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電気電子工学専攻
| 対象課程 |
科目名 |
単位数 |
科目コード |
開講時期 |
授業科目区分 |
| 博士前期課程（修士課程） |
電力・エネルギー統合特論
Electric Power and Energy
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4 |
2581-01 |
2024年度
前学期
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関係科目 |
| 授業科目の学習・教育目標 |
| キーワード |
学習・教育目標 |
| 1.電力系統の計画・運用・制御
2.電力エネルギーのスマート化
3.複合誘電体系の絶縁破壊現象
4.高電圧発生技術
5.地域連携
|
電気エネルギー・制御技術とそれを支える材料・デバイスに関する基礎知識を修得し、それ
らを具体的に活用できる。プロジェクトデザインIIIの知見も活用して、電力システムの運
用制御、ならびに複合絶縁系における絶縁破壊現象を学ぶ。前者では、我が国の電力・エネ
ルギー状況等を、後者では、絶縁材料の電気的破壊強度と電界分布との関連、実験的・理論
的解析技術等を学ぶ。実験・演習も実施し、電力システム運用制御の課題や電気絶縁の弱点
部を議論する。 |
| 授業の概要および学習上の助言 |
| ○授業の概要
この授業はセミナー形式により，我が国ならびに世界の電力・エネルギー状況，電力システムの計画・運用・制御，大電力
の輸送に不可欠な高電圧（高電界）現象，高電圧の発生法とその原理などを理解する。また，代表的な実験の実施によって現
象の観測とその考察を行い，これらの知識を基に電力応用と有効な電気絶縁設計法を考える。さらに，電力・エネルギー分野
に長けた講師による講演会を実施し，我が国の電力事情と今後の絶縁設計技術，および環境調和型電力機器開発の重要性など
を学ぶ。この内容について，感想と会得したことをレポートにまとめて提出する。
○学習上の助言
セミナーでは，英語で書かれた資料を使用し，各自が予習した内容を発表して質疑応答しながら進める。従って，電力シス
テム工学や高電圧工学の参考書を再度読み直して復習し，英語の専門用語に慣れておく必要がある。
実験では高電圧を用いた絶縁破壊現象を扱うので，指導教員の注意事項を忠実に守り，絶対に事故が発生しないよう真剣に
取り組むこと。 |
| 教科書および参考書・リザーブドブック |
| 教科書：必要に応じてを資料を配布する
参考書：E. Kuffel and W. S. Zaengl, "High Voltage Engineering - Fundamentals", Pergamon Press, 1984
R. Arora and W. Mosch, "High Voltage and Electrical Insulation Engineering", John Wiley & Sons,2011 |
| 履修に必要な予備知識や技能 |
| 授業内容には，電気磁気学，過渡現象論，高電圧パルスパワー工学，電気エネルギー発生工学，電気エネルギー伝送工学が含
まれる。これら科目を学んでいることが望ましい。 |
| 学生が達成すべき行動目標 |
| No. |
|
| ① |
グリーンエネルギーなどの電力・エネルギーに係る最新状況や電力系統システムの運用制御に係る機能が説明できる。 |
| ② |
系統運用に係るシミュレーションが実施できる。 |
| ③ |
複合誘電体系で起こる絶縁破壊現象と放電形態が説明できる。 |
| ④ |
高電圧発生法とその原理が説明できる。 |
| ⑤ |
高電圧発生装置を使用して電気絶縁試験を実施することができる。 |
| ⑥ |
我が国の将来的電力事情と環境保全型電力機器開発の関連性が説明できる。 |
| 達成度評価 |
| 総合評価割合 |
0 |
0 |
40 |
60 |
0 |
0 |
0 |
100 |
| 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 |
① |
|
|
| ② |
|
| ③ |
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| ④ |
|
| ⑤ |
|
| ⑥ |
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クイズ
小テスト |
① |
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| ② |
|
| ③ |
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| ④ |
|
| ⑤ |
|
| ⑥ |
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| レポート |
① |
レ |
和訳レポート，実験レポート，特別講演レポート |
| ② |
レ |
| ③ |
レ |
| ④ |
レ |
| ⑤ |
レ |
| ⑥ |
レ |
成果発表
(口頭・実技) |
① |
レ |
セミナーでのプレゼンテーションとディスカッション |
| ② |
|
| ③ |
レ |
| ④ |
レ |
| ⑤ |
|
| ⑥ |
|
| 作品 |
① |
|
|
| ② |
|
| ③ |
|
| ④ |
|
| ⑤ |
|
| ⑥ |
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| ポートフォリオ |
① |
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|
| ② |
|
| ③ |
|
| ④ |
|
| ⑤ |
|
| ⑥ |
|
| その他 |
① |
|
|
| ② |
|
| ③ |
|
| ④ |
|
| ⑤ |
|
| ⑥ |
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| 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 |
| ●グリーンエネルギーなどの電力・エネルギーに係る最新状況
や電力系統システムの運用制御に係る機能が説明できる。
●高電圧の発生原理を基にコンパクトな高電圧装置を設計・試
作できる。
●電力機器・設備の電気的弱点部を指摘でき，有効な電気絶縁
設計と高効率・コンパクト化が図れる。
●高電圧の測定と絶縁試験が実施できる。
●環境適合型電力機器を提案・開発でき，コンパクト化が図れ
る。
●我が国の将来的電力事情と電力機器開発の見通しを立てるこ
とができる。 |
●グリーンエネルギーなどの電力・エネルギーに係る最新状況
や電力系統システムの運用制御に係る機能が説明できる。
●高電圧の発生原理が説明でき，高電圧電源を設計できる。
●電力機器・設備の電気的弱点部を指摘でき，有効な電気絶縁
設計法を提案できる。
●高電圧の測定と絶縁試験が実施できる。
●環境適合型電力機器を提案できる。
●我が国の将来的電力事情と電力機器開発との関連性を説明で
きる。 |
| 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※ |
| 1〜6 |
■授業の進め方を理解する
■電力システムの運用制御やスマート化技術について
学ぶ
(1)我が国ならびに世界の電力・エネルギー状況
(2)電力システムの計画・運用・制御
(3)再生可能エネルギーと電力・エネルギーのスマー
ト化技術
(4), (5), (6)再生可能エネルギーと電力・エネルギ
ーのスマート化技術(実験・演習) |
セミナー，実験・演習，ディ
スカッション |
セミナーのための資料準備 |
各200 |
| 7 |
外部講師による講演 |
講演会 |
レポート作成 |
200 |
| 8〜13 |
■複合絶縁系における絶縁破壊現象について学ぶ
(8)等質・等方性媒質中の静電界と電界分布制御
(9)高電圧発生方法
(10), (11):不平等電界中の絶縁破壊現象(実験・演習
・ディスカッション)
(12), (13):複合誘電体系における絶縁破壊現象(実験
・演習・ディスカッション) |
セミナー，実験・演習，ディ
スカッション |
セミナーのための資料準備 |
各200 |
| 14 |
外部講師による講演 |
講演会 |
レポート作成 |
200 |
| 15 |
■自己点検授業 |
質疑応答 |
理解が不十分な点を復習する |
200 |
|
