電験三種｜法規発電関連の計算（水力・太陽光・設備利用率）一問一答・五肢択一全12問

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電験三種（第三種電気主任技術者）「法規」のうち、発電関連の計算（水力・太陽光・設備利用率）の問題です（大分類：電気施設管理（計算）・重要度A）。一問一答3問 → 五肢択一9問の順に解き、解答・解説は各問題の下を開いて確認してください。

一問一答（○×）
五肢択一

一問一答（○×）

重要度：A　難易度：★☆☆

問1：水力発電所の出力は、使用水量をQ[m³/s]、有効落差をH[m]、総合効率をηとすると、P＝9.8QHη[kW]で求められる。

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正解：○

水の位置エネルギーから、P＝9.8QHη[kW]です。

重要度：A　難易度：★★☆

問2：調整池などを持たない流れ込み式水力発電所では、河川の流量が最大使用水量を超える期間、その超える分の水は発電に利用されず溢水となる。

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正解：○

流れ込み式では最大使用水量を超える流量は使えず、溢水となります。

重要度：A　難易度：★★☆

問3：太陽電池発電設備を設置した需要家の自給率は、自家消費した電力量を太陽電池の発電電力量で割って求める。

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正解：×

自給率は、自家消費した電力量を需要家の消費電力量で割って求めます。発電電力量で割る値は、発電した電力のうち自家消費に回った割合（自家消費率）です。

五肢択一

重要度：A　難易度：★☆☆

問4：使用水量20m³/s、有効落差50m、水車と発電機の総合効率85%の水力発電所の出力[kW]として、正しいものはどれか。

81,634
11,529
9,800
8,330
850

【第4問：正解と解説】

正解：4

正解は4です。P＝9.8QHη＝9.8×20×50×0.85＝8,330kW

1：誤り。9.8を2回掛けています。

2：誤り。効率で割っています。

3：誤り。効率を掛けていません。

4：正しい。

5：誤り。9.8を掛けていません。

重要度：A　難易度：★★☆

問5：定格出力5,000kWの発電所の年間発電電力量が30,000MWhであった。この発電所の年間の設備利用率[%]として、最も近いものはどれか。

25.0
31.5
68.5
80.6
82.2

【第5問：正解と解説】

正解：3

正解は3です。設備利用率＝年間発電電力量／(定格出力×8,760h)×100＝30,000,000/(5,000×8,760)×100≒68.5%

1：誤り。1日（24時間）で割っています。

2：誤り。1から引いています。

3：正しい。

4：誤り。効率で割っています。

5：誤り。日数を約300日で計算しています。

重要度：A　難易度：★☆☆

問6：流れ込み式水力発電所があり、有効落差は80m、水車と発電機の総合効率は80%で一定である。年間を通じて河川流量は5m³/sで一定であり、すべて発電に使用できるものとする。
(a) この発電所の出力[kW]として、正しいものはどれか。

4,900
3,920
3,136
2,509
320

【第6問：正解と解説】

正解：3

正解は3です。P＝9.8×5×80×0.8＝3,136kW

1：誤り。効率で割っています。

2：誤り。効率を掛けていません。

3：正しい。

4：誤り。効率を2回掛けています。

5：誤り。9.8を掛けていません。

重要度：A　難易度：★★☆

問7：流れ込み式水力発電所があり、有効落差は80m、水車と発電機の総合効率は80%で一定である。年間を通じて河川流量は5m³/sで一定であり、すべて発電に使用できるものとする。
(b) この発電所の年間発電電力量[MWh]として、最も近いものはどれか。

1,145
2,258
16,483
27,471
34,339

【第7問：正解と解説】

正解：4

正解は4です。年間発電電力量＝3,136kW×8,760h≒27,471,360kWh≒27,471MWh

1：誤り。時間を掛けず日数だけを掛けています。

2：誤り。1か月分です。

3：誤り。設備利用率60%を掛けています（出力一定なので不要です）。

4：正しい。

5：誤り。効率を掛けていません。

重要度：A　難易度：★★☆

問8：調整池式水力発電所がある。河川の自然流量は10m³/sで一定である。毎日、ピーク時の6時間だけ25m³/sの水を使って発電し、それ以外の時間は発電を停止して自然流量を調整池に貯める。有効落差は40m、総合効率は85%で一定とする。
(a) ピーク時の運転に必要な調整池の有効貯水量[m³]として、正しいものはどれか。

