Angebot nach Organisationseinheiten

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Institut für Energie- und Umweltverfahrenstechnik

zugeordnetes LehrpersonalHeinzel (Prof. Dr. rer. nat. Angelika Heinzel)

Verantwortete Module

Name im Diploma Supplement
Energy Technology
Verantwortlich
Voraus­setzungen
Siehe Prüfungsordnung.
Workload
360 Stunden studentischer Workload gesamt, davon:
  • Präsenzzeit: 90 Stunden
  • Vorbereitung, Nachbereitung: 150 Stunden
  • Prüfungsvorbereitung: 120 Stunden
Dauer
Das Modul erstreckt sich über 2 Semester.
Qualifikations­ziele

Die Studierenden

  • lernen ausgewählte energietechnische Anlagen und Systeme hinsichtlich ihres Aufbaus, ihrer Wirkungsweise und potenzieller Weiterentwicklungsmöglichkeiten verstehen
  • können entsprechende Berechnungsmethoden selbständig anwenden und weiterentwickeln

Konkretisierungen dieser Qualifikationsziele finden sich in den Beschreibungen der angebotenen Lehrveranstaltungen.

Praxisrelevanz

Ein großer Teil des präsentierten Wissens und der dargestellten Methoden wird in der Praxis der Entwicklung und des Einsatzes von energietechnischen Anlagen und Systemen genutzt und vorausgesetzt.

Prüfungs­modalitäten

Prüfung in drei von fünf aufgeführten Veranstaltungen.

Verwendung in Studiengängen
  • BWL-EaF-Ma-2015Wahlpflichtbereich1.-3. FS, Pflicht
Bestandteile
  • VIU: Betrieb und Regelung elektrischer Netze [4 Credits]
  • VIU: Brennstoffzellensysteme in der dezentralen Energieversorgung [4 Credits]
  • VIU: Regenerative Energietechnik 1 [4 Credits]
  • VIU: Regenerative Energietechnik 2 [4 Credits]
  • VIU: Thermodynamik und Kraftwerkstechnik [4 Credits]
Modul: Energietechnik (WIWI‑M0312)


Angebotene Lehrveranstaltungen

Name im Diploma Supplement
Anbieter
Lehrperson
SWS
3
Sprache
deutsch
Turnus
Sommersemester
maximale Hörerschaft
unbeschränkt
empfohlenes Vorwissen

Thermodynamik, Chemie und Physik Grundkenntnisse

Abstract

Vorstellung verschiedener Verfahren alternativer und regenerativer Stromerzeugung.

Qualifikationsziele

Die Brennstoffzellen- und Wasserstofftechnologie werden vermittelt, so dass die Studierenden die Technik und die Rahmenbedingungen verstehen und die verschiedenen Zukunftsoptionen der Effizienzsteigerung in der Energieversorgung beurteilen können. Vor- und Nachteile im Vergleich zu konventionellen Energiesystemen werden erarbeitet. Die Studierenden reflektieren die Lehrinhalte und können diese im Kontext alternativer und regenerativer Stromerzeugung in Beziehung setzen.

Lehrinhalte

Die verschiedenen Typen von Brennstoffzellen werden dargestellt, Funktionsweise, Materialien, Stand der Technik und die potentiellen Anwendungen. Die Brennstoffbereitstellung für Brennstoffzellensysteme durch Reformierungsverfahren aus fossilen und biogenen Energie¬trägern und durch Elektrolyse von Wasser, die Speicherung und der Transport von Wasserstoff werden behandelt. Die Kraft-Wärme-Kopplung als ein wichtiger Anwendungsbereich von Brennstoffzellen¬systemen wird detailliert diskutiert. Alternative, innovative Energie¬wandler und Energiespeicher auch zum Einsatz in Hybridsystemen mit Brennstoffzellen werden vorgestellt.

