2017年度 エネルギーデバイス論第一 大岡山   Interdisciplinary principles of energy devices 1 大岡山

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開講元
エネルギーコース
担当教員名
花村 克悟  藤田 英明  萩原 誠  志村 祐康  店橋 護  森 伸介  大河 誠司  宮島 晋介 
授業形態
講義
曜日・時限(講義室)
火3-4(W241,G115)  
クラス
大岡山
科目コード
ENR.A403
単位数
1
開講年度
2017年度
開講クォーター
1Q
シラバス更新日
2017年3月17日
講義資料更新日
-
使用言語
英語
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講義の概要とねらい

エネルギーには熱,化学,機械,電気,核エネルギーなど多様な種類があるが,我々の生活で必要とするエネルギー源は動力と電力である。しかしながら,これらの動力は自然界に一次エネルギーとして存在しないために,利用可能な一次エネルギー源から必要に応じて供給する必要がある。エネルギーデバイスには,発電機,熱機関,ヒートポンプ,原子力,燃料電池,太陽電池,発光デバイス,二次電池など様々な種類が存在する。これらのエネルギー変換デバイスは,効率が熱力学の制限を受けるばかりでなく,種々の技術科学的な制約の上で動作している。よって,これらのエネルギーデバイスの動作原理を学ぶことは,将来の持続可能社会の実現に向けて非常に重要である。エネルギーコースでは,エネルギーデバイス論第一およびエネルギーデバイス論第二を通じて,エネルギー変換機器の動作原理や長所,短所および先端技術動向を含めて総合的に学ぶ。

本講義では,エネルギー変換システムにおける要素技術のうち,機械的運動や熱を利用するエネルギーデバイスの動作原理と特徴を理解することを目的とする。具体的にはエネルギーデバイスとして,発電機,熱機関,ヒートポンプ,原子力を取り上げ,原理と効率限界などを総合的に講述する。これらのエネルギー変換機器の巧妙な動作原理に触れることにより,受講生の熱力学やその他の関連技術・学問領域への深い理解を促す。

到達目標

講義終了後,受講者は下記の各項目を行うことが可能になる。

1. 発電機の基礎的事項について説明する
2. 熱機関の基礎的事項について説明する
3. ヒートポンプ技術の基礎的事項について説明する
4. 原子力の基礎的事項について説明する
5. 熱力学に基づいてエネルギー変換デバイスの動作原理と効率の限界を説明する

キーワード

発電機,熱機関,ヒートポンプ,原子力

学生が身につける力

国際的教養力 コミュニケーション力 専門力 課題設定力 実践力または解決力
- - -

授業の進め方

初回に講義全体のガイダンスを行った後,各デバイスについて2回もしくは1回の講義で説明を行います。

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回 機械・熱エネルギー変換デバイスの全体像 エネルギー変換と熱力学第二法則の関連性を説明できる。
第2回 発電機の基礎 発電機の基礎について説明できる。
第3回 発電機の応用 発電機の応用について説明できる。
第4回 熱機関(ガスタービンサイクル)の概要と基礎 ブレイトンサイクルの動作原理とエネルギー変換技術における位置づけを説明できる。
第5回 熱機関(ランキンサイクル)の概要と基礎 ランキンサイクルの動作原理やエネルギーのカスケード利用について説明できる。
第6回 原子力の基礎 原子力発電の原理や核燃料サイクルについて説明できる。
第7回 ヒートポンプの基礎と応用 ヒートポンプ技術の概略について説明できる。
第8回 全体の総括 各々のテーマについて重要なポイントを説明できる。

教科書

教科書は使用しません。必要に応じて資料を配布します。

参考書、講義資料等

必要に応じて参考文献を示します。

成績評価の基準及び方法

期末試験、講義中の簡単なクイズにより評価する。

関連する科目

  • ENR.A404 : エネルギーデバイス論第二

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

特になし。

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