Modulhandbuch für den Studiengang Regenerative Energien und Energieeffizienz

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1 Modulhandbuch für den Studiengang Regenerative Energien und Energieeffizienz (Stand: April 2012) Inhaltsverzeichnis Pflichtmodule 4 Biomasse (WS) 4 Elektrotechnik (WS) 6 Energie Ökonomie Umwelt (WS) 8 Rationelle Energienutzung in Gebäuden (SS) 9 Solarthermie Grundlagen (und Vertiefung) (SS) 10 Photovoltaik: Photovoltaic Systems Technology (WS) 11 Strömungsmaschinen (WS) 12 Thermodynamik und Wärmeübertragung 14 Grundlagenorientierte Wahlpflichtmodule 15 Elektrische Anlagen und Hochspannungstechnik I (WS) 15 Elektrische Anlagen und Hochspannungstechnik II (SS) 16 Höhere Mathematik IV: Numerische Mathematik für Ingenieure (SS) 17 Höhere Mathematik IV: Stochastik für Ingenieure (WS) 18 Höhere Strömungsmechanik (SS) 19 Mathematik III für Elektrotechniker (WS) 20 Mathematik III für Maschinenbauer (WS) 21 Mathematik III für Mechatroniker und Wirtschaftsingenieure E-Technik - Differentialgleichungen/Funktionentheorie (WS) 22 Signale und Systeme (SS)(Modul: Signalübertragung) 23 Technische Mechanik I für Elektrotechniker und Mechatroniker (SS) 24 Technische Mechanik II für (Elektrotechnik und Mechatronik (WS) 25 Technische Thermodynamik I (SS) 26 Technische Thermodynamik II (WS) 27 Wärmeübertragung I (SS) 28 Wärmeübertragung II (WS) 29 Technische Wahlpflichtmodule 30 Abfallverbrennung Thermische Verfahren I (WS) 30 Allgemeine Hydrogeologie (WS) 31 Bauphysik - Bauschäden und energetische Sanierung (WS) 32 Bauphysik - Sondergebiete der Bauphysik und der TGA in der Architektur Planungsinstrumente (SS) 33 Einführung in die Ingenieurgeophysik (SS) 34

2 Inhaltsverzeichnis 2 Einführung in die Simulationsumgebung TRNSYS 35 Electrical Aspects of Wind Energy 36 Elektrische Anlagen und Hochspannungstechnik I 37 Energetische Verwertung und thermische Entsorgungsverfahren von Abfällen (WS) 38 Energie aus Abwassersystemen, Biogaserzeugung aus Reststoffen und Nachwachsenden Rohstoffen (WS) 40 Energieeffizienz in Gebäuden: Technik, Umsetzung, Finanzierungsbeispiele, Politikinstrumente (WS) 41 Energieeffiziente Produktion (SS/ WS) 42 Energiewandlungsverfahren (SS) 43 Fluiddynamik der Turbomaschinen (SS) 44 Geothermie (SS) 45 Grundlagen der Abfalltechnik (WS) 47 Grundlagen der Energietechnik (SS) 48 Grundlagen der Siedlungswasserwirtschaft (WS/ SS) 49 Grundwasserströmungen und Stofftransport (SS) 51 Kältetechnik und Wärmepumpen (WS) 52 Klärschlammbehandlung (SS) 53 Leistungselektronik (WS) 54 Leistungselektronik für regenerative und dezentrale Energiesysteme (SS) 55 Life Cycle Engineering (WS) 56 Matlab Grundlagen und Anwendungen (Rechnerpraktikum)(WS) 57 Messen von Stoff- und Energieströmen (WS) 58 Neuere Arbeiten zur Solar- und Anlagentechnik und zur Regenerativen Prozesswärme 59 Seminarvortrag: Netzintegration dezentraler Einspeisesysteme (SS) 60 Numerische Berechnung von Strömungen (WS) 61 Numerische Modellierung von Strömungs- und Transportprozessen (WS) 62 Photovoltaic Systems Technology (Vertiefungsmodul)(WS) 64 Prinzipien des energieeffizienten Planens und Bauens Bauphysik (SS) 65 Prinzipien des energieeffizienten Planen und Bauens TGA (SS) 66 Regelung elektrischer Energieversorgungseinheiten (SS) 67 Regelung und Netzintegration von Windkraftanlagen (SS) 68 Seminar für thermische Energietechnik (WS/ SS) 69 Seminar Netzintegration dezentraler Einspeisesysteme (WS) 70 Siedlungswasserwirtschaft Aufbauwissen (SWW-7: Planung, Bau und Betrieb) (WS) 71 Siedlungswasserwirtschaft Ergänzung (SWW 11: Immissionsschutz) (SS) 72 Siedlungswasserwirtschaft Vertiefungswissen (SWW 10: Trinkwasser) (SS) 73 Simulationsmethoden für Windkraftanlagen (SS) 74 Simulation und Steuerung von Produktions- und Energiesystemen (SS) 76 Solarthermie (Grundlagen und) Vertiefung (SS) 77 Solarthermie - Anlagenplanung 78 Solarthermische Kraftwerke (SS) 79 Strömungen und Transport (SS) 80 Strömungsmesstechnik (WS) 82 Turbomaschinen (WS) 83 Wasserbau Aufbauwissen (WS/ SS) 85 Wasserbau und Wasserwirtschaft (WS/ SS) 87 Wasserbau/Wasserwirtschaft Vertiefungswissen (WS/ SS) 89 Wasserkraft und Energiewirtschaft (WS/SS) 92 Windenergie als Teil des Energieversorgungssystems (WS) 94 Nichttechnische Wahlpflichtmodule 95 Arbeits- und Organisationspsychologie I (SS) 95 Arbeits- und Organisationspsychologie II (Arbeitsanalyse und systemische Gestaltung) (WS) 96 Biomassen aus der Landwirtschaft: Bilanzierung der Agrarproduktion (Agrarbilanzierung)(SS) 97 Chemie- und Industrieparkrecht (Blockveranstaltung)(WS) 98 Der Ingenieur als Führungskraft I (SS) 99 Der Ingenieur als Führungskraft II (WS) 100 Einführung in das Umweltrecht (für Ingenieure) (WS/ SS) 101 Umweltwissenschaftliche Grundlagen für Ingenieure (SS) 102 Einführung in Systemwissenschaften (WS) 103 Energiepolitik 104 Energiewirtschaftliche Aspekte der Energietechnik I (WS) 105

