風力発電機 ベッツの限界値・出力簡易計算について

ベッツの理論でどんなに理想的な風車でも、風から得られるエネルギーは59%しかとりだせないとありますが、
調べてみると、変換効率70%を超えると書かれている風車もあります。これは、ベッツの理論ができた時代には
存在しない、風車形状の登場や技術が発達したからなのでしょうか?
参考URL http://www.etllc.org/jp/index.php?pages=products …

風車の軸の簡易出力計算で(1気圧1.205kg/㎥として Cpは風車のパワー係数) E=1.893r2V3Cp
という式で軸の出力を計算できると書籍にありましたが、
答えとして出てくるワット数は 毎秒あたりの出力でしょうか?それとも毎分・毎時でしょうか・・

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A 回答 (1件)

ベッツの理論では羽が固定されている場合の理論値で風圧をある程度後ろに逃がさないと回転できない為に限界効率が決まりますが


この風車では可動羽にすることで風圧を完全に羽で受けることができる為に大幅な効率アップを可能にしていると考えられます。
実は私も可動羽で高効率の風車の可能性を考えていたのですが技術的に難しいので設計まで到達できませんでした。
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この回答へのお礼

なるほど、考え方が違うのですねー・・・
いろいろと調べてみたのですが、そこまで詳しく書かれているものがありませんでした。ありがとうございました。

お礼日時:2009/02/13 11:56

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(上の質問とも重複しますが)
2.女性はセックス中、突起つきの感触はわかるものですか?
3.男性はこの突起のおかげでもっと気持ちよくなったりするんですか?
4.突起加工で脱落しないという安心感は増すものですか?(男女ともに)

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Aベストアンサー

男です。
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1.コンドームの突起加工って内(男性)向き、外(女性)向きどちらに加工されているんですか?
⇒両側に付いていたような気がします。(モノにもよると思いますが・・)

2.女性はセックス中、突起つきの感触はわかるものですか?
⇒わからないそうです。

3.男性はこの突起のおかげでもっと気持ちよくなったりするんですか?
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4.突起加工で脱落しないという安心感は増すものですか?(男女ともに)
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このことについてお答え下さい。

Aベストアンサー

>> 普通に考えたら、風を最大限に利用しようとするなら
>> 風が残らず当たるように多くの羽根があって

 そのイメージは全く正しいので、思索の基本の一つとしてよいでしょう。ただしその力は回転面を真正面から押す力、ベクトル的に翼の回転方向と垂直であることも同時に覚えておこう。 そして回転力(トルク)はそれと簡単な比例関係にあるので、回転力(トルク)もおおよそそんな傾向だと思ってよい。

 風車が回ってる光景は、翼が青空に描くスカスカな円があってその中を細身の翼が動いている。円の面積と翼の面積の割合をs(solidity)と書く。
  s = 翼の長さ×幅×枚数 / π×翼の長さ^2

 風車が得るトルクは分かったとして、ではトルク=パワー だろうか? そうではない、ロケットで書いたのと同じで、パワー=力×スピード なのだ。力をいっぱい得ようとして流れを遅くしてしまうと翼のスピードが落ちるので、トルク最高な所はパワーが低いのだ。両者をかけたものが最大になる所を近似理論で計算すると、流れを1/3だけ遅くした場合になる。



 「風車は1枚翼が…」の理由;
 次に、グライーダーが飛んでる光景を想像しよう。上昇気流の中をクルクル回りつつ高度をあげていくグライダーは翼がとても細長い。そして風車も翼が細長い。なぜグライダーは翼を細長くしてるのか?テレビの「鳥人間大会」に出場する記録狙いの機体も例外なく細長い翼だ。強度のリスクがあるのに必死で細長く作る訳は。

飛行機の翼表面の圧力は上面が周囲より低く下面が周囲より高いのは知ってると思う。この圧力差が揚力だ。しかし翼の端では、圧の高い所から周囲に出て行き、低い所へは周囲から入り込み、圧力差が減って揚力を損してるのだ。そこで(同じ翼面積なら)細長く作れば端が短くなるので揚力損失が少ない。これゆえグライダーなどの翼は細長くしてある。(念のため;幅が広くなったぶん奥行きが短いので マサツ損失は変わらない。)

