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第三種電気主任技術者・2025年度 上期・法規

2025年度 上期 法規 問13(a)

法規総合法規全般

問題文

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出力 600 kW600 \text{ kW} の太陽電池発電所を設置したショッピングセンターがある。ある日の太陽電池発電所の発電の状況とこのショッピングセンターにおける電力消費は図に示すとおりであった。すなわち、発電所の出力は朝の6時から12時まで直線的に増大し、その後は夕方18時まで直線的に下降した。また、消費電力は深夜0時から朝の10時までは 100 kW100 \text{ kW}, 10時から17時までは 300 kW300 \text{ kW}, 17時から21時までは 400 kW400 \text{ kW}, 21時から24時は 100 kW100 \text{ kW} であった。
このショッピングセンターは自然エネルギーの活用を推進しており太陽電池発電所の発電電力は自家消費しているが、その発電電力が消費電力を上回って余剰を生じたときは電力系統に送電している。次の(a)及び(b)の問に答えよ。

この日、太陽電池発電所から電力系統に送電した電力量の値 [kWh]\text{[kWh]} として、最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

2025年度 上期 法規 問13(a)の問題図1

出典：第三種電気主任技術者 2025年度 上期 法規 問13(a)

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正答：(2)

要点

正解は(2)。発電出力の三角形と消費電力の段差グラフを重ねて、発電が消費を上回る部分の面積だけを合計する問題です。7時から15時までの余剰分を足すと、送電電力量は 1300kWh になります。売電できるのはこの余剰分だけです。

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正解は(2)です。
この問題では、発電電力曲線と消費電力の差が正になる部分だけを面積で積算することがポイントです。

余剰電力量（送電電力量）の計算
この設問では、太陽電池発電所の発電量のうち自家消費を超えて系統へ送電される量を区別する、という法規上の要件を図から数値化する。
発電電力 PGP_G が消費電力 PLP_L を上回っている部分の面積を計算します。
発電カーブは 00～600 kW600 \text{ kW} の三角形です（6時～12時上昇、12時～18時下降）。

  1. 7:00～10:00（消費 100 kW100 \text{ kW}）
    ・PG(6)=0P_G(6)=0, PG(12)=600P_G(12)=600 なので、傾きは 100 kW/h100 \text{ kW/h}。
    ・PG(7)=100 kWP_G(7)=100 \text{ kW}。ここから余剰開始。
    ・PG(10)=400 kWP_G(10)=400 \text{ kW}。
    ・この区間の余剰部分は、7時で 0 kW0 \text{ kW}、10時で 300 kW300 \text{ kW} の三角形となる。
    ・よって、余剰電力量は 12×3×300=450 kWh \dfrac{1}{2} \times 3 \times 300 = 450 \text{ kWh} 。
  2. 10:00～12:00（消費 300 kW300 \text{ kW}）
    ・PG(10)=400 kWP_G(10)=400 \text{ kW}, PG(12)=600 kWP_G(12)=600 \text{ kW}。
    ・平均発電 500 kW500 \text{ kW} - 消費 300 kW300 \text{ kW} = 余剰 200 kW200 \text{ kW} × 2 h2 \text{ h} = 400 kWh400 \text{ kWh}。
  3. 12:00～15:00（消費 300 kW300 \text{ kW}）
    ・12時以降は傾き −100 kW/h-100 \text{ kW/h}。
    ・PG(12)=600 kWP_G(12)=600 \text{ kW}。
    ・PGP_G が 300 kW300 \text{ kW} になるのは 12+(600−300)/100=1512 + (600-300)/100 = 15時。
    ・平均発電 450 kW450 \text{ kW} - 消費 300 kW300 \text{ kW} = 余剰 150 kW150 \text{ kW} × 3 h3 \text{ h} = 450 kWh450 \text{ kWh}。
  4. 合計
    450+400+450=1300 kWh450 + 400 + 450 = 1300 \text{ kWh}。
    以上より、選択肢(2)が正解です。
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