風力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。…
電力 第5問
風力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)風力発電は,風の力で風力発電機を回転させて電気を発生させる発電方式である。風が得られれば燃焼によらずパワーを得ることができるため,発電するときにCO2 を排出しない再生可能エネルギーである。
- (2)風車で取り出せるパワーは風速に比例するため,発電量は風速に左右される。このため,安定して強い風が吹く場所が好ましい。
- (3)離島においては,風力発電に適した地域が多く存在する。離島の電力供給にディーゼル発電機を使用している場合,風力発電を導入すれば,そのディーゼル発電機の重油の使用量を減らす可能性がある。
- (4)一般的に,風力発電では同期発電機,永久磁石式発電機,誘導発電機が用いられる。
- (5)風力発電では,翼が風を切るため騒音を発生する。風力発電を設置する場所によっては,この騒音が問題となる場合がある。この騒音対策として,翼の形を工夫して騒音を低減している。
正答 (2)
正答は (2)。
【誤りの選択肢 (2)】
「風車で取り出せるパワーは風速に比例する」が誤りです。正しくは風速の3乗に比例します。受風面積をA、空気の密度をρ、風速をv とすると、毎秒風車を通り抜ける空気の質量は
質量の流量 = ρ × A × v
その運動エネルギーは1kg 当たり (1 ÷ 2) × v の2乗 ですから、単位時間当たりのエネルギー、すなわちパワーは
P = (1 ÷ 2) × ρ × A × v の3乗
となります。風速が2倍になれば取り出せるパワーは8倍、半分になれば8分の1です。したがって「安定して強い風が吹く場所が好ましい」という後半の結論は正しいのですが、その理由付けにあたる比例の次数が誤りです。なお、風のエネルギーをすべて取り出すことはできず、理論上の上限は約59.3パーセント(ベッツの限界)です。
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【正しい選択肢の確認】
(1) 風力発電は燃焼を伴わないので、発電時に二酸化炭素を出しません。
風という自然の流れを使う再生可能エネルギーです。正しい記述です。
(3) 島は周囲に風をさえぎるものが少なく、風況のよい場所が多くあります。
ディーゼル発電機で電力をまかなっている離島に風力発電を入れれば、風が吹いている間はディーゼル発電機の出力を絞れるので、重油の使用量を減らせます。正しい記述です。
(4) 風力発電では、回転速度を可変にできる誘導発電機(二次励磁形を含む)、
同期発電機、永久磁石式発電機などが用いられます。正しい記述です。
(5) 翼が空気を切るときに生じる風切り音や、
機械部の音が騒音となることがあります。翼の先端の形状を工夫したり、翼型そのものを見直したりして騒音を抑える設計が行われています。正しい記述です。
出典:令和5年度上期第三種電気主任技術者 電力科目 問5(一般財団法人 電気技術者試験センター 公表)出典元ページ
最終更新日
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