/30 12:01

No.3 回答者： t_fumiaki 回答日時： 2020/03/29 20:48

9,8×2500リットル×2メートル×０．７を計算しても３４KWHにはならないでしょ？

9.8*2500*2*0.7=34300ジュール＝9.5WH=0.0095KWHなんだけどね。

この回答へのお礼

そうならないと思っていたのですが。

ここのサイトには、https://agri-biz.jp/item/content/pdf/92

この記載があって、混乱してしました。

なぜ、３４KWｈという記載なのか、１時間ではなく２４時間、１日の発電量かと思ったのですが。

重力加速度9.81×高さ2×水量2500リットル×効率０．７÷１時間あたりの発電３６００秒　約９．５W

となると思ったのですが。なぜか、３４KWｈという記載があるのです。


参考URLから引用https://agri-biz.jp/item/content/pdf/92
を電気エネルギーに変換するもので、発電出力は、流量
と落差から次の式で計算される。
発電出力(kW)＝9.8×落差(m)×流量（K/秒）×効率
例えば、有効落差が2m、流量が2.5K/秒の用水で発電
効率を0.7とすると、約34kWの発電が可能となる

これがどうしてもわからないのです。１日だとしても２２８．９Wですし、

お礼日時：2020/03/30 01:07

No.2 回答者： angkor_h 回答日時： 2020/03/29 20:46

一通り見ていると、単位の取り方が間違えたりしています。

1[W]=1[J/s]です。また、
1[Wh]=1[W]×1[時間]=1[W]×3600[s]=3600[J]になります。

回生ブレーキで全エネルギーを取り出すことはできません。
全エネルギーを取り出した瞬間に停止(運動エネルギーが0)になります。
水車のエネルギー効率が0.7と言うのは、そういう事なのです。
水車の例で言えば、落下点における水の速度エネルギー(=(1/2)mV^2[J])、
この7割が取り出し可能、と言う事です。

原点に返って考え直してみれば解りやすい、と思います。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございました、時間の単位をもっと気をつけようと思います。

迅速なご回答、ありがとうございました。

お礼日時：2020/03/30 01:00