第一種電気工事士 過去問
令和6年度(2024年) 上期
問17 (一般問題 問17)

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問題

第一種電気工事士試験 令和6年度(2024年) 上期 問17(一般問題 問17) (訂正依頼・報告はこちら)

風力発電に関する記述として、誤っているものは。
  • 風力発電装置は、風速等の自然条件の変化により発電出力の変動が大きい。
  • 一般に使用されているプロペラ形風車は、垂直軸形風車である。
  • 風力発電装置は、風の運動エネルギーを電気エネルギーに変換する装置である。
  • プロペラ形風車は、一般に風速によって翼の角度を変えるなど風の強弱に合わせて出力を調整することができる。

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この過去問の解説 (3件)

01

風力発電は、風の運動エネルギーを電気エネルギーに変換するシステムです。風速や風向きによって出力が変動するため、発電機や風車の設計や調整に工夫が必要です。選択肢を1つずつ確認し、誤りのある記述を特定します。

選択肢1. 風力発電装置は、風速等の自然条件の変化により発電出力の変動が大きい。

これは正しい記述です。風速が変わることで発電出力が大きく変動するため、風力発電は自然条件に依存します。

選択肢2. 一般に使用されているプロペラ形風車は、垂直軸形風車である。

これは誤りです。一般に使用される風力発電の風車は、水平軸形風車です。垂直軸形風車は特殊な設計であり、一般的ではありません。

選択肢3. 風力発電装置は、風の運動エネルギーを電気エネルギーに変換する装置である。

これは正しい記述です。風力発電装置は風のエネルギーを利用して発電します。

選択肢4. プロペラ形風車は、一般に風速によって翼の角度を変えるなど風の強弱に合わせて出力を調整することができる。

これは正しい記述です。プロペラ形風車は風速に応じて羽根の角度を調整し、発電量を最適化します。

まとめ

誤った記述は、一般に使用されているプロペラ形風車は、垂直軸形風車である です。実際には水平軸形風車が一般的に使用されています。

 

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02

風力発電に関する一般的な知識を問う問題です。

選択肢1. 風力発電装置は、風速等の自然条件の変化により発電出力の変動が大きい。

この記述は正しいです。風力発電は風を利用して発電機を回すものなので、その発電量は風速に依存し、風がなければ発電もできません。

選択肢2. 一般に使用されているプロペラ形風車は、垂直軸形風車である。

垂直軸形か水平軸形かは、回転軸が地面に対して垂直か水平かで決まります。プロペラ形風車は飛行機のプロペラのように、地面に対して水平な回転軸に羽根を付けたものなので、「垂直軸型風車」ではなく、「水平軸型風車」です。羽根の回転面は軸と垂直なので、地面に対しても垂直になります。

選択肢3. 風力発電装置は、風の運動エネルギーを電気エネルギーに変換する装置である。

この記述が正しいことに解説はいらないでしょう。風(空気の分子)の運動エネルギーが発電機の回転(の運動エネルギー)に変換され、さらに、電磁誘導によって電気エネルギーに変換されます。

選択肢4. プロペラ形風車は、一般に風速によって翼の角度を変えるなど風の強弱に合わせて出力を調整することができる。

この記述は正しいです。風が弱いときは、羽根の面を風に対して垂直に近くして、多くの風を受けるようにし、風が強いときは、羽根の面を風に対して平行に近くして、過剰な力が加わらないようにしています。

まとめ

常識でわかる設問もありますが、少し調べてないと分からない設問もあるので、発電に関する基本的なことは知っておくべきです。以下に、風力発電の簡単な説明があります。


https://www.tepco.co.jp/rp/business/wind_power/mechanism/

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03

風力発電に関する知識を問われている問題です。
風力発電は発電時にCO2が発生しない再生可能エネルギーですが、
発電量が風速に依存することや、景観や騒音、バードストライクの発生などの
デメリットがあるといった特徴があります。

選択肢1. 風力発電装置は、風速等の自然条件の変化により発電出力の変動が大きい。

不正解です。
風力発電の出力は風速が低いときは発電出力が低く、
大きな出力を得るには速い風速が必要になるので
記述の通りです。
 

選択肢2. 一般に使用されているプロペラ形風車は、垂直軸形風車である。

正解です。
結論から言うとプロペラ形風車=水平軸形風車なので、記述が間違っています。
垂直形風車にはダリウス形、サボニウス形と言われる形状の物があります。
水平形は風車が風に正対する必要がありますが、垂直形はどの方向の風でも発電でき、発電効率は低くなります。
 

選択肢3. 風力発電装置は、風の運動エネルギーを電気エネルギーに変換する装置である。

不正解です。
風力発電装置は風の運動エネルギーをプロペラ等で受け、
発電機を回すことで電力を出力するので
記述の通りです。

 

選択肢4. プロペラ形風車は、一般に風速によって翼の角度を変えるなど風の強弱に合わせて出力を調整することができる。

不正解です。
プロペラ形風車は発電量を最適化するために
風に対して正対させる必要があるので
記述の通りです。
 

まとめ

風力発電や太陽光発電など再生可能エネルギーに関する問題も
近年増えています。
あまり難しいことは問われないので確実に得点につなげたいところです。

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