１ 水力発電所の出力は、次式で表される P=９．８＊水量＋高さ＊水車効率＊発効率 ピーマン食ってや急に腹痛になる 定格出力×発電負荷÷ 9.8×有効落差×水車効率×発電効率 Q=2500*0.8/(9.8*100*0.92*0.94) 答え 2.36 （２）

問 1水車は動作原理から，衝動水車と反動水車に大別できる。衝動水車はペルトン水車，反動水車はフランシス水車，プロペラ水車，カプラン水車，斜流水車などがある「1.水車の種類と構造」)。ペルトン水車は，高落差に適している「ペルトン水車の特徴」参照 )。水車の回転速度は， 1000 min-1 以下であり商用周波数 (50Hz，60Hz)の交流を発生させるためには，発電機の磁極数を多くしなければならない 「(1)水車発電機の構造」参照 )。答 (5)

発電所では，発電機で発生したおよそ10kVの電圧を275kV～500kVの超高圧に昇圧して送電している。変圧器をY結線にすると線間電圧がとなり巻線の絶縁に対して有利であるから，系統側(二次側)はY結線にしている。なお，発電機側(一次側)は第3高周波が除去できるのでΔ結線にしている。したがって，(3)が誤りである。一般的に，昇圧用はΔ－Y結線，降圧用はY－Δ結線と覚えておくとよい(3)

点Aおよび 点Bの水圧管の内径断面積をそれぞれA1,A2とすると A1=(π/４)*2.5^2 A2=(π/４)*2.^2 VB=(A1/A2)*Va =4.96 1.27 =6.31 (4)と (5) (2.5/25)^2*4=(2.0/2)^2*v V= 6.25 30+(4^2/2*9.8)+(25*10^3/1000*9.8)=0+(6.25^2/2*9.8)+(P/1000*9.8) (P/1000*9.8)＝30+(4^2/2*9.8)+(25*10^3/1000*9.8)-0+(6.25^2/2*9.8) = 30 0.816 2.555 1.992 30+0.816+2.55-1.99= 31.376 =31.4*980 =30748.48 307*10^3[kPa] j 答え ４

問 1水車は動作原理から，衝動水車と反動水車に大別できる。衝動水車はペルトン水車，反動水車はフランシス水車，プロペラ水車，カプラン水車，斜流水車などがある (P.32「1.水車の種類と構造」～P.33参照)。ペルトン水車は，高落差(こうらくさ)に適している「ペルトン水車の特徴」。水車の回転速度は， 1000 回転 以下であり商用周波数 (50Hz，60Hz)の交流を発生させるためには，発電機の磁極数を多くしなければならない(1)水車発電機の構造 。答 (5)

水車を運転中に、流水を急に遮断すると、水圧管内の流水の運動エネルギーが圧力のエネルギーに変化し、水圧管内に高い圧力が発生す＆、この圧力が水圧管内の上部と下部を反復に搬する現象を。水撃作用という。水撃作用は、水速変化が大きいほど、水圧管の長さが長いほど、水車人口弁の閉鎖時間が短いほど、いずれも大きくなる。 なお、水撃作用を軽減するために、サージタンクが設置されている。答え（１）

ます、この発電所の有効落差Heは、総落差-損失落差で求められますので He=110-10=100[m] また使用水量Qeは、最大使用水量の60[%]ですから Qe=15*0.6=9[m^3/s] 以上からこの発電所の年間発電電力量W〔GW・h〕は W=9.8QeHeηt η;効率 t:時間[h] W=9.8*9*100*0.6*3600*24*365≒69.54〔GW・h〕 よって(2)が最も近い数値となります。

空気管は、水圧鉄管上部の制水弁より水車側に取り付けられ、制水弁が閉じられた場合、管内が真空になるため、これを防止するために施設されている。（３）

問1 水力発電所の出力P[kW]は，次式で表される(P.20式(1・10))。P＝9.8QHηwηg上式においてQは流量[m3/s]，Hは有効落差[m]，η は水車効率，ηは発電機効率である。題意により， 水車上流側の上部水槽で水位が上昇したことおよび水車流量が低下した，とあるので水車を含む水位観測地点(上部水槽)より下流側水路が出力低下の原因と考えられる。答(2)

