電気施設管理-計算5【電験3種 法規】日負荷曲線で太陽光の余剰と自給率!送電1300kWh・自給46%=(a)(2)(b)(3) 令和7年度上期 B問題13 完全解説

電験3種 法規科目 電気施設管理 令和7年度上期 B問題13 太陽光の余りを送電!自給率は46%になる

今回は令和7年度上期 法規科目 B問題13太陽電池発電所を設置したショッピングセンターの電力需給を、日負荷曲線(グラフ)の面積から求める問題です。図の読み取りと面積計算がすべてです。

ポイントは「発電が消費を上回った分だけ送電」。グラフを時間帯ごとに区切り、発電>消費の三角形・台形の面積を足せば送電電力量。自給率は(総発電−送電)÷総消費で求まります。

出題のポイント

目次

令和7年度上期 法規科目 B問題13:問題文と選択肢

まずは、実際の試験問題を確認してみましょう。

電験3種 法規科目 配電 令和7年度上期 B問題13 問題文
令和7年度上期 法規科目 B問題13 問題文

電験3種 法規科目 【電気施設管理】 令和7年度上期 B問題13

 出力600kW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。

(問題文と日負荷曲線は上の画像を参照してください。発電は6→12時に0→600kW、12→18時に600→0kW。消費は0-10時100、10-17時300、17-21時400、21-24時100kW。)

出力600kW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100kW、10時から17時までは300kW、17時から21時までは400kW、21時から24時は100kWであった。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。次の(a)及び(b)の問に答えよ。

(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。

(1)900 (2)1300 (3)1500 (4)2200 (5)3600 kW·h

(b) この日、ショッピングセンターで消費した電力量に対して太陽電池発電所が発電した電力量により自給した比率[%]として、最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

(1)35 (2)38 (3)46 (4)52 (5)58 %

令和7年度上期 B問題13 発電電力と消費電力の日変化
令和7年度上期 B問題13 発電電力と消費電力の日変化

ポイント解説:発電>消費の面積が送電量

(a) 発電>消費の区間を探す:発電は6時に0、正午に600kW(傾き100kW/h)、18時に0へ戻ります。消費と比べて発電が上回る部分の面積を足します。
 7〜10時:消費100。発電は7時に100(=消費)から10時に400へ。余剰は三角形で½×3h×300=450
 10〜12時:消費300。発電400→600。余剰は台形(100+300)/2×2h=400

(a) 続き・合計
 12〜15時:消費300。発電600→300(15時で一致)。余剰は三角形½×3h×300=450
 15時以降は発電が消費を下回るので送電なし(17〜18時は消費400でさらに不足)。
 送電量=450+400+450=1300[kW·h](a)は(2)

(b) 自給率:太陽電池の総発電量は三角形の面積½×12h×600=3600[kW·h]。このうち送電=1300を差し引いた自家消費=3600−1300=2300[kW·h]が自給分です。
1日の総消費電力量100×10+300×7+400×4+100×3=1000+2100+1600+300=5000[kW·h]
自給率=2300/5000=46[%](b)は(3)

問題の解説

STEP1 (a)送電

7-10時450+10-12時400+12-15時450=1300kWh →(2)

STEP2 (b)自家消費

総発電½×12×600=3600、自家消費=3600−1300=2300kWh

STEP3 (b)自給率

総消費=1000+2100+1600+300=5000、2300/5000=46% →(3)

答え:(a)-(2),(b)-(3)

💡 覚え方
太陽光の需給=日負荷曲線の面積計算送電量=(発電−消費)の正の部分の面積(三角形・台形に分けて積算)。総発電=½×底辺×高さ(三角形)。自家消費=総発電−送電自給率=自家消費/総消費。交点(発電=消費)の時刻を傾きから求めるのがコツ。

⚠️ よくある間違い
送電は発電が消費を上回る部分だけ(下回る時間帯は0)。発電=消費の交点時刻を正しく求める(例:発電100(18−t)=300→t=15)。自給率の分子は自家消費(=総発電−送電)で総発電ではない。

まとめ

送電 7-10時½×3×300=450
送電 10-12時(100+300)/2×2=400
送電 12-15時½×3×300=450
(a)送電合計1300 kW·h →(2)
総発電/自家消費3600/2300 kW·h
(b)自給率2300/5000=46% →(3)

▼あわせて解きたい関連問題
・太陽電池の日負荷曲線(電力科目):【電力】太陽光発電
・第5調波電流の流出(電気施設管理-計算4):【法規】令和7年度上期 B問題12

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