648,000
540,000
324,000
5,400
90

【第8問：正解と解説】

正解：3

正解は3です。ピーク時の不足分＝(25－10)m³/s×6h×3,600s/h＝324,000m³

1：誤り。停止時間に貯まる水量を答えています。

2：誤り。自然流量を差し引いていません。

3：正しい。

4：誤り。時間を分で換算しています。

5：誤り。秒に換算していません。

重要度：A　難易度：★☆☆

問9：調整池式水力発電所がある。河川の自然流量は10m³/sで一定である。毎日、ピーク時の6時間だけ25m³/sの水を使って発電し、それ以外の時間は発電を停止して自然流量を調整池に貯める。有効落差は40m、総合効率は85%で一定とする。
(b) ピーク時の発電所の出力[kW]として、正しいものはどれか。

3,332
4,998
8,330
9,800
11,529

【第9問：正解と解説】

正解：3

正解は3です。P＝9.8×25×40×0.85＝8,330kW

1：誤り。自然流量で計算しています。

2：誤り。不足分の流量で計算しています。

3：正しい。

4：誤り。効率を掛けていません。

5：誤り。効率で割っています。

重要度：A　難易度：★☆☆

問10：太陽電池発電設備を設置した需要家の1か月の実績は、太陽電池の発電電力量6,000kWh、需要家の消費電力量8,000kWh、そのうち太陽電池の電力を自家消費した電力量4,500kWhであった。
(a) 系統へ送電した電力量（余剰電力量）[kWh]として、正しいものはどれか。

6,000
4,500
3,500
2,000
1,500

【第10問：正解と解説】

正解：5

正解は5です。余剰電力量＝発電電力量－自家消費電力量＝6,000－4,500＝1,500kWh

1：誤り。発電電力量を答えています。

2：誤り。自家消費電力量を答えています。

3：誤り。消費電力量から自家消費を引いています（系統から買った電力量）。

4：誤り。消費電力量と発電電力量の差を答えています。

5：正しい。

重要度：A　難易度：★☆☆

問11：太陽電池発電設備を設置した需要家の1か月の実績は、太陽電池の発電電力量6,000kWh、需要家の消費電力量8,000kWh、そのうち太陽電池の電力を自家消費した電力量4,500kWhであった。
(b) この需要家の自給率[%]として、最も近いものはどれか。

25.0
43.8
56.3
75.0
133.3

【第11問：正解と解説】

正解：3

正解は3です。自給率＝自家消費電力量／消費電力量×100＝4,500/8,000×100≒56.3%

1：誤り。余剰電力量を発電電力量で割っています。

2：誤り。系統から買った電力量の割合です。

3：正しい。

4：誤り。自家消費電力量を発電電力量で割っています（自家消費率）。

5：誤り。消費電力量を発電電力量で割っています。

重要度：A　難易度：★★☆

問12：ある河川地点の流況曲線は、横軸を日数d[日]、縦軸を流量Q[m³/s]とする連続した直線Q＝30－0.05d（0≦d≦365）で表されるものとする。この地点に最大使用水量20m³/sの流れ込み式水力発電所を設けたとき、1年間のうち河川流量が最大使用水量を超える期間（溢水が生じる期間）の日数として、正しいものはどれか。

【第12問：正解と解説】

正解：3

正解は3です。流況曲線は流量の大きい順に並べた連続曲線なので、流量が20m³/sを超える期間は30－0.05d＞20、すなわち0≦d＜200の範囲です。よって溢水が生じる期間は200日です。

1：誤り。30を0.05で割っています。

2：誤り。20を0.05で割っています。

3：正しい。

4：誤り。365日から200日を引いています（溢水しない日数）。

5：誤り。(30－20)を0.1で割っています。

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