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Dezentrale Energiesysteme und regenerative Energien

Modulbezeichnung: Dezentrale Energiesysteme und regenerative Energien
Studiengang: Engineering und Management, Master, ASPO 01.10.2019
Code: MAM_19_V_2.09.DER
SWS/Lehrform: 4SU+2P (6 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte: 7
Studiensemester: 2
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Prüfungsart:
mündliche Prüfung 25 min. (80%), Seminarvortrag (20%)
Zuordnung zum Curriculum:
MAM_19_V_2.09.DER Engineering und Management, Master, ASPO 01.10.2019, 2. Semester, Pflichtfach, Vertiefungsrichtung Verfahrenstechnik
Arbeitsaufwand:
Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 90 Veranstaltungsstunden (= 67.5 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 7 Creditpoints 210 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 142.5 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
Keine.
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
Modulverantwortung:
Prof. Dr.-Ing. Michael Sauer, M.Sc.
Dozent:
Prof. Dr.-Ing. Michael Sauer, M.Sc.


[letzte Änderung 05.03.2020]
Lernziele:
Kennenlernen und Beherrschen sicherer Entscheidungsgrundlagen zur Auswahl und zum Betrieb dezentraler Energiewandler.
Verstehen und Bewerten der Herausforderungen und der damit verbundenen Entscheidungen durch und für die Energiewende in Deutschland auch im Hinblick auf internationale Abkommen.
Vertiefung der Kenntnisse bzgl. der Marktmotivation für den Aufbau und Betrieb von regenerativen Energieanlagen, der Energieverteilnetze und der Energiespeicher, so dass über deren Einsatz hinsichtlich technischer, ökologischer und ökonomischer Gesichtspunkte sichere Aussagen gemacht werden können.


[letzte Änderung 29.04.2019]
Inhalt:
Aktuelle Gesetzgebung: EEG und ENEV, Entwicklung der Ausbaupläne erneuerbarer Energieerzeugung.
 
Blockheizkraftwerke
  Auslegungskriterien der Kraft- Wärme-(Kälte-) Koppelung
  BHKW mit Kolbenmotor, Mikro-Gasturbine, Stirling Motor, Klein-Dampfturbinen und Brennstoffzellen
  Dimensionierung von BHKW unter Gesichtspunkten der Strom- oder Wärmeführung.
  Einfluss von Gesetzesvorgaben auf den zukünftigen Einsatz.
 
Mechanische-, hydraulische-, druckluftbasierende- und el. Energiespeicher
 
Elektrische Energienetze:
  Aufgaben der Netzbetreiber
  Wechselstrom- und Gleichstromübertragung,
  Herausforderungen durch den Netzausbau
 
Biomasse:
  Thermische Verwertung in dezentralen Anlagen (Anlagentechnik, Betriebsverhalten und Betrieb)        
  Biogas und Windgas
  Biokraftstoffe der verschiedenen Generationen
  
Kälteanlagen und Wärmepumpen
  Thermodynamische Grundlagen
  Kompressions-Kältemaschinen
  Absorptions- und Adsorptions- Kälteanlagen
  Betriebsverhalten von Wärmepumpen
 
Windkraftanlagen und andere Strömungsenergiewandler:
  Physikalische Grundlagen
  Komponenten der Anlagen
  Regeleinrichtungen
  Auslegungskriterien
  Unterschiede von On- und Offshore-Anlagen
  Gesetzgebung
  Vergütungsmodelle
 
Solarthermie:
   Bauteilauslegung und Optimierung
   Konstruktive Optimierung von Solarkollektoren
   Speicherbauarten und Dimensionierung
   sonstige Bauelemente und Anlagensicherheit
   Betriebstechnik von Kollektoranlagen (Regelung und Legionellenproblematik)
 
Photovoltaik:
   Der innere Photoeffekt
   Der PN-Übergang
   Solarzellentechnologien
   Aufbau und Funktion von PV-Modulen
   Grundverständnis von Wechselrichter und Batteriespeichersystemen
 
Virtuelles Kraftwerk, Aufbau, Funktion und Motivation für den Aufbau
 
Die Strombörse in Leipzig und Paris, was wird wie und warum gehandelt.


[letzte Änderung 29.04.2019]
Lehrmethoden/Medien:
Seminaristische Vorlesung. Die Studierenden müssen mindestens ein Thema vorbereiten und vorstellen. Die Themen werden zu Beginn der Vorlesung ausgegeben und nach einer Einzelbesprechung vorgetragen. Ergänzt wird die Vorlesung durch Fachvorträge von Experten und Besichtigung von regenerativen Energieerzeugungsanlagen. Praktische Übungen wie z.B. die selbstständige Aufnahme einer Solarzellenkennlinie oder Versuche an verschiedenen Wärmetauschern fördern das Verständnis zu den verschiedenen regenerativen Energiewandlern.

[letzte Änderung 29.04.2019]
Sonstige Informationen:
Sonstige Vorkenntnisse:
Energiewirtschaft und Grundlagen der Energietechnik (z.B. im Bachelor-Studiengang): KWK Prinzipien, Grundlagen energetischer Lastganglinien und reg. Energienutzung

[letzte Änderung 29.04.2019]
Literatur:
Duffie, Beckmann, Solar Engineering of thermal processes, Wiley
Hadamovsky, Solaranlagen, Vogel
http://bine.fiz-karlsruhe.de
Jungnickel,H., et al.: Grundlagen der Kältetechnik, Verlag Technik Khartchenko, N.V. Solaranlagen, Vogel.
Kaltschmitt, Erneuerbare Energieträger, Springer.
Quaschnig, Regenerative Energiesysteme, Vogel.
Wagner, Photovoltaik Engineering
Zahoransky, A.: Energietechnik, Vieweg

[letzte Änderung 29.04.2019]
[Sun Sep 20 22:29:13 CEST 2020, CKEY=mdeureb, BKEY=mm2, CID=MAM_19_V_2.09.DER, LANGUAGE=de, DATE=20.09.2020]