分散型エネルギーによる発電システム

分散型エネルギーによる発電システム

分散型エネルギーによる発電の基礎知識として関連する熱力学,流体力学,化学,物性など,専門領域の基礎に触れながら解説。

ジャンル
発行年月日
2016/09/26
判型
A5
ページ数
218ページ
ISBN
978-4-339-00888-3
分散型エネルギーによる発電システム
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定価

3,300(本体3,000円+税)

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分散型エネルギーによる発電の基礎知識として,各種システムの「エネルギー変換原理」,「変換効率」,「発電システム構成」,「導入状況・適用例」等を関連する熱力学,流体力学,化学,物性など,専門領域の基礎に触れながら以下の構成で解説した。

1章「分散型エネルギーと発電形態」では,まずエネルギーの種類と形態について触れ,つぎに,これらのエネルギーを使いやすい形態に変換する方法を概説する。また,エネルギー動向と環境問題について現状を紹介する。さらに,分散型エネルギーの定義について整理する。最後に,分散型エネルギーを利用した発電ではさまざまな方式で電力系統に接続されるので,系統連系の形態について概説する。
2章「太陽光発電」では,最初に太陽エネルギーについて説明し,続いて太陽光発電の原理や太陽電池の種類,太陽電池の特性と変換効率,太陽光発電システム,適用状況について説明する。
3章「太陽熱発電」では,集光した太陽熱によって生成した蒸気を用いてタービンを回し,発電するシステムである太陽熱発電の原理,さまざまなシステム構成,適用状況,課題について説明する。
4章「風力発電」では,さまざまな種類の風車や発電システム,風車の基礎理論,変換効率,系統連系上の課題と対策について説明する。
5章「小水力発電」では,水力発電全体に共通する水車に関する基礎理論,水車の種類,変換効率について説明し,小水力(マイクロ水力)の適用先,適用状況についても解説する。
6章「海洋エネルギーによる発電」では,さまざまな形で存在している膨大な海洋エネルギーのうち,発電への利用が進められている波力発電,海洋温度差発電,潮汐発電,海流・潮流発電について,発電原理やシステムについて概観する。
7章「地熱発電」では,地熱エネルギー,その発電原理,システム構成,発電効率,導入状況などについて説明する。
8章「バイオマスエネルギーによる発電」では,バイオマスを利用した発電を中心に,エネルギー変換,発電原理,各種発電の事例,導入状況などについて概説する。
9章「燃料電池」では,燃料電池の発電原理,種類,発電システムの構成,物質収支について説明する。また,応用例についても説明する。
10章「内燃機関による発電」では,内燃機関であるピストンエンジンやガスタービンの構造,動作原理,効率について説明する。
11章「エネルギー貯蔵」では,電力貯蔵を目的としたエネルギー貯蔵,特に,蓄電池に着目する。蓄電池は,電極を構成する材料などによりさまざまなものがあり,その代表的なものについて,構成や動作原理を説明する。また,蓄電池の応用例についても簡単に述べ
る。

1. 分散型エネルギーと発電形態
1.1 エネルギーの種類と形態
1.2 エネルギーの変換と二酸化炭素排出量
 1.2.1 エネルギーの変換方法
 1.2.2 二酸化炭素排出量
1.3 エネルギー動向と環境問題
1.4 分散型エネルギーの定義
1.5 発電および系統連系の形態
 1.5.1 同期発電機
 1.5.2 誘導発電機
 1.5.3 2重給電誘導発電機
 1.5.4 インバータ
 1.5.5 DCリンク方式

2. 太陽光発電
2.1 太陽エネルギー
 2.1.1 太陽光エネルギーの性質
 2.1.2 太陽から地球へのふく射エネルギー
2.2 光起電力の原理
 2.2.1 シリコン半導体の特性
 2.2.2 シリコン半導体による発電
2.3 太陽電池の種類
2.4 太陽電池の特性と変換効率
 2.4.1 太陽電池の変換効率
 2.4.2 太陽電池の特性
 2.4.3 理論変換効率が大きくならない理由
 2.4.4 変換効率の向上策
2.5 太陽光発電システムの構成
 2.5.1 家庭用太陽光発電システム
 2.5.2 大規模太陽光発電システム
2.6 系統連系にかかわる課題
2.7 適用状況
コラム:太陽光発電の歴史
章末問題

3. 太陽熱発電
3.1 太陽熱の利用
3.2 太陽熱発電の原理
3.3 太陽熱発電システムの構成
3.4 太陽熱発電の適用状況
3.5 太陽熱発電の課題
 3.5.1 国内外の課題
 3.5.2 開発状況
章末問題

