第三種電気主任技術者(電験三種) 過去問
令和3年度(2021年)
問38 (電力 問38)
問題文
この設問は、(前問)の続きの設問となります。
0時から24時の間に発熱量54.70 MJ/kgのLNG(液化天然ガス)を770t消費したとすると、この間の発電端熱効率の値[%]として、最も近いものを次の( 1 )〜( 5 )のうちから一つ選べ。

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問題
第三種電気主任技術者(電験三種)試験 令和3年度(2021年) 問38(電力 問38) (訂正依頼・報告はこちら)
この設問は、(前問)の続きの設問となります。
0時から24時の間に発熱量54.70 MJ/kgのLNG(液化天然ガス)を770t消費したとすると、この間の発電端熱効率の値[%]として、最も近いものを次の( 1 )〜( 5 )のうちから一つ選べ。

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この過去問の解説 (3件)
01
LNGを770[t]消費した際の発熱量は
54.70 × 770×103 [MJ]
1[Wh] = 3600[Ws] = 3600[J] なので、発熱量を電力量に変換します。
54.70 × 770 × 103 ÷ 3600 = 11699.72 [MWh]
全体の発電量(所内消費電力 + 送電電力)は「前問」より、
5713.4 ÷ 0.98 [MWh] で表されます。
効率 = 全発電量/全発熱量なので、効率は、
(5713.4 ÷ 0.98) / 11699.72 × 100 = 49.83 [%] となります。
よって4が正解です。
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02
効率は「出力/入力」で求めることができます。
この問題を解くのに、出力を発電電力量、入力を天然ガスで発生させた熱量とします。
効率は比なので単位を合わせる必要があるため、天然ガスで発生させた熱量を出力と同じ[MW・h]に変換します。
3600J = 1W・hなので、入力は
54.70×770×10^3/3600 = 11699.7 MW・h
出力は
130×7 + 350×5 + 200×1 + 350×7 + 130×4 = 5830 MW・h
よって効率は、
(5830/11699.7)×100 ≒ 49.8%
最も近い 50 が正解となります。
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03
火力発電所の発電端の熱効率を求める計算問題です。
この問題のポイントは単位換算で、以下の知識が必要となります。
1[kJ/s]=1[kW]
1[kJ]=1[kW·s]
3600[kJ]=1[kW·h]
1[kJ]=1/3600[kW·h]
◆LNGから得られる熱量(発電機入力)Qiを求めます
Qi=BH
=770✕103✕54.70
≒4.212✕107[MJ]
◆発電端熱効率ηpを求めます
発電端の熱効率は、発電機の出力/発電機の入力で求めることができるので、冒頭の単位換算を分母て行うと
ηp=(WG/Qi)✕100
={5830/(4.212✕107/3600)}✕100 ※発電機出力は前問より引用
≒49.8[%]
となり、最も近い選択肢は50[%]となります。
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