第三種電気主任技術者（電験三種） 過去問
令和5年度（2023年）下期
問27 (電力 問5)

正しい記述です。
太陽電池は直流電力を発生するため、交流系統に接続するにはインバータを用いて直流を交流に変換する必要があります。

また、系統の停電時には連系保護装置が動作して電力供給を停止します。

これは、逆潮流を防ぎ、系統の安定性を保つために重要です。

正しい記述です。
通常、電力は配電用変電所から配電線を通って需要家へ供給されます。

しかし、分散型電源が発電量＞消費量となると、逆潮流が発生する場合があります。

これを抑制するために、分散型電源の出力抑制や電圧調整を行う必要があります。

正しい記述です。
小水力発電は、川や用水路などの流水を利用する発電方式であり、環境負荷が小さいという利点があります。

正しい記述です。
洋上風力発電は海底ケーブルを通じて送電します。

直流送電が利用される場合もありますが、これは送電損失を抑えられるからです。

直流送電は交流送電と比べて電圧調整がしにくいため、設備構成が異なる点に注意が必要です。

誤った記述です。
この文では「吸熱反応」と記述されていますが、正しくは「発熱反応」です。
水素と酸素の反応は発熱反応であり、エネルギーを取り出して電気を作ることができます。

吸熱反応であれば、むしろエネルギーが奪われ、電気エネルギーを作ることはできません。

水素と酸素の燃料電池における化学反応式は以下のようになります。

H_2​+1/2​O₂​→H₂​O

この反応により、水素と酸素の化学エネルギーを電気エネルギーとして利用できます。

水素と酸素から水を生成する時の発熱反応が起こります。

発熱反応とは、新しい物質を生成する時に外界へエネルギーを放出する反応をいいます。

燃料電池は、水素と酸素の反応で外界に放出されたエネルギーを電気エネルギーに変換して発電する仕組みになっています。

太陽電池を含むすべての電池の出力は”直流”となります。一方わが国の送配電網は、ほぼ交流系統となるため太陽電池から直接供給する事は不可能となります。そこで電力逆変換装置(インバータ)を用いて発電した直流電力を交流電力に変換して送配電網に供給します。さらにそのインバータに連系保護装置を用いる事で系統の停電時などに電力の供給を止めることができ、逆潮流なども防ぐ事ができます。よってこの記述は正しいです。

逆潮流とは分散型電源側から電力系統側へ向かう有効電力の流れを言います。この逆潮流により分散型電源側の電圧が上昇し、電力系統側へ影響を与えかねない恐れがあるので、それらを未然に防ぐため分散型電源側の出力抑制や、電圧調整器を用いた電圧の制御などが行われます。よってこの記述は正しいです。

従来の水力発電方式は大規模なダムや調整池を利用した方式ですが、小水力発電では河川や用水路などを利用した流込み式発電が主流で小規模な発電も可能となり、大規模な構造物などもいらない為、コストも抑えることが出来、環境に配慮された発電方式とも言えます。よってこの記述は正しいです。

洋上の風力発電所から陸上の系統側へ接続する際、距離が長くなるケースがほとんどなので海底ケーブルには直流送電が用いられることがあります。直流送電は静電容量による充電電流の概念がないため送電容量の制限がありません。なので補償設備などは不要となります。また表皮効果を生じないため電圧降下、電力損失の影響が少ないです。よってこの記述は正しいです。

燃料電池発電は内部で水素と酸素を化学反応させて電気エネルギーを取り出す発電方式です。水の電気分解とは逆の化学反応となるため「発熱」を利用しており負荷変動に対する応答が早いことがメリットの一つとなります。よってこの記述は誤りです。