河川の流域面積が 200 km2，年間降水量が 1 500 mm，流出係数 0.7 の河川がある。
この河川に最大使用水量が年間平均流量の 2 倍の自流式発電所を設置するとき，次の問に答えよ。
ただし，取水口標高 420 m，水車中心標高 185 m，放水口標高 200 m，損失落差を総落差の 5 %，水車効率 90 %，発電機効率 98 %，1 年は 365 日とする。
河川の年間平均流量
この河川の年間平均流量 [m3/s] を求めよ。
解答
河川への年間流入量は，「流域面積 × 年間降水量 × 流出係数」である。
河川への年間流入量 = 200 [km²] × 1 500 [mm] × 0.7 = 200 × 106 [m] × 1.5 [m] × 0.7 = 2.10 × 108 [m³]
河川の年間平均流量は次式で求められる。
2.10 × 108 [m³] ÷ (365 [日] × 24 [時間] × 60 [分] × 60 [秒]) = 6.66 [m³/s]
発電機の最大出力
発電所の最大出力 [kW] を求めよ。
解答
発電機出力は，「9.8 × $Q$（使用水量） × $H$（有効落差） × $\eta_\text{w}$（水車効率） × $\eta_\text{g}$（発電機効率）」で求められる。
\[ P = 9.8 Q H \eta_\text{w} \eta_\text{g} = 9.8 6.659 \times 2 \times (420 - 200) \times (1 - 0.05) \times 0.9 \times 0.98 = 24 059 \text{ [kW]} \]
参考文献
- 平成30年度 第二種 電気主任技術者 二次試験 電力・管理 問1 「自流式発電機」
更新履歴
- 2022年10月18日 新規作成
