|| 英語(English)
学習支援計画書(シラバス) 検索システム
専門教育課程 電気電子工学科(2018年度入学〜)
授業科目区分 科目名 単位数 科目コード 開講時期 履修方法
専門教育課程
専門科目
専門
電気エネルギー発生工学
Electric Power Generation
2 E622-01 2022年度
5期(前学期)
修学規程第4条を参照
担当教員名
*印は、実務経験のある教員を示しています。
授業科目の学習・教育目標
キーワード 学習・教育目標
1.水力発電 2.火力発電 3.原子力発電 4.新しい発電技術 電気エネルギーの発生に関する基礎知識を修得し,具体的に活用できる。 現代社会を支える電力は,火力,原子力,水力発電所などで生み出され,送配電網で需要家 に供給さる。本科目では,各種発電の原理,発電設備とその特徴など発電に関する基本を学 ぶ。主力の火力発電については,設備や熱力学による発電効率の計算法などを,原子力発電 については,原理,原子炉の形式,燃料サイクル,安全性などを学ぶ。また,水力発電や新 しい発電法(太陽,風力,地熱,燃料電池発電)についても原理や特徴などを学ぶ。
授業の概要および学習上の助言
<概要> 1.発変電の概要 2.火力発電  2.1火力発電所の仕組み,熱力学と熱効率計算  2.2火力発電所の設備の概要,環境対策など  2.3コンバインドサイクル及びガスタービン発電 3.原子力発電  3.1原子力発電所の仕組み,核反応  3.2原子力発電所の構成要素,炉形式,設備の概要  3.3原子力発電の安全性       3.4プルサーマルの概要,原子燃料サイクルと放射性廃棄物の処理 4.新しい発電技術  4.1太陽発電  4.2風力発電  4.3地熱発電  4.4燃料電池発電 5.水力発電  5.1水力発電所の仕組みと発電方式, 5.2水車,水車発電機設備の概要  5.3水力学,発電計画と運転,出力,揚水電力,効率の計算 <助言> 電気の知識だけではなく,熱力学や水力学など物理学の知識も必要となる。十分な予習・復習が必要である。
教科書および参考書・リザーブドブック
教科書:発電・変電(改訂版)[オーム社(電気学会)] 参考書:電験三種なるほど電力[オーム社]、電験3種Newこれだけシリーズ これだけ電力[電気書院] リザーブドブック:指定なし
履修に必要な予備知識や技能
この科目は「電気機器」や「電気エネルギー伝送工学」とも関係が深いので関連づけて理解するように努めること。この科目 は電気主任技術者資格取得のための履修科目である。
学生が達成すべき行動目標
No. 学科教育目標
(記号表記)
L 火力発電の各種熱サイクルを正しく理解し,熱効率の計算ができ,火力発電の特徴,設備,課題などを説明できる。
L 原子力発電の原理,炉の形式,燃料サイクル,廃棄物処理および安全性について正しく理解し,説明できる。
L 太陽発電,風力発電,地熱発電および燃料電池発電について原理と特徴を説明できる。
L 水力発電について原理,設備およびその特徴を説明でき,発電計算を行うことができる。
達成度評価
評価方法
試験 クイズ
小テスト
レポート 成果発表
(口頭・実技)
作品 ポートフォリオ その他 合計
総合評価割合 20 50 30 0 0 0 0 100
指標と評価割合 総合評価割合 20 50 30 0 0 0 0 100
総合力指標 知識を取り込む力 10 30 20 0 0 0 0 60
思考・推論・創造する力 5 10 10 0 0 0 0 25
コラボレーションと
リーダーシップ
0 0 0 0 0 0 0 0
発表・表現・伝達する力 5 10 0 0 0 0 0 15
学習に取組む姿勢・意欲 0 0 0 0 0 0 0 0
※総合力指標で示す数値内訳、授業運営上のおおよその目安を示したものです。
評価の要点
