2級電気工事の発電設備｜水力・火力・新エネルギー【2026年】

2級電気工事の発電設備｜水力・火力・新エネルギー【2026年】は、発電方式の名前は言えるのに正誤問題で迷う人に向けた記事です。令和8年度前期に出た3問を起点に、汽力発電の熱の流れ、水力の水路と水撃、負荷率の読み方、そして太陽光・風力の設備規定までを順に確認します。設問そのものは載せず、同じ判断を試せる独自の数値と条件に置き換えました。

本記事は2026年8月5日時点の資料で内容を照合しています。根拠は、建設業振興基金が公表した令和8年度前期の検定問題・正答肢、発電用水力設備および発電用火力設備に関する技術基準を定める省令、国土交通省の公共建築工事標準仕様書（電気設備工事編）令和7年版です。設問の対象は回ごとに入れ替わるため、後期問題の公表後は改めて確認してください。

現行形式｜発電は電気工学等と電気設備の両方に出る

62問のうち40問を解答する現行形式では、区分ごとに解答すべき数が決まっています。発電に関する内容は、次の二つの区分に分かれて現れました。

この回は、原子力発電と再生可能エネルギーそのものを問う設問はありませんでした。ただし発電設備は範囲に含まれ続けるため、方式ごとの原理は残しつつ、出題実績のある「熱効率」「水路と水撃」「負荷の指標」を先に固めるのが効率的です。区分の選び方は「2級電気工事施工管理技士の選択問題｜62問中40問の解き方【2026年】」で確認できます。

令和8年度前期に出た3問｜対象と公式正答肢

No.5｜汽力発電の効率は「入れる熱」と「捨てる熱」で決まる

汽力発電は、ボイラで蒸気を作り、蒸気タービンを回し、復水器で冷やして水に戻す循環です。熱効率を上げる方法は、この循環のどこに手を入れるかで分類できます。

令和8年度前期No.5は、この最後の一つが向上対策として不適当で、公式正答肢は②でした。復水器は真空度を高く保つ、すなわち圧力を低くするほどタービン出口側の圧力が下がり、蒸気から取り出せる仕事が増えます。圧力を高くするのは逆方向の操作です。

判断の型は単純です。高温高圧側は上げる方向、低温低圧側は下げる方向、途中で捨てている熱は回収する方向。この三つに当てはめれば、初見の対策でも向きを判定できます。復水器の真空度が低下する原因（冷却水量の不足、真空系統の漏れ、管の汚れ）まで押さえると、運転側の記述にも対応できます。

汽力発電の機器の並び｜熱がどこで移るか

効率の話を機器の順序と結びつけておくと、対策の意味が具体的になります。給水は次の順に循環します。

1. 給水ポンプで圧力を上げる
2. 節炭器で排ガスの熱を受け取る
3. ボイラで蒸発させる
4. 過熱器で乾いた高温蒸気にする
5. 蒸気タービンで仕事をさせる（再熱サイクルでは途中で再熱器へ戻す）
6. 復水器で冷やして水に戻す

節炭器と過熱器はどちらも熱を受け渡す機器ですが、対象が給水か蒸気かで役割が違います。名称が似ていて混同しやすいため、「節炭器は水を温める」「過熱器は蒸気をさらに温める」と分けて覚えます。

なお、発電用火力設備に関する技術基準を定める省令は、ボイラー等、蒸気タービン、ガスタービン、内燃機関、燃料電池設備といった区分ごとに章を分けて基準を定めています。火力の設備が原動機の種類で整理されているという構造は、方式の分類を覚えるときの土台になります。

火力の方式｜汽力・ガスタービン・コンバインドサイクル

火力発電は、何で回すかによって分かれます。

• 汽力：燃料でボイラを焚き、蒸気で蒸気タービンを回す
• ガスタービン：燃焼ガスで直接ガスタービンを回す。起動が速い
• コンバインドサイクル：ガスタービンの排熱で蒸気を作り、蒸気タービンも回す
• 内燃機関：ディーゼル機関等で発電機を回す。非常用発電設備に多い

コンバインドサイクルは、ガスタービン単独では捨てていた排熱を回収するため、同じ燃料からより多くの仕事を取り出せます。効率の具体的な数値は、機種・容量・運転条件で幅があるため、順位や数値を固定して覚えるのではなく「排熱を二段目で使うから有利」という理由で押さえます。

