電力工学入門

パワートレイン・機械工学入門 2026年9月8日 Lab

減速機入門

三つの減速機構と速度・トルク・慣性の関係を理解し、バックラッシだけでは選べない理由を説明する。

入門 · 7分 パワーエレクトロニクス入門 2026年9月8日 Lab

モータの速度制御からFOCへ

速度制御が電流の目標を作る構造を理解し、FOCの座標変換と電気角、電圧・電流の制限を結び付ける。

入門 · 7分 電力工学入門 2026年9月8日 Lab

電力系統の需給変動をブラウザで試す

簡単な一地域モデルで供給不足への周波数応答を計算し、慣性と一次調整の役割を分ける。

実装・実験 · 5分 電力工学入門 2026年9月7日

電力用電池入門 — セルの化学から系統用蓄電池・BMSまで

電池は電気を「貯める発電所」ではなく、時間をずらして需給を調整する電力設備である。セル電圧・容量・Cレート、SOC/SOH、熱暴走、安全設計、系統用蓄電池とV2G、全固体電池など最新研究を数式とグラフで解説する。

入門 · 9分 パワーエレクトロニクス入門 2026年9月7日

パワーエレクトロニクス入門 — 半導体スイッチで電圧・電流・周波数を変える

パワーエレクトロニクスは、半導体スイッチを高速にオン・オフして電力の形を変える技術である。整流器、DC-DCコンバータ、インバータ、PWM、SiC/GaN、モータ駆動、系統連系、熱設計までを数式と波形でつなぎ、なぜ電気自動車・再生可能エネルギー・データセンターで重要なのかを解説する。

入門 · 9分 電力工学入門 2026年9月7日

水力発電入門 — 水頭と流量を、調整力と蓄電へ変える

水力発電は水の落差と流量を水車・発電機で電気へ変える技術である。出力式、水車の選定、ダム式・流れ込み式・揚水式、ガバナと系統調整、魚道と環境、デジタルツイン・可変速揚水までを、設備と運用の両面から解説する。

入門 · 22分 電力工学入門 2026年9月7日

発電からコンセントまで — 電力工学の記事をつなぐ全体地図

発電方式・送配電・電力変換・蓄電をつなぎ、kWとkWh、電圧と損失、需給調整を一つの例で理解する。

学習ガイド · 4分 電力工学入門 2026年9月7日

原子力発電入門 — 核分裂の熱を蒸気・安全系・系統運用へつなぐ

原子力発電は、核分裂で生じた熱を蒸気タービンへ渡す巨大な熱機関である。連鎖反応、軽水炉の一次・二次系、反応度と冷却、安全系、燃料サイクル、SMRと最新研究を、効率・リスク・系統運用の数式と図解で整理する。

入門 · 10分 電力工学入門 2026年9月7日

太陽光発電入門 — 光を直流へ変え、系統と蓄電池へつなぐ

太陽光発電は、太陽電池セルのpn接合で光を直流電力へ変え、MPPT・インバータ・変圧器で負荷や電力系統へ渡すシステムである。I-V特性、温度・影・日射の影響、系統連系、蓄電池、現行設備と最新のペロブスカイト研究を数式と図解で整理する。

入門 · 8分 電力工学入門 2026年9月7日

変電所と送電線入門 — 高電圧・保護リレー・HVDCを系統の動きから理解する

発電所の電気が、なぜ数百kVまで昇圧され、変電所で段階的に降圧されるのか。変圧器、遮断器、母線、保護リレー、送電線の役割を、損失・電力角・絶縁協調の数式と現行設備、デジタル変電所、HVDC研究まで一つの系統として図解する。

入門 · 12分 電力工学入門 2026年9月7日

電力工学入門 — 発電・送電・蓄電をひとつのシステムとして読む

水力・火力・原子力・太陽光・風力は、発電方式だけを比べても本当の違いは見えない。周波数、需給調整、変電、送電損失、蓄電池、保護リレーまでを一つの電力システムとして捉え、出力と安定度を決める数式、現行設備、再生可能エネルギー研究の焦点を図解する。

入門 · 14分 電力工学入門 2026年9月7日

風力発電入門 — 風の運動量を回転・電力・系統制御へ変える

風力発電は、ブレードが風の運動量を受けて回転し、発電機とインバータで電力へ変換する。ベッツ限界、ピッチ/ヨー制御、固定速・可変速、洋上風力、予測、系統連系、騒音・鳥類、最新の浮体式研究までを数式と図解で解説する。

入門 · 8分 パワーエレクトロニクス入門 2026年9月4日

コンバータ回路入門 — DC-DCの昇圧・降圧と絶縁

DC-DCコンバータはスイッチングとインダクタ・コンデンサで直流の電圧を変える。Buck、Boost、Buck-Boost、絶縁型の動作式、制御、損失、電源製品での選び方を図解する。

入門 · 7分 パワーエレクトロニクス入門 2026年9月4日

インバータ回路入門 — DCを交流へ変えるスイッチング

インバータは直流を半導体スイッチで刻み、負荷に必要な交流の電圧・周波数・位相を合成する回路である。単相・三相トポロジー、PWM、モーター制御、損失と安全を図と数式で解説する。

入門 · 7分 パワーエレクトロニクス入門 2026年9月4日

SiC・GaNパワー半導体入門 — 高耐圧と高周波の理由

SiC MOSFETとGaN HEMTは、シリコンより広いバンドギャップと高い臨界電界を利用し、低損失・高周波化を可能にする。物性、損失、ゲート駆動、EMI、用途を数式で解説する。

