水力発電#1
問
1 揚水発電所において、上池の最低水位が標高950[m]、下池の最高水位が標高450[m]である最低揚程時に、揚水量を50[m3/s]とするポンプ入力[kW]はいくらになるか。ただし、ポンプ効率は85[%]、損失揚程は10[m]とする。 解答例問
21 全揚程206[m]の揚水発電所がある。揚水ポンプ効率86[%]、揚水電動機効率98[%]、揚水量105[m3/s]の場合、揚水電動機の所要電力[MW]はいくらか。 解答例問
22 ダム式水力発電所がある。運転開始時の貯水池水位が標高110[m]、運転終了時の貯水池水位が標高100[m]で、運転時間は2時間であった。この発電所の発電電力量[kWh]はいくらか。ただし、使用水量は
10[m3/s]で一定、水車と発電機の総合効率は80[%]、放水位は標高50[m]、有効落差の変化率は一定とし、損失水頭は無視する。 解答例問
21 流域面積250[km2]、年間降水量1,500[mm]、流出係数70[%]の水力地点がある。有効落差40[m]とすれば、何キロワットの流れ込み式発電所ができるか。ただし、水車と発電機の総合効率は90[%]とし、また、流量は年間平均しているものとする。 解答例
水力発電#2
問
21 有効揚程225[m]、ポンプ効率88[%]、電動機効率98[%]の揚水発電所がある。下部池から6×106[m3]の水を揚水する場合の必要電力量[kWh]はいくらか。ただし、揚水により有効揚程及び効率は変わらないものとする。 解答例問
21 上池と下池の標高差が150[m]の揚水式発電所がある。水圧管のこう長は210[m]、水圧管の損失落差は揚水及び発電の場合とも水圧管こう長の2.38[%]、ポンプ及び水車の効率は85[%]、電動機及び発電機の効率は98[%]とすれば、揚水に費やした電力の何パーセントの発電ができるか。ただし、揚水量[m3/s]と使用水量[m3/s]は等しいものとする。 解答例問
22 ある揚水発電所において、4000[MWh]の電力量を使用して、1.2×107[m3]の水を揚水した。このとき、全揚程[m]はいくらになるか。ただし、ポンプ効率は88[%]、電動機効率は98[%]とし、揚水によって全揚程は変化しないものとする。 解答例問
21 有効落差360[m]のペルトン水車のバケットの周速[m/s]はいくらか。ただし、この水車の周速は、ノズルから噴出する水の理論速度の45[%]に設計されているものとする。 解答例問
1総揚程
H[m]はH=(950-450)+10=510[m]よって、
50[m3/s]の水量を揚程するためのポンプ入力P[kW]はP=9.8
×510×50/0.85=294E3[kW] RETURN問
21所要電力
P[MW]はP=9.8
×206×105/(0.86×0.98E3)=252[MW] RETURN問
22水位標高が
110[m]の時の出力をP1とし、この場合の有効落差は110-50=60[m]となる。P1=9.8
×60×10×0.8=4700[kW]水位標高が
100[m]の時の出力をP2とし、この場合の有効落差は100-50=50[m]となる。P2=9.8
×50×10×0.8=3920[kW]W={(4700+3920)/2}
×2[h]=8620[kWh] RETURN問
21総流入水量は
250
×1[km2] ×1500×1[mm]×0.7=250×106[m2]×1500×10-3[m]×0.7=2625E5[m3]この水量が
1年間平均して40[m]落下して得られる電力P[kW]はP=9.8
×2625E5×40×0.9/(365×24×3600)=2940[kW] RETURN水力発電#2
問
21必要電力量
W[kWh]を求めなければならないので、1時間[=3600s]で揚水を終了するための電力量を求めることになる。W=9.8
×6×106×225/(0.88×0.98×3600)=4.26E6[kWh] RETURN発電と揚水の時の損失落差は等しく
210×0.0238=5[m]この揚水発電所の効率をηとし、揚水量を
Q[m3/s]とすると、
全揚程を
H[m]、揚水時間をT[h]とすると、1秒当りの揚水量は1.2×107/(3600T) [m3/s]となる。よって、発電量4000[MWh]は
ベルヌーイの定理より
hを有効落差、Vを水の速度とすると