電力その４ その他の発電(Others Power)
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このページでは、その他の発電の公式や重要単語とその解説について掲載しています。
また、その公式がどの過去問に使われているかについても記載しています。
その他の発電のポイント
その他の発電の分野では、各発電の特徴を問う知識問題や風力発電の出力やエネルギー計算問題が中心に出題されます。
問題数は少ないのですが、燃料電池など他分野にもかかわる内容も出題されるため、勉強しておきましょう。
目次
太陽光発電
- システムが単純で保守が容易。
- 発生電力が直流。
- 周囲の温度に影響を受ける。⇒発電電力の変動が大きい。
- 半導体を用いる。
- 効率は約15~20%と低い。
- パワーコンディショナが必要。
- 需要地点で発電可能。
風力発電
- 効率は約40％
- 風力発電は，風のエネルギーによって風車で発電機を駆動し発電を行う。
- プロペラ型風車は羽根の角度により回転速度の制御が可能。
- 設定値を超える強風時には羽根の面を風向きに平行になるように制御し，ブレーキ装置によって風車を停止させる。
風力発電機の出力
公式
$$\Large{P = \frac{1}{2}ρAv^3}$$
\(P\)：風力発電機の出力[W] \(ρ\)：密度[kg/m^3] \(A\)：断面積[m^2] \(v\)：風速[m/s]
風の運動エネルギー
公式
$$\Large{W = \frac{1}{2}mv^2}$$
\(P\)：風力発電機の出力[W] \(m\)：空気量[kg] \(v\)：風速[m/s]
単位時間当たりの空気量
公式
$$\Large{m = ρAv}$$
\(m\)：単位時間当たりの空気量[m^3/h] \(ρ\)：密度[kg/m^3] \(A\)：断面積[m^2] \(v\)：風速[m/s]
燃料電池発電
- 水素と酸素を化学反応させて、水と電気を取り出す(電気分解の逆)。
- 発生電力は直流。
- 発電効率は高い。
- 植物等の有機性資源を用いた発電。
- カーボンニュートラルが可能。
- 資源の量的確保が難しい。
- 発電時の振動や騒音が小さい。
地熱発電
- 地下から取り出した蒸気又は熱水の気化で発生させた蒸気によってタービンを回転させる発電方式。
- 発電に適した地熱資源を見つけるために，適地調査に多額の費用と長い期間がかかる。
バイオマス発電
- 植物などの有機物から得られる燃料を利用した発電方式。
- 発電に適した地熱資源を見つけるために，適地調査に多額の費用と長い期間がかかる。
- さとうきびから得られるエタノールや，家畜の糞から得られるメタンガスなどが燃料として用いられている。
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