No.11｜水撃作用は「急に止めるほど大きい」

水撃作用は、管路内の流れが急に変化したときに圧力が上昇・下降する現象です。令和8年度前期No.11では、次の関係が問われました。

この回は、入口弁の閉鎖に要する時間が長いほど大きくなるとした記述が不適当で、公式正答肢は④でした。閉鎖時間は長いほど水撃圧が小さくなる向きです。逆に言えば、緊急停止のように短時間で閉じる操作が最も厳しい条件になります。

水撃は理論上の話ではなく、設計の前提として法令に現れます。発電用水力設備に関する技術基準を定める省令では、水圧管路が耐えるべき荷重として、静水圧、水撃圧及びサージングによる上昇水圧の合成最大水圧を挙げています。管路の形式（露出、岩盤埋設、土中埋設）ごとに考慮する荷重の組合せが定められている点も、水撃が設計上の主要因であることを示しています。

水路の構成｜サージタンクは何のためにあるか

同じ省令の第2条は、「水路」を取水設備、沈砂池、導水路、ヘッドタンク、サージタンク、水圧管路及び放水路と定義しています。水圧管路は、ヘッドタンク又はサージタンクから水車に直接導水するための施設です。

この並びを見ると、サージタンクの位置づけが分かります。長い導水路と水圧管路の境目に水面を持つ施設を置くことで、水車側で流量が急変したときの圧力変動を吸収し、水撃の影響が導水路へ伝わるのを抑えます。名称を暗記するより、「どこと どこの間にあるか」で覚える方が確実です。

水力発電所の分類も、この構成の違いに対応しています。落差の得方では水路式・ダム式・ダム水路式、運用では流込み式・調整池式・貯水池式・揚水式に分かれます。No.11が「ダム水路式発電所の水圧管」と限定していたのは、ダムで水位を上げ、さらに水路で落差を稼ぐ形式を指しています。

水車の選定｜落差と流量で決まる

水車は、水のエネルギーをどう受け取るかで大きく二つに分かれます。

衝動水車は噴射した水の速度エネルギーを羽根で受け、反動水車は羽根の間を通る水の圧力変化も利用します。落差が高いほど水の速度で受け取る形式が有利になる、という向きで整理すると、選定の理由まで説明できます。

No.13｜日負荷率は平均を最大で割る

日負荷曲線は、1日の電力の変化を時刻順に並べたものです。日負荷率はその曲線から求める指標で、次の形で定義されます。

令和8年度前期No.13は、図示された日負荷曲線から平均電力と最大電力を読み取り、その比を求める問題で、公式正答肢は②でした。図の形を覚えるのではなく、次の手順を固定します。

1. 曲線を時間帯ごとの長方形に分け、電力×時間で電力量を合計する
2. 合計電力量を24時間で割り、平均電力を出す
3. 曲線の最も高い値を最大電力として読む
4. 平均÷最大を計算し、百分率にする

たとえば、1日のうち6時間が800kW、残り18時間が400kWなら、電力量は800×6＋400×18＝12,000kWh、平均電力は12,000÷24＝500kW、最大電力は800kWですから、日負荷率は500÷800＝62.5％です。分母が最大電力である点を取り違えると、答えが逆数になります。

負荷率が低いほど、ピークに合わせた設備が空いている時間が長いことを意味します。揚水発電や調整池式が需要の山に合わせて動くのは、この差を埋めるためです。

原子力発電｜蒸気をどこで作るかで分かれる

原子力発電も、蒸気でタービンを回す点は汽力発電と同じです。違いは熱源と、蒸気を作る場所です。

• 沸騰水型（BWR）：原子炉の中で水を沸騰させ、その蒸気を直接タービンへ送る
• 加圧水型（PWR）：一次冷却水を加圧して沸騰させず、蒸気発生器で二次側の水を蒸気に変えてタービンへ送る

二つの系統に分かれているかどうかが本質的な違いです。名称の漢字（沸騰・加圧）がそのまま一次側の状態を表しているため、「一次側が沸くのがBWR、沸かさないのがPWR」と対応させれば混同しません。

新エネルギー｜太陽光と風力は設備規定で押さえる

再生可能エネルギーは、原理よりも設備としての条件が問われる形に近づいています。公共建築工事標準仕様書（電気設備工事編）令和7年版の規定を見ると、確認すべき項目がはっきりします。