火力発電・・・化石燃料使用。燃料費高騰により、高コスト。化石燃料なので将来的には枯渇する。短中期には最も用いられる。水力発電・・・発電量に乏しい。比較的高コスト。ダム設置による環境破壊は深刻。一定割合は占めるが将来、大きな比率を占めることはない。原子力発電・・・これまでは、低コストで発電でき、炭酸ガス排出もしないし、燃料も枯渇の虞がないことから理想的な発電だとされてきたが、福島以降事故時のダメージの大きさから忌避される傾向。運用を積極的にする国と廃止する国にはっきり分かれる模様。風力発電・・・電力供給の安定性に著しく欠如。また、低周波騒音などにより、広範囲の住民に健康被害の可能性が指摘される。発電に炭酸ガスを排出しないので期待される。高コストなので一部の先進国から受け入れられるのみ。

ご質問者様こんにちわ。電子力発電ではなく、原子力発電ですね。原子力発電設備は沖縄を除き、日本全国に５４基ありますが、３・１１震災において東京電力の福島第一原子力発電所が、被災して緊急停止した後に事故により６基ある原子炉のうち、１・２・３・４号機が使えなくなってしまいました。壊れてしまった詳しいことは除きます。そのため、原子力発電所は信頼が失墜し、現在３基しか稼動していません。震災前の状態では、・火力発電所が６割・原子力発電所が２割強・水力発電所が２割弱大まかな割合でしたが、現在ではほとんど火力発電所の電気に頼っています。火力発電所の中でも、天然ガスを使う火力が５割程度で、石炭を使う火力発電所が３割程度、残りは原油・重油・ナフサを使った発電所です。詳しいことがお知りになりたければ、ご質問をいただいたら回答を差し上げます。エネルギーに関心を持っていただけて、大変にうれしいと思います。ご参考になれば幸いです。

長所：未利用自然エネルギーの回収長所：小水力水車と発電機の製造業者が潤う短所：莫大な設備費用短所：非灌漑期には用水流量減少のため、発電能力減となる。

首都直下地震対応については、政府レベルでは内閣府および中央防災会議等の横断的調整により、様々なシミュレーションが為されています。http://www.bousai.go.jp/1info/cyousa.htmlお尋ねの電気の件ですが、東日本大震災では、東北電力管内では6月18日に全面復旧されています。http://www.cao.go.jp/shien/2-shien/1-infra.html特に東京電力管内は放射状に幹線の電力網が延びており、各地に発電所があるためネットワークとしては相当なリダンダンシーが確保されています。勿論、それぞれが耐震設計が為されており、首都直下としてネットワークが崩壊するということは考えにくいでしょう。特に都内の共同溝に入っている幹線の電力などびくともしないでしょう。ただ問題はご指摘のとおり発電量ですよね。少なくとも東日本大震災以前では、非被災地が電力不足に陥る可能性は低かったでしょう。やはりご原発がストップしているのが辛そうです。ちなみに阪神大震災時、耐震が見直される前ですら、京都も大阪も停電にはなっていません。あと、問題は、架空線。すなわち被災地の電柱の倒壊です。この復旧にそこそこ時間を要します。しかし、近年だいぶ補強はされており、中越沖でも能登沖でも今回の震災でも震度６弱程度では、折損はないと聞いていないし、６強でも殆どないと思います。どうかな。食料は阪神大震災でも東北大震災でも、震災後３日後には被災地である尼崎や盛岡は、ふんだんにありました。もちろん偏りはありますが。平常時に、物流は国・地方自治体が関与していない世界なので、非常時の物資は極めて偏りますが、とりあえず食べ物はあります。むしろ壊滅的被災地の周辺地、今回でいうと茨城県などが物資不足に陥る傾向が強いようです。今回の震災は、構造物に被害を与える周期の地震動が弱かったため、内陸部の被害は、地震の規模に比して小さかったです。東北道も緊急車両は当日に通していました。やはり物流は道路ですから、民間物流は、道路の被害状況が大きいように思います。防災のプライオリティは、個人的には①人命、人が死なないこと②被災者の生活再建③そこそこの被災地の人の生活維持・帰宅困難者対策①＞②＞③だと思っています。先ずは自分が死なないこと、また、家屋倒壊のような状況になった場合のことは結構考えていますが、③は、あまり気にしていません。物資の備蓄も大切ですが、家具の固定や、テレビを倒れにくい場所に置く等は気にしています。大震災が起きれば或る程度の不自由はあたりまえで、極論を言えば、３ヶ月間海外で遊びにいけば、もどってくれば、よっぽどの被災地でない限り、インフラ系はほとんど復旧しているでしょう。これは極論。なので、私にとって、怖いのは電力不足よりも、登山中に地震が起き、落石で死ぬことです（笑）。ちなみに、筑波山でも３月１１日に１名亡くなられています。私の居住地は震災でインフラ系が随分と止まりましたが、たのしく、平地で山ライフを送ったものです。あと、日本の復興パワーは捨てたもんじゃありません。http://blogs.sacbee.com/photos/2011/09/japan-marks-6-months-since-ear.htmlたぶん、偏った少数派の意見だと思います。参考にはならないと思いますが、すみません。

