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電験三種/電力/過去問解説:2016年(平成28)問5☆各種発電の特徴(論説)

問題文と解答

出典:一般財団法人電気技術者試験センター/平成28年度第三種電気主任技術者試験電力科目A問題問5

各種の発電に関する記述として、誤っているものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

(1)燃料電池発電は、水素と酸素との化学反応を利用して直流の電力を発生させる。化学反応で発生する熱は給湯などに利用できる。

(2)貯水池式発電は水力発電の一種であり、季節的に変動する河川流量を貯水して使用することができる。

(3)バイオマス発電は、植物などの有機物から得られる燃料を利用した発電方式である。さとうきびから得られるエタノールや、家畜の糞から得られるメタンガスなどが燃料として用いられる。

(4)風力発電は、風のエネルギーによって風車で発電機を駆動し発電を行う。風力発電で取り出せる電力は、損失を無視すると、風速の2乗に比例する。

(5)太陽光発電は、太陽電池によって直流の電力を発生させる。需要地点で発電が可能、発生電力の変動が大きい、などの特徴がある。

(1)燃料電池発電は『直流』と『交流』どちらの電力を発生させますか?
(2)貯水池式発電と調整池式発電の違いに注目
(3)植物と動物から得られる燃料の関係は正しいですか?
(4)風速の2乗?計算してみましょう
(5)太陽光発電は『直流』と『交流』どちらの電力を発生させますか?

(4)

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解説

水力・火力・原子力以外の発電については、参考書では細かいところを学べません。過去問学習で参考書に記載されていない範囲を補いましょう♪

\この知識があれば解ける/
  • (1):燃料電池発電の原理
  • (2):貯水池式発電とは
  • (3):バイオマス発電の燃料
  • (4):風力発電のエネルギーと風速
  • (5):太陽光発電の特徴

(1):燃料電池発電の原理

(1)の記述は正しいです。

燃料電池発電は、水素酸素との化学反応を利用して直流の電力を発生させる。化学反応で発生する熱は給湯などに利用できる

ゼキザップ
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重要なポイントは前半の記述(何を反応させて、どんな電力を発生させるのか)です。

水素酸素を反応させて、直流の電力を発生させる。

この部分は必ず覚えておきましょう。

(2):貯水池式発電とは

(2)の記述は正しいです。

貯水池式発電は水力発電の一種であり、季節的に変動する河川流量を貯水して使用することができる

ゼキザップ
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(2)の記述の意図は、貯水池式発電と調整池式発電の区別ができているかです。

\名称は似てるけど使われ方が違う/
  • 貯水池式発電(季節的な変動に対応)
     春とか秋に河川水を大きな池に貯め込み、電力が多く使われる夏と冬に貯水した水を使用して発電する。
     
  • 調整池式発電(1日、1週間の変動に対応)
     夜間や週末の電力消費が少ない時に河川水を池に貯め込み、消費量の増加にあわせて水量を調整しながら発電する。
     
  • 経済産業省のHPにイメージしやすい資料があります。(外部リンクですので、リンク先が無くなっていたらごめんなさい)

今回は『季節的に変動する』という記述があることから、貯水池式発電で正しいです。
(ここまで分析しなくても、正しい文章であることはわかりますがね(^▽^;))

(3):バイオマス発電の燃料

(3)の記述は正しいです。

バイオマス発電は、植物などの有機物から得られる燃料を利用した発電方式である。さとうきびから得られるエタノールや、家畜の糞から得られるメタンガスなどが燃料として用いられる。

ゼキザップ
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重要なポイントは、どんな燃料を用いるのかと、燃料の種類に関する部分です。

