概要:
水力発電、火力発電および原子力発電等の発電方法・設備について学習する。また、これら電気エネルギー発生に伴う環境への影響についても触れる。そして、環境に優しい発電方法として太陽光発電・風力発電等についても学習する。
授業の進め方・方法:
前期中間試験20 %、前期末試験20 %、後期中間試験20 %、卒業試験20 %、提出物10 %、受講態度・学習への取り組み方10 %を総合的に評価し、総合評価60 点以上を合格とする。各試験は、各到達目標に対応した内容の問題を出題する。試験問題のレベルは、各到達目標が確認できる程度とする。
注意点:
電気主任技術者認定の必修科目である。
・授業中の居眠りや許可なく携帯電話・スマートフォン・タブレット端末を使用した場合、最終評価点から減点する。
・写しと判断した課題は誰がオリジナルであろうと0点とする。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
発変電の概要およびガイダンス |
日本の電力エネルギー発生の歴史的変遷を説明できる。
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2週 |
水力発電の基礎1 |
水力学としてベルヌーイの定理を理解できる。
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3週 |
水力発電の基礎2 |
水のエネルギーを算出する基となるベルヌーイの定理を用いて基礎的な計算ができる。
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4週 |
水車の出力と効率 |
水車の理論出力が計算でき、総合効率に影響を与える要因を説明できる。
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5週 |
水力設備 |
水力設備の名称と特徴的な機能を説明できる。
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6週 |
水車の種類と付属装置 |
水車の種類と特徴、付属設備の名称、機能および関連する専門用語を説明できる。
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7週 |
水車発電機と電気設備・揚水発電・運転・保守 (中間試験と解説) |
水力発電機の分類、揚水発電の目的、実用化状況等を説明できる。
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8週 |
火力発電所の仕組み・種類と熱力学 (中間試験と解説) |
火力発電の系統図、種類、熱サイクルの理解に必要な熱力学の基礎を説明できる。
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2ndQ |
9週 |
熱サイクル |
熱サイクルの名称とその特徴を説明できる。
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10週 |
ボイラ及び付属設備 |
ボイラとその付属設備の名称、機能を説明できる。
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11週 |
蒸気タービン及び付属設備 |
蒸気タービンの種類、特徴およびその付属設備の名称、機能について説明できる。
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12週 |
タービン発電機と電気設備 |
タービン発電機形式、冷却形式、電気設備の名称、機能を説明できる。
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13週 |
発電効率と熱効率 |
火力発電の発電効率及び熱効率について理解でき、熱効率向上対策を説明できる。
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14週 |
火力発電の環境対策
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火力発電における環境対策を説明できる。
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15週 |
期末試験 |
前期の内容を包括的に理解できている。
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16週 |
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後期 |
3rdQ |
1週 |
原子力発電の仕組み |
原子力発電の仕組みを説明できる。
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2週 |
核反応、核エネルギー |
原子の放出エネルギーおよび核分裂、核融合を説明できる。
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3週 |
原子炉 |
原子炉の反応原理、構成要素と機能、材料、種類と特徴を説明できる。
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4週 |
原子力発電所の主要設備 |
原子力発電所の主要設備の特徴を説明できる。
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5週 |
原子燃料の再処理 |
原子燃料の再処理方法を説明できる。
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6週 |
原子燃料サイクル |
原子燃料サイクルを説明できる。
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7週 |
原子力発電の運転・保守・管理 (中間試験と解説) |
原子力発電所運転時における保守・管理上の安全防護設備・システムを説明できる。
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8週 |
新しい発電と電力貯蔵1 (中間試験と解説) |
風力発電、地熱発電、天然ガス発電における利点と今後の課題について説明できる。
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4thQ |
9週 |
新しい発電と電力貯蔵2 |
海洋発電、太陽光発電、太陽熱発電における利点と今後の課題について説明できる。
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10週 |
新しい発電と電力貯蔵3 |
燃料電池における利点と今後の課題について説明できる。
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11週 |
発変電の仕組み |
発変電の目的、仕組みについて説明できる。
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12週 |
変電所の設備1 |
変電所を構成している設備、設備の名称、機能について説明できる。
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13週 |
変電所の設備2 |
変電所を構成している設備、設備の名称、機能について説明できる。
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14週 |
変電所の運転・保守・管理 |
変電所の運転に関する安全の基本について説明できる。
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15週 |
期末試験 |
本科目について包括的に理解できている。
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16週 |
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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 | 電気回路 | 電力量と電力を説明し、これらを計算できる。 | 3 | |
交流電力と力率を説明し、これらを計算できる。 | 3 | 前4 |
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 | 後12,後13,後14,後15 |
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 | 後12,後13,後14,後15 |
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。 | 4 | 後12,後13,後14,後15 |
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 | 後12,後13,後14,後15 |
高調波障害について理解している。 | 3 | 後12,後13,後14,後15 |
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。 | 4 | 後11 |
電力システムの経済的運用について説明できる。 | 4 | 後11 |
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。 | 4 | 前2,前3,前4,前5,前6,前7 |
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。 | 4 | 前8,前9,前10,前11,前12,前13,前14,前15 |
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。 | 4 | 後1,後2,後3,後4,後5,後6,後7 |
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。 | 4 | 後8,後9,後10 |
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。 | 4 | 前7,前15,後7 |