太陽光発電設備では、系統連系するものは「電力品質確保に係る系統連系技術要件ガイドライン」によることとされ、系統連系制御として電圧・周波数監視機能、単独運転検出機能、自動電圧調整機能などを求めています。単独運転の検出は、系統が停電しているのに発電を続けて作業者が感電する事態を防ぐための機能です。

風力発電装置については、同仕様書の節が定格出力20kW未満のものに適用され、これを超えるものは特記によるとしています。発電機の種類は永久磁石形同期発電機又は直流発電機、出力制御方式はピッチ制御、ストール制御、ファーリング制御等、極値風速は風車ハブ高さにおける50m/s、機側1mにおける運転音は特記がなければ80dB(A)以下です。

発電した電力を使う側の機器は「2級電気工事の電気機器｜変圧器・誘導電動機の要点【2026年】」、熱や光への変換は「2級電気工事の電力応用｜照明・電気加熱・電動力【2026年】」で扱っています。

施工管理として確認すること｜連系と停止の条件

建築設備側で発電設備に関わる場面では、次の点が確認対象になります。

• 系統連系する設備の保護機能（単独運転検出、電圧・周波数監視）が仕様どおりか
• 非常用発電設備の用途が消防法の非常電源か建築基準法の予備電源か
• 太陽電池アレイの支持物が風圧力・積雪等の荷重条件を満たしているか
• 竣工時の試験項目（絶縁、保護装置の動作、始動から受電までの一連の確認）

発電方式の知識は、これらの確認項目の背景説明にあたります。第一次検定全体の進め方は「2級電気工事 第一次検定の出題構成と攻略法【2026年・62問】」で調整してください。計算の基礎に不安がある場合は「2級電気工事の電気理論｜必須No.1〜4の計算【2026年】」に戻ります。

オリジナル確認問題

次の5問は、公式問題を転載せず、本記事用に作成したオリジナル問題です。

Q1. 汽力発電所の熱効率を上げる操作として正しいものはどれですか。
①復水器の圧力を高くする　②復水器の真空度を高くする　③タービン入口の蒸気圧力を下げる　④節炭器を取り外す

Q2. 水圧管の水撃圧が大きくなる条件はどれですか。
①入口弁をゆっくり閉じる　②入口弁を短時間で閉じる　③水圧管を短くする　④使用水量を一定に保つ

Q3. 1日の使用電力量が9,600kWh、最大電力が800kWのとき、日負荷率は何％ですか。
①40％　②50％　③60％　④75％

Q4. 水圧管路が、ヘッドタンク又はサージタンクから直接導水する先はどれですか。
①沈砂池　②導水路　③水車　④放水路

Q5. 一次冷却水を沸騰させず、蒸気発生器で二次側の水を蒸気に変える原子炉はどれですか。
①沸騰水型　②加圧水型　③どちらも同じ　④再熱型

公式資料

• 建設業振興基金「令和8年度前期 2級電気工事 第一次検定問題」：熱効率・水撃作用・日負荷率の各設問
• 建設業振興基金「令和8年度前期 2級電気工事 正答肢・配点」：②・④・②という正答の出典
• 建設業振興基金「令和8年度 2級電気工事 受検の手引」：検定の区分と受検手続
• 建設業振興基金「2級電気工事施工管理技術検定」：最新の実施情報の入口
• e-Gov法令検索「発電用水力設備に関する技術基準を定める省令」：水路の定義と水圧管路の設計荷重
• e-Gov法令検索「発電用火力設備に関する技術基準を定める省令」：ボイラー等・蒸気タービン・ガスタービン等の区分
• 国土交通省「公共建築工事標準仕様書（電気設備工事編）令和7年版」：太陽光発電設備・風力発電装置の規定

公式問題は学習対象の確認に、公式正答肢は自己採点に使用してください。本記事の確認問題は数値・条件を独自に設定しており、公式問題の複製ではありません。

まとめ

• 令和8年度前期の発電分野はNo.5・No.11・No.13で、公式正答肢は②・④・②でした。
• 汽力の効率は、高温高圧側は上げる、低温低圧側は下げる、捨てている熱は回収するの三方向で判断します。
• 水撃圧は、閉鎖時間が短いほど、管が長いほど大きくなります。省令でも水圧管路の設計荷重に含まれます。
• 日負荷率は平均電力を最大電力で割った値で、分母を取り違えると逆数になります。
• 太陽光・風力は原理よりも、系統連系保護や適用範囲といった設備規定で確認します。