単位数: 2. 担当教員: 斎藤 浩海. 開講年度: 2024. 科目ナンバリング: TEI-ELE311J.
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Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
この科目では、Classroomを使用して講義資料と講義情報を発信します。
クラスコードは e7j3vq2 です。
Classroomにアクセスし、クラスコードを入力してください。
１．目的
電力発生は、化石燃料などの一次エネルギー資源や太陽光、風力などの再生可能エネルギーを電気エネルギーに変換するプロセスである。この授業では、現在の電力システムで実用化されている発電方式を中心に、発電原理の基礎と特徴を学ぶ。
２．概要
電力発生とエネルギー資源、環境問題との関わりについて概観した後、水力発電、火力発電、原子力発電のそれぞれの発電原理と特徴を学ぶ。さらに、熱エネルギーの効率的な利用法、再生可能エネルギー、発電機の出力制御と電源運用の基礎を学ぶ。
３．達成目標等
この授業では、主に以下の能力を習得することを目標とする。
・エネルギー資源と電力発生の関係を理解し、説明することができる。
・各種発電方式の原理を理解し、エネルギー変換に関する基礎計算をすることができる。
・発電機出力の制御機構と電力系統における各電源の役割を理解し、説明することができる。
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)
1. Purpose
Electric power generation is a process of transforming primary energy resources such as fossil fuel and renewable energy such as solar power and wind power to electric power. In the course, the basics of electric power generation and the generation plants used for modern electric power systems are studied.
2. Summary
First, electric power generation, energy resource and the relevance to environment problems are summarized. Next, the principles and features of electric power generation using hydro power, thermal power and nuclear power are studied. Furthermore, efficient use of thermal and renewable energy and the basics of generation control and operation are also studied.
3.Goal of the course
- The relation between primary energy resources and electric power generation is understood and it can be explained.
- The principles of hydro, thermal and nuclear power generation systems are understood, and the basic calculation related to energy transformation can be done.
- The mechanism of generation control and the role of each generation system in electric power systems are understood and those can be explained.
本科目を受講するにあたって、物理と化学に関する基礎科目を履修していることが望まれる。さらに本科目の理解を深めるためには、電気回路学基礎論、電気回路学、電磁エネルギー変換A、システム制御工学Ａを履修していることが望ましい。
For taking the course, the basics of physics and chemistry need to be learned. In order to understand deeply the contents of the course, the following subjects should be studied; basic circuit theory, circuits, electromagnetic energy conversion and control systems.
１．エネルギー資源と電力発生の概要
２．水力発電の原理
３．衝動水車・反動水車の特徴と水車効率
４．揚水発電の特徴と役割
５．発電機の周波数制御・出力制御
６．交流送電の基礎
７．火力発電機の基礎（熱機関と熱効率）
８．火力発電における各種熱サイクル
９．環境対策と熱エネルギーのカスケード利用
10．火力電源群の経済運用
11．原子力発電の原理
12．原子炉の基本構成
13．発電用商業炉（PWR、BWRなど）の特徴
14．各種の新発電方式
15．まとめ
1. Summary of primary energy resources and electric power generation
2. Principle of hydro power generation
3. Features of impulse and reaction turbines and efficiency of hydro turbine
4. Features and role of pumped storage power generation
5. Frequency and power output control of generator
6. The basics of AC power transmission
7. The basics of thermal generation - heat engine and thermal efficiency
8. Several cycles related to thermal generation
9. Environmental measures and cascade use of heat
10. Economical operation of thermal generators
11. Principle of nuclear power generation
12. Basic configuration of nuclear power reactor
13. Features of nuclear power reactors used for electric power generation - PWR and BWR
14. New types of electric power generation systems -PV, wind power, fuel cell, etc.
15. Conclusions
授業終了後に授業内容をノートで復習し、参考書により授業内容の理解を深めること。
After class, you should review the notes of class and understand deeply the contents of class with reference books.
定期試験と小テストを総合して評価する。
The grade is based on quizzes and a final exam.