基本情報/Basic Information

開講科目名 ／Course	風力エネルギー工学特論／Advanced Lecture on Wind Energy Conversion System
時間割コード ／Course Code	C212000016
ナンバリングコード ／Numbering Code
開講所属 ／Course Offered by	地域共創科学研究科／
曜日コマ ／Day, Period	金　5
開講区分 ／Semester offered	後期／second semester
単位数 ／Credits	2.0
学年 ／Year	1,2
主担当教員 ／Main Instructor	本田 明弘／HONDA AKIHIRO
科目区分 ／Course Group	大学院（修士課程）　専攻科目
教室 ／Classroom
必修・選択 ／Required/Elective	選択
遠隔授業 ／Remote lecture	No

担当教員情報/Instructor Information

教員名 ／Instructor	教員所属名 ／Faculty/Department
本田 明弘／HONDA AKIHIRO	地域戦略研究所／

難易度（レベル） ／Level	レベル5
対応するＤＰ ／DP	A1・B1
授業としての具体的到達目標 ／Concrete arrival target as the class	風力エネルギー利用全般に関して，一般的な知識を取得する。具体的には以下の通り。 ・風力の起源，利用方法の歴史について理解をする。 ・風の基本特性について理解をする。（強さ，乱れ，地形効果など） ・風車の種類，特徴，基礎理論に関して理解をする。 ・風力エネルギーの利用（電力，その他）について，自らの調査に基づいた現状分析と課題抽出を行 い，ディスカッションを行う。
授業の概要 ／Summary of the class	古来から人類が利用してきた風力エネルギーに関連して，利用の歴史，風の特性，風況評価，近代風車の基礎知識と理論に関して学ぶとともに近代の風力発電機について理解を深める。　また発電所の企画計画などにかかわる環境影響評価や，維持管理などの発電事業のバリューチェーン全般についても学習し，風力関連ビジネスについても知識を得る。 更に，世界的な動向，日本の動向，本学が位置する北東北地域での風況や計画・運転状況など，実際の発電所に関する最新の動向を学習する。
授業の内容予定 ／Contents plan of the class	第１回：風力エネルギー利用の歴史 　紀元前から現在に至るまでの，人類の風力エネルギーとのかかわりあい，利用の歴史について解説を加える。特に近代における発電での利用形態に関しては，種々の風力発電機に関しても概要を説明して理解を深める。 第２回：風の特性と風力 　　風力エネルギーの起源となる風そのものの特性の理解を深める。現実の風に関して，評価時間と風特性（平均風速，乱れ）の変動特性を示すとともに，風車の設計規格で想定するモデル化された風特性に関しても解説を加える。 第３回：風況評価 　　サイト評価において重要となる建設地点の風況評価に関してその手順を解説するとともに，上述の風車規格での風況パラメータとの関係性についても述べる。 第４回：風況解析 　　風況評価の具体的な手法を取り上げ，解析パラメータによる結果への影響なども解説し，建設後の観測データでの検証に関しても述べる。 第５回：風車の基礎知識（１）（風車の種類と特徴） 　　垂直軸・水平軸，抗力利用・揚力利用，大型・小型などの種々の風車種類に関して，特徴を解説する。 　 第６回：風車の基礎知識（２）（利用形態の種類と特徴） 　　発電，トルク利用など，風力エネルギーの種々の利用形態を述べ，上述の風車種類との関係性を説明してゆく。 第７回：風車の理論（１）（運動量理論，翼素理論） 　　風車の理論的基礎となる翼素運動量理論は航空機のプロペラ設計に起源を有するが，流体力学の運動量理論，発電機用風車のブレードに用いられる翼断面の翼素理論の各々を解説する事で，出力係数のベッツ限界などの基本的な原理を理解してゆく。 第８回：風車の理論（２）（翼端損失とCFD） 　　上述の翼素運動量理論を補うために用いられる翼端損失モデルの解説と，ロータの空力性能を評価する流れの数値シミュレーション（CFD）のトピックスを紹介する。 第９回：ロータの設計 　　現在商用の風力発電機で一般的に用いられる水平軸風車のロータ設計に関して，代表的な（１）一定揚力係数，（２）一定弦長の２通りの設計方法を理解するとともに，翼スパン方向の負荷分布に関して商用風車のブレードとの差異を調べてゆく。 