新エネ15【電験3種 電力】風力3乗則の出題元!令和5年度上期にほぼそのまま再出題 平成24年度 A問題5 完全解説

電験3種 電力科目【新エネルギー】平成24年度 A問題5 誤りは(2)——風車のパワーは風速の3乗に比例。※令和5年度上期A問題5は本問の再出題(答えも(2))

今回は平成24年度 電力科目 A問題5を解説します。風力発電について、再エネとしての性質・風速とパワーの関係・離島での活用・発電機の種類・騒音対策から誤っているものを選ぶ問題です。

この問題は令和5年度上期 A問題5(新エネ6)としてほぼそのまま再出題されました((4)に大形機の補足が付いている程度の違い)。誤りも同じ(2)の「風速に比例」——正しくは3乗です。

出題のポイント

目次

平成24年度 電力科目 A問題5: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 電力科目 新エネルギー 平成24年度 A問題5 問題文
平成24年度 電力科目 A問題5 問題文

電験3種 電力科目 【新エネルギー】 平成24年度 A問題5

 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。

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。
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。
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。
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。特に、大形の風力発電機には、同期発電機又は誘導発電機が使われている。
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。

ポイント解説:パワーはv³——11年使われ続ける定番の引っかけ

(2)が誤り:風車で取り出せるパワーは P=(1/2)ρAv³ で風速の3乗に比例する。「風速に比例」は誤り。3乗だから風況(安定して強い風)が決定的に重要——後半の記述は正しいだけに、前半を読み流さないこと。

その他は正しい:(1)燃焼なしでCO₂を排出しない再生可能エネルギー。(3)離島は風況がよく、ディーゼル発電の重油使用量削減に貢献できる。(4)風力の発電機は同期発電機・永久磁石式発電機・誘導発電機で、大形機には同期機または誘導機。(5)翼が風を切る騒音は翼の形の工夫で低減。★本問は令和5年度上期 A問題5としてほぼ全文が再出題され、誤りの位置も(2)で同じ——「3乗則」は平成24年から令和5年まで繰り返し使われている電験最愛の引っかけである。よって答えは(2)。

問題の解説

STEP1 (2)を判定

P=(1/2)ρAv³→3乗。「比例」は誤り→(2)。

STEP2 他を確認

(1)CO₂ゼロ、(3)離島でディーゼル代替、(4)同期・永久磁石・誘導機、(5)翼形状で騒音対策——正しい。

STEP3 再出題情報

R05上問5としてほぼ全文再出題(誤りも(2))。

答え:(2)

💡 覚え方
風力3乗則の出題史:**H24問5(比例→誤り)→H28問5(2乗→誤り)→R04上問5(空欄で2乗と3乗の使い分け)→R05上問5(比例→誤り・H24の再出題)→H30問5(計算850kW)**——あらゆる形式で試される最頻出ポイント。P=(1/2)ρAv³、エネルギーはv²、風速2倍で出力8倍。

⚠️ よくある間違い
「風速に比例」は誤り(3乗)。後半の「発電量は風速に左右される」は正しいので、前半の指数だけで判定。他4つは定番の正しい記述。

まとめ

(1)再エネ燃焼なし・CO₂排出なし→正しい
(2)パワー風速の3乗に比例(比例は誤り)→誤り
(3)離島ディーゼルの重油削減に貢献→正しい
(4)発電機同期・永久磁石式・誘導(大形は同期or誘導)→正しい
(5)騒音翼の形の工夫で低減→正しい。答えは(2)

▼あわせて解きたい関連問題
・風力はv³に比例(新エネ6・本問の再出題版):【電力】令和5年度上期 A問題5

・この年度の問題を通しで解く:電験3種 平成24年度 問題一覧(全4科目)

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