Lehrver­anstaltungs­handbuch LSPW

Leistungselektronische Stellglieder für PV- und Windkraftanlagen

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Version: 3 | Letzte Änderung: 24.10.2019 12:57 | Entwurf: 0 | Status: vom verantwortlichen Dozent freigegeben

Langname Leistungselektronische Stellglieder für PV- und Windkraftanlagen
Anerkennende LModule LSPW_MaET
Verantwortlich
Prof. Dr. Andreas Lohner
Professor Fakultät IME
Gültig ab Wintersemester 2020/21
Niveau Master
Semester im Jahr Wintersemester
Dauer Semester
Stunden im Selbststudium 78
ECTS 5
Dozenten
Prof. Dr. Christian Dick
Professor Fakultät IME
Voraussetzungen Grundlagen der Elektrotechnik
Leistungselektronik
Grundlagen elektrischer Antriebe
Analoge Signale und Systeme
Unterrichtssprache deutsch
separate Abschlussprüfung Ja
Literatur
Hau E.: Windkraftanlagen - Grundlagen, Technik, Einsatz, Wirtschaftlichkeit, Springer Verlag
Mertens, K.: Photovoltaik - Lehrbuch zu Grundlagen, Technologie und Praxis, Hanser Verlag
Sahan, B.: Wechselrichtersysteme mit Stromzwischenkreis zur Netzanbindung von Photovoltaik-Generatoren, KDEE Kassel
Abschlussprüfung
Details Mittels mündlicher Prüfung werden die erlernten Inhalte und Kompetenzen abgefragt
Mindeststandard Rein inhaltliches Wissen definiert die Bestehensgrenze
Prüfungstyp mündliche Prüfung, strukturierte Befragung

Lernziele
Zieltyp Beschreibung
Kenntnisse Überblick über die verschiedenen erneuerbaren Energieträger und deren Potentiale Photovoltaik; Windkraft etc.
Kenntnisse Prinzipien von netzgeführten wie von Inselwechselrichtern für Photovoltaikanlagen
Physik der Solarzelle
Stromrichtertopologien
Systemarchitekturen: Zentral-, String- und Modulwechselrichter
Steuerungsverfahren: PWM, MPP-Tracking etc.
Kenntnisse Prinzipien von Windkraftanlagen
doppeltgespeiste Asynchronmaschine
Anlage mit Synchronmaschine
windkraftspezifische Regelungsverfahren
Fertigkeiten Die Studierenden können elektronische und elektromagnetische Strukturen, Topologien und Regelungsverfahren verschiedener erneuerbarer Energieerzeugungsanlagen (Photovoltaik, Wind etc.), mit dem Fokus auf deren Stellglieder, erläutern.
Die Studierenden besitzen Sie die Fähigkeit, die gesamte anlagenspezifische Systemtechnik in Wesentliche Teilabschnitte zu zergliedern, einzelne Aspekte zu entwickeln oder zu projektieren und damit einzelne Schritte einer Synthese durchzuführen.
Der Realitätsbezug, insbesondere im Hinblick auf neue regulatorische, normative Rahmenbedingungen, welche mit der Energiewende einhergehen, wird hergestellt. Damit ist der Studierende in der Lage, die Stellglieder auch im übergeordneten Kontext als Teil eines intelligenten Netzes zu beschreiben, um später die richtigen Stellglieder auszuwählen bzw. zu entwickeln.
Fertigkeiten Die Studierenden lernen Methoden zur dynamischen Beschreibung und Regelung erneuerbarer Energieerzeugungsanlagen kennen und erhalten dadurch Entscheidungskompetenz.
Die Studierenden besitzen Erfahrungen im Umgang mit Leistungselektronik, Antrieben, klassischen Messgeräten und sind in der Lage, Stellglieder mit einem Simulationstool zu modellieren.
Die Studierenden besitzen die Fähigkeit elektrische Stellglieder für erneuerbare Energieerzeugungsanlagen zu verstehen, zu dimensionieren und zu regeln.
Aufwand Präsenzlehre
Typ Präsenzzeit (h/Wo.)
Vorlesung 2
Übungen (ganzer Kurs) 0
Übungen (geteilter Kurs) 1
Tutorium (freiwillig) 0
Besondere Voraussetzungen
keine
Begleitmaterial Vorlesungsfolien als pdf-Dokument
Übungsaufgaben
Simulationsmodelle
Literatur zum Thema
Separate Prüfung Nein

Lernziele
Zieltyp Beschreibung
Kenntnisse In einem ersten Versuch wird ein Wechselrichter für eine Photovoltaikanlage beispielhaft modelliert und mit einem Simulationstool simuliert. Hierbei wird ein besonderes Augenmerk auf die anlagenspezifischen Regelungsverfahren (MPP-Tracking etc.) gerichtet. Danach wird ein kommerzieller Wechselrichter vermessen und analysiert.
Kenntnisse In einem zweiten Versuch wird eine doppeltgespeiste Asynchonmaschine samt Konvertern als Stellglied für Windkraftanlagen untersucht.
Fertigkeiten Die Studierenden können mit einem üblichen kommerziellen Werkzeug zur Modellierung und Simulation umgehen.
Die Studierenden verstehen das Arbeitsverhalten leistungselektronischer Stellglieder.
Die Studierenden können Aufgaben in einem kleinen Team lösen.
Sie können Messergebnisse analysieren und daraus Erkenntnisse über das Messobjekt gewinnen.
Sie können ein reales System modellieren und simulieren.
Aufwand Präsenzlehre
Typ Präsenzzeit (h/Wo.)
Praktikum 1
Tutorium (freiwillig) 0
Besondere Voraussetzungen
keine
Begleitmaterial Praktikumsanleitung
Separate Prüfung Nein

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