Literaturangaben

Für Elektrochemie und Batterien:

  •  Hamann/Vielstich: „Elektrochemie“, Wiley, Weinheim 1998

Für Wasserstofftechnologie:

  • H. Wendt: „Electrochemical Hydrogen Technologies“ Ed., Elsevier Amsterdam  1990

Für Brennstoffzellen:

  • Kordesch/Simader: „Fuel Cells and their applications“, VCH Weinheim 1996
  • Heinzel/Mahlendorf/Roes „Brennstoffzellen“, C.F. Müller Heidelberg 2005
  • Larminie/Dicks „Fuel Cell Systems explained“,Wiley, Chichester 2000
  • Handbook of Fuel Cells, Wiley 2003
  • Krewitt/Pehnt/Fischedick/Temming „Brennstoffzellen in der Kraft-Wärme-Kopplung“, Erich Schmitt-Verlag, Berlin 2004
  • Brennstoffzellen und Mikro-KWK, ASUE Band 20, Vulkan-Verlag 2001

Für Energiedaten:

internet http://www.bmwi.de , http://www.bp.com und http://www.iea.org

didaktisches Konzept

Vorlesung, Vortrag

Prüfungsmodalitäten

Abschließende Klausur (120 Minuten, 100% der Note) und abschließendes Praktikum (ca. 1/2 Tag, unbenotet).

Hörerschaft
  • BWL-EaF-Ma-2015WahlpflichtbereichModul "Energietechnik"1.-3. FS, Pflicht
Vorlesung mit integrierter Übung: Brennstoffzellensysteme in der dezentralen Energieversorgung (WIWI‑C0565)
Name im Diploma Supplement
Anbieter
Lehrperson
SWS
3
Sprache
deutsch
Turnus
Wintersemester
maximale Hörerschaft
unbeschränkt
empfohlenes Vorwissen

Grundlagen der Thermodynamik, Physik und Chemie.

Abstract

Vorstellung verschiedener Verfahrer alternativer und regenerativer Stromerzeugung.

In der Vorlesung wird die Bandbreite der thermischen und photovoltaischen Nutzung der Sonnenenergie vorgestellt. Nach einer Diskussion der Grundlagen des solaren Strahlungsangebotes (Physikalische Grundlagen der Strahlung, Strahlungsbilanzen, Himmelsstrahlung, Globalstrahlung, Messung solarer Strahlungsenergie) werden Niedertemperaturkollektoren, konzentrierende Kollektoren und die solarthermische Stromerzeugung in Farm- und Towerkraftwerken behandelt. Einen weiteren Schwerpunkt bildet das Thema der photovoltaischen Stromerzeugung mit einer Einführung in das Bändermodell der Elektronen im Festkörper, des Aufbaus, der Funktionsweise und des Wirkungsgrads von Silizium-Solarzellen, Dünnschichtsolarzellen und kompletten Solarzellensystemen.

Der erreichte Stand der Technik sowie technische und wirtschaftliche Potentiale der Solarthermie und Photovoltaik werden ebenfalls erörtert.

Qualifikationsziele

Die Grundbegriffe der regenerativen Energietechnik werden vermittelt, so dass ein Verständnis für die regenerative Energiewirtschaft und für die technischen Energiewandlungsprozesse inklusive ihrer Auswirkungen auf die Umwelt erreicht wird. Die Methoden zur technischen, ökonomischen und ökologischen Beurteilung von Prozessen in der regenerativen Energietechnik werden erarbeitet. Wirtschaftlichkeitsfragen sowie die Energieversorgung der Zukunft werden dargestellt, so dass die Studierenden die Breite der verschiedenen Optionen zu einer Energieversorgung auf Basis regenerativer Energietechniken verstehen.

Lehrinhalte

Übersicht Regenerative Energien, Sonnenenergieangebot, Physikalische Grundlagen der Solarstrahlung, Messmethoden von Solarstrahlung, Thermische Flachkollektoren, Konzentrierende Kollektoren, Passive Solarenergienutzung, Grundlagen der Fotovoltaik, Fotovoltaische Anwendungen, Solarthermische Stromerzeugung

Literaturangaben
  • Adolf Goetzberger, Volker Wittwer: Sonnenenergie – Thermische Nutzung,Teubner Studienbücher
  • Adolf Goetzberger, Bernhard Voß, Volker Wittwer: Sonnenenergie: Photovoltaik, Teubner Studienbücher
  • Martin Kaltschmitt, Andreas Wiese: Erneuerbare Energien, Springer Verlag
  • Manfred Kleemann, Michael Meliß: Regenerative Energiequellen, Springer Verlag
didaktisches Konzept

Vorlesung, Vortrag mit Kreide an der Tafel; Veranschaulichungen mit Powerpoint, Folien.

