エネルギー変換工学

科目基礎情報

学校	富山高等専門学校	開講年度	2017
授業科目	エネルギー変換工学
科目番号	0262	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: 1
開設学科	電気制御システム工学科	対象学年	5
開設期	前期	週時間数	1
教科書/教材	図解エネルギー工学（平田哲夫、田中誠、熊野寛之、羽田善昭共著、森北出版）
担当教員	百生 登

到達目標

①内燃機関について概要が理解できる
②ガスタービンについて概要が理解できる
③蒸気タービンについて概要が理解できる
④外燃機関について概要が理解できる
⑤火力発電について概要が理解できる
⑥風力・水力発電について概要が理解できる
⑦太陽光発電について概要が理解できる
⑧燃料電池、熱電発電について概要が理解できる

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
内燃機関について概要が理解できる	オットーサイクル，ディーゼルサイクル，サバテサイクルの熱効率が計算できる．内燃機関の熱効率を高める方法を説明できる．	オットーサイクル，ディーゼルサイクル，サバテサイクルの熱効率が計算できる．	オットーサイクル，ディーゼルサイクル，サバテサイクルの熱効率が計算できない．
ガスタービンについて概要が理解できる	ブレイトンサイクル，ジェットエンジンサイクルの熱効率を計算できる．熱効率を高める手法について熱効率を計算できる	ブレイトンサイクル，ジェットエンジンサイクルの熱効率を計算できる．	ブレイトンサイクル，ジェットエンジンサイクルの熱効率を計算できない．
蒸気タービンについて概要が理解できる	ランキンサイクルの効率が計算できる．再熱，再生サイクルの熱効率が計算できる．	ランキンサイクルの効率が計算できる．	ランキンサイクルの効率が計算できない．
外燃機関について概要が理解できる	スターリングエンジンの説明ができる	スターリングエンジンの概略を説明ができる	スターリングエンジンの説明ができない
火力発電について概要が理解できる	燃焼によるエネルギーが計算できる．火力発電における発電効率を説明できる．	火力発電における発電効率を説明できる．	火力発電における発電効率を説明できない．
風力・水力発電について概要が説明できる	風力・水力発電について風車，水車の種類や特徴を説明できる．相似則を用いた計算ができる．	風力・水力発電について風車，水車の種類や特徴を説明できる．	風力・水力発電について風車，水車の種類や特徴を説明できない．
太陽光発電について概要が説明できる	太陽光発電の原理，発電効率，最大動作点の説明ができる．発電効率を高める工夫が説明できる	太陽光発電の原理，発電効率，最大動作点の説明ができる．	太陽光発電の原理，発電効率，最大動作点の説明ができない．
燃料電池、熱電発電について概要が説明できる	燃料電池の原理が説明できる．燃料電池の理論起電力，発電効率が計算できる． ゼーベック効果を説明できる．性能指数の説明ができる．	燃料電池の原理が説明できる．ゼーベック効果を説明できる．	燃料電池の原理が説明できない．ゼーベック効果を説明できない．

教育方法等

概要:

経済活動の発展とともにエネルギー消費は増大し，エネルギー危機や環境問題を引き起こしている．本講義では主に熱エネルギーから動力や電力への変換技術および変換効率を中心とし，さらに，自然エネルギーの有効利用の観点から，風力発電，水力発電や太陽光発電の基礎を講義する．

授業の進め方・方法:

講義を行い，必要に応じて課題を課す．

注意点:

授業計画は，学生の理解度に応じて変更する場合がある。

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	授業の概要説明 授業の目的と予定、エネルギー問題とは	エネルギー変換工学を学ぶ意義を説明できる。
		2週	エネルギーの種類とその変換	エネルギーには多くの形態があり互いに変換できることを、具体例を挙げて説明できる。
		3週	熱エネルギーから力学的エネルギーの変換 オットーサイクル	オットーサイクルの熱効率が計算できる．
		4週	熱エネルギーから力学的エネルギーの変換 ディーゼルサイクル，サバテサイクル	ディーゼルサイクル，サバテサイクルの熱効率が計算できる．
		5週	熱エネルギーから力学的エネルギーの変換 ガスタービン	ブレイトンサイクルの熱効率，及び再生，再熱サイクルの熱効率が計算できる．
		6週	熱エネルギーから力学的エネルギーの変換 蒸気タービン	ランキンサイクルの熱効率，及び再生，再熱サイクルの熱効率が計算できる．
		7週	熱エネルギーから力学的エネルギーの変換 スターリングサイクル	スターリングサイクルの種類が説明できる．
		8週	熱エネルギーから電気エネルギーへの変換 火力発電所	燃焼による火力発電所の効率を理解し，効率を高める方法について説明できる．
	2ndQ
		9週	熱エネルギーから電気エネルギーへの変換 地熱発電・海洋温度差発電	地熱発電，海洋温度差発電についての熱サイクルが説明できる．
		10週	風力・水力エネルギーから電気エネルギーへの変換の基礎	ベルヌーイの定理及び流体から物体に働く力が計算でき，ベッツの運動量理論から理論効率が説明できる．
		11週	風力エネルギーから電気エネルギーへの変換	風力発電について風車種類や特徴を説明できる．
		12週	水力エネルギーから電気エネルギーへの変換	水力発電について水車種類や特徴を説明できる．水車の相似則を用いた計算ができる．
		13週	光・化学・熱エネルギーから電気エネルギーへの変換：太陽光発電	太陽光発電について概要が説明できる
		14週	光・化学・熱エネルギーから電気エネルギーへの変換：燃料電池・熱電発電	燃料電池、熱電発電について概要が説明できる
		15週	期末試験
		16週	解答の解説及びアンケート

評価割合

	試験	課題	合計
総合評価割合	70	30	100
専門的能力	70	30	100