2022年 大学院理工学研究科 シラバス - 電気工学専攻
設置情報
| 科目名 | エネルギー工学特論 | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 電気工学専攻 | 学年 | 1年 |
| 担当者 | 吉川 将洋 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 金曜6 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | I56A |
| クラス | |||
| その他 | 実務経験のある教員による授業科目 | ||
概要
| 学修到達目標 | 今後の発電技術として注目される燃料電池発電を取り上げ、その原理や種類と特徴を学び、電池の性能、寿命、開発動向を把握する。更に、燃料電池を発電システムとして機能させる上で不可欠な周辺機器および高効率発電を実現するガスタービンとの組合せ原理を学び、システムの効率、制約条件などが理解できる。 上記の授業を通じて、化学工学、電気化学、熱力学などで取り扱われる熱・物質の移動、反応、エネルギー変換の概念がどのように燃料電池関連の技術に反映されているのかを理解できる。 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
講義は原則対面方式である。ただし、社会情勢の変化に適宜対応するためオンデマンド方式やオンライン方式も併用して講義を行う場合がある(講義に関連する資料は都度配布する) 各自がノートPCを用意し、EXCELをベースとした科学計算手法の一例を学び、簡易な燃料電池発電システムを想定した物質収支計算を実際に行う。 |
|
準備学習（予習・ 復習等）の内容・ 受講のための 予備知識 |
発変電工学Ⅰ、発変電工学Ⅱを受講していることが望ましい |
授業計画
| 第1回 | 【事前準備】シラバスの内容を確認の上、授業に臨むこと(60分) 【講義内容】日本の電気事業と最近の電気事業に関わるトピック 【事後学習】最近の電気事業に関わるトピックについてさらに詳しく調べてレポートにまとめること(180分) |
|---|---|
| 第2回 | 【事前準備】燃料電池の種類や特徴について事前に調べ質問点を整理しておくこと(120分) 【講義内容】燃料電池の歴史と原理および熱力学の基礎事項 【事後学習】熱力学について十分に復習すると共に、化学工学便覧から熱力学データ表を入手すること(120分) |
| 第3回 | 【事前準備】熱力学データ表を表計算ソフト(EXCEL)に転記し、カルノーサイクル効率や燃料電池の理論効率計算ができるよう準備すること(120分) 【講義内容】計算手法の一例として最小二乗法や効率計算等を行う 【事後学習】他の例題を同様の手法で解き計算手法を身に着けること(120分) |
| 第4回 | 【事前準備】第3回で求めた理論効率計算ができるよう準備すること(120分) 【講義内容】別の手段(Visualbasic)を用いて同様の計算等を行う 【事後学習】講義で完了できない部分を次回までに行うこと(120分) |
| 第5回 | 【事前準備】燃料電池の性能モデルにはどのようなものがあるか、文献を調べてくること(120分) 【講義内容】燃料電池の効率と性能モデルについておよびレポート課題 【事後学習】温度やガス組成をパラメータとした開路電圧、水蒸気シフト反応計算ができるプログラムを完成させること(120分) |
| 第6回 | 【事前準備】燃料電池の燃料利用率・酸素利用率について事前に調べてくること(120分) 【講義内容】燃料電池に供給するガス流量と利用率およびネルンスト計算およびレポート課題 【事後学習】種々パラメータを変化させたときに必要水素ガスや空気流量が計算できるプログラムを完成させること(120分) |
| 第7回 | 【事前準備】燃料電池の性能評価手法にはどのようなものがあるか、文献を調べてくること(120分) 【講義内容】種々の性能評価手法と燃料電池システム 【事後学習】指定された機器までの計算を行うこと(120分) |
| 第8回 | 【事前準備】燃料電池システム計算をEXCELで行うための諸準備を行うこと(120分) 【講義内容】SOFC発電システムの物質収支計算1 【事後学習】指定された機器までの計算行うこと(120分) |
| 第9回 | 【事前準備】燃料電池システム計算をEXCELで行うための諸準備を行うこと(120分) 【講義内容】SOFC発電システムの物質収支計算2 【事後学習】指定された機器までの計算を行うこと(120分) |
| 第10回 | 【事前準備】燃料電池システム計算をEXCELで行うための諸準備を行うこと(120分) 【講義内容】SOFC発電システムの物質収支計算3 【事後学習】与指定された機器までの計算を行うこと(120分) |
| 第11回 | 【事前準備】燃料電池システム計算をEXCELで行うための諸準備を行うこと(120分) 【講義内容】SOFC発電システムの物質収支計算4 【事後学習】指定された機器までの計算を行うこと(120分) |
| 第12回 | 【事前準備】燃料電池システム計算をEXCELで行うための諸準備を行うこと(120分) 【講義内容】SOFC発電システムの物質収支計算5 【事後学習】指定された機器までの計算を行うこと(120分) |
| 第13回 | 【事前準備】燃料電池システム計算をEXCELで行うための諸準備を行うこと(120分) 【講義内容】SOFC発電システムの物質収支計算6 【事後学習】指定された機器までの計算を行うこと(120分) |
| 第14回 | 【事前準備】燃料電池システム計算をEXCELで行うための諸準備を行うこと(120分) 【講義内容】SOFC発電システムの物質収支計算7 【事後学習】指定された機器までの計算を行うこと(120分) |
| 第15回 | 【事前準備】レポート課題を行ってくること(120分) 【講義内容】SOFC発電システムの物質収支計算8 【事後学習】最終的に物質収支計算結果が合わなかった場合は合うまでやり遂げること(120分) |
その他
| 教科書 |
適宜資料を配布します
|
|---|---|
| 参考資料コメント 及び 資料（技術論文等） |
|
| 成績評価の方法 及び基準 |
講義中に出題する複数課題を、第15回の講義までにレポートとしてまとめて提出すること。 成績評価はレポートの採点と平常点の総合評価で行う。 |
| 質問への対応 | 随時対応します。メールまたは電話で連絡下さい。日時・場所を設定します。 |
| 研究室又は 連絡先 |
研究室：タワースコラS1502 連絡先：yoshikawa.masahiro@nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
火曜 駿河台 10:00 ～ 11:30
|
| 学生への メッセージ |