第一種電気工事士 過去問
令和8年度(2026年) 上期
問17 (発電施設、送電施設及び変電施設の基礎的な構造及び特性 問2)
問題文
風力発電に採用される風車の羽根(ブレード)の形状として、不適切なものは。
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問題
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第一種電気工事士試験 令和8年度(2026年) 上期 問17(発電施設、送電施設及び変電施設の基礎的な構造及び特性 問2) (訂正依頼・報告はこちら)
風力発電に採用される風車の羽根(ブレード)の形状として、不適切なものは。
- プロペラ形
- ダリウス形
- クロスフロー形
- ジャイロミル形
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この過去問の解説 (2件)
01
正解は、「クロスフロー形」です。
適切です。
プロペラ形は、飛行機のプロペラのような羽根を持つ風車です。
回転軸が地面と平行な水平軸形に分類されます。
風を受けた羽根に働く力を利用して回転し、発電機を動かします。
大型の風力発電設備で広く採用されている、代表的な風車です。
適切です。
ダリウス形は、弓のように曲がった羽根を、垂直な回転軸に取り付けた風車です。
回転軸が地面に対して垂直なため、風向きが変わっても風車全体の向きを変える必要がありません。
羽根に働く揚力を利用して回転する仕組みです。
風向きに左右されにくい垂直軸形の風車として使用されています。
不適切です。
クロスフロー形は、円筒状の羽根車に多数の羽根を取り付けた構造です。
クロスフロー水車は、水の流れを利用して回転するもので、小水力発電などに使用されます。
小型風力発電への利用が研究されていますが、発電効率などに課題があり、一般的な風力発電設備では広く採用されていません。
適切です。
ジャイロミル形は、垂直な回転軸の周囲に、まっすぐな羽根を取り付けた風車です。
ダリウス形と同じく、羽根に働く揚力を利用して回転します。
回転軸が垂直なので、風向きが変わっても風車全体の向きを変える必要がありません。
直線状の羽根を持つ垂直軸形の風車であり、風力発電に利用されます。
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02
風力発電の羽根(ブレード部)に関する出題です。
かなりの難問です。というのも、選択肢はいずれも風力発電として利用可能で研究・開発もされているタイプばかりであり、明らかに不適切な選択肢がありません。おそらく採用事例の多さから消去法的に正答を導くしかないかと思われます。
それでは、各選択肢の解説をしていきます。
プロペラ形とは、大きな扇風機のような見た目で、「風力発電」の一般的イメージに最も近い、というよりそのものの形状をしています。水平軸ブレードの代表で、発電効率やスケールメリット等の利便性から採用例も多く、風力発電用ブレードとして知名度も高いものとなっています。
その為、回答として誤りになります。
ダリウス形は、垂直軸ブレードの一つで、横から見ると卵のような楕円形の形状をしています。
垂直軸ブレードは風の方向に左右されず発電できることが大きな利点であり、アメリカ等で採用事例が見られます。
その為、回答として誤りになりますが、起動トルクの小ささや、他の風車のアシストが必要など、単体としては施工性は良いのですが、実質的な施工ハードルは高い等、風力発電として難のある側面もありますので、知識として誤り、とも言い辛いものとなります。
クロスフロー型は、垂直軸ブレードの一つで、上から見るとミキサーの底に似た形状をしています。
クロスフロー型は、風車を回転させようとする力と、それに抵抗する力とが同時に発生してしまう形状の為、発電効率が悪いという欠点があります。よって出題としてはこちらが正答となります。
ただ、トルク自体は大きいという利点もあり、小規模風力発電としては研究・開発もされており、知識としてはクロスフロー形が必ずしも誤り、とはならないのが頭の痛い話です。
ジャイロミル形は、ダリウス形を改良したタイプで、通信設備にも見える特徴的なブレード形状をしています。
これはむしろロジックで考えてしまえます。ダリウス形を風力発電用として適切とするならジャイロミル形もそうなりますし、ダリウス形を不適切とした場合、正答の選択肢が一つしかない以上、自動的にジャイロミル形は不適切ではない、という結論を導けてしまいます。
本問は知識問題として、明確にどれが間違い、とも言い難い出題となってしまっています。
風力発電用ブレードは、日本国内に限れば大多数がプロペラ形を採用していますので、とりあえずプロペラ形ではない事。ジャイロミル形はダリウス形の改良タイプなので自動的に省ける、ダリウス形はアメリカで採用事例がある、などの条件から、結果的にクロスフロー形を不適切と消去法で選ぶ事になります。
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