＞○斜流水車の比速度≦(20000/H＋20)＋40式の表し方が間違いです。20000が分子でH＋20が分母、それに＋40だから斜流水車の比速度≦{20000/(H＋20)}＋40と表します。比速度は、ペルトンが12≦Ns≦23、フランシスがNs≦{20000/(H＋20)}＋30、カプランがNs≦{20000/(H＋20)}＋50と思った。補足後の再計算結果有効落差P＝(1065－930)×0.97＝130.95≒131m水車の出力P＝9.8×75×131×0.89＝85693.65≒85700kW比速度の限界Ns＝{20000/(131＋20)}＋40＝172.45・・・≒172m・kWN＝Ns×{H^(5/4)/P^(1/2)}で計算はOKです。H^(5/4)っていうのは^(5/4)を書き換えると、H^(4/4＋1/4)です。これはH^(4/4)×H^(1/4)、H×Hの4分の1乗、つまりHにHを√を2回繰り返した数字を乗ずる。ってことです。例：16^(5/4)＝16^(4/4＋1/4)＝16^(4/4)×16^(1/4)※^(4/4)は1だから消える。16^(1/4)＝√(√16)＝√4＝2＝16×2＝32^(1/2)は√ってことです。N＝172×{131^(5/4)/85700^(1/2)}Ｎ≒260{min^(-1)}解答群が記載されていないので想像になるが、60Hzだから260以下でそれに見合う回転数を選ぶことになる。

雪は溶けると水になります。シベリアの川は春になる雪解けの水で洪水になります。水力発電は，雨や雪の形で地上に降る水のエネルギーをい利用しています。

ご質問者様昨年３月１１日に震災において、茨城県沿岸の常陸那珂火力発電所と、福島県沿岸の広野火力発電所は津波により、設備の破損があったようです。しかし壊滅的な打撃は受けておらずに速やかに復旧しました。東京湾沿岸から横浜に掛けての火力発電所は、被害を受けておらずに発電していたり、緊急に起動ならびに像負荷したりすることができました。水力発電所は全く被害がありませんでした。関係者から聴いた話ですが、福島第一・第二原子力発電所が止まったために、火力発電所の電力だけでは足りずに、通常は行わない水力発電所の夕方から深夜に掛けて、フル回転させて何とか電力供給をしてしのいだそうです。さて、現在の各鉄道会社では省エネ対策を継続中です。・券売機の台数の削減・駅構内・駅社内の照明の削減・鉄道車両内部の照明の削減・鉄道車両内部のエアーコンディショナーの電力節約運転この努力が功を奏しているものだと思いますので、これ以上電力の供給が逼迫するようなことが無ければ、電力ピーク時の運行には差し支えないように思います。また、現在照明設備のＬＥＤ化が検討・実施されています。これらの対策もよい方向に向くのではないかと考えます。ご参考になれば幸いです。

ご質問者様試験用プラントが沖縄にあります。電源開発株式会社の「沖縄やんばる海水揚水発電所」です。http://www.jpower.co.jp/yambaru/index.html問題はいろいろあります。まずは海水揚水用の水車の耐塩害技術です。その他、ガイドベーンや水車ケーシングなどにも耐塩害技術を施します。このあたりは試験用プラントで一定の技術的評価は得られたようです。しかし、大型化するにはコスト面での問題があるようです。次に大変なのが上池の塩害です。落差をとらなければならないので、やはり上池は山間部などに作ることになります。ここで問題なのが揚水した海水が上池水面から飛沫し、周辺の森林への塩害があるとのことです。海水に強い植物・樹木だけならよいのですが、なかなかそうは行きませんので生態系の破壊が問題としてあります。次に上池の湖底から地下水脈に海水がしみこんでしまうのは、これは防がなくてはなりませんので、上池の表面にかなり大掛かりな防水対策をしないと、地下水を海水で汚染してしまう恐れがあります。このような問題を抱えておりますので、実用化は非常に厳しいというのが現状です。ご参考になれば幸いです。

