ERNEUERBARE ENERGIEN ( )

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1 ERNEUERBARE ENERGIEN ( ) GRUNDINFORMATIONEN ZUM MODUL Fakultät: Studiengang: Umweltingenieurwesen Umweltsicherung Semester: 7 Häufigkeit des Angebots: jährlich im Wintersemester EC: 15,0 Typ: schriftliche Prüfung PO-Version: Gewicht für Gesamtnote: 1,0 Verantwortlicher Professor: Beteiligte Dozenten: Prof. Dr. Andreas Bittner, Prof. Dr. Sabine Homann-Wenig, und KOMPETENZZIELE: Das Modul geht über das 6. und 7. Semester. Die Studenten müssen aus den Technologieblöcken Solarenergie, Wärmepumpen, Bioenergie und Wind, Wasserkraft, H2-Technik drei Blöcke auswählen (12 SWS, 15 EC). Vermittlung von Fakten- und Methodenwissen zu technischen, politischen und wirtschaftlichen Randbedingungen der erneuerbaren Energien. Vermittlung von methodischem und faktischem Wissen zu verschiedenen Techniken der erneuerbaren Energien Befähigung zum praktischen Umgang mit Problemen aus dem Bereich der erneuerbaren Energien. PRÜFUNGEN / LEISTUNGSNACHWEISE Prüfungsnummer Prüfungsart Zeitraum Dauer (Min.) Zulassungsvoraussetzungen Anteil Endnote Erneuerbare Energien SP 120 1,0 Seite 1

2 STUDENTISCHER GESAMT-ARBEITSAUFWAND Lehrveranstaltung Kontaktzeit SWS Kontaktzeit Std. Selbststudium Std. Gesamt Arbeitsaufwand Std A B C D E F G Seminar 1,0 15,0 15,0 30, H Projektstudium 1,0 15,0 30,0 45,0 Summen 14,0 210,0 315,0 525,0 Seite 2

3 LEHRVERANSTALTUNGEN A - TECHNISCHE GRUNDLAGEN * Mitschrift der Vorlesung - Vermittlung von Faktenwissen zu politischen und technischen Grundlagen der EE - Vermittlung von methodischen Fähigkeiten zu Grundlagen der EE - Es werden Kenntnisse vermittelt zu: a) Energiepolitik - Primärenergie,.., Endenergie, Nutzenergie - Energieverbrauchsstruktur Deutschlands - Potentiale der EE - Hemmnisse bei der Einführung der EE - Gesetzlich - Stromgestehungskosten - Wärmegestehungskosten b) Thermodynamik c) Energieeffizienz - Betrachtungen zur Energieeffizienz in Gebäuden B - WIRTSCHAFTLICHE GRUNDLAGEN Prof. Dr. Sabine Homann-Wenig * Mitschriff der Vorlesung * Skript - Wirtschaftliche Methoden zur Bewertung von erneuerbaren Energien - Wirtschaftliche Methoden zur Bewertung von Energieeffizienzmaßnahmen C - SOLARENERGIE * Mitschrift der Vorlesung Seite 3

4 - Vermittlung von Faktenwissen zur Solarenergienutzung und zu damit verbundenen Energiesystemen. - Vermittlung von methodischen Fähigkeiten zu Auslegung und messtechnischen Untersuchung von Solarenergiesystemen. - Einführung in die Grundlagen der PV - Strom-Spannungs-Kennlinie - Zelltypen - Systemtechnik zur PV - Einführung in die Grundlagen der Solarthermie - Wirkungsgrad - Möglichkeiten zur Kollektoroptimierung - Verschiedene Kollektorarten - Systemtechnik der Solarthermie - Vergleich verschiedener Systemaufbauten - Betrachtung von Speichertechniken - Ansätze zur Optimierung von Solarenergiesystemen D - WÄRMEPUMPEN Prof. Dr. Andreas Bittner * Eder, W. und Moser, F.: Die Wärmepumpe in der Verfahrenstechnik. Wien : Springer Verlag, 1979 * Moser, F. und Schnitzer, H.: Energieeinsparung durch Wärmepumpen in Industrie und Gewerbe.. Wien : Springer Verlag, 1983 * Ochsner, K.: Wärmepumpe in der Heizungstechnik. 2. überarb. Aufl. Heidelberg : C. F. Müller Verlag, 2001 * Silberstein, E.: Heat Pumps. 1st edit. Clifton Park, NY : Thomson / Delmar Learning, 2003 * Langle, B. C.: Heat Pump Technology. 3rd edit. Upper Saddle River, NJ : Prentice Hall, Theoretische Grundlagen der Wärmepumpe - Kompressions-Wärmepumpen; Sorptions-Wärmepumpen; Thermokompressoren; - Arbeitsbereiche und Auswahlkriterien; - Arbeitsmedien und Wärmequellen für Wärmepumpen; - Die Wärmepumpe in der Verfahrenstechnik: Destillationstechnik, Verdampfungstechnik, Trocknungstechnik, Wärmepumpe als integrierte Energieversorgung. - Wirtschaftlichkeit von Wärmepumpen in der Verfahrens technik. - Fallstudien über den Einsatz von Wärmepumpen: z. B. Erdöl-Industrie und Petrochemie, Organische Chemie und Kunststoffe, Anorganische Chemie, Pharmazeutische Industrie, Lack- und Farbenindustrie, Berg- und Hüttenindustrie, Papier- und Zellstoff-Industrie, Lebensmittelindustrie, Brauereien, Milchindustrie, Kautschuk- und Gummi-Industrie, Textil-Industrie, Metallverarbeitende Industrie, Holzverarbeitende Industrie etc E - BIOENERGIE Hörsaal mit entsprechender Medienausstattung (PC+Beamer+Leinwand, Tafel bzw. Whiteboard, Pinwand und/oder Flipchart, Magnetwand) Seite 4