評価方法 行動目標 評価の実施方法と注意点
試験 水力発電の理解度を確認するために1回実施する。 学習内容をしっかりと復習してから受験すること。
クイズ
小テスト
主力発電設備の理解度を確認するために2回実施する。(1回目:火力(20%),2回目:原子力・新しい発 電(30%)) 学習内容をしっかりと復習してから受験すること。
レポート 理解度向上のために適宜実施する。 相談や質問があればオフィスアワーを利用すること。
成果発表
(口頭・実技)
作品
ポートフォリオ
その他
具体的な達成の目安
理想的な達成レベルの目安 標準的な達成レベルの目安
■汽力発電・内燃力発電・ガスタービン発電・コンバインドサ イクル発電の違いを説明できる。各種熱サイクルのTS線図を書 くことがでる。TS線図から理論熱効率の式を導出できる。エネ ルギーの流れをもとに,発電端熱効率や送電端熱効率などの計 算式を導出できる。■原子力発電の仕組みや各方式の違いを説 明できる。アインシュタインの式を用いて放出エネルギーを計 算できる。安全防護設備を説明できる。再処理と原子燃料サイ クルを説明できる。■太陽発電・風力発電・地熱発電・燃料電 池の仕組みと特徴を説明できる。■水力発電・揚水発電の仕組 みを説明できる。速度の式を用いて水車の定格回転速度やを発 電機の極数を計算できる。位置エネルギーの式からタービン軸 出力や発電機出力などの計算式を導出できる。 ■火力発電の仕組みを説明できる。汽力発電・内燃力発電・ガ スタービン発電・コンバインドサイクルの違いを説明できる。 各種付属設備を説明できる。熱サイクルを説明できる。発電端 熱効率や送電端熱効率などの計算ができる。■原子力発電の仕 組みや各方式の違いを説明できる。アインシュタインの式を用 いて放出エネルギーを計算できる。安全防護設備を説明できる 。再処理と原子燃料サイクルを説明できる。■太陽発電・風力 発電・地熱発電・燃料電池の仕組みと特徴を説明できる。■水 力発電や揚水発電の仕組みを説明できる。各種設備を説明でき る。比速度の式を用いて水車の定格回転速度やを発電機の極数 を計算できる。タービン軸出力や発電機出力などが計算できる 。
CLIP学習プロセスについて
一般に、授業あるいは課外での学習では:「知識などを取り込む」→「知識などをいろいろな角度から、場合によってはチーム活動として、考え、推論し、創造する」→「修得した内容を表現、発表、伝達する」→「総合的に評価を受ける、GoodWork!」:のようなプロセス(一部あるいは全体)を繰り返し行いながら、応用力のある知識やスキルを身につけていくことが重要です。このような学習プロセスを大事に行動してください。
※学習課題の時間欄には、指定された学習課題に要する標準的な時間を記載してあります。日々の自学自習時間全体としては、各授業に応じた時間(例えば2単位科目の場合、予習2時間・復習2時間/週)を取るよう努めてください。詳しくは教員の指導に従って下さい。
授業明細
回数 学習内容 授業の運営方法 学習課題 予習・復習 時間:分
1回 【ガイダンス】 学習支援計画書や授業の進め方などの説明。 【発変電の概要】 各種発変電技術の発達,概要,電力事情などを学ぶ。 講義と質疑 教科書(pp.1-16)と配布資料を読 み,各種発電設備の違い,負荷曲 線と負荷平準化を理解する。 200
2回 【火力発電1】 火力発電所の仕組みと熱力学を学ぶ。 講義と質疑 教科書(pp.99-106)と配布資料を 読み,火力発電所の仕組みと,熱 力学を理解する。エンタルピーと エントロピーを理解する。 200
3回 【火力発電2】 熱サイクルと設備(ボイラ,蒸気タービン,タービン 発電機,環境設備など)を学ぶ。 講義と質疑 教科書(pp.107-154,pp.166-170) と配布資料を読み,各種熱サイク ルのT-s線図,T-s線図を用いた理 論熱効率の計算法を学ぶ。ボイラ やタービンなどの設備について, 概要を説明できるようにする。 200