火： 熱エネルギー＞機械エネルギー＞電気エネルギー水： 位置エネルギー＞機械エネルギー＞電気エネルギー

そうです。「流体のエネルギーをタービンで回転力（機械エネルギー）に変え、それを発電機で電気エネルギーに変えている」ということです。使う流体水：水力発電蒸気：火力発電、原子力発電流体に勢いをつける方法水力発電：位置エネルギー、落差火力発電：化石エネルギーによる熱原子力発電：核分裂による熱

水の循環を起こすもととなっているのは、「太陽エネルギー」です。太陽エネルギーにより、海の水が蒸発して雲をつくり、雨を降らせ、ダムの水となります。全ての恩恵は太陽にあります。

☆補足を受けてです。なるほど。これでしたら回答しやすいです。①火力発電石油など（化石または化学エネルギー）→ボイラー（熱エネルギー）→タービン（運動エネルギー）→発電機（電気エネルギー）②原子力発電ウラン（原子力エネルギー）→原子炉（熱エネルギー）→タービン（運動エネルギー）→発電機（電気エネルギー）③水力発電高い所の水（位置エネルギー）→ダム（運動エネルギー）→タービン（運動エネルギー）→発電機（電気エネルギー） エネルギーの移り変わりの勉強ですね。頑張ってください（＾＾）/○火力発電電気エネルギー ← 化学エネルギー（化石エネルギー） ← 太陽エネルギー （植物の光合成による）○原子力発電電気エネルギー ← 原子力エネルギー ← ウランなどの持つ化学エネルギー ？○水力発電電気エネルギー ← 水の運動エネルギー ← 水の位置エネルギー ← 太陽エネルギー （雲をつくるための水の循環のエネルギーのもととなる）

http://www.iae.or.jp/energyinfo/energydata/data1024.htmlこのへんで調べましょうね！

生徒たちが授業に集中してくれないから、ちょっとからかったのかも知れません。 雷のエネルギーを利用できたらノーベル賞ものだという話は良く聞きますね。 しかしそんな研究には予算がつかないですよ。

言いたいことは分かりますが、もうちょっと具体的な根拠を提示してください

ご質問者様丁寧なご質問、大変に興味を持ちました。確かに日本各地には、ご質問者様の指摘する池の水や灌漑用水路など、小水力発電設備が設置可能な地点はたくさんありますが、結果的には計画・試算段階で採算が合わないケースが多いようです。でも、前向きに考えましょう。【法的な部分について】ひとつは公営公園の運営規約などの改定が必要かと思います。公営公園の運営目的に発電事業の項目を加える必要があるでしょうね。後は、電気事業法の手続きをすれば大きな問題は無いと考えます。【技術的な部分について】まずは小水力発電のコンサルタント（設計・施工・事業性）業者に、コンサルタント業務委託をして、その結果から判断したほうが正確です。難しいのが発電した電気をどのように扱うかです。ご存知とは思いますが電気というものは、現段階で電気を貯めることができません。ですので、小水力発電設備が一生懸命発電しても、公園内で昼間に電気を使わないときは電気の行き場がありません。解決方法が二つあります。一つ目は電力会社の配電設備など連系（接続）する方法です。これですと、公園内で電気を使っていないときは、発電した電気を電力会社に買ってもらいます。そして公園内で照明などの電気の消費が始まると、それに合わせて公園内の電気を自前で賄う方法です。二つ目が蓄電です。先ほど「電気は貯められない。」と申し上げましたが、厳密に言うと「交流の電気」が貯められないのです。私たちが消費している電気は交流の電気です。小水力発電は「交流」の電気を作ります。これを「直流」に変換して蓄電池、車に積んでるバッテリーですね、これに蓄えることはできます。しかし、交流を直流に変換する設備が必要なこと、たくさんの蓄電池が必要になることから、設置面積をたくさん必要とし、変換設備・蓄電設備費用とこれを維持するための維持費が問題になり、完全に採算は取れないと考えます。【結論】現実的にはハードルがかなり高いと思います。でも、公営公園を中心として自然エネルギーと、水生物や自然環境との調和を目指し、市民活動から地域一体となって取り組むことはできると思います。このとき、小水力発電事業のコストUPは将来の貯金と考えたり、後世に残す自然保護への投資と考えたり、そう言ったみんなの意識が必要になってゆくと思います。小水力発電は地域住民が一体となって取り組まないと、なかなか成立しない”事業”なんですね。近い将来、もっと小水力発電所が身近なものになればいいですね。ご参考になれば幸いです。

