新インターユニバーシティ 電気エネルギー概論

序章　	電気エネルギー概論の学び方
1章　		限りあるエネルギー資源
2章　		エネルギーと環境
3章　		発電機のしくみ
4章　		熱力学と火力発電のしくみ
5章　		核エネルギーの利用
6章　		力学的エネルギーと水力発電のしくみ
7章　		化学エネルギーから電気エネルギーへの変換
8章　		光から電気エネルギーへの変換
9章　		熱エネルギーから電気エネルギーへの変換
10章　	再生可能エネルギーを用いた種々の発電システム
11章　	電気エネルギーの伝送
12章　電気エネルギーの貯蔵
参考図書
演習問題解答

序章　電気エネルギー概論の学び方
　1　エネルギーとはなにか
　2　エネルギー資源
　3　各種のエネルギーから電気エネルギーの変換
　〔1〕化石燃料による発電
　〔2〕核エネルギーによる発電
　〔3〕自然エネルギーによる発電
　〔4〕直接発電方式
　4　エクセルギーとはなにか
　5 日本のエネルギー事情
　〔1〕日本のエネルギー消費
　〔2〕日本のエネルギー供給
　6　世界のエネルギー事情
　7　電気エネルギーと地球温暖化問題
　8　電気エネルギーの変換効率

1章　限りあるエネルギー資源
　1　化石燃料とオイルピーク論
　2　石炭
　3　ウラン
　4　再生エネルギー
　5　エネルギーと食糧のバッティング
　まとめ
　演習問題

2章　エネルギーと環境
　1　地球温暖化
　2　酸性雨
　3　森林破壊と砂漠化
　4　海洋汚染
　5　化石燃料採掘による公害
　まとめ
　演習問題

3章　発電機のしくみ
　1　発電のための力学的エネルギー
　2　力学的エネルギーを電気エネルギーに変換する
　3　実際の発電機のしくみについて知ろう
　〔1〕発電機の原理
　〔2〕実際の発電機
　まとめ
　演習問題

4章　熱力学と火力発電のしくみ
　1　基本的なエネルギー変換の流れを学ぼう
　2　熱力学の二つの基本法則の意味を知ろう
　〔1〕熱力学第1法則
　〔2〕熱力学第2法則
　3　熱機関はどのようなしくみで変換を行うのだろう
　〔1〕熱機関の種類
　〔2〕ランキンサイクル
　4　実際の火力発電用蒸気タービンのしくみ
　まとめ
　演習問題

5章　核エネルギーの利用
　1　核エネルギーを利用する
　〔1〕質量とエネルギー
　〔2〕原子核の結合エネルギー
　〔3〕核分裂反応エネルギー
　〔4〕核融合反応エネルギー
　2　核分裂反応を利用して発電する
　〔1〕軽水炉の原理
　〔2〕沸騰水型軽水炉
　〔3〕加圧水型軽水炉
　〔4〕核燃料サイクル
　3　原子炉を安全に制御する
　〔1〕放射線とその遮蔽
　〔2〕多重防護
　〔3〕原子炉の自己安定性
　〔4〕放射性廃棄物の処理
　〔5〕核不拡散の取り組み
　4　核融合反応を利用して発電する
　〔1〕ローソンの条件
　〔2〕磁場閉じ込め方式
　〔3〕慣性閉じ込め方式
　まとめ
　演習問題

6章　力学的エネルギーと水力発電のしくみ
　1　水力学
　〔1〕水の性質
　〔2〕流れの連続性
　〔3〕水頭
　〔4〕ベルヌーイの定理
　〔5〕水力発電の出力
　2　水力発電のしくみ
　3　水力発電の各種方式の取水・利用の違い
　〔1〕流れ込み式発電
　〔2〕調整池式・貯水池式発電
　〔3〕水路式発電
　〔4〕ダム式発電
　〔5〕ダム水路式発電
　4　水力タービンの歴史と種類・特長を知ろう
　〔1〕水力タービンの歴史
　〔2〕水車の種類と構造
　〔3〕水車の選定
　まとめ
　演習問題

