能源技術與應用概論
Introduction of Energy Technologies and Applications
學期
110-1
學分
3
學分
當期課號
5313
永久課號
IAP5155
開課單位
工學院碩士在職專班-精密組
授課教師
徐瑞鐘
校區
光復
類別
選修
上課時間表
| 節 | 週二 |
|---|---|
A 18:30–19:20 | 能源技術與應用概論 EE231 3 節連堂 |
B 19:30–20:20 | |
C 20:30–21:20 |
* 根據陽明交大上課時間表所列
概述
說明世界的能源發展趨勢,我國的能源政策與能源轉型目標,介紹各種能源轉換技術,包括創能(太陽能,風能,生質能,地熱與海洋能),儲能(儲能系統,氫能源,燃料電池與應用),與節能(電能與照明節能,建築節能,冷凍空調節能,產業節能),以及它們在日常生活與工業生產的應用,並強調能源使用與環境的關係,期能使學生在上完此課程後,對各種能源技術與應用有全面性的瞭解.
先修科目
具備基本的物理,化學和機械熱傳,流力知識
評分方式
教材內容主要為講授者多年來在工研院與產業界研究與產品開發相關經驗的資料,並廣泛收集閱讀論文和技術報告,請教相關專家和實務業者,同時參考世界最新發展趨勢編選而成,教學方法以講授為主並鼓勵學生提出問題討論,必要時安排相關主題參訪.評量方法以兩次測驗為主.
課程大綱
- 創能
- 儲能
- 節能
- 能源與環境
- 認識能源
週次計畫
| 週次 | 主題 |
|---|---|
| 第 1 週 | 我國能源政策與能源發展:介紹世界與我國能源發展趨勢,我國的能源進口和使用現況,我國能源轉型“展綠、增氣、減煤、非核”目標和未來能源配比(煤30%,天然氣50%,再生能源20%)如何達成,百分百再生能源倡議RE100的發展趨勢.https://meet.google.com/dco-xyej-nje |
| 第 2 週 | 能源轉換與輸送:介紹從初級能源(煤,原油,天然氣,水力,太陽能,風力)到次級能源(電能,熱能,動力)的能源轉換技術,各種發電系統的能源轉換效率和汙染排放,其他能源轉換和輸送技術https://meet.google.com/dco-xyej-nje |
| 第 3 週 | 電力系統與智慧電網:介紹台灣的發電和輸配電系統,智慧電網系統的發展,針對國內可能的限電缺電所推出的用電大戶條款,綠電憑證,需量競價等措施 .https://meet.google.com/dco-xyej-nje |
| 第 4 週 | 太陽能發電:介紹太陽熱能發電與太陽光電能發電,包括主要太陽電池(矽晶電池,薄膜電池,新型染料敏化電池)技術,太陽光電模組與大型光電系統,建築整合光電系統(BIPV),2025年20GW目標如何達成,太陽光電系統與環境的關係 |
| 第 5 週 | 風力發電:各型風力機介紹,世界發展趨勢與我國風力發電現況,大型風力發電機構造,我國海上風電的發展, 2025年海上風電5.7GW目標如何達成,風力發電與環境的關係 |
| 第 6 週 | 生質能與廢棄物能源:介紹各種生質能源轉換技術,農業/事業/家庭廢棄物資源能源化利用,沼氣發電,生質燃料技術與應用,廢棄物衍生燃料(RDF, Refuse Derived Fuel)的種類和國內發展應用. |
| 第 7 週 | 地熱與海洋能:介紹有機郎肯循環系統(ORC, Organic Rankine Cycle)的原理和應用,溫泉與地熱的多功能利用,結垢腐蝕對系統的影響,海洋溫差發電(OTEC, Ocean Thermal Energy Conversion),波浪能,潮汐能和洋流能的發展 |
| 第 8 週 | 第一次測驗 |
| 第 9 週 | 儲能系統與再生能源儲能:介紹各種儲能技術,主要電池的原理,特性和應用,家庭儲能和儲能(電)櫃,大規模儲能系統的發展,整合再生能源的儲能(power to gas)技術發展 |
| 第 10 週 | 氫能源與燃料電池:介紹氫能源鏈的產氫,儲氫和用氫技術,包括電解產氫,燃料重組產氫,氫氣純化技術,氫氣的儲存和輸送.介紹質子交換膜燃料電池(PEMFC),固態氧化物燃料電池(SOFC}和熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)的原理,構造和特性 |
| 第 11 週 | 氫能源社會與燃料電池應用:介紹氫能源社會的架構和各國發展目標,燃料電池在交通運輸的應用(汽車,巴士,軌道車輛,船舶,航空)和加氫站,在發電的應用(家庭,商業,電信基地台,大型發電廠),以及全世界和國內的發展現況 |
| 第 12 週 | 參訪燃料電池系統:參訪新竹附近的燃料電池公司,實地瞭解甲醇重組產氫系統,質子交換膜燃料電池(PEMFC)發電和熱水系統(CHP, Combined Heat and Power),燃料電池與太陽光電的整合應用,與廠商交流燃料電池應用實務問題 |
| 第 13 週 | 電能與照明節能:介紹各種用電器具與設備的能源效率,變頻技術,待機電力,電力品質,介紹各種人工光源和特性,LED照明,光環境與綠色照明,照明技術在農業(植物工廠)與醫療的應用. |
| 第 14 週 | 建築節能:各種建築物(家庭,商場大樓,工廠..)的能源使用和節能潛力,建築能源管理系統(BEMS),室內空氣品質(IAQ, Indoor Air Quality),介紹綠建築和零耗能建築的發展,各種隔熱保溫建材的應用 |
| 第 15 週 | 冷凍空調節能:介紹主要冷凍空調設備(冷氣機,冷凍冷藏櫃,冰水機,中央空調系統...)和能源效率(EER,COP),主要熱傳機制(傳導,對流,輻射,蒸發,冷凝,沸騰),各種熱交換器(殼管式,鰭管式,板式..)與它們在冷凍空調的應用. |
| 第 16 週 | 產業節能:製程節能和廢熱回收,燃燒與鍋爐系統節能,介紹熱管(heat pipe)的原理,特性和應用,節能服務業的發展(ESCO, Energy Service Company),國際標準組織(ISO)能源管理系統ISO 50001介紹,能源基線和能源績效指標的應用,科學園區的產業節能 |
| 第 17 週 | 能源與環境:能源使用造成的地球環境問題(溫室效應,臭氧層破洞,空氣汙染..),各種能源使用方式的碳足跡,碳捕獲與封存利用(CCS/U, Carbon Capture and Storage/Utilization)技術,碳中和 |
| 第 18 週 | 第二次測驗 |
教科書
能源概論(六版),作者:陳維新, 出版社:高立圖書, ISBN:9789864128945 出版日期:2013/08/01
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