令和2年度 No.9論点:発電重要度 A配点 1点未着手

揚水に必要な電力量

これは1級電気工事施工管理技士 第一次検定 令和2年度(2020年10月18日(日)実施) No.9の問題です。論点は「発電」(重要度A・解答の形は四肢択一)。採点すると、解き方 3 手順・選択肢 4 つそれぞれの解説・引っかけの指摘が読めます。

図のような揚水式発電の,揚水時に必要な電力量〔MW·h〕として,正しいものはどれか。

ただし,条件は次のとおりとする。なお,水の揚程は一定とし,損失水頭はないものとする。

水の揚程 Hp:240m

揚水量 V:3.6×10⁶m³

ポンプの効率 ηp:0.80

電動機の効率 ηm:0.98

上部貯水池と下部貯水池を水圧管で結び,下部に発電電動機とポンプ水車を置いた揚水式発電所の断面図。両貯水池の水位差が揚程Hp。

解答欄

選択肢を 1 つ選んで「採点する」を押してください。

正解

正解:3.3 000MW·h

解き方

  1. 揚水に必要なエネルギーは,水を揚程Hpだけ持ち上げる位置エネルギーmgHpを,ポンプと電動機の効率で割ったものである。水1m³の質量は1 000kgなので,W=9.8VHp/(ηpηm)〔kJ〕となる。
  2. W=9.8×3.6×10⁶×240/(0.80×0.98)〔kJ〕で,1kW·h=3 600kJなので,W=9.8×3.6×10⁶×240/(3 600×0.784)=9.8×240×10³/0.784=3.0×10⁶kW·h。
  3. 3.0×10⁶kW·h=3 000MW·hとなり,3が正しい。

選択肢ごとの解説

  1. 1.誤り。効率で割らずに掛けた値(約1 840MW·h)に近い。
  2. 2.誤り。効率を考えない値(9.8×240×10³=2.35×10⁶kW·h≒2 350MW·h)に近い。
  3. 3.正しい。効率0.784で割って3 000MW·hとなる。
  4. 4.誤り。効率を考えない値2 350MW·hを0.784で割った3 000MW·hが正しく,それより大きくはならない。
引っかけ:揚水(電気→水)では効率で割り,発電(水→電気)では効率を掛ける。kJをkW·hに直すには3 600で割る。

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出典:一般財団法人 建設業振興基金が実施した1級電気工事施工管理技士 第一次検定 令和2年度(2020年10月18日(日)実施) No.9。問題文は本試験の問題にもとづいています。解答・解説・論点の整理は資格試験対策.netの独自コンテンツです。最終更新 。この問題の誤りを報告する