水力発電の基礎

WhWの区別がはっきりしていないと、問題が解けない場合がある。

例えば、有効落差100[m]で上池にある7200[m3]の水を2[m3/s]で発電機を運転した場合、総合効率が1とすると、発電電力は

9.8×100×2×1=1960[kW]となる。

上池にある水が全て無くなるには7200/2=3600[s]=1[h]となる。

したがって、全ての水で発電できる電気量は1960[kW]×1[h]=1960[kWh]となる。

 

別解としては、有効落差100[m]で上池にある7200[m3]の水で発電できる電気量は

9.8×100×7200=7056000[kWs]であるので、これを[kWh]に変換するには

7056000/3600=1960[kWh]となる。

すなわち、9.8にかけるものが、1秒間で発電機が得るエネルギーの場合は電力[W]となり、

9.8にかけるものが、水量であれば電力量[Ws]となる。

 

水力発電に関する基本問題

1, 落差100[m]、流量20[m3/s]で、発電機の効率が90[%]の発電所の発電電力[kW]は。

解答

9.8×100×20×0.9=17,640[kW]

9.8×高さ×流量=[kW]

 

2, 落差100[m]、流量20[m3/s]、流出時間1[時間]で、発電機の効率が90[%]の発電所の発電電力量[kWh]は。

解答

9.8×100×20×3600×0.9=63,504E3[kWs]

これを[kWh]に換算すると

63,504E3[kWs]/3600[s]=17640[kWh]

9.8×高さ×流量×時間[s]=[kWs]

 

3, 落差100[m]、池の水容量72E3[m3]で、発電機の効率が90[%]の発電所の発電電力量[kWh]は。

解答

9.8×100×72E3×0.9=63,504E3[kWs]

これを[kWh]に換算すると

63,504E3[kWs]/3600[s]=17640[kWh]

9.8×高さ×水容量=[kWs]

 

 

揚水発電に関する基本問題

ヒント

揚水を行うために動かすポンプは、動力に電動機を用いて、この軸にフランジ、歯車もしくはベルト等でポンプを回転さす。

1, 揚程200[m]、流量50[m3/s]で、電動機及びポンプ効率が両方で85[%]の揚水ポンプ所の揚水に必要な電力[kW]は。

解答

9.8×200×50/0.85=115E3[kW]

 

2, 揚程200[m]、流量50[m3/s]で、1時間稼動するために必要な電力量[kWh]は。ただし、電動機及びポンプ効率が両方で85[%]とする。

解答

9.8×200×50×3600/0.85=415E6[kWs]

kWhに換算すると

415E6[kWs]/3600[s]=115E3[kWh]

 

3, 揚程200[m]、揚水容量180E3[m3]に必要な電力量[kWh]は。ただし、電動機及びポンプ効率が両方で85[%]とする。

解答

9.8×200×180E3/0.85=415E6[kWs]

kWhに換算すると

415E6[kWs]/3600[s]=115E3[kWh]

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