電験３種過去問【2023年(下期)電力 問15】

解答

(a):（3）が最も近い。
(b):（3）が最も近い。

解説

(a) 水力発電所の最大使用水量20m³/s，総落差200m，損失水頭7m，水車と発電機の総合効率85％，年間の設備利用率60％としたとき，この発電所の年間発電電力量[GW･h]を求める。

　水力発電所の最大発電電力P_W [kW]は
\(P_W=9.8HQη\\=9.8×(200-7)×20×0.85\\=32153.8\)[kW]
　年間発電電力量W_W [kW･h]は
\(W_W=P_W×24×365×0.6\\=9.8×(200-7)×20×0.85\\=169×10^6\)[kW･h]

(b) 需要端の負荷に供給する最大電力が100MW，年負荷率60％の場合，汽力発電所における重油の年間の消費量[kL]を求める。
　ただし，この汽力発電所の発電端熱効率は40％で運転出力に関わらず一定とする。使用する重油の発熱量は 39 100 kJ/L とし，発電所から需要端までの送電損失，発電所内損失は無視するものとする。

　需要端負荷の年間の消費電力量W_L [MW･h]は
\(W_L=100×24×365×0.6\\=525600\)[MW･h]
　汽力発電所の年間発電電力量W_T [MW･h]は
\(W_T=W_L-W_W\\=525.6×10^3-169×10^3\\=356.6×10^3\)[MW･h]
　汽力発電所の発電端仕事量W_TW [MJ]は
\(W_{TW}=356.6×10^3×60×60\\=1283760×10^3\)[MJ]
　この発電所に必要な重油の発熱量W_O [kJ]は
\(W_{O}=\frac{1283760×10^3}{0.4}×10^3\\=3209.4×10^9\)[kJ]
　したがって、この発電所で使用する重油の年間消費量 V [L]は
\(V=\frac{3209.4×10^9}{39100}\\=82082×10^3\)[L]