Erneuerbare Energien und Energiespeicher

11B1220

Bachelor

Deutsch

5.0

nur Sommersemester

1 Semester

Ziel der deutschen Energiewende ist die zunehmende Decarbonisierung der Energiewirtschaft. Wesentlicher Lösungsansatz ist dabei die vermehrte Nutzung erneuerbarer Energiequellen wie Sonnen- und Windenergie. Erneuerbare Energien sind daher gekennzeichnet durch eine rasante technische Entwicklung. Sie weisen aktuell national und international hohe wirtschaftliche Wachstumsraten und ein hohes Maß an politischer Unterstützung auf. Die Erneuerbaren Energien leisten inzwischen einen wichtigen Beitrag zu Umwelt-, Klimaschutz und zur Absenkung des Primärenergieeinsatzes bzw. des CO2-Ausstoßes in der deutschen und internationalen Stromwirtschaft. Mit dem rasanten Ausbau der Erneuerbaren Energien verbunden sind steigende Anforderungen an die Betriebssicherheit der entsprechenden Energieversorgungssysteme. Dies wird zukünftig zu einem Ausbau der Speicherkapazitäten und einer aktiven Steuerung der Energienutzung führen. Im Rahmen der Vorlesung werden die relevanten Erneuerbaren Energietechnologien und Speichersysteme erarbeitet. Die Studierenden entwickeln ein Verständnis für die Betriebsweise der einzelnen Systeme und deren Zusammenspiel. Sie können die relevanten Systeme konzipieren, deren Erträge ermitteln und ihre Wirtschaftlichkeit abschätzen.

1. Erneuerbare Energien

1.a. Solartechnik: Solare Strahlung, Solarthermie, Fotovoltaik

1.b. Windenergie

1.c. Geothermie

2. Energiespeicher

2.a. thermische Energiespeicher

2.b. Elektrische Energiespeicher

2.c. Elektro-chemische Energiespeicher und Wandler

2.d. Mechanische Energiespeicher

3. Brennstoffzellen

Laborübungen

Laborübung 1: Photovoltaik

Laborübung 2: Windkraftanlage

Laborübung 3: Brennstoffzelle

Der Arbeitsaufwand für das Modul umfasst insgesamt 150 Stunden (siehe auch "ECTS-Leistungspunkte und Benotung").

• Hausarbeit

• experimentelle Arbeit

Benotete Prüfungsleistung:

• Hausarbeit: 4 Seiten, Befragung: maximal 30 Minuten

Unbenotete Prüfungsleistung:

Experimentelle Arbeit: ca. 2 - 3 Versuche

Grundkenntnisse in Mathematik, Physik, Thermodynamik und Elektrotechnik

Die Fachbegriffe und das Grundwissen über Erneuerbare Energien und der Energiespeicherung werden den Studierenden dargelegt bzw. von den Studierenden erarbeitet. Komponenten werden zu Systemen zusammengestellt und ihre Funktion formal beschrieben. Erneuerbare Energie- und Speichersysteme- werden berechnet und dimensioniert. Der energetischen Aufwand, die zu erwartenden Erträge und Kosten werden abgeschätzt. Schließlich werden ökologische Zusammenhänge hergestellt, die den Einsatz dieser Technologien rechtfertigen.

Die Studierenden haben ein umfangreiches Wissen, welches sie für die besonderen Anwendungen der Techniken für erneuerbaren Energien und für die Speichersysteme einsetzten können

Die Studierenden analysieren technische Aufgabenstellungen und wenden erlernte Verfahren, Methoden und Simulationsprogramme an, um die relevanten Systeme zu entwickeln und ihre Leistung, ihre Effizienz, ihren Ertrag und ihre Wirkungsgrade zu untersuchen.
Die Studierenden können die unterschiedlichen Techniken zu Erneuerbaren Energien und Speichersystemen vergleichen und bezüglich des zu erwartenden Ertrags und der Energiegestehungskosten zu bewerten

Die Studierenden können die erarbeiteten Ergebnisse der Untersuchungen in wissenschaftlich prägnanter Form darstellen und einer Plausibilitätsprüfung und Bewertung unterziehen. Sie verfügen über die Informationen und Bewertungskompetenz um sich am energiewirtschaftlichen Diskurs zu beteiligen.

• Eck, Markus

• Eck, Markus