Prüfungsmodalitäten

Abschließende mündliche Prüfung (in der Regel: 20 bis 40 Minuten).

Hörerschaft
  • BWL-EaF-Ma-2015WahlpflichtbereichModul "Energietechnik"1.-3. FS, Pflicht
Vorlesung mit integrierter Übung: Regenerative Energietechnik 1 (WIWI‑C0564)
Name im Diploma Supplement
Anbieter
Lehrperson
SWS
3
Sprache
deutsch
Turnus
Sommersemester
maximale Hörerschaft
unbeschränkt
empfohlenes Vorwissen

Grundlagen der Thermodynamik, Physik und Chemie.

Abstract

Im Rahmen der Vorlesung werden die physikalischen und systemtechnischen Grundlagen der Nutzung der Windenergie (Leistungsdichte des Winds, Windmessung, Windenergiekonverter), der Wasserkraft (Aufbau und Komponenten einer Wasserkraftanlage, Pumpspeicherkraftwerke), Meeresenergie (Leistung von Wasserwellen, Meeresströmungskraftwerke), Gezeitenenergie (Entstehung von Ebbe und Flut, Gezeitenkraftwerke) und der Geothermie (oberflächennahe und hydrothermale Erdwärmenutzung, heiße Gesteinsschichten) behandelt. Ein weiteres Schwerpunktthema bildet die Photosynthese und die Möglichkeiten der energetischen Biomassenutzung (Verbrennung, Vergasung, Pyrolyse, Biogaserzeugung, Äthanolherstellung). Bei jeder Technologie wird auf den erreichten Stand der Technik eingegangen sowie die technischen und wirtschaftlichen Potentiale diskutiert.

Qualifikationsziele

Die Grundbegriffe der regenerativen Energietechnik werden vermittelt, so dass ein Verständnis für die regenerative Energiewirtschaft und für die technischen Energiewandlungsprozesse inklusive ihrer Auswirkungen auf die Umwelt erreicht wird. Die Methoden zur technischen, ökonomischen und ökologischen Beurteilung von Prozessen in der regenerativen Energietechnik werden erarbeitet. Wirtschaftlichkeitsfragen sowie die Energieversorgung der Zukunft werden dargestellt, so dass die Studierenden die Breite der verschiedenen Optionen zu einer Energieversorgung auf Basis regenerativer Energietechniken verstehen.

Lehrinhalte
  • Windenergie
  • Nutzung von Wasserkraft
  • Wellenenergie
  • Meeresenergie
  • Gezeitenenergie
  • Erdwärmenutzung
  • Fotosynthese
  • Biomasse (Verbrennung, Vergasung, Pyrolyse, Biogas)
Literaturangaben
  • Martin Kaltschmitt, Andreas Wiese: Erneuerbare Energien, Springer Verlag
  • Manfred Kleemann, Michael Meliß: Regenerative Energiequellen, Springer Verlag
  • Jochen Fricke, Walter Borst: Energie – Ein Lehrbuch der physikalischen Grundlagen, R. Oldenbourg Verlag
didaktisches Konzept

Vorlesung, Vortrag mit Kreide an der Tafel; Veranschaulichungen mit Powerpoint, Folien.

Prüfungsmodalitäten

Abschließende mündliche Prüfung (in der Regel: 20 bis 40 Minuten).

Hörerschaft
  • BWL-EaF-Ma-2015WahlpflichtbereichModul "Energietechnik"1.-3. FS, Pflicht
Vorlesung mit integrierter Übung: Regenerative Energietechnik 2 (WIWI‑C0563)