奸風発迷(趣味様々･日々の雑記)

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Feb 9, 2010

風について。（まとめ　その１）

テーマ：エコライフの工夫♪(812)

カテゴリ：ＤＩＹ・ハウジング

やらサッカー（コレは某・Jリーグの
ご来場）のイベントがあったりして、もっぱら自身の事しかアップでき
ない状況が続いています。

天候は晴天なれど、特に風が強く吹いていたりして・・・・

ＤＩＹで挑戦した風車の動作具合等を垣間見ながら、なかなか赴きがある
動きに見ていて飽きが来ないです。

ここで、一旦マトモなレポートとして資料をまとめたおきたいと思うのですが
この話題についてはマジにまとめ出すと少なくとも冊子に出来そうな位の
ノウハウと技術的な検討事項がてんこ盛りなので、チビチビとアップして自
分の備忘録としておきます。

まずは適切な機会に恵まれ、動力のメイン機構のブレード（風力発電では
プロペラとは言いません。）の安易入手に至っては、この入手先の方の研究
の完成度が高かったかを改めて思い知らされております。

以下、一般事項のまとめです。

風そのものは地球の自転活動と太陽光及び海流の潮流の動きに伴い、気
温の変化を伴った空気の移動ですので基本的には絶えず吹き続けている
訳で、逆を返せばどんな場所でも風の恩恵にはあずかれるのですが・・・

その条件として、標高にして１００Ｍ超１ＫＭ未満の上部摩擦層や、更にそ
の上の自由大気層は常に秒速４５Ｍ超（時速換算１６０ｋｍ/ｈ程）の風が
吹いています。

当然そのような高度の建造物は現実的にもありえないでしょうから、我々の
考えうる高度は精々１００ｍ前後でしょうね。

一般的にはその更に地表スレスレに対流する風を捕らえるわけで、その地形
的な特性や、位置から発生している風のデータはこの辺のサイトに詳しく公表
されています。

一方、その風そのものの特性ですが、この辺になると計算式を端折る事が出来
ないので一応、承知でアップしていきます。

項目の定義は、

Ｅ⇒エネルギー。　ｍ⇒質量。　Ｖ⇒速度。　ｋ⇒空気密度。　Ａ⇒風車の面積
とします。

風は動くものですから、基本原則・運動エネルギーの公式⇒Ｅ＝１/２ｍＶ＾2。

が適用されるのですが、風の場合はこの質量"ｍ"に相当する部分が単位時間
の受ける風車の面積"Ａ"を通過する気体の体積"Ａ×Ｖ"と空気密度"ｋ"を掛け
合わせたものになります。

よって

ｍ＝ＡＶｋ　となるため、運動エネルギーは　Ｅ＝１/２ＡｋＶ＾3　という公式が成り
立ちます。

つまり、風のエネルギーは風速の３乗に比例し受ける風車面積の２乗に比例す
るという事になります。