Lehrveranstaltungshandbuch Elektrische und Elektronische Stellglieder regenerativer Energiequellen

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Verantwortlich: Prof. Dr. Andreas Lohner

Lehrveranstaltung

Befriedigt Modul (MID)

• aktuelle
  • Ma ET2012 ESRE

Organisation

Version erstellt 2013-04-29 VID 2 gültig ab WS 2012/13 gültig bis

Bezeichnung Lang Elektrische und Elektronische Stellglieder regenerativer Energiequellen LVID F07_ESRE LVPID (Prüfungsnummer)

Semesterplan (SWS) Vorlesung 2 Übung (ganzer Kurs) 1 Übung (geteilter Kurs) Praktikum 1 Projekt Seminar Tutorium (freiwillig)

Präsenzzeiten Vorlesung 30 Übung (ganzer Kurs) 15 Übung (geteilter Kurs) Praktikum 15 Projekt Seminar Tutorium (freiwillig)

max. Teilnehmerzahl Übung (ganzer Kurs) Übung (geteilter Kurs) 15 Praktikum 10 Projekt Seminar

Gesamtaufwand: 150

Unterrichtssprache

• Deutsch

Niveau

• Master

Notwendige Voraussetzungen

• Inhalte von Leistungselektronik
• Inhalte von el. Maschinen

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

Dozenten

• Prof. Dr. Andreas Lohner
• Prof. Dr. Christian Dick

Wissenschaftliche Mitarbeiter

• tba
• Dipl.-Ing. Michael Nixdorf

Zeugnistext

El. Stellglieder reg. Energiequellen

Kompetenznachweis

Form
sK	Klausur

Aufwand [h]
sK	10

Intervall: 3/Jahr

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Lehrveranstaltungselemente

Vorlesung / Übung

Lernziele

Lerninhalte (Kenntnisse)

• Kurzer Überblick über die verschiedenen erneuerbaren Energieträger und deren Potentiale Photovoltaik; Windkraft etc.
• Prinzipien von netzgeführten wie von Inselwechselrichtern für Photovoltaikanlagen
  • Physik der Solarzelle
  • Stromrichtertopologien
  • Systemarchitekturen: Zentral-, String- und Modulwechselrichter
  • Steuerungsverfahren: PWM, MPP-Tracking etc.
• 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.
• 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.

Handlungskompetenz demonstrieren

• Die Studierenden besitzen die Fähigkeit elektrische Stellglieder für erneuerbare Energieerzeugungsanlagen zu verstehen, zu dimensionieren und zu regeln.

Begleitmaterial

• elektronische Vortragsfolien zur Vorlesung
• elektronische Übungsaufgabensammlung

Besondere Voraussetzungen

• keine

Besondere Literatur

• keine

Besonderer Kompetenznachweis

Form
sMP

Beitrag zum LV-Ergebnis
bK	(falls angeboten) benotet: 20%

Intervall: 1/Jahr

Praktikum

Lernziele

Lerninhalte (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.
• Auf dem ersten Versuch aufbauend wird in einem zweiten Versuch ein kommerzieller Wechselrichter vermessen und analysiert.
• Ein weiterer Versuch ist in Planung.

Fertigkeiten

• Die Studierenden können mit einem üblichen kommerziellen Werkzeug zur Modellierung und Simulation umgehen
• Die Studierenden verstehen das Arbeitsverhalten leistungselektronischer Stellglieder.

Handlungskompetenz demonstrieren

• 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

Begleitmaterial

• elektronische Einführung in die Praktikums-Komponenten
• elektronische Beschreibung der Praktikums-Versuche (Aufgabenstellung)
• elektronische Dokumentation der eingesetzten Tools

Besondere Voraussetzungen

• keine

Besondere Literatur

• keine

Besonderer Kompetenznachweis

Form
Praktikum	2-3 Versuche

Beitrag zum LV-Ergebnis
Praktikum	Voraussetzung für Zulassung zur Klausur

Intervall: 1/Jahr