| Voraussetzungen und Begleitbedingungen |
Keine |
| Lehrinhalte |
- Grundbegriffe und Gleichstrom:
Ladung, Spannung, Strom, Widerstand, spez. Widerstand, Leitfähigkeit, Reihen- und Parallelschaltung von Widerständen, Elektrische Arbeit, Leistung u. Wirkungsgrad
- Elektrische und magnetische Felder:
Kenngrößen des elektrischen und magnetischen Feldes, Kondensator (Schaltungen u. Energiespeicher), Spule (Induktivität, Selbstinduktion, Schaltungen u. Energiespeicher)
- Einphasiger Wechselstrom:
Wirk-, Blind- und Scheinleistung, Leistungsfaktor, Blindleistungskompensation
- Dreiphasiger Wechselstrom (Drehstrom):
Prinzip der Drehstromerzeugung, Verkettung, Drehstromverbraucher am 4- und 3-Leiter-Netz, Symmetrische u. unsymmetrische Belastung
- Transformator:
Idealisierter Trafo, Realer Trafo, Leerlauf u. Kurzschluss, Wirkungsgrad, Drehstromtransformatoren, Parallelbetrieb
- Drehstrom-Synchronmaschine:
Aufbau u. Funktionsweise, Elektr. Ersatzschaltbild, Betrieb am starren Netz (Synchronisierung, Wirk- u- Blindleistungserzeugung)
- Drehstrom-Asynchronmaschine:
Aufbau u. Funktionsweise, Elektr. Ersatzschaltbild, Leistung, Verlust u. Wirkungsgrad
- Einführung in die Energienetze:
Infrastrukturen: Technische, wirtschaftliche und ökonomische Merkmale, Monopole, Entwicklungen; Gas- und Wasserstoffnetze: Vor- und Nachteile, Entwicklungen, Sektorkopplung; Stromnetze: Anlagen, Betriebsmittel, Topologien, Netzplanung, Berechnungen und Simulation (Stromnetz + Spannungsqualität)
- Leistungselektronik:
Aufgaben der Leistungselektronik, Leistungshalbleiter, Gleichrichter, Wechselrichter, Frequenzumrichter, Ladestation, Batteriespeicher, Schutzmaßnahmen, Berechnungen
|
| Lernergebnisse |
Die Studierenden können
- die Grundlagen der Gleichstrom- und Wechselstromtechnik beschreiben
- die Grundlagen der elektrischen und magnetischen Felder erklären
- einphasige Wechselstromsysteme (Strom, Spannung, Leistung) analytisch lösen
- die Blindleistungskompensation erklären und Berechnungen im einphasigen Wechselstromnetz durchführen
- das Prinzip der Drehstromerzeugung und der Verkettung beschreiben
- Strom, Spannung, Leistung und Energie von Verbrauchern in Stern- und Dreieckschaltung berechnen
- Symmetrisch und unsymmetrisch belastete Drehstromnetze berechnen
- das Funktionsprinzip von Transformatoren und Drehstrommaschinen (synchron u. asynchron) erklären, sie in Ersatzschaltbildern modellieren, in Zeigerdiagrammen darstellen und einfache Berechnungen durchführen
- das Funktionsprinzip von Gas-, Wasserstoff- und Stromnetzen beschreiben
- die wichtigsten Komponenten und Bauteile der Stromnetze erläutern
- die Aufgaben der Leistungselektronik in den Stromnetzen beschreiben
- die relevanten Bauteile wie z.B. Ladestationen, Wechselrichter, Batteriespeicher erklären
|
| Geplante Lernaktivitäten und Lehrmethoden |
- Vorlesungen mit integrierten technischen Diskussionen und Fallbeispielen
- Rechenübungen
- Exkursion Netzlabor
|
| Prüfungsmethode und Beurteilungskriterien |
Zwei schriftliche Prüfungen (Grundlagen für Elektrische Komponenten & Anwendungen zu Elektrische Komponenten) |
| Kommentar |
- |
| Empfohlene Fachliteratur und andere Lernressourcen |
- Hagmann Gert (2017): Grundlagen der Elektrotechnik. 17. durchgesehene und korrigierte Auflage: AULA-Verlag.
- Fuest, Klaus; Döring, Peter (2004): Elektrische Maschinen und Antriebe. 6. Aufl. Wiesbaden: Vieweg-Verlag.
- Konstantin, Panos; SpringerLink (online service) (2017): Praxisbuch Energiewirtschaft: Energieumwandlung, -transport und -beschaffung, Übertragungsnetzausbau und Kernenergieausstieg. 4., aktualisierte Auflage 2017; Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg.
- Stiny, Leonhard (2018): Grundwissen Elektrotechnik und Elektronik: Eine leicht verständliche Einführung. 7., bearbeitete Auflage. Heidelberg: Springer Vieweg.
- Crastan, Valentin (2015): Elektrische Energieversorgung. 1: Netzelemente, Modellierung, stationäres Verhalten, Bemessung, Schalt- und Schutztechnik. 4., bearbeitete Auflage. Heidelberg: Springer Vieweg.
- J.Schwab (2020): Elektroenergiesysteme, Smarte Stromversorgung im Zeitalter der Energiewende. 6., bearbeitete Auflage. Berlin: Springer Vieweg.
- Brauner, Günther (2016): Energiesysteme: Regenerativ und Dezentral. Wiesbaden: Springer Vieweg. in Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH.
- Deckert, Ronald (2020): Digitalisierung und Energiewirtschaft, Wiesbaden: Springer Vieweg. in Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH.
- Appelrath, Hans-Jürgen; Deutsche Akademie der Technikwissenschaften (Hrsg.) (2012): Future Energy Grid: Migrationspfade ins Internet der Energie. Berlin: Springer.
|
| Art der Vermittlung |
Präsenzveranstaltung, Blended Learning, Exkursion |