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第三種電気主任技術者令和7年度 上期法規問 11(a)

令和7年度 上期 第三種電気主任技術者 法規 問11(a)

難度標準

有効落差90 m,最大使用水量が渇水量(1年のうち355日は確保できる水量)の2倍,水車及び発電機の総合効率80 %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 [m³/s] が図のような年間流量曲線(日数dが90日以上の部分は,Q = −0.05d + 25.5 で表される。)であるとき,次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし,水の密度を1 000 kg/m³,重力加速度を9.8 m/s² とする。

(a) この発電所の年間可能発電電力量の値 [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。

問11の図表1

選択肢

解説

結論 → 詳細 → 補足 の 3 層構成

展開
結論Layer 1

① 渇水量(d = 355 の流量)

Q₃₅₅ = −0.05 × 355 + 25.5 = 7.75 m³/s

詳細Layer 2
展開

② 最大使用水量

Qmax = 2 × 7.75 = 15.5 m³/s

補足Layer 3
展開

③ 河川流量が最大使用水量と等しくなる日数

−0.05d + 25.5 = 15.5 より d = 200 日

図より d < 90 では Q > 21 m³/s なので,0 ≤ d ≤ 200 では河川流量が最大使用水量以上となり,使用水量は 15.5 m³/s で一定。200 ≤ d ≤ 365 では河川流量の全量を使用する。d = 365 の流量は Q = −0.05 × 365 + 25.5 = 7.25 m³/s。

④ 年間使用水量(流量×日数,単位 m³/s·日)

0〜200日:15.5 × 200 = 3 100

200〜365日(台形):(15.5 + 7.25) / 2 × 165 = 1 876.875

合計:4 976.875 m³/s·日

⑤ 発電出力と流量の関係

P = ρgQHη = 1 000 × 9.8 × Q × 90 × 0.8 [W] より,P = 9.8 × 90 × 0.8 × Q = 705.6Q [kW]

⑥ 年間可能発電電力量

W = 705.6 × 4 976.875 × 24 ≈ 8.428 × 10⁷ kW·h ≈ 84.3 GW·h

よって正答は(3)。

各選択肢の解説

(1)

47.9

誤り。47.9 GW·h は,渇水量 7.75 m³/s で1年中発電した場合の値(705.6 × 7.75 × 8 760 ≈ 4.79 × 10⁷ kW·h)に一致する。実際の河川流量は d < 355 では渇水量を上回り,特に 0 ≤ d ≤ 200 の200日間は最大使用水量 15.5 m³/s で運転できる。355 < d ≤ 365 の10日間は流量が 7.75 m³/s を下回る(最小 7.25 m³/s)が,その不足分はわずかであり,年間では 47.9 GW·h より大きくなる。

(2)

72.8

誤り。72.8 GW·h は,200〜365日の区間の流量を d = 365 の値 7.25 m³/s で一定とみなし(台形ではなく長方形として),年間使用水量を 15.5 × 200 + 7.25 × 165 = 4 296.25 m³/s·日 とした場合の値(705.6 × 4 296.25 × 24 ≈ 7.28 × 10⁷ kW·h)に一致する。実際にはこの区間の流量は 15.5 m³/s から 7.25 m³/s まで直線的に減少するので,台形として (15.5 + 7.25) / 2 × 165 と計算する必要がある。

(3)

84.3

正しい。最大使用水量 15.5 m³/s で頭打ちにした年間使用水量 4 976.875 m³/s·日に,705.6 kW/(m³/s) と 24 h/日を掛けると約 84.3 GW·h となる。

(4)

94.5

誤り。94.5 GW·h は,最大使用水量 15.5 m³/s で約360日運転した場合の電力量(705.6 × 15.5 × 360 × 24 ≈ 9.45 × 10⁷ kW·h)に相当する。しかし河川流量が最大使用水量以上となるのは d ≤ 200 の200日間だけで,d > 200 では流量が 15.5 m³/s を下回るため,年間可能発電電力量は 84.3 GW·h にとどまる。

(5)

97.4

誤り。最大使用水量 15.5 m³/s で1年中発電しても 705.6 × 15.5 × 8 760 ≈ 95.8 GW·h が上限であり,97.4 GW·h はこれを超えるため,この発電所では得られない。

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AI生成

解説は公式の問題文・公式解答を基に作成しています。 事実誤認・選択肢の取り違え・最新法令の反映漏れ等を含む可能性があるため、 重要な判断は必ずリンク先の公式資料でご確認ください。

最終更新:

出典:令和7年度上期第三種電気主任技術者試験 法規科目 問11(a)。問題文・選択肢を読みやすく整形。

検証プロセス・誤り報告フローは 運営透明性レポートで公開しています。

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