第三種電気主任技術者(電験三種) 過去問
令和6年度(2024年)下期
問76 (法規 問11(b))

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問題

第三種電気主任技術者(電験三種)試験 令和6年度(2024年)下期 問76(法規 問11(b)) (訂正依頼・報告はこちら)

最大使用水量15m3/s、有効落差20mの流込式水力発電所がある。
この発電所が利用している河川の流量Qが図のような年間流況曲線(日数dが100日以上の部分は、Q=−0.05d+25[m3/s]で表される。)であるとき、次の問に答えよ。
ただし、水車及び発電機の効率はそれぞれ90%及び95%で、流量によって変化しないものとする。

この発電所の年間可能発電電力量[GW・h]の値として、最も近いのは次のうちどれか。
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  • 19.3
  • 20.3
  • 21.4
  • 22
  • 22.5

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この過去問の解説 (3件)

01

流込式水力発電所の年間可能発電電力量を求める計算問題です。

選択肢1. 19.3

◆最大使用水量15[m3/s]の時の発電量P1を求めます

水力発電の発電量を求める公式より

 

P1=9.8Qmwηg

=9.8✕15✕20✕0.90✕0.95

≒2514[kW]

 

 

◆最小使用水量QL(365日目の使用水量)を求めます

 

QL=-0.05d+25

=-0.05✕365+25

=6.75[m3/s]

 

 

◆溢水しない期間(200日目〜365日目)の平均使用水量QAを求めます

 

QA=(Qm+QL)/2

=(15+6.75)/2

≒10.88[m3/s]

 

 

◆溢水しない期間(200日目〜365日目)の平均発電量P2を求めます

 

P2=9.8QAwηg

=9.8✕10.88✕20✕0.90✕0.95

≒1823[kW]

 

 

◆年間可能発電電力量Wを求めます

 

W=P1✕24✕200+P2✕24✕(365-200) ※1日の発電電力量を求めるため24倍しています

=2514✕24✕200+1823✕24✕165

≒19300000[kW・h]

=19.3[GW・h]

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02

年間可能発電電力量を求める問題です。

選択肢1. 19.3

①0~200日間について

(1)より溢水が生じる期間(200日)の流量は15m3/sであるので、

年間水量は、V200=15[m3/s]×3600[s]×24×200=2.592×108[m3]

 

②200~365日間について

残りの165日の期間中の水量は、流況曲線が直線であることから、

200日のときの流量15[m3/s]と365日のときの流量6.75[m3/s]の平均となります。

つまり、Q365=(15+6.75)/2=10.875[m3/s]

よって、V365=10.875[m3/s]×3600[s]×24×165=1.55×108[m3]

 

①、②より年間の水量は、

2.592×108[m3]+1.55×108[m3]=4.142×108[m3]

となります。

 

以上より、年間可能発電力量は、

P=9.8QHη水車η発電機=9.8×(4.142×108/3600)×20×0.9×0.95

P=19.3[GW・h]

となります。

 

参考になった数2

03

流込式水力発電所の年間可能発電電力量に関する問題です。

選択肢1. 19.3

正しいです。

 

最大使用水量15[m3/s]の時の発電電力量Wh1と200日目~365日目の発電電力量Wh2を合計して、年間可能発電電力量[GW・h]を

求めます。水車及び発電機の効率はそれぞれηw=90%、ηg=95%です。

 

なお、以下の式にて求めます。

Wh1=9.8Q1wηg×24×d1・・・①

Wh2=9.8Q2wηg×24×d2・・・②

 

ここで、Q1=15[m3/s]、d1=200[日]です。

また、Q2、d2は以下より求められます。

Q2=(15+(-0.05×365+25))÷2

≒10.88[m3/s]

d2=365-200

=165[日]

 

よって、上記①、②を用いて求めます。

Wh1=12,067,200[kWh]

Wh2=7,219,080[kWh]

 

Wh1+Wh2≒19,300,000[kWh]

=19.3[GWh]

選択肢2. 20.3

誤りです。

選択肢3. 21.4

誤りです。

選択肢4. 22

誤りです。

選択肢5. 22.5

誤りです。

参考になった数0