到達目標
（科目コード：21452、英語名：Energy Engineering）（授業計画の週は回と読替えること）
この科目は長岡高専の教育目標の(D)と主体的に関わる。この科目の到達目標と、成績評価上の重み付け、各到達目標と長岡高専の学習・教育到達目標との関連を以下の表に示す。①熱エネルギーから力学的エネルギーへの変換について理解する 。４０％（ｄ１）、②熱エネルギーから電気エネルギーへの変換について理解する。３０％（ｄ１）、③風・水・光・化学・熱から電気エネルギーへの変換について理解する 。３０％（ｄ１）
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 | 最低限の到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
| 評価項目1 | 熱エネルギーから力学的エネルギーへの変換について詳細に理解している。 | 熱エネルギーから力学的エネルギーへの変換について理解している。 | 熱エネルギーから力学的エネルギーへの変換について概ね理解している。 | 左記に達していない。 |
| 評価項目2 | 熱エネルギーから電気エネルギーへの変換について詳細に理解している。 | 熱エネルギーから電気エネルギーへの変換について理解している | 熱エネルギーから電気エネルギーへの変換について概ね理解している | 左記に達していない。 |
| 評価項目3 | 風・水・光・化学・熱から電気エネルギーへの変換について詳細に理解すしている。 | 風・水・光・化学・熱から電気エネルギーへの変換について理解すしている。 | 風・水・光・化学・熱から電気エネルギーへの変換について概ね理解すしている。 | 左記に達していない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
現在、我々の経済活動の発展にともないエネルギー消費量が著しく増大し、エネルギー資源の枯渇や地球環境の悪化などの問題が世界中で議論され、それらを改善しなければならない時期に来ている。本講義では、このようエネルギー事情を踏まえ、エネルギー変換の知識と基礎の習得、さらには環境に調和した次世代のエネルギー源に関しての講義を行う。講義では、エネルギー変換の基礎となる熱力学を中心にエネルギー変換効率に関して行う。
○関連する科目：電力システム工学（前年度履修）
授業の進め方・方法:
適宜、授業で必要な補足資料を配布し、講義を進める。また授業の進度に応じて理解を深めるための演習を授業中もしくはレポート形式で実施する。
この授業は学修単位科目のため、事前・事後学習として「週ごとの到達目標」欄に示す課題などを実施する。
注意点:
本講義では、講義に関するレポートを出し、エネルギー工学に関しての理解と習熟を目指す。
適宜、教科書以外の参考資料を配布する。
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
エネルギーの種類とその変換 |
熱力学第一法則について理解する。
課題：熱力学第一法則に関する問題。
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| 2週 |
熱エネルギーから力学的エネルギーへの変換（１） |
理想気体と状態量について理解する。
課題：温度、圧力、エンタルピーに関する問題。
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| 3週 |
熱エネルギーから力学的エネルギーへの変換（２） |
気体の膨張・圧縮過程について理解する。
課題：等温、等体積、等圧での体積膨張に関する問題。
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| 4週 |
熱エネルギーから力学的エネルギーへの変換（３） |
気体の断熱膨張・圧縮過程について理解する。
課題：断熱での体積膨張に関する問題。
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| 5週 |
熱エネルギーから力学的エネルギーへの変換（４） |
理想機関について理解する。
課題：カルノーサイクルに関する問題。
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| 6週 |
エントロピー |
エントロピーについて理解する。
課題：T-S線図に関する問題。
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| 7週 |
内燃機関（1） |
オットーサイクル、ディーゼルサイクルについて理解する。
課題：ディーゼルエンジンについて調査。
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| 8週 |
内燃機関（2） |
再生・再加熱サイクルについて理解する。
課題：ブレイトン再生サイクルに関する問題。
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| 2ndQ |
| 9週 |
外燃機関（1） |
ランキンサイクルについて理解する。
課題：火力発電所の熱効率に関する問題。
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| 10週 |
外燃機関（2） |
原子力発電について理解する。
課題：原子力発電の熱効率に関する問題。
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| 11週 |
風力から電気エネルギーへの変換 |
風力発電のメカニズムについて理解する。
課題：風力発電に関する問題点について調査せよ。
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| 12週 |
水力から電気エネルギーへの変換 |
水力発電のメカニズムについて理解する。
課題：水力発電に関する問題点について調査せよ。
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| 13週 |
太陽光発電 |
太陽光発電のメカニズムについて理解しする。
課題：太陽電池の原理に関する問題。
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| 14週 |
燃料電池 |
燃料電池の電力発生メカニズムについて理解する。
課題：燃料電池の原理に関する問題。
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| 15週 |
熱電発電 |
熱電発電の原理について理解する。
課題：熱電発電の実施例に関する問題。
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| 16週 |
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
| 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 | 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 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 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 | |
評価割合
| レポート | 合計 |
| 総合評価割合 | 100 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 100 | 100 |