エネルギー工学

科目基礎情報

学校	和歌山工業高等専門学校	開講年度	平成30年度 (2018年度)
授業科目	エネルギー工学
科目番号	0046	科目区分	専門 / 選択
授業形態	授業	単位の種別と単位数	学修単位: 2
開設学科	知能機械工学科	対象学年	5
開設期	前期	週時間数	2
教科書/教材	「エネルギー工学入門」梶川武信著　掌華房
担当教員	福田 匡

到達目標

エネルギー管理士の受験基礎レベル、伝熱工学やエネルギー関連の基礎レベル

ルーブリック

	理想的な到達レベルの目安	標準的な到達レベルの目安	未到達レベルの目安
力学エネルギー	揚水発電、風力発電などの特長が理解でき、短所とともに説明できる	適切な助言などあれば、揚水発電、風力発電などの特長が理解でき、短所とともに説明できる	揚水発電、風力発電などの特長が理解できない
熱エネルギー	伝熱（熱移動）、対流、輻射の形式の基礎式が扱える	資料を見るなどすれば、伝熱（熱移動）、対流、輻射の形式の基礎式が扱える	伝熱（熱移動）、対流、輻射の形式の基礎式が理解できない
化学エネルギー	燃料電池の仕組みを説明できる	資料等あれば、燃料電池の仕組みを説明できる	燃料電池の仕組みが理解できない
光・核エネルギー	光起電力、核分裂・核融合などのエネルギー変換が説明できる	適切な助言等あれば、光起電力、核分裂・核融合などのエネルギー変換が説明できる	光起電力、核分裂・核融合などのエネルギー変換が理解できない

教育方法等

概要:

エネルギーに関する基礎的な知識と技術を学ぶ。エネルギーの各形態、伝熱工学の基礎知識、エネルギー機器の応用事例を概説して解析を行う。応用熱力学や燃焼理論、省エネルギーやコジェンネレーションについても概説する。

授業の進め方・方法:

我が国のエネルギー自給は５％以下にとどまり、その多くは化石燃料に負っている。原油価格の高騰は産業に深刻な影響を与えているが、今後も化石燃料が潤沢に供給される状態が永続するとは考えにくい。これらのことから、エネルギー源ならびにその変換に関する工学は、産業や生活インフラを支える知見としてますます重要となることを念頭に、授業内容が理解できるように進める。

注意点:

我が国のエネルギー自給は５％以下にとどまり、その多くは化石燃料に負っている。原油価格の高騰は産業に深刻な影響を与えているが、今後も化石燃料が潤沢に供給される状態が永続するとは考えにくい。従ってエネルギー源ならびにその変換に関する工学は、産業や生活インフラを支える知見としてますます重要となる。
＜事前学習＞
　次回学習する分野について基礎事項を確認しておく事。また教科書を一読しておくこと。
＜事後学習＞
　講義内容を復習し理解した上で、出された課題を次回提出できるよう解いておくこと。

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	エネルギー問題（人類とエネルギー、エネルギー需要の動向、環境問題）	エネルギー問題の概要を理解する
		2週	一次エネルギーの供給状況およびエネルギーの評価	1次エネルギーの種類と、現在の生産・消費動向を理解する
		3週	力学的エネルギーとその変換[1]（エネルギーの形態：運動、位置、回転）	一般的な運動を主に対象とした、力学エネルギーのそれぞれについて理解する
		4週	力学的エネルギーとその変換[2]（揚水発電、風力発電の原理・機器）	力学エネルギーの形が変わることを理解する
		5週	熱エネルギー[1]（形態，物理量）伝熱の基礎[1]（伝導、対流、輻射）	熱エネルギーの伝わり方の形態について理解する
		6週	伝熱の基礎[2]（伝導伝熱：フーリエ則，対流伝熱の特性、熱通過）	熱エネルギーの伝播、特に伝熱の法則について理解する
		7週	伝熱の基礎[3]（輻射伝熱の基礎式，形態係数）	熱エネルギーの伝播、輻射他の法則について理解する
		8週	熱エネルギーの変換サイクル（各サイクルの特性）	熱エネルギーの変換、カルノーサイクル他の仕組みを理解し、その変換効率に対する理解を行う
	2ndQ
		9週	化学エネルギー[1] （化学エネルギーの形態と変換）	化学エネルギーの形態について理解する
		10週	化学エネルギー[2] （燃料電池の原理，起電力など	燃料電池を対象とした、エネルギーの取り出し方などを理解する
		11週	化学エネルギー[3] （燃焼，反応熱，有効水素など）	水素吸蔵合金の働き、その燃焼における仕組みを理解する
		12週	光エネルギー[1] （光エネルギーの形態，光子エネルギー）	光の粒子性を理解し、ハッブル定数などの扱いを理解する
		13週	光エネルギー[2] （放射エネルギーの関係式，光エネルギの変換）	太陽光オアネルの原理などの理解する
		14週	核エネルギー[1] （核分裂反応，質量欠損，質量とエネルギの変換）	核エネルギの、分裂、融合の仕組みを理解する
		15週	核エネルギー[2] （原子力発電，核融合反応・発電）	試験返却、各エネルギの実装置の知見を理解する
		16週

評価割合

	試験	課題レポート	合計
総合評価割合	60	40	100
能力	60	40	100