第三種電気主任技術者の過去問 平成28年度（2016年） 電力 問27

１．正しい
水素と酸素を化学反応させて直流電力を取り出すのが燃料電池発電です。また、発電時の化学反応によって発生する熱を回収して給湯用の湯を作ります。


２．正しい
貯水池式発電は、河川をダムでせき止め、ダムに溜まった水を発電用に利用します。雪解けや梅雨、台風など、水が豊富な時期に貯水するので、年間を通して安定した発電が可能となります。


３．正しい
バイオマス発電は、生物から作り出される有機性のエネルギー資源（バイオマス燃料）を利用します。バイオマス燃料を直接燃焼させたり、バイオマス燃料を熱処理することでガス化して燃焼させたり、バイオマス燃料を発酵させるなど生物化学的にガスを発生させて燃焼させたり、これら燃焼によるエネルギーで発電します。


４．誤り
風力発電の発電量は、風速の３乗に比例します。
質量Ｍ［ｋｇ］の物質（ここでは空気）が速度V［ｍ／ｓ］で運動しているときの運動エネルギーＥ［Ｊ］は
Ｅ＝１／２×ＭＶ²［ｋｇ・ｍ²／ｓ²］
１秒間に風車を通過する空気の体積は、風車が風を受ける面積をＳ［ｍ²］、空気の速度Ｖ［ｍ／ｓ］とすると、空気は１秒間にV［ｍ］進むので、
ＳＶ［ｍ³］
空気の密度をρ［ｋｇ／ｍ³］とすると、１秒間に風車を通過する空気の質量は、Ｍ［ｋｇ］とすると、
Ｍ＝ρＳＶ［ｋｇ］
この質量Ｍの式を最初の運動エネルギーＥの式に代入すると、
Ｅ＝１／２×ρＳＶＶ²＝１／２×ρＳＶ³［ｋｇ・ｍ²／ｓ²］
となり、風速の３乗（V³）に比例することが分かります。


５．正しい
太陽光発電は、太陽からの光エネルギーが太陽電池に照射されることによって光起電力が発生します。設置場所を選ばず、電気が必要な場所に設置できます。しかし、夜間は発電できないことや、日中でも天候によって発電量が大きく変化するといったデメリットもあります。

主流以外の発電形態に関する問題です。


風力発電の電力は

1/2× 空気の密度ρ × 受風した面積A × 風速の３乗

この式から求めることができます。
これは運動エネルギーの式を変形したものです。

式から風速の３乗に比例している部分が誤りとなります。