5 * Skript zum Schwerpunktmodul Bioenergie I + II (Studiengang TE) * Schaidhauf, Ralph: Systemanalyse der energetischen Nutzung von Biomasse ; Fortschritt-Berichte VDI, Reihe 6/Energietechnik/Nr. 404 * Kaltschmitt, Martin; Hartmann; Hans; Hofbauer, Herrmann (Hrsg.): Energie aus Biomasse Grundlagen, Techniken und Verfahren, Springer-Verlag Berlin Heidelberg * Kaltschmitt, Martin; Streicher, Wolfgang; Wiese, Andreas (Hrsg.): Erneuerbare Energien Systemtechnik, Wirtschaftlichkeit, Umweltaspekte, Springer-Verlag Berlin Heidelberg * Sedlmeier, Johann: Dezentrale Energieversorgung mit fester Biomasse ; EBA-Vorlesungsskript für Studenten der Umweltsicherung, Landmaschinenschule in Triesdorf * N. Schmitz, J. Henke, G. Klepper, Biokraftstoffe-Eine vergleichende Analyse, FNR 2009 * Helm, Markus: Vorlesungsskripte Bioabfallsammlung und -verwertung und Mikrobielle Grundlagen und Prozessführung bei der Vergärung und Technik der Bioabfallvergärung und der Biogasnutzung an der HSWT 2011 * Waldherr, Franz; Walter, Claudia: didaktisch und praktisch Ideen und Methoden für die Hochschullehre, Schäffer-Poeschel Verlag Stuttgart * etc. (siehe SU-Skript / Laufwerk L) Grundlagen der Nutzung von Biomasse als Energieträger für die Bereiche Kraftverkehr, Industrie/Gewerbe und private Haushalte. Darstellung der technischen Potenziale und Konkurrenzsituation bzgl. Flächennutzung. Übersicht der physikalischen, reaktionskinetischen und chemischen Eigenschaften von biogenen Festbrennstoffen, Biokraftstoffen und Biogas. Darstellung der kompletten Bereitstellungskette von Biomasse; Einführung in die verschiedenen thermo- und biochemischen Konversionsverfahren (Trocknung, Pyrolyse, Vergasung, Verbrennung, an-/aerobe Fermentation) zur Zwischen-/ Endenergiebereitstellung. Ökologische und Ökonomische Bewertung der einzelnen Verfahren. Darstellung von Möglichkeiten der sinnvollen Systemintegration von Bioenergieträger. Darstellung der Potenziale und Grenzen einer verstärkten thermischen Nutzung von Biomasse zur (gekoppelten) Endenergiebereitstellung F - WIND, WASSERKRAFT, H2-TECHNIK * Mitschrift der Vorlesung - Vermittlung von Faktenwissen zur Wind- und Wasserkraft sowie zu Systemaufbau und Funktionsweise der verwendeten Anlagen. - Vermittlung von methodischen Fähigkeiten zu Auslegung und Untersuchung der betrachteten Energiesysteme. - Grundlagen der Windentstehung - Windmessung - Windstatistik - Theorie einer Windkraftanlage - Leistungsbeiwert - Bestimmung der abgegebenen elektrischen Energie einer Windkraftanlage - Enrgieumwandlung in einer Wasserkraftanlage - Theorie von Wasserkraftanlagen - Bestimmung der abgegebenen elektrischen Leistung einer Wasserkraftanlage - Funktionsweise von Brennstoffzellen - Brennsroffzellen-Typen - Betrachtung von Ansätzen zur Wasserstoffwirtschaft und anderer Möglichkeiten zur effizienten Energienutzung. Seite 5

6 G - SEMINAR Prof. Dr. Andreas Bittner, Prof. Dr. Sabine Homann-Wenig, und Seminar Mitschriften der zugehörigen Vorlesungen - Einführung in eine technische und/oder wirtschaftliche Problemstellung, die in der Regel aus dem Bereich der erneuerbaren Energien stammt. - Teilweise angeleitete aber weitgehend selbständige Bearbeitung der Problemstellung. - Anfertigung eines kurzen Berichts und Vorstellung der verwendeten Methoden und der erarbeiteten Ergebnisse in seminaristischer Atmosphäre H - PROJEKTSTUDIE Prof. Dr. Andreas Bittner, Prof. Dr. Sabine Homann-Wenig, und Projektstudium * Mitschriften der zugehörigen Vorlesungen * Internet- und Firmenrecherchen - Einführung in eine technische und/oder wirtschaftliche Problemstellung, die in der Regel aus dem Bereich der erneuerbaren Energien stammt. - Teilweise angeleitete aber weitgehend selbständige Bearbeitung der Problemstellung. - Anfertigung eines kurzen Berichts und Vorstellung der verwendeten Methoden und der erarbeiteten Ergebnisse in seminaristischer Atmosphäre. Seite 6