筑波大学教育課程編成支援システム

01CM440 再生可能エネルギー工学

2.0 単位, 1・2 年次, 秋AB 水1,2
安芸裕久

授業概要

現代社会において普及が期待されている再生可能エネルギー、燃料電池、水素エネルギーなどについて学ぶ。基礎的な原理、最新の技術開発動向と課題、エネルギーインフラ・システムにおける役割、エネルギーシステム工学の基礎、ステークホルダーを含めた社会への影響について解説する。再生可能エネルギーの現状と課題に多角的な視点から取り組み、環境・エネルギー問題を解決できる能力を身に付けることを目的とする。また、他研究群(他研究科)の学生にとっては、電力工学、システム制御工学、リスク工学、社会工学といった様々な専門の応用としてエネルギーシステム工学を学ぶことが可能となる。

備考

再生可能エネルギーついて学ぶ意欲があれば、所属に関わらず、様々な専門分野からの受講を歓迎する。
0AH0203と同一。
オンライン(オンデマンド型)
その他の実施形態
オンライン(オンデマンド型)を原則として、同時双方向型を適宜組み合わせる

授業形態

講義

学位プログラム・コンピテンスとの関係

「(1)知の活用」「(2)マネジメント力」「(7)専門知識」に関連する。

授業の到達目標（学修成果）

再生可能エネルギー利用に関する現状や技術開発の知識を持つ。
システム工学的視点と分析手法を理解する。
エネルギーにおいては、技術だけでなく社会的な視点も重要であることを理解する。
再生可能エネルギーの普及に伴う課題を、技術・社会・経済の視点から理解し説明できる。

キーワード

再生可能エネルギー, エネルギーシステム, 太陽光発電, 風力発電, バイオマスエネルギー, 燃料電池, 水素エネルギー, システム工学

授業計画

第1回	はじめに・太陽エネルギー(太陽光発電、太陽熱発電) ・なぜ再生可能エネルギーか・エネルギー需給の現状・再生可能エネルギーとは・太陽光発電(原理・我が国でのポテンシャル・導入状況・技術開発・課題・経済性) ・太陽熱発電(原理・海外での状況)
第2回	風力エネルギー(風力発電)・バイオマスエネルギー・その他のエネルギー・風力発電(原理・我が国でのポテンシャル・導入状況・技術開発・課題・経済性) ・バイオマスエネルギー(種類と原理・導入状況・課題・その他のエネルギー(海洋エネルギー、熱電発電など)
第3回	燃料電池と水素エネルギー・燃料電池(原理・導入状況・技術開発・課題・経済性) ・水素エネルギー(利用・技術開発・水素ステーション事例)
第4回	エネルギーシステムへの統合(1) ・エネルギーシステムとは・地域冷暖房・電力系統(基礎知識、運用)
第5回	エネルギーシステムへの統合(2) ・再生可能エネルギー大規模導入による電力系統への影響(送電容量不足、PV大規模普及による影響など)
第6回	エネルギーシステム工学の基礎・オペレーションズ・リサーチ・数値シミュレーション・数理計画法・ゲーム理論
第7回	社会における再生可能エネルギー・基礎知識・外部不経済・再生可能エネルギー普及政策・社会受容性・地域エネルギー社会
第8回	国内外の事例(1) ・市民による再生可能エネルギー設置と所有・スマートコミュニティ・マイクログリッド
第9回	国内外の事例(2)・その他関連補足事項・非電化地域への適用・国際標準
第10回	総括

履修条件

大学および大学院での専門は問わないが、再生可能エネルギーについての関心を持ち、未履修分野を努力して補うなど、積極的に学習する意欲があること。

成績評価方法

レポート課題(100%)により評価し、60%以上を合格とする。授業への積極的な参加・貢献により加点を行う。レポートの不正行為に対しては厳しく対処する。

学修時間の割り当て及び授業外における学修方法

時間の都合上、授業では概要を紹介するにとどめるので、興味のある事柄について、自分自身で参考書や文献を参照して学習して欲しい。
ほぼ隔週、レポート課題が与えられる。課題によっては、専門的な文献を多数参照して自らの考えをまとめ、1万字程度の文書にまとめることが求められる。自分なりの意見をまとめ、表現するように努めて欲しい。

教材・参考文献・配付資料等

授業で用いる資料は予めmanabaにアップロードするので、事前にダウンロードして目を通した上で授業に臨むこと。
参考文献を紹介するので、興味に応じて読んで欲しい。

1. 横山隆一,電力自由化と技術開発、電機大出版局(2001)
2. スマートグリッド実現に向けた電力系統技術調査専門委員会,スマートグリッドを支える電力システム技術、電気学会(2014)
3. 合田忠弘、庄山正仁,再生可能エネルギーにおけるコンバータ原理と設計法、科学情報出版(2016
4. 竹内純子、伊藤剛、岡本浩、戸田直樹,エネルギー産業の2050年Utility 3.0へのチャレンジ、日本経済新聞出版社(2017)
5. 八田達夫,電力システム改革をどう進めるか、日本経済新聞出版社(2012)
6. 電気学会燃料電池発電次世代システム技術調査専門委員会,燃料電池の技術、オーム社(2002)
7. 鈴木達治郎、松本三和夫、城山英明,エネルギー技術の社会意思決定、日本評論社(2007)
8. 茨木俊秀、福島雅夫,最適化の手法、共立出版(1993)
9. 八田達夫、田中誠,規制改革の経済分析電力自由化のケーススタディ、日本経済新聞社(2007)
10. 丸山庚司,再生可能エネルギーの社会化、有斐閣(2014)
11. 藤井康正,エネルギー環境経済システム、コロナ社(2018)
12. 依田高典、田中誠、伊藤公一朗,スマートグリッド・エコノミクス、有斐閣(2017)
13. 植田和弘、山家公雄,再生可能エネルギーの国際比較、京都大学学術出版会(2017)
14. Jack Casazza, Frank Delea,Understanding electric power systems, 2nd ed., Wiley, 2010
15. Daniel S. Kirschen, Goran Strbac,Fundamentals of power system economics, 2nd ed., Wiley, 2019
16. Fereidoon P. Sioshansi,Future of utilieis, Utilitiese of the future, Elsevier, 2016
17. Jeremiah D. Lambert,Creating competitive power markets: the PJM model, PennWell, 2001
18. Arthur Mazer,Electric power planning for regulated and deregulated markets, Wiley, 2007
19. James Larminie, Andrew Dicks,Fuel cell systems explained, 2nd ed., Wiley, 2003

オフィスアワー等（連絡先含む）

オフィスアワーは特に定めないが、電子メールにより事前に予約をしてから訪問すること。

23051683

その他（受講生にのぞむことや受講上の注意点等）

エネルギー問題に関して技術・社会の視点から幅広い視点を持ち、再生可能エネルギーについて問題意識を持ちながら講義を受けて欲しい。
受講に当たり、大学および大学院での専門は問わないが、再生可能エネルギーについての関心を持ち、未履修分野を努力して補うなど、積極的に学習する意欲がないと単位取得は難しい。
レポートの不正行為に対しては厳しく対処する。

シラバス参照