バイオマス発電は有機物から得られる燃料を利用します。
燃料の種類は、植物からエタノール動物からメタンガスですので、このあたりを覚えておきましょう。

(4):風力発電のエネルギーと風速

(4)の記述は誤りです。

風力発電は、風のエネルギーによって風車で発電機を駆動し発電を行う。風力発電で取り出せる電力は、損失を無視すると、風速の × 2乗 〇 3乗に比例する。

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風力発電で取り出せる電力については、公式と導出過程を覚えておきましょう。計算・論説・穴埋め、すべての出題パターンで問われる内容なので、必ず覚えておきましょう。

\公式と導出過程/
  • 公式:\(P={\Large\frac{1}{2}}ρAv^3[W]\)
     
     空気の密度\(ρ[kg/m^3]\)
     受風面積\(A[m^3]\)
     風速\(v[m/s]\)
     
  • 導出過程
    ・空気のエネルギー:\(E={\Large\frac{1}{2}}m’v^2[W]\)
    ・単位時間あたりの空気の質量:\(m’=ρAv[kg/s]\)
    『空気のエネルギー式』に『単位時間あたりの空気の質量』を代入すると、
    ・\(P={\Large\frac{1}{2}}ρAv^3[W]\)
    となる。

今回の公式を使用した計算問題も出題されているので、そちらも勉強しておきましょう!

電験三種/電力/過去問解説:2018年(平成30)問5☆風車のロータ軸出力
風車のロータ軸出力を求める計算問題です。公式を知っていれば代入するだけで求められるので簡単ですが、パワー係数を考慮し忘れないように注意しましょう!また、ロータ軸出力の公式は、空気の運動エネルギーから導出する過程が論説問題や穴埋め問題で問われることもあるので、導き方も含めて覚えるようにしましょう!(記事が良いと思いましたら、SNSにシェアして、まだこのブログを知らない仲間(電験三種受験者)にオススメして頂けると嬉しいです(*^-^)♪)
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(5):太陽光発電の特徴

(5)の記述は正しいです。

太陽光発電は、太陽電池によって直流の電力を発生させる。需要地点で発電が可能、発生電力の変動が大きい、などの特徴がある。

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重要なポイントは、前半(どんな電力を発生させるのか)の記述です。

太陽電池によって、直流の電力を発生させる。

この部分は必ず覚えておきましょう。

過去問クイズ(動画)に挑戦しよう

過去問学習では、解答部分だけを暗記してしまい、試験本番で思い出せないことがあります。解答の暗記ではなく、知識として定着させるためには、クイズなどで記憶の確認を行う必要があります。

今回の問題を含めたクイズ動画を公開しているので、通常の過去問学習に飽きた方、解答を覚えてしまった方はぜひ挑戦してみて下さい。(参考書学習中の方も、現在の実力を確認するために、挑戦してみて下さい。)

電験三種|2016年(平成28年)電力の過去問クイズ~直前対策、参考書の理解度確認
電験三種に過去問学習は意味がない!この情報を信じて過去問をやらないで受験すると失敗する確率が高いですよ。確かに、解答を暗記するだけの過去問学習は無意味です。けど、暗記したくなくても何度も過去問学習していると暗記してしまいますよね…。そんな方のために作成したのがクイズ動画です。2016年(平成28年度)の電力の過去問から出題するクイズに挑戦して、直前対策や参考書学習後の実力確認にご活用下さい!

学力別におすすめする参考書

まだ、参考書を買っていない方。あるいは、使用している参考書がいまいち理解できない方は、こちらの記事をご確認下さい♪

電験三種合格者のおすすめ参考書で勉強しても無駄!?理由と対策をアドバイスします♪
合格者がオススメする参考書を買って勉強しても9割の方が不合格になります。【オーム社:完全マスター&やさしく学ぶ】【電気書院:これだけ】【TAC:みんなが欲しかった】等のシリーズを『オススメだから』という判断基準で購入すると失敗します。大切なのは、自分に合った難易度の参考書を選ぶことです。加えて、過去問10年分解くことが重要です。参考書の練習問題は過去問の抜粋です。直接過去問を解けば出題パターンと時間配分がわかるので、参考書だけでなく過去問学習もやりましょう!

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