4. 風力発電
4.1 風力エネルギー
4.2 風車の種類
4.3 風車の基礎理論
 4.3.1 風のエネルギー
 4.3.2 風速の高度分布
 4.3.3 風速の変動
4.4 風車の変換効率
 4.4.1 理論効率
 4.4.2 風車の出力係数
 4.4.3 風力発電の効率
4.5 風車の構造と回転力
 4.5.1 風車の構造
 4.5.2 風車の回転力
 4.5.3 風力発電の出力特性と制御
4.6 風力発電の構成
 4.6.1 風力発電の種類
 4.6.2 誘導発電機による発電
 4.6.3 同期発電機による発電
 4.6.4 巻線型誘導発電機による発電
 4.6.5 可変速の利点
4.7 風力発電システムの系統連系
 4.7.1 系統連系のシステム構成
 4.7.2 風力発電システムの制御・保護
 4.7.3 系統連系にかかわる課題
4.8 導入状況・開発状況
コラム:風車と風力発電の歴史
章末問題

5. 小水力発電
5.1 水車の基礎理論
 5.1.1 管路形水車の出力
 5.1.2 開水路形水車の出力
 5.1.3 水車の相似則と比速度
5.2 水車の種類
5.3 変換効率
 5.3.1 水車の変換効率
 5.3.2 変換効率の向上
 5.3.3 水力発電の効率
5.4 マイクロ水車
 5.4.1 マイクロ水力の分類と利用形態
 5.4.2 システム構成
5.5 導入状況
章末問題

6. 海洋エネルギーによる発電
6.1 波力発電
 6.1.1 波力エネルギー
 6.1.2 波力発電システムの原理
 6.1.3 波力発電の変換効率
 6.1.4 波力発電の効率向上
6.2 海洋温度差発電
 6.2.1 海洋熱エネルギー
 6.2.2 温度差発電の原理
 6.2.3 温度差発電システムの構成
 6.2.4 温度差発電の熱効率
6.3 潮汐・海流・潮流発電
 6.3.1 潮汐発電
 6.3.2 海流・潮流発電
章末問題

7. 地熱発電
7.1 地熱発電の原理
 7.1.1 地熱エネルギー
 7.1.2 地熱発電の原理
 7.1.3 地熱発電の特徴
7.2 地熱発電システムの構成
7.3 地熱発電の熱効率
7.4 導入状況
7.5 地熱発電の課題
7.6 高温岩体発電
 7.6.1 高温岩体発電の特徴
 7.6.2 高温岩体発電の構成
 7.6.3 高温岩体発電の適用例
 7.6.4 高温岩体発電の課題
章末問題

8. バイオマスエネルギーによる発電
8.1 バイオマスエネルギー
8.2 バイオマス発電の原理
8.3 バイオマス発電の具体例
 8.3.1 廃棄物発電
 8.3.2 木質バイオマスによる発電
 8.3.3 バイオマスガスによる発電
8.4 導入状況
8.5 バイオマス発電の課題
章末問題

9. 燃料電池
9.1 燃料電池の原理
 9.1.1 電力発生の原理
 9.1.2 理論変換効率
 9.1.3 理論起電力
 9.1.4 分極特性
 9.1.5 発電効率
9.2 燃料電池の種類
 9.2.1 固体高分子形燃料電池
 9.2.2 リン酸形燃料電池
 9.2.3 溶融炭酸塩形燃料電池
 9.2.4 固体酸化物形燃料電池
 9.2.5 アルカリ電解質形燃料電池
 9.2.6 直接メタノール形燃料電池
 9.2.7 各種燃料電池の比較
9.3 燃料電池発電システム
 9.3.1 燃料供給処理系
 9.3.2 熱交換・排熱回収装置
 9.3.3 電力変換装置
9.4 熱と物質収支
9.5 燃料電池の応用
 9.5.1 家庭用燃料電池
 9.5.2 環境調和型発電
コラム:燃料電池の歴史
章末問題

10. 内燃機関による発電
10.1 ピストンエンジン
 10.1.1 ピストンエンジンの構造
 10.1.2 オットーサイクル
 10.1.3 ディーゼルサイクル
 10.1.4 エンジンの熱効率
10.2 ガスタービン
 10.2.1 ガスタービンの構造
 10.2.2 ブレイトンサイクル
 10.2.3 ブレイトン再生サイクル
 10.2.4 ガスタービンの熱効率
10.3 発電システムの効率
章末問題

11. エネルギー貯蔵
11.1 電力貯蔵
 11.1.1 電力貯蔵の形態
 11.1.2 蓄電池の種類
 11.1.3 電力貯蔵の適用先
11.2 蓄電池の動作原理
 11.2.1 鉛蓄電池
 11.2.2 リチウムイオン電池
 11.2.3 NAS電池
 11.2.4 レドックスフロー電池
 11.2.5 特性の比較
11.3 蓄電池の応用
 11.3.1 ピークシフト・ピークカット
 11.3.2 周波数変動補償
 11.3.3 不安定電源の変動補償
 11.3.4 無停電電源装置
 11.3.5 瞬低補償装置
章末問題

引用・参考文献
章末問題解答
索引

掲載日:2020/12/02

「電子情報通信学会誌」2020年12月号広告