エネルギー社会工学

Energy and Social Engineering

9974477

74SIESP301

堂脇　清志

Kiyoshi Dowaki

2025年度後期

2025年度

②Second semester

月曜2限

Monday, 2nd. Period

創域理工学部　経営システム工学科

Department of Industrial and Systems Engineering, Faculty of Science and Technology

2.0単位

講義

Lecture

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① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

[概要]
近年、地球温暖化はグローバル問題として捉えられており、市民生活の中においても温暖化対応のシステムが導入されつつある。本講義では、低炭素排出型のエネルギーシステムについて、関連するプロセス技術を対象にエネルギーの有効利用を見える化するエクセルギーについて学習する。特に、当該講義では、燃料電池システムについて、プロセス設計、その設計に基づいたシステム分析を学習し、最終的には、今後、エネルギーシステムの分析評価ができるようになる。

[目的]
これまでの数学的な知識及びプログラミングスキルをエネルギーの具体的な事例により、より理解を深める。本科目は、本学科のディプロマポリシーの「経営工学科の学問分野に応じた基礎学力と、その上に立つ専門知識。」に相当する科目である。

[到達目標]
経営工学科の学生は、エネルギーシステム工学におけるシステム分析（特に、技術者倫理を理解する能力及び専門応用能力，包括的な知見からの最適化評価の知見）に関する知見を得ることができるようになる。

リンク先の [評価項目と科目の対応一覧]から確認できます（学部対象）。
履修登録の際に参照ください。
​You can check this from “Correspondence table between grading items and subjects” by following the link(for departments).
https://www.tus.ac.jp/fd/ict_tusrubric/​​​

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小テストの実施　Quiz type test

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（準備学習）各回の授業前に2時間程度、　化学工学分野及び数学の概念が必要です。参考文献等による事前学習をすること。また、不明な点は、初年度教育で実施した数学系科目ならびにPC関連学習の参考書を見て勉強することを強く勧める。
（復習）各回の講義内容を2時間程度復習し、各回の講義で説明した内容について理解の定着を図ること。

シラバス中に示した学習目標に対する到達度を次の方法により評価判定する。なお、習熟度により割合を変更する場合がある。

（1）授業前テスト（20％）
（2）小テスト（第10回目の講義で実施予定）（40％）
（3）定期試験（40％）
※(2)及び(3)で学修理解度に合わせ多少の変更を行う場合がある。
（1）〜（3）の合計で評価し、総計が60%（100点満点で60点）以上を合格とする。但し、原則、すべての授業前テストの提出，小テスト・定期試験の受験を実施した者だけを成績評価対象とする。

・S：到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている
・A：到達目標を十分に達成している
・B：到達目標を達成している
・C：到達目標を最低限達成している
・D：到達目標を達成していない
・-：学修成果の評価を判断する要件を欠格している

・S：Achieved outcomes, excellent result
・A：Achieved outcomes, good result
・B：Achieved outcomes
・C：Minimally achieved outcomes
・D：Did not achieve outcomes
・-：Failed to meet even the minimal requirements for evaluation

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教科書および一部の参考書は、MyKiTS (教科書販売サイト) から検索・購入可能です。
​https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/​​​

It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
​​https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/

Excelで化学工学
伊東章，上江州一也（著）
丸善

マングロウヒル大学演習　化学熱力学
Michael M. Abbott, Hendric C. Van. Ness（共著）
大島　広行　訳
オーム社

例題で学ぶ熱力学
平山直道，荒木良一郎　編
丸善

燃料電池発電システムと熱計算
上松 宏吉 (著), 本間 琢也 (監修)
オーム社

その他，熱力学関係の本などの参考にしてください。

講義内容は、授業の進捗に合わせて、多少前後することがあります。
※すべての授業を対面で受講することを求める。

第1回　オリエンテーション（オンラインで実施します。）
（１）授業概要の説明を行う。

第2-7回　プロセス設計に必要な基本知識（熱力学）
（１）熱バランスと物質バランスの基本概念の解説を行う。
（２）熱力学第1・第2法則ほかを開設する。
（３）エクセルギーの導入とその意味を説明する。

第8-9回　エネルギーシステムにおける化学工学（１）
（１）化学熱力学（エンタルピー，エントロピー，ギブスの自由エネルギー）を説明する。
（２）化学平衡反応の最適化シミュレーションを解説する（不定期）。

第10回　小テストの実施及び講評
これまでの内容の到達度を確認する。

第11回　エネルギーシステムにおける化学工学（２）
（１）燃焼と蒸気の扱いについて説明する。
（２）具体的なシステム設計の定義（プロセスフローダイアグラム）を開設する。

第12-14回　システム設計に必要な知識の学修
（１）設計システムの必要な工学的知識の学習する。
（２）具体的なエクセルギーの利用とその指標を説明する。
（３）エクセルギーを利用した設計システムの性能評価を行う。
（４）エネルギーシステム分析の具体例を踏まえた解説を行う。

第15回　到達度評価
この講義での後期授業内容の項目について、確認演習を行い総括する。

公益財団法人地球環境産業技術研究機構（エネルギーシステム），米国ハワイ大学（燃料電池開発関係）
燃料電池関係を含むエネルギーシステム評価の経験を活かし、エネルギーシステムの講義を行う

RITE, University of Hawaii
Through the several work experiences of energy and/or environmental analysis and R&D of fuel cell technology, we lecture about the energy performance data and the estimation of the energy system.

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プログラミングの知識及び化学工学や数学（線形代数及び微分積分）が理解でき、かつ関心のある学生が望ましい。
2023年度より、2年生も受講可能です。

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