水力23【電験3種電力】調整池式発電所の日調整運用（有効貯水量とオフピーク出力）を計算する！平成30年度 B問題15 完全解説

2026年7月16日2026年7月21日

電験3種電力科目【水力】平成30年度 B問題15 (a)V=(10−6)×6×3600=86400m³→(2)　(b)QO=4.667m³/s→P=9.8×4.667×100×0.9×0.96≒3951≒4000kW→(5)

今回は平成30年度電力科目 B問題15を解説します。自然流量6m³/sの調整池式発電所を、最大使用水量10m³/sで6時間ピーク運用し、残り18時間はオフピーク運用するとき、(a)最低限必要な有効貯水量、(b)オフピーク運用中の発電機出力を求める問題です。

必要な貯水量は「ピーク中の不足分＝(Q_P−Q_N)×t」で一発。オフピーク流量は「一日の自然流入量を全部使い切る」という条件から水収支で求めます。

出題のポイント

平成30年度電力科目 B問題15：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種電力科目水力平成30年度 B問題15 問題文 — 平成30年度電力科目 B問題15 問題文

電験3種電力科目【水力】平成30年度 B問題15

　調整池の有効貯水量V[m³]、最大使用水量10m³/sであって、発電機1台を有する調整池式発電所がある。図のように、河川から調整池に取水する自然流量Q_Nは6m³/sで一日中一定とする。この条件で、最大使用水量Q_P=10m³/sで6時間運用（ピーク運用）し、それ以外の時間は自然流量より低い一定流量で運用（オフピーク運用）して、一日の自然流量分を全て発電運用に使用するものとする。ここで、この発電所の一日の運用中の使用水量を変化させても、水車の有効落差、水車効率、発電機効率は変わらず、それぞれ100m、90%、96%で一定とする。この条件において、次の(a)及び(b)の問に答えよ。

調整池の有効貯水量V[m³]、最大使用水量10m³/sであって、発電機1台を有する調整池式発電所がある。図のように、河川から調整池に取水する自然流量Q_Nは6m³/sで一日中一定とする。この条件で、最大使用水量Q_P=10m³/sで6時間運用（ピーク運用）し、それ以外の時間は自然流量より低い一定流量で運用（オフピーク運用）して、一日の自然流量分を全て発電運用に使用するものとする。ここで、この発電所の一日の運用中の使用水量を変化させても、水車の有効落差、水車効率、発電機効率は変わらず、それぞれ100m、90%、96%で一定とする。
(a) このときの運用に最低限必要な有効貯水量V[m³]として、最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

（1）86 200　（2）86 400　（3）86 600　（4）86 800　（5）87 000 m³

(b) オフピーク運用中の発電機出力[kW]として、最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

（1）2 000　（2）2 500　（3）3 000　（4）3 500　（5）4 000 kW

図　調整池式発電所の日調整運用（ピーク運用QPをt時間、他はオフピーク運用QO、自然流量QN）（問題図）

ポイント解説：必要貯水量＝(QP−QN)×t／オフピーク流量は一日の水収支から

(a) ピーク運用中は使用水量10m³/sに対し流入は6m³/sしかないので、不足分(10−6)＝4m³/sを調整池から補う。これが6時間続くので、最低限必要な有効貯水量は V＝(Q_P−Q_N)×t＝4×6×3600＝86400m³。よって(a)は(2)。

(b) 一日の自然流入量は 6×86400＝518400m³。これを全部使い切るので、10×6×3600＋Q_O×18×3600＝518400 → 216000＋64800Q_O＝518400 → Q_O＝4.667m³/s。オフピーク運用中の発電機出力は P＝9.8Q_OHη_wη_g＝9.8×4.667×100×0.9×0.96≒3951kW≒4000kW。よって(b)は(5)。（検算：オフピーク18時間の貯水は(6−4.667)×18×3600≒86400m³で(a)と一致する。）

問題の解説

STEP1　(a)必要な有効貯水量

ピーク中の不足分=(QP−QN)=10−6=4m³/s。V=4×6×3600=86400m³→(a)=(2)。

STEP2　(b)オフピーク流量

一日の流入=6×86400=518400m³。10×21600+QO×64800=518400→QO=4.667m³/s。

STEP3　(b)発電機出力

P=9.8×4.667×100×0.9×0.96≒3951kW≒4000kW→(b)=(5)。

答え：(a)-(2)，(b)-(5)

💡 覚え方
調整池の日調整：必要な有効貯水量＝(ピーク使用流量−自然流量)×ピーク時間。オフピーク流量は「一日の流入＝一日の使用」の水収支から。発電機出力＝9.8QHη_w·η_g（水車効率と発電機効率の両方を掛ける）。

⚠️ よくある間違い
貯水量は「不足分×ピーク時間」（使用水量全体×時間ではない）。1時間=3600秒、1日=86400秒。(b)は水車効率90%と発電機効率96%の両方を掛ける（片方だけにしない）。

まとめ

(a)ピーク中の不足	QP−QN=10−6=4m³/s
(a)必要貯水量	4×6×3600=86400m³→(2)
(b)一日の流入	6×86400=518400m³
(b)オフピーク流量	10×21600+QO×64800=518400→QO=4.667m³/s
(b)出力	9.8×4.667×100×0.9×0.96≒3951≒4000kW→(5)

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