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風力発電:風車のパワー係数の理論上限と可変速運転・ピッチ制御による出力制御

1級電気工事施工管理技士(第一次検定)/発電設備/第19問(全20問)問題データ更新 2026-09-13

019正誤判定風車のパワー係数の理論上限と可変速運転・ピッチ制御による出力制御●●○

風力発電に関する次の記述のうち、適当でないものはどれか。

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解答正解 1

風車は通過する風を完全に静止させることはできないため、取り出せる出力には理論上限があり、パワー係数の最大値は約0.593(ベッツの限界)となる。実機のパワー係数は0.4〜0.5程度である。周速比が最適値から外れるとパワー係数が低下するため、可変速運転で回転速度を風速に追従させ、定格を超える強風域ではピッチ制御で出力を頭打ちにする、という制御の役割分担を整理しておくこと。

選択肢ごとの判定

1適当でない。パワー係数の理論上限は約0.593(ベッツの限界)であり、1.0にはならない。これが正解。
2適当。風のエネルギーは(1/2)ρAv³で表され、受風面積に比例し風速の3乗に比例する。
3適当。周速比を最適に保つことで最大のパワー係数が得られる。
4適当。定格風速以上ではピッチ角を変えて空力的に出力を制限する。
根拠区分 工学基礎出典 風車のエネルギー式P=(1/2)ρAv³Cp及びベッツの限界(Cp最大値約0.593)更新 2026-09-13

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