電験三種 令和5年度(2023) 下期 電力 問15(a) 過去問解説
ある需要端の負荷に対し，水力発電所1か所と重油専焼汽力発電所1か所によって電力を供給する場合において，次の(a)及び(b)の問に答えよ。
(a) 水力発電所の最大使用水量20 m³/s，総落差200 m，損失水頭7 m，水車と発電機の総合効率85 %，年間の設備利用率60 %としたとき，この発電所の年間発電電力量[GW・h]として，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
- (1) 15
- (2) 30
- (3) 170
- (4) 175
- (5) 200
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正解は(3)
使う公式
水力発電の出力 $P = 9.8QH\eta$（P：出力[kW]、Q：流量[m³/s]、H：有効落差[m]、η：総合効率）
年間発電電力量 $W = P \times 8760 \times$ 設備利用率（W：電力量[kW・h]、8760：1年の時間[h]）
解説
【考え方】有効落差→最大出力→1年の電力量の順に出します。
■1 数字を整理する
流量 $Q = 20\,\mathrm{m^3/s}$
総落差 200 m、損失水頭（水路でのロスを高さで表したもの）7 m
総合効率 85 %＝0.85
設備利用率（最大出力で動いた場合とくらべて、どれだけ発電したかの割合）60 %＝0.6
■2 有効落差
$H = 200 - 7 = 193\,\mathrm{m}$
■3 最大出力
$P = 9.8 \times 20 \times 193 \times 0.85$
$= 196 \times 193 \times 0.85$
$= 37828 \times 0.85 \fallingdotseq 32154\,\mathrm{kW}$
■4 1年の時間
$365 \times 24 = 8760\,\mathrm{h}$
■5 年間発電電力量
$W = 32154 \times 8760 \times 0.6 \fallingdotseq 1.69 \times 10^8\,\mathrm{kW \cdot h}$
$1\,\mathrm{GW \cdot h} = 10^6\,\mathrm{kW \cdot h}$ なので $W \fallingdotseq 169\,\mathrm{GW \cdot h}$
一番近いのは170です。
答えは(3)ピヨ。
出典：令和5年度（2023） 下期 第三種電気主任技術者試験（電気技術者試験センター）電力 問15(a)