概要:
本講義では,電力系統における発電および変電をベースにエネルギー変換全般について学ぶ。まず,世界および我国のエネルギー事情,水力発電,火力発電,原子力発電および新発電方式の仕組みを詳説し,後半では電力の変成,変圧器の運用,短絡電流計算および電力調相について詳説する。また,熱エネルギー変換における環境問題についても概説する。
授業の進め方・方法:
プロジェクターと板書による講義中心の授業となるが、ノートをしっかり取って、自分で調べたことを注釈として書き込むことが理解を助ける。また、本科目は学修単位であるので以下のように自学自習を60時間以上行うこと。
1)毎時間配布する演習問題あるいは章末問題を解答してレポートする。(約30時間)
2)各種発電方式における特徴および現状と問題点をレポートする。(約20時間)
3)各種変電方式にける特徴と問題点をレポートする。(約10時間)
注意点:
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
授業ガイダンスおよびエネルギーの概念 |
電力の需要とエネルギー別発電の現状を理解する。
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2週 |
水力発電所の発電方式と発電計算 |
電力の需要とエネルギー別発電の現状を理解する。 各種発電方式の理論と概要および得失を理解する。
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3週 |
水車と電気設備,揚水発電所 |
電力の需要とエネルギー別発電の現状を理解する。 各種発電方式の理論と概要および得失を理解する。
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4週 |
火力(汽力)発電所の仕組みと熱力学 |
電力の需要とエネルギー別発電の現状を理解する。 各種発電方式の理論と概要および得失を理解する。
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5週 |
汽力発電設備と熱効率計算 |
電力の需要とエネルギー別発電の現状を理解する。 各種発電方式の理論と概要および得失を理解する。
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6週 |
コンバインドサイクル発電,ガスタービン発電,内燃力発電 |
電力の需要とエネルギー別発電の現状を理解する。 各種発電方式の理論と概要および得失を理解する。
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7週 |
火力発電所の環境対策 |
電力の需要とエネルギー別発電の現状を理解する。 各種発電方式の理論と概要および得失を理解する。
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8週 |
前期中間試験 |
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2ndQ |
9週 |
原子力発電の仕組みと核反応 |
電力の需要とエネルギー別発電の現状を理解する。 各種発電方式の理論と概要および得失を理解する。
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10週 |
原子力発電の炉形式と特徴 |
電力の需要とエネルギー別発電の現状を理解する。 各種発電方式の理論と概要および得失を理解する。
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11週 |
原子燃料の再処理と原子燃料サイクル |
電力の需要とエネルギー別発電の現状を理解する。 各種発電方式の理論と概要および得失を理解する。
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12週 |
再生可能エネルギーによる発電 |
電力の需要とエネルギー別発電の現状を理解する。 各種発電方式の理論と概要および得失を理解する。
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13週 |
燃料電池発電 |
電力の需要とエネルギー別発電の現状を理解する。 各種発電方式の理論と概要および得失を理解する。
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14週 |
電力輸送システムの構成と送電システム |
変電、調相および交直変換の理論と概要を理解する。
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15週 |
変電所と配電システム |
変電、調相および交直変換の理論と概要を理解する。
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16週 |
前期期末試験 |
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分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
専門的能力 | 分野別の専門工学 | 電気・電子系分野 | 電力 | 三相交流における電圧・電流(相電圧、線間電圧、線電流)を説明できる。 | 3 | |
電源および負荷のΔ-Y、Y-Δ変換ができる。 | 3 | |
対称三相回路の電圧・電流・電力の計算ができる。 | 3 | |
直流機の原理と構造を説明できる。 | 3 | |
誘導機の原理と構造を説明できる。 | 3 | |
同期機の原理と構造を説明できる。 | 3 | |
変圧器の原理、構造、特性を説明でき、その等価回路を説明できる。 | 3 | |
半導体電力変換装置の原理と働きについて説明できる。 | 3 | |
電力システムの構成およびその構成要素について説明できる。 | 3 | |
交流および直流送配電方式について、それぞれの特徴を説明できる。 | 3 | |
電力品質の定義およびその維持に必要な手段について知っている。 | 3 | |
電力システムの経済的運用について説明できる。 | 3 | |
水力発電の原理について理解し、水力発電の主要設備を説明できる。 | 3 | |
火力発電の原理について理解し、火力発電の主要設備を説明できる。 | 3 | |
原子力発電の原理について理解し、原子力発電の主要設備を説明できる。 | 3 | |
その他の新エネルギー・再生可能エネルギーを用いた発電の概要を説明できる。 | 3 | |
電気エネルギーの発生・輸送・利用と環境問題との関わりについて説明できる。 | 3 | |