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Im Outdoorlabor des Fachgebietes werden sowohl PV-Module als auch Wechselrichter unter realen Bedingungen untersucht.
Elektrische Energietechnik - Nachhaltige Energiekonzepte
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Im Outdoorlabor des Fachgebietes werden sowohl PV-Module als auch Wechselrichter unter realen Bedingungen untersucht.

Elektrische Energietechnik

Kurzbeschreibung:

In der Lehrveranstaltung Elektrische Energietechnik werden zunächst die physikalischen Grundlagen der Energiewandlung vermittelt (Verbrennung, Carnot-, Otto-, und Dieselprozess, ORC). Verstärkt wird dann auf die elektrische Energiewandlung, deren Betriebsmittel, Parameter und Modellierung eingegangen (Induktion, Dynamo, Drehstrom, Synchronmaschine, Transformator, Zeigerdiagramm, Wirk- und Blindleistung). Die verschiedenen Kraftwerkstypen und ihre Betriebseigenschaften werden erklärt (Kohle, Gas, GuD, Atom, Geothermie, Wasserkraft, Windkraft, PV). Anschließend wird die Elektrizitätsübertragung inkl. Netzproblematik und Speicherung erläutert. Neben der traditionellen, zentralen Energieversorgung wird stark auf die dezentrale Energieversorgung basierend auf erneuerbaren Energieträgern eingegangen (Entwicklung, Vor- und Nachteile).

Inhalt:

1.1    Primärenergieträger
1.1.1    Wirkungsgrad- und Substitutionsmethode
1.1.2    Heiz- und Brennwert
1.1.3    Energiegrößen und Einheiten
1.1.4    Literatur

1.2    Regenerative Energien
1.2.1    Wasserkraftnutzung
1.2.1.1     Einführung zur Wasserkraftnutzung
1.2.1.2     Arten von Wasserkraftwerken
1.2.1.1.2.1    Laufwasserkraftwerke
1.2.1.1.2.2    Speicherkraftwerke
1.2.1.1.2.3    Pumpspeicherkraftwerke
1.2.1.1.2.4    Meeresströmungskraftwerke
1.2.1.3     Turbinenarten
1.2.1.4     Vergleich der Turbinenarten
1.2.1.5     Literatur

1.2.2    Windkraftnutzung
1.2.2.1     Eigenschaften des Winds
1.2.2.1.1 Wind-Grundlagen
1.2.2.1.2 Windgeschwindigkeits-Verteilung
1.2.2.1.3 Höhenabhängigkeit der Windgeschwindigkeit
1.2.2.1.4 Höhenabhängigkeit der Luftdichte
1.2.2.2     Leistungsberechnung
1.2.2.3     Windkraftanlagen (WKA)
1.2.2.3.1 WKA mit vertikaler Drehachse
1.2.2.3.2 WKA mit horizontaler Drehachse
1.2.2.4     Historische Entwicklung & aktueller Marktdaten
1.2.2.5     Literatur

1.2.3    Sonnenenergienutzung
1.2.3.1     Eigenschaften solarer Einstrahlung
1.2.3.2     Solarthermie
1.2.3.2.1 solare Flachkollektoren
1.2.3.2.2 solarthermische Systeme
1.2.3.2.3 konzentrierende Systeme

1.2.3.3 Photovoltaik
1.2.3.3.1 photovoltaische Energiewandlung
1.2.3.3.2 Eigenschaften photovoltaischer Komponenten
1.2.3.3.3 photovoltaische Energiesysteme
1.2.3.3.4 Marktentwicklung
1.2.3.4 Literatur

1.3    Thermische Kraftwerke
1.3.1    Thermodynamische Grundlagen
1.3.1.1    thermodynamische Systeme
1.3.1.2    Ideales Gasgesetz
1.3.1.3    Zustandsänderung idealer Gase
1.3.2    Kreisprozesse
1.3.2.1    Carnotprozess
1.3.2.2    Dieselprozess
1.3.2.3    Literatur

1.3.3    Kraftwerksarten
1.3.3.1    Dampfkraftwerke
1.3.3.1.1     Prinzip der Energiewandlung
1.3.3.1.2    Wirkungsgrad des Kraftwerks
1.3.3.1.3    Energieumsatz in der Dampfturbine
1.3.3.2    Gasturbinenkraftwerke
1.3.3.2.1    Jouleprozess
1.3.3.2.2    Wirkungsgrad des Jouleprozesses
1.3.3.2.3    Aufbau und Eigenschaften des Gasturbine
1.3.3.3    GuD-Kraftwerke
1.3.3.4    Geothermische Kraftwerke
1.3.3.4.1    Geothermievorkommen, geothermische Heizwerke
1.3.3.4.2    Kraftwerksprozesse
1.3.3.5     Solarthermische Kraftwerke
1.3.3.5.1    Parabolrinnenkraftwerk
1.3.3.5.2    Solarturmkraftwerke
1.3.3.5.3    Dish-Stirling Anlage
1.3.3.5.4    Literatur

2. Umwandlung und Netze

2.1    Elektrische Energieversorgung
2.1.1    Eigenschaften elektrischer Energie
2.1.2    Aufbau der Elektrischen Energieversorgung
2.1.3    Kraftwerkseinsatz
2.1.4    Netzplanung

2.2    Grundlagen der elektromechanischen Energiewandlung
2.2.1    Überblick und Bedeutung elektromechanischer Energiewandler
2.2.2    Elektrische Betriebsmittel
2.2.2.1      Synchronmaschine
2.2.2.1      Drehstrom-Transformatoren
2.2.3    Leistungsbilanz

2.3    Das Drehstromsystem
2.3.1     Drehstromnetze
2.3.1.1    Begriffe des Drehstromsystems
2.3.1.2    Beschreibung des Drehstromsystems
2.3.1.3    Leistungen in Wechsel- und Drehstromsystemen
2.3.2     Drehstromtechnik
2.3.2.1    Erzeugung symmetrischer Spannungen
2.3.2.2    Symmetrische Belastung
2.3.2.3    Unsymmetrische Belastung
2.3.2.4    Symmetrische Komponenten (Mit-, Gegen- und Nullsystem)

2.4     Übertragung elektrischer Energie
2.4.1    Leitungen
2.4.1.1       Aufbau
2.4.1.2       Ersatzschaltbild
2.4.1.3       Leitungsparameter
2.4.1.4       Blindleistungsbedarf von Leitungen
2.4.1.5       Natürliche Leistung
2.4.1.6       Betriebsdiagramm
2.4.2    Übertragungsnetze
2.4.2.1    Übertragungssysteme
2.4.2.1.1 Einphasige Systeme
2.4.2.1.2  Dreiphasige Systeme
2.4.2.1.3  HGÜ- Anlagen
2.4.2.2    Struktur von Drehstromnetzen
2.4.2.2.1 Niederspannungsnetze
2.4.2.2.2  Mittelspannungsnetze
2.4.2.2.3 Hoch- und Höchstspannungsnetze

2.5    Elektr. Energieversorgungsnetze im symmetrischen Betrieb
2.5.1    Aufgaben des Netzbetriebs
2.5.2    per-unit-Systeme
2.5.3    Lastflussberechnung

2.6    Energieversorgung & Energiewirtschaft
2.6.1    Elektrischer Energiebedarf
2.6.2    Entwicklung der Elektrischen Energieversorgung
2.6.3    Aufgaben einer zukünftigen Energieversorgung
2.6.4    Kostenrechnung, Gestehungskosten   
2.6.5    Verlustbewertung, Ausgleichsenergien

 

 

 

 

 

 

Die Universität der Informationsgesellschaft