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Windenergie und Photovoltaik

Modulbezeichnung:
Bezeichnung des Moduls innerhalb des Studiengangs. Sie soll eine präzise und verständliche Überschrift des Modulinhalts darstellen.
Windenergie und Photovoltaik
Modulbezeichnung (engl.): Wind Energy und Photovoltaic Systems
Studiengang:
Studiengang mit Beginn der Gültigkeit der betreffenden ASPO-Anlage/Studienordnung des Studiengangs, in dem dieses Modul zum Studienprogramm gehört (=Start der ersten Erstsemester-Kohorte, die nach dieser Ordnung studiert).
Umweltingenieurwesen, Bachelor, ASPO 01.10.2025
Code: UI-T-WPV
SAP-Submodul-Nr.:
Die Prüfungsverwaltung mittels SAP-SLCM vergibt für jede Prüfungsart in einem Modul eine SAP-Submodul-Nr (= P-Nummer). Gleiche Module in unterschiedlichen Studiengängen haben bei gleicher Prüfungsart die gleiche SAP-Submodul-Nr..
P212-0083
SWS/Lehrform:
Die Anzahl der Semesterwochenstunden (SWS) wird als Zusammensetzung von Vorlesungsstunden (V), Übungsstunden (U), Praktikumsstunden (P) oder Projektarbeitsstunden (PA) angegeben. Beispielsweise besteht eine Veranstaltung der Form 2V+2U aus 2 Vorlesungsstunden und 2 Übungsstunden pro Woche.
4V (4 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte:
Die Anzahl der Punkte nach ECTS (Leistungspunkte, Kreditpunkte), die dem Studierenden bei erfolgreicher Ableistung des Moduls gutgeschrieben werden. Die ECTS-Punkte entscheiden über die Gewichtung des Fachs bei der Berechnung der Durchschnittsnote im Abschlusszeugnis. Jedem ECTS-Punkt entsprechen 30 studentische Arbeitsstunden (Anwesenheit, Vor- und Nachbereitung, Prüfungsvorbereitung, ggfs. Zeit zur Bearbeitung eines Projekts), verteilt über die gesamte Zeit des Semesters (26 Wochen).
5
Studiensemester: 6
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Prüfungsart:
Klausur, Dauer: 90 Minuten

[letzte Änderung 11.10.2022]
Verwendbarkeit / Zuordnung zum Curriculum:
Alle Studienprogramme, die das Modul enthalten mit Jahresangabe der entsprechenden Studienordnung / ASPO-Anlage.

EE1606 (P212-0083) Erneuerbare Energien/Energiesystemtechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2022 , 6. Semester, Pflichtfach
UI-T-WPV (P212-0083) Umweltingenieurwesen, Bachelor, ASPO 01.10.2023 , 6. Semester, Pflichtfach
UI-T-WPV (P212-0083) Umweltingenieurwesen, Bachelor, ASPO 01.10.2025 , 6. Semester, Pflichtfach
Arbeitsaufwand:
Der Arbeitsaufwand des Studierenden, der für das erfolgreiche Absolvieren eines Moduls notwendig ist, ergibt sich aus den ECTS-Punkten. Jeder ECTS-Punkt steht in der Regel für 30 Arbeitsstunden. Die Arbeitsstunden umfassen Präsenzzeit (in den Vorlesungswochen), Vor- und Nachbereitung der Vorlesung, ggfs. Abfassung einer Projektarbeit und die Vorbereitung auf die Prüfung.

Die ECTS beziehen sich auf die gesamte formale Semesterdauer (01.04.-30.09. im Sommersemester, 01.10.-31.03. im Wintersemester).
Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 60 Veranstaltungsstunden (= 45 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 5 Creditpoints 150 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 105 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
Keine.
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
Modulverantwortung:
Prof. Dr. Marc Deissenroth-Uhrig
Dozent/innen: Prof. Dr. Marc Deissenroth-Uhrig

[letzte Änderung 28.10.2024]
Lernziele:
Nach erfolgreichem Abschluss der Lehrveranstaltung können Studierende
 
- die Entstehung von Wind unter Berücksichtigung lokaler Besonderheiten erklären
- die physikalischen Grundprinzipien von Widerstands- und Auftriebsläufern skizzieren
- einfache analytische Methoden und Verfahren zur Dimensionierung von Windkraftanlagen diskutieren
- den konstruktiven Aufbau von aktuellen Triebsträngen und Entwicklungstendenzen benennen
- die wichtigsten in der Windbranche eingesetzten elektrischen Konzepte verstehen
- Grundkenntnisse für die Steuerung und Regelung von Windkraftanlagen unter Berücksichtigung der Betriebsführung anwenden
- einfache Methoden zur wirtschaftlichen Bewertung von Windkraftanlagen und möglichen Standorten beschreiben
- die wesentlichen Besonderheiten für die Planung, Errichtung und den Betrieb von Offshore-Anlagen begründen
 
- Aufbau und Funktionsweise einer Solarzelle  demonstrieren
- die Einflussgrößen auf den Wirkungsgrad mit Hilfe der Halbleiterphysik erklären
- neue Zellenentwicklungen diskutieren
- die elektrischen Leistungsdaten einer PV- Anlage interpretieren
- die Einflussgrößen von Leistungsverlusten benennen und Lösungen zur Verbesserung identifizieren
- den zu erwartenden Energieertrag berechnen


[letzte Änderung 08.03.2024]
Inhalt:
Windenergie
-          Windentstehung und Verteilung
-          Physikalische Grundlagen der Windenergiewandlung (Impulstheorie nach Betz)
-          Konstruktiver Aufbau von Windkraftanlage
-          Aerodynamik des Rotors (Blattelementmethode, CFD)
-          Mechanischer Triebstrang (Aufbau, Komponenten)
-          Turm und Fundament
-          Elektrisches System einer Windenergieanlage
-          Steuerung, Regelung und Betriebsführung
-          Planung, Errichtung und Betrieb
-          Kosten von Windkraftanlagen und Wirtschaftlichkeit
-          Offshore-Windkraft
 
Photovoltaik
-       Solarstrahlungsangebot im Jahres- und Tagesgang
-        Einführung in die Halbleiterphysik der Solarzelle
-        Aufbau und Wirkungsweise von Solarzellen, Einflussparameter auf den Wirkungsgrad
-        Typen von Solarzellen und Entwicklungstendenzen
-        Solarkennlinien von Modulen und Generatoren mit Einfluss von Temperatur, Mismatching und Teilverschattung auf den Anlagenwirkungsgrad
-        Verschaltungskonzepte

[letzte Änderung 08.03.2024]
Weitere Lehrmethoden und Medien:
Vorlesungen mit integrierten Übungen

[letzte Änderung 08.03.2024]
Literatur:
Gasch, Robert (Hrsg.): Windkraftanlagen, Springer Vieweg, (akt. Aufl.)
Kaltschmitt, Martin (Hrsg.): Erneuerbare Energien, Springer, (akt. Aufl.)
Mertens, Konrad: Photovoltaik, Hanser, (akt. Aufl.)
Quaschning, Volker: Regenerative Energiesysteme, Hanser, (akt. Aufl.)
Wagemann, Hans-Günther; Eschrich, Heinz: Photovoltaik, Vieweg + Teubner, 2010, 2. Aufl.

[letzte Änderung 20.03.2019]
 
[Fri Nov 22 00:36:57 CET 2024, CKEY=b3EE1606, BKEY=ut3, CID=UI-T-WPV, LANGUAGE=de, DATE=22.11.2024]