4回 【火力発電3】 熱効率計算,ガスタービン発電,コンバインドサイク ル発電,内燃力発電を学ぶ。 講義と質疑 教科書(pp.155-166,pp.185-196) と配布資料を読み,発電端熱効率 ,燃料消費率,CO2ガス発生量な どの計算法を学ぶ。ガスタービン や内燃力発電の概要を説明できる ようにする。コンバインドサイク ルの熱効率計算をできるようにす る。 200
5回 【火力発電4】 振り返り授業 と 小テスト1の実施 質疑と小テスト 行動目標①を達成できるよう,1 〜4回目の学習内容をしっかりと 復習しておく。 200
6回 【原子力発電1】 原子力発電の仕組みを学ぶ。 講義と質疑 教科書(pp.197-202)と配布資料を 読み,放出エネルギーや熱中性子 炉の仕組みを説明できるようにす る。 200
7回 【原子力発電2】 原子力発電の構成要素,加圧水型軽水炉,沸騰水型軽 水炉,改良型加圧水型軽水炉,改良型沸騰水型軽水炉 ,高速増殖炉を学ぶ。 講義と質疑 教科書(pp.202-221)と配布資料を 読み,原子燃料や減速材などの機 能や性質,加圧水型軽水炉や沸騰 水型軽水炉の仕組みと出力制御法 を説明できるようにする。各種改 良型軽水炉の改良点や高速増殖炉 の仕組みを説明できるようにする 。 200
8回 【原子力発電3】 原子燃料サイクルと安全防護設備を学ぶ。 【新しい発電1】 概要,太陽発電,風力発電を学ぶ。 講義と質疑 教科書(pp.223-230)と配布資料を 読み,原子燃料サイクルの仕組み を説明できるようにする。安全設 計の考え方や非常用炉心冷却系な どの安全防護設備を説明できるよ うにする。 教科書(pp.235-242)と配布資料を 読み,太陽発電や風力発電の概要 を説明できるようにする。太陽発 電システムを説明できるようにす る。風力発電の出力を計算できる ようにする。 200
9回 【新しい発電2】 地熱発電,燃料電池発電を学ぶ。 講義と質疑 教科書(pp.242-247,pp.257-258) と配布資料を読み,地熱発電や燃 料電池発電の原理を説明できるよ うにする。各種燃料電池の動作温 度,電解質,用途の違いなどを説 明できるようにする。 200
10回 【原子力発電4】・【新しい発電3】 振り返り授業 と 小テスト2の実施 質疑と小テスト 行動目標②と③を達成できるよう ,6〜9回目の学習内容をしっかり と復習しておく。 200
11回 【水力発電1】 発電方式と水力学を学ぶ。 講義と質疑 教科書(pp.17-31)と配布資料を読 み,水力発電の方式を説明できる ようにする。ベルヌーイの定理の 応用方法を理解する。理論水力, 発電機出力を計算できるようにす る。 200
12回 【水力発電2】 揚水電力と水車の比速度・回転速度などを学ぶ。 講義と質疑 教科書(pp.31-41)と配布資料を読 み,水力発電の方式を説明できる ようにする。揚水電力,水車発電 機の定格回転速度を計算できるよ うにする。 200
13回 【水力発電3】 設備(ダム,導水施設,水車,水車発電機など)を学ぶ 。 講義と質疑 教科書(pp.42-89)と配布資料を読 み,水力発電の方式を説明できる ようにする。ダムや水車の種類な どを説明できるようにする。 200
14回 【水力発電4】 振り返り授業 と 試験の実施。 質疑と試験 行動目標④を達成できるよう,11 〜13回目の学習内容をしっかりと 復習しておく。 200
15回 提出物の返却,解説,補足授業,成績確認,自己点検 ,授業アンケート 講義と質疑 解説や補足授業を通じて,「理解 できたところ」と「理解が不十分 だったところ」を把握し,今後の 活動に活かす準備をする。 200