発電・電気エネルギー

科目基礎情報

学校 東京工業高等専門学校 開講年度 令和03年度 (2021年度)
授業科目 発電・電気エネルギー
科目番号 0176 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 機械工学科 対象学年 5
開設期 後期 週時間数 2
教科書/教材 よくわかる発変電工学(箕田充志他、電気書院)
担当教員 玉田 耕治

目的・到達目標

各発電方式の原理を理解し,主要設備について説明することを目的とする。また,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ことを目的とする。さらに,現代のエネルギー需給およびエネルギー資源の概要を理解するとともに,循環型社会形成に向けて必要不可欠な電気エネルギーの供給・利用における新エネルギー技術について学ぶ。環境問題を踏まえたエネルギーについて考えられるエンジニアになることを目標とする。

ルーブリック

理想的な到達レベルの目安(優)標準的な到達レベルの目安(良)最低限の到達レベルの目安(可)未到達レベルの目安(不可)
評価項目1背景理論を明確に理解した上で水力発電の原理について理解し水力発電の主要設備などについて説明できる。水力発電の原理について理解し水力発電の主要設備などについて説明できる。水力発電の原理・主要設備などについて部分的に説明できる。水力発電の原理・主要設備などについて説明できない。
評価項目2背景理論を明確に理解した上で火力発電の原理について理解し火力力発電の主要設備などについて説明できる。火力発電の原理について理解し火力発電の主要設備などについて説明できる。火力発電の原理・主要設備などについて部分的に説明できる。火力発電の原理・主要設備などについて説明できない。
評価項目3背景理論を明確に理解した上で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などについて説明できる。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などについて説明できる。原子力発電の原理・主要設備などについて部分的に説明できる。原子力発電の原理・主要設備などについて説明できない。
評価項目4背景理論を明確に理解した上で新エネルギー・再生可能エネルギーを用いた発電の原理について理解し主要設備などについて説明できる。新エネルギー・再生可能エネルギーを用いた発電の原理について理解し主要設備などについて説明できる。新エネルギー・再生可能エネルギーを用いた発電の原理・主要設備などについて部分的に説明できる。新エネルギー・再生可能エネルギーを用いた発電の原理・主要設備などについて説明できない。
評価項目5背景理論を明確に理解した上で電気エネルギーの発生・輸送・利用と環境問題との関わりついて説明できる。電気エネルギーの発生・輸送・利用と環境問題との関わりついて説明できる。電気エネルギーの発生・輸送・利用と環境問題との関わりついて部分的に説明できる。電気エネルギーの発生・輸送・利用と環境問題との関わりついて説明できない。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
今後のエネルギー問題においては、エネルギーセキュリティとともに、地球温暖化への対応などの環境制約が重要な
課題である。本講義では、現代のエネルギー需給およびエネルギー資源の概要を理解するとともに、循環型社会形成に向けて必要不可欠な電気エネルギーの供給・利用における新エネルギー技術について学ぶ。環境問題を踏まえたエネルギーについて考えられるエンジニアになることを目標とする。
授業の進め方と授業内容・方法:
授業では、各発電方式の原理および主要設備などについて説明する。また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する。
電気工学科教員が分担して授業を実施する。
注意点:
本科目の成績は担当教員毎にレポートを課し、総合的に評価する。体調不良等により休んだ場合もレポートを提出すること。
電気回路、電子回路を復習しておくことが必要。授業中においても計算が必要になる場合がある。電卓を準備しておくことが必要。
授業の予習・復習及び演習については自学自習により取り組み学修すること。

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容・方法 週ごとの到達目標
後期
3rdQ
1週 エネルギーの発生と利用 エネルギーと電力の違いを理解する。さらに,エネルギー資源やエネルギー消費について理解する。
2週 水力発電(1) 水力発電の原理について理解する。
3週 水力発電(2) 水力発電の主要設備,課題について理解する。
4週 火力発電(1) 火力発電の基礎について学習し,熱エネルギーの第一,第二法則,熱機関(カルノーサイクル等)について理解する。
5週 火力発電(2) 火力発電の主要設備,課題について理解する。コンバインドサイクルについて理解する。
6週 原子力発電(1) 原子力発電の原理について理解する。原子力発電の主要設備,課題について理解する。
7週 原子力発電(2) 結合エネルギーと質量欠損、原子核反応断面積,核分裂連鎖反応について理解する。
8週 太陽光発電(1) 太陽光発電の概要とSi系、化合物系、有機系太陽光発電の種類、原理、特徴について理解する。
4thQ
9週 太陽光発電(2) 太陽光発電システムの現状と課題について理解する。
10週 風力発電 風力発電の原理と課題について理解する。
11週 その他の再生可能エネルギー 地熱,波力,潮汐発電等の原理について理解する。
12週 燃料電池およびエネルギー貯蔵 燃料電池の原理と構造について理解する。さらにエネルギー貯蔵の必要性について理解する。
13週 電力品質と電力システムの経済的運用および電気エネルギーの輸送・利用 電力品質および電力システムの経済的運用について理解する。さらに,エネルギーの輸送・利用についても理解する。
14週 環境問題 環境問題を踏まえたエネルギーシステムについて理解する。
15週 まとめと課題 授業を振り返り、課題に取り組む。
16週

評価割合

試験発表相互評価態度ポートフォリオレポート合計
総合評価割合00000100100
基礎的能力000006060
専門的能力000004040
分野横断的能力0000000