発電電力 P(t) は 6 時の 0 kW から 12 時の 600 kW まで直線的に増加し,12 時から 18 時の 0 kW まで直線的に減少する。傾きはいずれも 600 kW ÷ 6 h = 100 kW/h なので,
・6~12 時:P(t) = 100(t − 6) [kW]
・12~18 時:P(t) = 100(18 − t) [kW]
出力 600 kW の太陽電池発電所を設置したショッピングセンターがある。ある日の太陽電池発電所の発電の状況とこのショッピングセンターにおける電力消費は図に示すとおりであった。すなわち,発電所の出力は朝の 6 時から 12 時まで直線的に増大し,その後は夕方 18 時まで直線的に下降した。また,消費電力は深夜 0 時から朝の 10 時までは 100 kW,10 時から 17 時までは 300 kW,17 時から 21 時までは 400 kW,21 時から 24 時は 100 kW であった。
このショッピングセンターは自然エネルギーの活用を推進しており太陽電池発電所の発電電力は自家消費しているが,その発電電力が消費電力を上回って余剰を生じたときは電力系統に送電している。
(a) この日,太陽電池発電所から電力系統に送電した電力量の値[kW·h]として,最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

結論 → 詳細 → 補足 の 3 層構成
発電電力 P(t) は 6 時の 0 kW から 12 時の 600 kW まで直線的に増加し,12 時から 18 時の 0 kW まで直線的に減少する。傾きはいずれも 600 kW ÷ 6 h = 100 kW/h なので,
・6~12 時:P(t) = 100(t − 6) [kW]
・12~18 時:P(t) = 100(18 − t) [kW]
系統へ送電した電力量は,発電電力が消費電力を上回る部分(余剰)の面積である。
① 6~10 時(消費 100 kW):P(t) = 100 となるのは t = 7 時。6~7 時は発電が消費を下回るため余剰なし。7~10 時は余剰が 0 kW から 300 kW(10 時の発電 400 kW − 消費 100 kW)まで直線的に増える三角形。
面積 = ½ × 3 h × 300 kW = 450 kW·h
② 10~12 時(消費 300 kW):発電は 400 kW → 600 kW なので,余剰は 100 kW → 300 kW の台形。
面積 = (100 + 300) ÷ 2 × 2 h = 400 kW·h
③ 12~17 時(消費 300 kW):P(t) = 300 となるのは 100(18 − t) = 300 より t = 15 時。12~15 時は余剰が 300 kW → 0 kW の三角形,15~17 時は余剰なし。
面積 = ½ × 3 h × 300 kW = 450 kW·h
④ 17~18 時(消費 400 kW):発電は 100 kW → 0 kW で消費を下回るため余剰なし。18 時以降は発電がない。
送電電力量 = 450 + 400 + 450 = 1 300 kW·h
よって正答は (2)。
900
誤り。900 kW·h は ① 7~10 時の 450 kW·h と ③ 12~15 時の 450 kW·h の合計に等しく,10~12 時の余剰 400 kW·h(消費 300 kW に対し発電 400~600 kW)が抜けた値である。
1 300
正しい。余剰電力の面積は 7~10 時 450 kW·h,10~12 時 400 kW·h,12~15 時 450 kW·h で,合計 1 300 kW·h となる。
1 500
誤り。送電量が 1 500 kW·h なら,総発電電力量 3 600 kW·h のうち自家消費分は 2 100 kW·h となる。しかし発電電力のうち消費電力以下の部分の面積(自家消費分)は 2 300 kW·h であり,これと矛盾する。余剰が生じるのは 7~15 時に限られ,その面積の合計は 1 300 kW·h である。
2 200
誤り。送電量が 2 200 kW·h なら,自家消費分は 3 600 − 2 200 = 1 400 kW·h しかないことになる。実際には 7~15 時だけでも消費電力(100 kW または 300 kW)分の 1 800 kW·h が発電で賄われており,2 200 kW·h は大きすぎる。
3 600
誤り。3 600 kW·h はこの日の総発電電力量(½ × 12 h × 600 kW)であり,自家消費された分を含んでいる。系統へ送電したのは消費電力を上回った余剰分のみである。
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