SAT電験3種講座 法規 質問回答(電験3種 平成17年 法規 問13 水力発電所の水量と発電電力計算)

法規22章の例題について解説をお願いします

この問題は、1日を通じて1秒間に12立方メートルの水が流れてくる川に水力発電所を設置した場合の問題です。

  • 1日当たりの総流入量

1秒あたりに流れ込む水の量に、1日の時間を掛けることで求められます。1分が60秒、1時間は60分、1日は24時間ですから、60×60×24=86400秒が1日の秒数です。したがって、12×86400で1日の水の総流量を求めることができます。

  • 発電電力

問題文より、この発電所は24時間に流れ込む水の全量を12時~18時に使用して発電していることが分かります。1日の総流量は、前問の答えより1036800立方メートルですから、これを6時間で使い切って発電することより、発電中の1時間当たりの水使用量は1036800/6=172800立方メートルということになります。

電力は、1秒あたりの電気エネルギー(単位はジュール)を表しますから、発電中の1秒あたりの水使用量を求めます。すると、172800/3600=48立方メートルということになります。(1時間=60分×60秒=3600秒で割りました)

この水が、有効落差80mを流下して発電機を回します。水の位置エネルギーはmghで与えられ、mは質量(単位:㎏、1立方メートルの水は1000㎏)、gは重力加速度で固定値9.8、hは高さで80mですから、

  • mgh=(48×1000)×9.8×80=37632000

となり、1秒間に37632000ジュールすなわち37632000Wの電力が得られることが求まります。但し、実際に取り出せる電力は、この値に効率0.85を掛けて、31987200W、つまり31987.2kWとなります。

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