1級電気工事施工管理技士の過去問
令和5年度（2023年）
午前 イ 問9

水力発電所の出力は以下の式で計算できます。

出力(P) = 流量(Q) × 有効落差(H) × 重力定数(g) × 効率(η)

出力 (P) は発電所の出力（147MW ＝ 147,000,000W）

流量 (Q) は求める値

有効落差 (H) は与えられた値（250m）

重力定数 (g) は重力の加速度（9.8 m／s²）

効率 (η) は水車効率と発電機効率を総合した効率（0.80）

有効落差をH[m]、水流量をQ[m³/s]、水車に与えるエネルギーをP₀ とすれば、

P₀ ＝9.8 QH ×10³ [J/s]

10³ [J/s] ＝ 1 [kW]1秒間当たりですから、

P₀ ＝9.8 QH [kW]

水車の効率を η_t とすれば、水車の出力 P_tは、P_t ＝ P₀ η_t

発電機の出力を P_g として、発電機効率を η_g とすれば、

P_g ＝ P_t η_g ＝ P₀ η_t η_g ＝P₀ η

ここで η は、総合効率 η ＝ η_t η_g です。

以上から、

P₀ ＝ P_g／η

　＝ 9.8 Q H ×10³ [J/s]

Q [m³/s] ＝ P_g [kW]／(9.8 × H [m] × η)

　＝ 147 ×10³ [kW]／(9.8 × 250 [m] ×0.8)

　＝ 75 [m³/s]

水力発電所の出力に関する計算問題です。

Pは発電出力（ｋW）、Qは流量（ｍ^３/S）、Hは有効落差（ｍ）、ηは総合効率とすると、

位置エネルギーが運動エネルギーに変換されるので、

P=9.8QHη

従って

Q＝P/9.8Hη

これに数値を代入して

Q＝147,000/(9.8×250×0.8)

  ＝75（ｍ^３/S）