第10回：風力発電機の構造 　　風力発電機を構成する，ブレード，ハブ，ナセル（変速機，発電機，など），タワー，基礎に関して基本的な理解を進める。 第11回：系統連系と独立電源 　　風力発電機で発電した電力を系統へ接続する場合，独立電源として消費する場合のメリット，デメリットを説明し，特に海外における地域電力の実情を含めて議論を進めてゆく。 第12回：風車とポンプ，熱変換 　　風力エネルギーを電力以外に揚水，発熱などで畜エネルギーするコンセプトが検討されており，特に効率とコストとのバランスが日進月歩の段階にあるため，最新の情報を収集するとともに議論を進めてゆく。 第13回：環境影響 　　風力発電が周辺の環境に及ぼす影響（景観，騒音，振動，鳥類，水生生物など）に関して，国内外における各種規制と最新の調査結果を収集し，議論を進めてゆく。 第14回：メンテナンス，不具合，トラブル，事故など 　　風力発電機に関する，不具合，トラブル，事故などの情報を調査し，現実の商用風車の運転状況を理解して，メンテナンス・最適運転技術の重要性に関して理解を進めてゆく。 第15回：現地見学など 　　国内で最大の設備容量を保持する青森県内において，発電事業者，メーカの協力を要請して大型・小型の風力発電機の建設現地見学を実施し，その規模感を体感して座学で習得した知識の有用性を認識する。（なお開催のタイミングに関しては，積雪などの気象状況，事業者・メーカとの調整次第で変更となる可能性あり。）
成績評価方法及び採点基準 ／A scholastic evaluation method and marking standard	レポート提出による。 風力エネルギー工学は多分野の融合領域であり，全般での一般的な理解度をするために，レポートの作成を課し，その理解度を確認する。平常評価（授業への参加度）：40%、中間評価（中間レポート）：30％、期末評価（期末レポート）：30% 上記を合算して最終的な成績評価を行う予定です。
予習及び復習等の内容 ／Contents such as preparations for lessons and the review	講義において次回までの課題を科す場合があり、予習・復習が必要。
教材・教科書 ／The teaching materials, textbook	牛山泉（2013）『風車工学入門』森北出版
参考文献 ／bibliography	松島潤(2019)『エネルギー資源の世界史』一色出版 日本風工学会（2007）『風工学ハンドブック』朝倉書店 ジョン・トワイデルら(2011)『洋上風力発電』鹿島出版会 Wiley, ‘Wind Energy Handbook’など
留意点・予備知識 ／Point to keep in mind, back ground	物理学（力学）および流体力学の基礎知識が必要。
授業内容に関する質問・疑義等 ／Question, doubt about class contents	金曜日　１４時３０分から１５時５０分　又は　金曜日　１７時３０分から１８時００分　 なお，この時間帯以外での面会を希望する場合は，事前に連絡すること。
Eメールアドレス・HPアドレス ／E-mail address, HP address	akihiro_honda@hirosaki-u.ac.jp
学問分野1（主学問分野） ／Discipline 1	C19:流体工学、熱工学およびその関連分野
学問分野2（副学問分野） ／Discipline 2	C20:機械力学、ロボティクスおよびその関連分野
学問分野3（副学問分野） ／Discipline 3	A07:経済学，経営学およびその関連分野
地域志向科目 ／Local intention subject	なし
授業形態・授業方法 ／Class form, class method	講義と実習、グループ討議形式によって進めます。
科目ナンバー ／The subject number	GC-5-1329-C19
メディア授業による著作物利用の有無について ／Whether or not copyrighted works are used in media classes	有／Yes
その他 ／Others	受講生のスキルに応じて内容は柔軟に変更してゆく可能性があります。

No.	回（日時） ／Time (date and time)	主題と位置付け（担当） ／Subjects and instructor's position	学習方法と内容 ／Methods and contents	備考 ／Notes
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