問題文
次の文章は、風力発電に関する記述である。
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。風車は回転軸の方向により水平軸風車と垂直軸風車に分けられ、大電力用には主に (ア) 軸風車が用いられる。
風がもつ運動エネルギーは風速の (イ) 乗に比例する。また、プロペラ型風車を用いた風力発電で取り出せる電力は、損失を無視すると風速の (ウ) 乗に比例する。風が得られれば電力を発生できるため、発電するときに二酸化炭素を排出しない再生可能エネルギーであり、また、出力変動の (エ) 電源とされる。
発電機には誘導発電機や同期発電機が用いられる。同期発電機を用いてロータの回転速度を可変とした場合には、発生した電力は (オ) を介して電力系統へ送電される。
上記の記述中の空白箇所(ア)~(オ)に当てはまる組合せとして、正しいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
選択肢
大電力用は一般にプロペラ型の水平軸風車なので(ア)=水平。
風の運動エネルギーは \(E=\dfrac{1}{2}mv^{2}\) より風速\(v\)の2乗比例で(イ)=2。一方,単位時間に通過する質量が\(v\)に比例するため,取り出せる電力は概ね\(v^{3}\)比例となり(ウ)=3。
風況で出力が大きく変わるので(エ)=大きい。可変速の同期発電機は周波数が一定にならないため,電力変換装置を介して系統連系するので(オ)=電力変換装置。以上より(2)。