 風車も翼を使ってるのだから同じことで、(以下の話はすなおに納得は難しいと思うが)枚数が多いほど「圧力が漏れる翼端が長い」のだ。例えば三枚翼の場合、三枚をピッタリ並べて一枚の翼と見なせば「なるほど端の長さが3倍だ」と。効率狙いなら三枚を長くつないで直径3倍で回すべきなのだw

 それでは二枚翼は一直線だから良いのか?;残念ながら二枚翼には端が二つある。一枚翼は端が一つなのだ。なぜなら回転中心に近いほどスピードが小さいゆえ。(もう気付いてると思うが飛行機のプロペラと同じなので理論的な事を知りたければその方面の本を当たればよい。)


 というわけで、効率は流速を1/3だけ使う場合が最高、のほかに、翼の枚数が少ないほど損失が小さい、ゆえにこの2者を両立させたものが最良ということになる。その答が現実に見る風車のあのヒョローンと細長い姿なのだ。



>> なぜ三枚翼が多い

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 一枚翼。
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 二枚翼。
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 三枚翼。
上記のバランスがよい。この一言に尽きるらしい。ヒンジなど使ってないので安くできるのかも。そのほか回転が遅いので風切り騒音が少ない(パワー=力×スピード)

>> 普通に考えたら、風を最大限に利用しようとするなら
>> 風が残らず当たるように多くの羽根があって

 そのイメージは全く正しいので、思索の基本の一つとしてよいでしょう。ただしその力は回転面を真正面から押す力、ベクトル的に翼の回転方向と垂直であることも同時に覚えておこう。 そして回転力(トルク)はそれと簡単な比例関係にあるので、回転力(トルク)もおおよそそんな傾向だと思ってよい。

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Aベストアンサー

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 原因がわかる人がいましたらよろしくお願いします。

Aベストアンサー

 理由はいくつか考えられます。

(1)テスターの内部抵抗の影響
 テスターといえども、測定対象に全く影響を与えずに測定できる訳ではありません。抵抗を測定するときには、テスター内部の電源から供給した電流値(もしくはそれによって測定回路に発生する電圧値)を読み取っていると思います。このとき、テスター内部にも過電流保護抵抗などを含む測定のための回路、レンジ切替えスイッチ、テスト棒、測定対象の表面よごれによる接触抵抗などの様々な抵抗が加算されます。
 測定対象が「1オーム」という低い抵抗値の場合、これが結構影響します。少なくとも、テスター自身に既に0.5%以上の測定誤差が含まれていると思います。(ご質問文のように、テスターの表示器が小数点以下2桁なら、そもそも1オームに対して1%の精度でしか読み取れないし・・・)
 抵抗器が100オームやキロオームのオーダーだと、相対的にこれらのテスター内部回路の影響は小さくなります。「ほかの抵抗器で行うと誤差率以内に入っている」とありますが、それは抵抗値の大きい抵抗器ではありませんか?

(注)お使いのテスターはデジタル式とのことですが、アナログ式を使う場合には、No.5さんのように測定する抵抗レンジごとに測定テスト棒を短絡させて「ゼロオーム」の補正をする必要があります。抵抗の測定に対する内部回路の影響とは、その程度微妙なものです。

(2)抵抗素子の製作誤差
 「1.0Ω±0.5%」というのは理論値ではなく、製品の仕様値ではありませんか? 通常であれば、公称誤差0.5%が標準偏差(1シグマ)の場合には「製品の68%がこの範囲内」ということです。2シグマ(標準偏差の2倍)の場合でも、「製品の95%がこの範囲内」ということに過ぎません。
 従って、ある一定の確率で公称誤差の範囲外となることは十分あり得ます。

 理由はいくつか考えられます。

(1)テスターの内部抵抗の影響
 テスターといえども、測定対象に全く影響を与えずに測定できる訳ではありません。抵抗を測定するときには、テスター内部の電源から供給した電流値(もしくはそれによって測定回路に発生する電圧値)を読み取っていると思います。このとき、テスター内部にも過電流保護抵抗などを含む測定のための回路、レンジ切替えスイッチ、テスト棒、測定対象の表面よごれによる接触抵抗などの様々な抵抗が加算されます。
 測定対象が「1オーム」という低...続きを読む


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