入門 · 6分 電力工学入門 2026年9月4日

地熱発電入門 — フラッシュとバイナリーで地下の熱を電気に変える

地熱発電は火山国日本の足元にある安定電源だが、資源量は世界3位でありながら設備容量はその一部にとどまる。フラッシュ方式とバイナリー方式の違い、資源評価と掘削のリスク、温泉・国立公園をめぐる規制、EGSや超臨界地熱という次の技術までを図解する。

入門 · 13分 電力工学入門 2026年9月4日

系統慣性・周波数調整入門 — 回転する質量が消えたとき、周波数は誰が守るのか

同期発電機の回転体が持つ運動エネルギーは、需給の急変を数秒単位で和らげる緩衝材である。太陽光・風力・蓄電池のインバータ電源が増えてこの緩衝材が減ると、系統はどう不安定になりうるのか。スイング方程式、一次〜三次調整力、合成慣性、そして実際の大停電事故から読み解く。

入門 · 14分 電力工学入門 2026年9月4日

揚水発電・水素貯蔵入門 — 数時間から季節をまたぐ大容量貯蔵をどう使い分けるか

リチウムイオン電池は数分から数時間の需給調整に強いが、それより長い時間軸を埋めるには別の技術がいる。揚水発電の往復効率と可変速化、グリーン水素の電解・貯蔵・再変換、実プロジェクトと効率比較表から、大容量・長時間貯蔵の設計思想を読み解く。

入門 · 11分 電力工学入門 2026年9月4日

スマートグリッド入門 — 双方向の電力潮流を情報網で支える配電網

太陽光や蓄電池が家庭や配電線に増えると、電気は発電所から需要家への一方向では流れなくなる。スマートメーター（AMI）、通信プロトコル、デマンドレスポンス、自己修復型の配電自動化を、変電所・送電網の仕組みと接続しながら図解する。

入門 · 14分 電力工学入門 2026年9月4日

VPP（バーチャルパワープラント）入門 — 分散リソースを束ねて発電所として売る

屋根の太陽光、家庭用蓄電池、EV、工場のデマンドレスポンス。ばらばらな分散リソースをIT基盤で束ね、あたかも一つの発電所のように市場へ供出するVPPの仕組みを、日本のアグリゲーター制度・需給調整市場・実証事例とともに図解する。

入門 · 11分 パワートレイン・機械工学入門 2026年9月4日

制動システム入門 — ディスク・ドラム・回生とブレーキ・バイ・ワイヤ

制動は運動エネルギーを熱か電気へ変えて車を止める仕事である。ディスクとドラムの摩擦・放熱、油圧回路とABS/ESC、EV・HVの回生ブレンディング、ブレーキ・バイ・ワイヤの動向までを数式と図で解説する。

入門 · 9分 パワートレイン・機械工学入門 2026年9月4日

EVパワートレイン入門 — モーター・インバータ・減速機

EVの駆動系は電池の直流をインバータで三相交流へ変え、モーターのトルクを減速機と差動装置で車輪へ渡す。PMSMと誘導機、回生、熱設計、現行プラットフォームを体系的に解説する。

入門 · 6分 パワートレイン・機械工学入門 2026年9月4日

ハイブリッドシステム入門 — 動力分割と回生の設計

ハイブリッド車はエンジンとモーターを、シリーズ・パラレル・動力分割の経路で組み合わせる。Toyota THSの遊星歯車を例に、SOC管理、回生、熱、制御の実際を数式と図で解説する。

入門 · 6分 パワートレイン・機械工学入門 2026年9月4日

サスペンション入門 — ばね・ダンパーからジオメトリ、アクティブ制御まで

サスペンションはばねとダンパーで乗り心地と操縦安定性を両立させる機構である。クォーターカーモデルの基礎方程式、MacPhersonストラット・ダブルウィッシュボーン・マルチリンクなどジオメトリの違い、MagneRideやPorsche Active Rideに代表されるアクティブ・アダプティブダンピング、制動時の荷重移動との関係までを数式と図で解説する。

入門 · 13分 パワートレイン・機械工学入門 2026年9月4日

トランスミッション入門 — MT・AT・CVT・DCTを比べる

トランスミッションはエンジンやモーターの回転数・トルクを車輪に合わせる機械である。歯車比、損失、変速ショック、制御をMT・AT・CVT・DCTで比較し、電動化で何が変わるかを解説する。

入門 · 6分 電力工学入門 2026年9月3日

火力発電入門 — ランキンサイクル・GTCCから水素、アンモニア、CCSまで

火力発電所は燃料を燃やすだけの設備ではない。ボイラ、蒸気タービン、ガスタービン、復水器、発電機を熱力学の式でつなぎ、超々臨界圧・GTCCの高効率化、負荷追従、排ガス処理、水素・アンモニア・CCSによる脱炭素化を図解する。

入門 · 20分 パワートレイン・機械工学入門 2026年9月3日

ディーゼルエンジン入門 — 圧縮着火と高トルク、後処理を理解する

ディーゼルサイクル、コモンレール噴射、トルクと燃費、DPF・SCR、農機・建機の実例、代替燃料と電動化を解説する。

入門 · 8分 パワートレイン・機械工学入門 2026年9月3日

ガスタービン入門 — ブレイトンサイクルと複合発電

ガスタービンは圧縮した空気に燃料を連続燃焼させ、膨張する高温ガスでタービンを回す。ブレイトンサイクル、航空用と発電用の違い、GTCCと水素混焼までを数式と図で解説する。

入門 · 7分 パワートレイン・機械工学入門 2026年9月3日

ガソリンエンジン入門 — 火花点火、熱効率、電動化をつなげて読む

ガソリンエンジンの4ストローク、オットーサイクル、トルクと燃費、直噴・過給・排出制御、現行製品とハイブリッド化を、整備と安全を含めて解説する。

入門 · 9分