7章　化学エネルギーから電気エネルギーへの変換
　1　電気化学反応で直接変換する化学電池の種類と特徴について学ぼう
　2　充電もできる二次電池のしくみとその用途を理解しよう
　3　燃料電池で電気はどのようにして作られるのか
　4　燃料電池の種類・特徴とシステム構成について知ろう
　まとめ
　演習問題

8章　光から電気エネルギーへの変換
　1　光を電気に変換するメカニズム
　2　太陽電池で発電するしくみを学ぼう
　〔1〕太陽光エネルギー
　〔2〕太陽電池
　〔3〕太陽電池の等価回路
　〔4〕太陽電池から得られる電力
　3　実用段階にある太陽電池について知ろう
　〔1〕単結晶シリコン太陽電池
　〔2〕多結晶シリコン太陽電池
　〔3〕アモルファス太陽電池
　〔4〕CIS（CIGS）太陽電池
　〔5〕III−V族太陽電池（GaAs）
　4　太陽光発電システムについて学ぼう
　〔1〕歴史
　〔2〕太陽電池アレイ
　〔3〕太陽光発電システム
　〔4〕住宅用太陽光発電システム
　まとめ
　演習問題

9章　熱エネルギーから電気エネルギーへの変換
　1　金属や半導体でみられる熱電現象
　〔1〕ゼーベック効果、ペルチェ効果およびトムソン効果
　〔2〕ゼーベック効果の機構
　〔3〕その他の熱電現象
　〔4〕熱電発電器への応用
　2　熱電子放出と接触電離の原理を学ぼう
　〔1〕仕事関数
　〔2〕熱電子放出
　〔3〕接触電離
　〔4〕熱電子発電器への応用
　3　ベータアルミナのアルカリ金属イオン伝導性の応用例
　〔1〕ベータアルミナ
　〔2〕アルカリ金属熱電変換器への応用
　まとめ
　演習問題

10章　再生可能エネルギーを用いた種々の発電システム
　1　風力発電システムの原理と特徴を知ろう
　〔1〕概要
　〔2〕風力発電システムの原理
　〔3〕世界の動向とわが国の現状
　〔4〕都市型風力発電システム
　2　バイオマス発電システムの原理と特徴を知ろう
　〔1〕概要
　〔2〕システム構成
　〔3〕実用化に向けた課題
　3　地熱発電システムの原理と特徴を知ろう
　〔1〕概要
　〔2〕システム構成
　〔3〕現状および課題
　4　海洋エネルギー発電の原理と特徴を知ろう
　〔1〕潮流発電
　〔2〕潮汐発電
　〔3〕海洋温度差発電
　〔4〕波力発電システム
　まとめ
　演習問題

11章　電気エネルギーの伝送
　1　電気エネルギーの流通の概要を知ろう
　2　交流送電のしくみを学ぼう
　〔1〕単相交流と三相交流
　〔2〕発電機の同期運転
　〔3〕鉄塔と送電線
　〔4〕架空送電線
　〔5〕地中送電線
　〔6〕超電導ケーブル
　3　電圧値を調整する変電所について知ろう
　4　配電のしくみ
　5　配電柱のしくみ
　6　代表的な受電方式について知ろう
　7　直流送電と周波数変換について学ぼう
　〔1〕直流送電
　〔2〕周波数変換
　〔3〕直流給電システム
　まとめ
　演習問題

12章　電気エネルギーの貯蔵
　1　電気エネルギー貯蔵の必要性
　〔1〕電気エネルギーの貯蔵が必要な3つの理由
　〔2〕電気エネルギー貯蔵技術の分類
　2　揚水発電の原理と構成を学ぼう
　〔1〕揚水発電の原理および概要
　〔2〕可変速揚水発電の原理
　3　フライホイール電力貯蔵のメカニズム
　4　圧縮空気電力貯蔵のメカニズム
　5　電池電力貯蔵のメカニズム
　6　超伝導エネルギー貯蔵のメカニズム
　〔1〕超伝導の概要
　〔2〕超伝導エネルギー貯蔵の原理としくみ
　〔3〕超伝導エネルギー貯蔵開発の現状と将来動向
　まとめ
　演習問題

参考図書
演習問題解答