第一種電気工事士 過去問
令和6年度(2024年)下期
問17 (一般問題 問17)
問題文
高圧電力系統に連系する太陽電池発電設備の太陽電池モジュールから電力系統へ至る機器の接続順序として、正しいものは。
ただし、当設備にはマイクロインバータを使用していないものとする。
ただし、当設備にはマイクロインバータを使用していないものとする。
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問題
第一種電気工事士試験 令和6年度(2024年)下期 問17(一般問題 問17) (訂正依頼・報告はこちら)
高圧電力系統に連系する太陽電池発電設備の太陽電池モジュールから電力系統へ至る機器の接続順序として、正しいものは。
ただし、当設備にはマイクロインバータを使用していないものとする。
ただし、当設備にはマイクロインバータを使用していないものとする。
- 太陽電池モジュール − パワーコンディショナ − 接続箱 − 変圧器 − 電力系統
- 太陽電池モジュール − 接続箱 − パワーコンディショナ − 変圧器 − 電力系統
- 太陽電池モジュール − パワーコンディショナ − 変圧器 − 接続箱 − 電力系統
- 太陽電池モジュール − 接続箱 − 変圧器 − パワーコンディショナ − 電力系統
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この過去問の解説 (2件)
01
この問題は、高圧電力系統に連系する太陽光発電設備の接続順序 について、正しいものを選ぶものです。太陽光発電システムでは、太陽電池モジュールで発電した直流電力をパワーコンディショナ(PCS)で交流に変換し、受電設備を介して高圧系統へ接続する流れになります。マイクロインバータを使用しない前提で、適切な構成を理解することが求められます。
受電盤は通常、変圧器の後に設置されることが一般的です。この順序では受電盤が変圧器より先に配置されており、正しい流れではありません。
この選択肢は不正解です。
正しい接続順序では、太陽電池モジュールからの直流電力を接続箱でまとめ、パワーコンディショナで交流に変換し、変圧器で電圧調整した後に電力系統へ連系されます。この記述は正しいです。
この選択肢は正解です。
受電盤は、通常、変圧器の前ではなく後に配置されます。この順序は適切ではありません。
この選択肢は不正解です。
パワーコンディショナは、太陽電池モジュールの直流電力を交流に変換する装置であり、受電盤や変圧器よりも前に設置されるのが通常です。この順序は適切ではありません。
この選択肢は不正解です。
太陽光発電システムの基本的な接続順序 は、太陽電池モジュール → 接続箱 → パワーコンディショナ → 変圧器 → 電力系統 という流れになります。この流れを守ることで、適切に電力を変換・調整し、安定した系統連系を実現することができます。
特に、パワーコンディショナは直流から交流への変換を行うため、変圧器や受電盤の配置と順序に注意することが重要 です。太陽光発電設備の構成を正しく理解し、適切な設計・施工を行いましょう。
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02
この問題を解くには、太陽電池発電設備の発電プロセスを正しく理解していることが求められます。
接続の順序は、DC→整合→AC変換→昇圧→系統連系という流れを正しく理解していれば、正解が②ということがわかります。
この選択肢は、不正解です。
何故なら太陽電池モジュールによって発生する電流は直流であるため、この太陽光発電によって得られた数百ボルトの直流電源をパワーコンディショナーによって交流に変換しなければ商用電源として使えないからです。
そもそも接続箱でこの直流を取り込み、それをパワーコンディショナーで交流で使用するので、①の接続方法では無理なので誤りとなります。
この選択肢は、正解です。
太陽電池発電の発電プロセスは、太陽電池モジュール(太陽光パネル)を用い、直流の電気を発生させ、パワーコンディショナーを経由して
電気の品質を安定させ、それを電気回路に接続することで電源供給が可能となるのです。
従って、この②の接続順序はこの内容にかなっているので正解です。
この選択肢は、不正解です。
太陽電池モジュールから接続箱へとなるのにパワーコンディショナーの後に接続箱となっているので誤りです。
この選択肢は、不正解です。
パワーコンディショナーと変圧器の順番が逆です。
変圧器は交流を昇圧するものであり、直流には使えないのです。
この問題を解くにあたり必要な注意事項を以下のようにまとめています。
太陽電池モジュール:
太陽の光を受けて直流(DC)電力を発生させていることを理解します。
接続箱:
複数の太陽電池モジュールからの出力をまとめる(並列・直列接続の整合)役割をします。
これにより一つの回路として効率よく次の機器に電力を送れるようになります。
パワーコンディショナ:
接続箱からの直流電力を、交流(AC)電力に変換(インバータ機能)する装置であることを理解します。
また、電圧や周波数の調整、系統との同期も行います。
変圧器:
パワーコンディショナで作られた交流電力を、高圧に昇圧して送電に適したレベルに変換することを理解します。
高圧系統との電圧レベルの整合を図るために必要です。
電力系統:
最終的に、変圧器を通して電力会社などの送配電ネットワーク(電力系統)に電力を供給します。
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