【講義紹介:電験三種】電力 1(水力発電/火力発電)
予定されている講義について,簡単に紹介していきたいと思います。
電験三種講座:電力科目の 1 回目は「水力発電/火力発電」です。
※あくまでも「簡単な紹介」ですので,講義で扱う全ての項目に触れているわけではありません。
電力科目の学習にあたって
まずは試験の傾向と対策を頭に入れます。
理論科目や機械科目は「しっかり腰を据えて」勉強する必要がありますが,電力科目(や法規科目)はある程度効率を追求したほうがよいでしょう。
電力系統の概要をおさえます。
電力科目の学習をしていくうえで,「今,学習していること」が,電力系統のどの部分の話なのかを見失わないことが大切です。
電力の需給バランスについて考えてみます。
「電力の供給より電力の需要が多いと…」などという表現がありますが,それは「厳密に」正しいのでしょうか?
電力の需給バランスを取るためには何をしなければならないのでしょうか?
電力の需給バランスが崩れると何が起きるのでしょうか?
このようなことを,「皆さんがすでに理解していること」を前提にして説明いたします。
日負荷曲線について学習します。
日負荷曲線がどのようになっているのか,その日負荷曲線に対応するためにはどのような考え方で発電がなされているのか,といったことを学びます。
水力発電
水力発電の分類について学びます。
分類する観点が2つありますので,それぞれについて学びます。
ベルヌーイの定理について学びます。
結局はエネルギー保存の法則なのですが…。
水車の分類について学びます。
人名ばかりでなかなか覚えにくい所ではありますが,「どういう観点で分類されているのか」を考えることで,すこしは覚えやすくなるでしょう。
比速度について学びます。
「比速度」という翻訳が,その意味を不明瞭にしているような気がしないでもありません。
英語表記は本質をよく表していると思います。
キャビテーションについて学びます。
「固体・液体・気体の違いは何なのか」「液体が気体になるとはどういうことなのか」といった物理的な観点から捉えることが大事です。
固体や液体において,分子同士はもちろん「電気的吸引力」でくっついているのです。
水力発電の出力や,揚水時に必要な動力の式を導出します。
一度導出したら,あとは「覚えて使う」ことになるでしょう。
速度調定率について学びます。
自動制御における「比例制御」をよく理解していれば,速度調定率についてもよく理解できることでしょう。
火力発電
最初に,火力発電の概要についてまとめます。
汽力発電において重要な「水–蒸気」が持つエネルギー(エンタルピー)について学びます。
詳細に入り込もうとするとそれなりに難しい話なのですが,それらを簡単に扱うアプローチをとりますので心配は要りません。
エントロピーについて学びます。
エントロピーの定義を知れば,それが「増大してしまう」のも無理はないということが理解できるでしょう。
また,エントロピーという概念がどのように「便利なのか」も理解できるでしょう。
さて,エンタルピーとエントロピーは文字としては似ていますが,その物理的な意味は全く異なります。
ただ,あまりにも文字が似ているので,「エントロピーについて言えること」を「エンタルピーについて言えること」だと誤解することのないよう,注意したいところです。
水の $T–s$ 線図について学びます。
水が液体から気体(蒸気)になる様子をイメージしながら学びたいところです。
ランキンサイクルという,汽力発電の根幹の部分を学びます。
- システムはどうなっているのか
- 各種の線図との対応はどうなっているのか
ということを理解することが重要です。
ボイラ,タービン,発電機について,その分類などを学びます。
論説問題対策としては大事なところでしょう。
汽力発電所の設備について学びます。
やみくもに覚えようとしても,なかなか覚えられないかもしれません。
「なぜそのような順番で並んでいるのか」といった観点で眺めることが重要です。
汽力発電の各種効率や,復水器の損失計算について,考え方を紹介します。
もはや「電気の計算」でもなんでもないので,「素直に」かんがえればよいだけの話です。
燃料と燃焼について学びます。
論設問題としても,計算問題としても出題されるテーマです。
コンバインドサイクルについて学びます。
火力発電の主役といってもよいでしょう。
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