多分誘導モーターでしょうから発電させるには一工夫必要です。「誘導モーターで発電」で調べてください。http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%81%8B%E3%81%94%E5%BD%A2%E4%B8%89%E7%9B%B8%E8%AA%98%E5%B0%8E%E7%99%BA%E9%9B%BB%E6%A9%9F

再生可能エネルギーの比率は、現在が約１０パーセントなんです。事故前の話ですが（事故後は原発の比率が極端に悪く、現在3パーセントぐらいなので。）火力＝68.5パーセント、原子力＝22.3パーセント（現在3パーセント）、水力＝5.8パーセント、再生可能エネルギー＝3.2パーセントです。ところが、ウイキペディアによれば、再生可能エネルギーとして、 バイオ燃料 、バイオマス 、地熱発電 、太陽エネルギー 、水力発電 、潮力発電 、波力発電、 風力発電、 他記載されています。http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%86%8D%E7%94%9F%E5%8F%AF%E8%83%BD%E...水力を入れれば約１０パーセントって処なのですよ。原発が約20パーセントなので、あと１０パーセント発電すれば原発と同じぐらいになります。あと１０パーセントだったら簡単だと思いませんか。

ご質問者様利点についてです。遠隔操作、ボタンひとつで発電の開始・停止が可能です。発電機の出力調整も非常に柔軟にできます。機械装置も他の発電設備よりは保守点検しやすく、特殊な金属疲労・部品の腐食などの心配が要りません。水力発電所の方式には、多く利用されているのがダム式です。これは河川の源流近くに適当な渓谷を見つけます。この渓谷の岩盤が有効であるとすれば、そこの大型のダム（重力式・アーチ式など）を建設します。ダムが完成すると渓谷は河川の源流を食い止めてしまうので、ダム湖として沈んでしまいます。その渓谷で暮らしていた人たちは、別の生活の場所を探さなければなりません。その手伝いは電力会社やダム施工主がします。ダムでせき止められた水は、ダム以降の河川に水が流れなくなるので、加工では海水の逆流、河川中流域では水が流れてきていないといった自然破壊を招きます。そこに住んでいたいろいろな動植物がすめなくなりました。次にダム湖にはたくさんの流木や、山に放棄されている不法ごみや土砂が流入し、ダム湖の湖底に堆積したりしており、ダムの貯水率を著しく下げています。そうすると、大雨などで鉄砲水が起きたときは、ダムの保護のために緊急に放水をします。哀れな事故もありましたね。発電所は最近ではTBM（とんねるボーリングマシーンを使い、山の景観を壊さないように地下に設置します。１期の出力は３５～４５万kWほ発電機が２～３基設置されています。問題点として挙げられていた河川下流の環境保護のため、最低放水量を確保して環境保全をしています。ざっくりとしたお答えになりましたが、ご参考になれば幸いです。

It was possible to avoid power shortage during summer peak times thanks to power-saving efforts by businesses and households. The deficit from halted nuclear plants can be made up for by resuming the operation of thermal and hydraulic plants that haven't been used.This is a good way to keep costs low.

昔、結構大規模な浄水場の電気使用量を見たことがありますが、もともとがそんなに大電力を使用してません。ですから大きな電力は期待は出来ないと思います。また、昔そのような案もありましたが、適切なポンプ設備への見直しやインバーター制御にするなどの方法も考えられます。どのような対策が良いのかケースバイケースと思います。費用対効果も考えて省エネルギーに努めて頂きたいと思います。