Intelligente Energieverteilung und -speicherung

Studiengänge mit diesem Modul

Kurzbeschreibung: Das intelligente Stromnetz bildet die Grundlage eines Stromversorgungssystems mit hohen Anteilen erneuerbarer Energien. In diesem Modul werden die Grundlagen der Stromübertragung auf Hochspannungs- und Verteilnetzebene mit einer fundierten Analyse der Anforderungen an das zukünftige Energienetz verbunden. Insbesondere werden die Funktionsweise, der technische Aufbau und die Einsatzmöglichkeiten unterschiedlicher Technologien zur Stromübertragung und -speicherung sowie die Chancen und Herausforderungen bei der Nutzung von Demand Side Management vermittelt.

Lehrinhalte: 1. Energienetze
1.1. Grundlagen
1.2. Anforderungen an zukünftige Energienetze
1.3. Übertragungsnetze

2. Verteilnetze
2.1. Prinzipien
2.2. Monitoring und Steuerung
2.3. Smart Meter
2.4. Demand Side Management
2.5. Virtuelle Kraftwerke

3. Energie-Kommunikationsnetze
3.1. Kommunikationsnetze für Energieversorgung
3.2. (Powerline, DSL, Mobilfunk, ...)
3.3. Internettechnologien
3.4. Sicherheit und Privatsphäre

4. Energie-Informationsmanagement
4.1. Datenmodelle
4.2. Dienste und Dienst
4.3. Architekturen

5. Regulierung & Standardisierung
5.1. Gremien
5.2. Gesetze
5.3. Standards

6. Speicherung elektrischer Energie
6.1. Anforderungen an Energiespeicher
6.2. Charakteristika von Energiespeichern
6.3. Pumpspeicher
6.4. Druckluftspeicher
6.5. Power-to-Gas
6.6. Akkumulatoren
6.7. Speicherung von elektrischer Energie in nicht-elektrischer Form

Lernergebnisse / Kompetenzziele: Wissensverbreiterung
Die Studierenden lernen konkrete Sachverhalte der Praxis kennen und kennen die technischen Lösungen in der aktuellen Debatte um Stromverteilung und -speicherung.
Wissensvertiefung
Sie vertiefen im ausgewählten Themenbereich ihr technisches Wissen, indem sie Details der unterschiedlichen Technologien durchdringen. Die gängigen Ansätze zur Bewertung der unterschiedlichen Ausgestaltungsmöglichkeiten eines Smart Grid sowie die Möglichkeiten und Grenzen der Energiespeicherung sind den Studierenden bekannt. Sie kennen die Regeln, die bei der Nutzung von Komponenten in intelligenten Energienetzen zu beachten sind.
Können - instrumentale Kompetenz
Die Studierenden können fortgeschrittene Verfahren zur Bewertung von intelligenten Energieversorgungs und -speichersystemen einsetzten und die unterschiedlichen technischen Optionen abwägen.
Können - kommunikative Kompetenz
Die Studierenden können Analysen, Planungen und Auswertungen zum Thema Energieverteilung und -speicherung einer kritischen Betrachtung unterziehen.
Können - systemische Kompetenz
Die Studierenden wenden unterschiedliche praxisrelevante Methoden an und sind in der Lage auf neue abstrakte Problemstellungen kreative Lösungen finden.

Empfohlene Vorkenntnisse: Grundkenntnisse der Elektrotechnik und der Thermodynamik

Lehrende

Lehr-/Lernkonzept

Workload Dozentengebunden
Std. Workload	Lehrtyp
18	Vorlesungen
2	Übungen
2	Prüfungen
Workload Dozentenungebunden
Std. Workload	Lehrtyp
45	Literaturstudium
28	Kleingruppen
30	Prüfungsvorbereitung

Literatur: FLOSSDORFF, R. Elektrische Energieverteilung. Wiesbaden: Vieweg+Teubner SPRING, E. Elektrische Energienetze, Energieübertragung und -verteilung. Düsseldorf: VDE, 2003KALTSCHMITT, Martin; Wolfgang STREICHER, Andreas WIESE: Erneuerbare Energien. Systemtechnik, Wirtschaftlichkeit, Umweltaspekte. 5. Auflage. Berlin: Springer, 2013 QUASCHNING, Volker: Regenerative Energiesysteme. Technologie – Berechnung – Simulation. 8. Auflage. München: Hanser, 2013

Prüfungsleistung

Bemerkung zur Prüfungsform: Der / Die Prüfende teilt innerhalb der ersten vier Wochen nach Vorlesungsbeginn mit, welche Prüfungsform im aktuellen Semester angewendet wird.

Prüfungsanforderungen: Vertiefte Kenntnisse der Verfahren und Methoden für intelligente Energieversorgungs und –speichersysteme und Fähigkeiten zur Bewertung von Ausgestaltungsmöglichkeiten für Smart Grids und Energiespeicher. Kenntnisse über elektrische Übertragungs- und Verteilnetze sowie die Kommunikationsnetze für die Energieversorgung.