新エネ7【電験3種 電力】燃料電池は静か！太陽光・地熱・バイオマス・風力の得失 令和4年度下期 A問題5 完全解説

今回は令和4年度下期 電力科目 A問題5を解説します。太陽光・地熱・バイオマス・風力・燃料電池という新エネルギー5方式の記述から誤っているものを選ぶ問題です。

燃料電池は化学反応で発電する装置で、タービンやエンジンのような回転部がありません。だから振動・騒音が小さく、ビルや家庭にも置ける——「振動や騒音が大きい」とあれば長所を逆にした引っかけです。

出題のポイント

令和4年度下期 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】 令和4年度下期 A問題5

　各種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。

太陽光発電は、太陽電池によって直流の電力を発生させる。需要地点で発電が可能、発生電力の変動が大きい、などの特徴がある。
地熱発電は、地下から取り出した蒸気又は熱水の気化で発生させた蒸気によってタービンを回転させる発電方式である。発電に適した地熱資源を見つけるために、適地調査に多額の費用と長い期間がかかる。
バイオマス発電は、植物などの有機物から得られる燃料を利用した発電方式である。さとうきびから得られるエタノールや、家畜の糞から得られるメタンガスなどが燃料として用いられている。
風力発電は、風のエネルギーによって風車で発電機を駆動し発電を行う。プロペラ型風車は羽根の角度により回転速度の制御が可能である。設定値を超える強風時には羽根の面を風向きに平行になるように制御し、ブレーキ装置によって風車を停止させる。
燃料電池発電は、水素と酸素との化学反応を利用して直流の電力を発生させる。発電に伴って発生する熱を給湯などに利用できるが、発電時の振動や騒音が大きい。

ポイント解説：燃料電池は回転部なし＝振動・騒音が小さい

(5)が誤り：燃料電池発電は水素と酸素の化学反応（電気化学反応）で直流を発生し、排熱を給湯に利用できる——ここまでは正しい。しかし燃料電池にはタービンやエンジンのような回転部・燃焼部がないため、発電時の振動や騒音は小さい。静かでクリーンだからこそ、ビルの地下や一般家庭（エネファーム）にも設置できる。「振動や騒音が大きい」は長所を逆にした記述で誤り。

その他は正しい：(1)太陽光は直流を発生し、需要地点で発電可能（送電損失が小さい）だが発生電力の変動が大きい。(2)地熱は地下の蒸気（または熱水を気化させた蒸気）でタービンを回す方式で、適地調査に多額の費用と長い期間がかかるのが開発面の課題。(3)バイオマスの燃料例＝さとうきび→エタノール、家畜の糞→メタンガス。(4)プロペラ型風車は羽根の角度（ピッチ角）で回転速度を制御でき、強風時には羽根の面を風向きに平行にして風を受け流し（フェザリング）、ブレーキで停止させる。よって答えは(5)。

問題の解説

STEP1　(5)を判定

燃料電池は回転部・燃焼部がない→振動・騒音は小さい。「大きい」は誤り→(5)。

STEP2　太陽光・地熱

(1)直流・需要地点・変動大、(2)蒸気でタービン・適地調査に費用と期間——正しい。

STEP3　バイオマス・風力

(3)エタノール・メタンガス、(4)ピッチ角制御とフェザリング——正しい。

答え：(5)

まとめ

(1)太陽光	直流・需要地点で発電・変動大→正しい
(2)地熱	蒸気でタービン・適地調査に費用と期間→正しい
(3)バイオマス	エタノール・メタンガスが燃料→正しい
(4)風力	ピッチ角制御・強風時はフェザリング→正しい
(5)燃料電池	回転部がなく振動・騒音は小さい→誤り。答えは(5)

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