3 Inhaltsverzeichnis 3 Energiewirtschaftliche Aspekte der Energietechnik II (SS) 106 Europäisches und internationales Umweltrecht (WS/ SS) 107 Fachkommunikation im Maschinenbau, Grundlagen (WS) 108 Fachkommunikation im Maschinenbau, Vertiefung (SS) 109 Fachplanungsrecht (WS) 110 Grundlagen des Projektmanagements I (WS) 111 Grundlagen des Projektmanagements Teil II (SS) 112 Immissionsschutzrecht (WS) 113 Industrial Ecology (SS) 114 Innovation und Umwelt (SS) 115 Interkulturelle Kompetenz für Ingenieure (SS) 116 Interkulturelle Kompetenz für Ingenieure Kompaktkurs (SS/WS) 117 Nachhaltige Unternehmensführung I: Grundlagen (WS) 118 Nachhaltige Unternehmensführung II (SS) 119 Naturschutzrecht (WS) 120 Organisation der nachhaltigen Unternehmung (SS) 121 Parameter der Nachhaltigkeit - Stoffliche und energetische Ressourcen (WS) 122 Raumordnungs- und Landesplanungsrecht (WS) 123 Technical English, UNIcert II, 1.Teil (WS) 124 Technical English, UNIcert II, 1.Teil (Kompaktkurs)(WS) 125 Technical Englisch, Unicert III, 1.Teil (WS) 126 Umweltpolitik (WS) 127 Umweltstraf- und -ordnungswidrigkeitenrecht(blockveranstaltung) (SS) 128 Umweltwissen, Umweltwahrnehmung, Umwelthandeln (SS) 129 Laborpraktika und Projektstudien 130 Life Cycle Engineering in der Anwendung 130 Praktikum Photovoltaik 131 Praktikum Solarthermische Komponenten und Messtechnik 132 Praktikum Turbomaschinen 133 Energiewandlung durch oszillierenden Flügel 134 Solarcampus Energieeffizienz an der Universität Kassel 135 Formula Student, FSAE-Team, Kassel 136 Alles fliegt uns zu?! Der konsumkritische Stadtrundgang in Kassel 137

4 Laborpraktika und Projektstudien Pflichtmodule Biomasse (WS) (Teilmodule: Grundlagen der Biomassebereitstellung, Biochemische und thermochemische Biomassewandlung) # Feb. 2009, Stülpnagel WS Dr. R. Stülpnagel Dr. R. Stülpnagel, Dr. B. Krautkremer Masterstudiengang: Regenerative Energien und Energieeffizienz Maschbau Dipl. I/ Dipl. II Master Umweltingenieurwesen Vorlesung : 4 SWS, je Teilmodul 2 SWS 60 h Präsenzzeit, 120 h Selbststudium 6 (3 G, 3 T) Credits, (Teilmodul Biomassebereitstellung: 3 CP, biochem./thermochem. BM-Wandlung: 3 CP) Grundlagen der Biologie, Chemie und Thermodynamik Allgemein: Ziel der Veranstaltung ist die Vermittlung von ausreichender Sachkenntnis in naturwissenschaftlichen, energiewirtschaftlichen und technischen Bereichen sowie wesentlicher Basisinformationen zur energetischen und stofflichen Nutzung von Biomasse Fach-/Methoden-Kompetenzen: Die Studierenden sollen einen Überblick über die Probleme der globalen, europäischen und regionalen Energiesituation sowie der Nutzungsmöglichkeiten von Biomasse zur elektrischen und Heizenergieerzeugung sowie zu biogenen Kraftstoffen erhalten. Hierzu werden die Potenziale in Europa und Deutschland erläutert Einbindung in die Berufsvorbereitung: Die in der Praxis angewandten technischen Lösungen zur physikalischen, biologischen und thermochemischen Verfahren zur Nutzung der Biomasse werden kennen gelernt, um damit eine kritische Auswahl zu treffen. Nach der Wiederholung der Grundlagen zum Pflanzenwachstum und der Erläuterung von Landnutzungssystemen werden der Anbau, die Ernte, die Konservierung und Aufbereitung von landwirtschaftlichen Kulturpflanzen dargestellt. Die momentane und extrapolierte energiewirtschaftliche Situation in der Welt, Europa und Deutschland wird aufgezeigt und die Potenziale an Biomasse aus Land- und Forstwirtschaft zur energetischen Verwertung dargestellt. Die Grundlagen biochemischer Prozesse werden erläutert. Die Charakterisierung von Biomassen sowie die Vor- und Nachteile gegenüber fossilen Brennstoffen werden gegenübergestellt. Die Verfahren der Pyrolyse, Vergasung und Verbrennung werden erklärt. Ausgewählte technische Lösungen zur Erzeugung höherwertiger biogener Brennstoffe durch thermische und chemische Wandlung werden vermittelt. Klausur Allgemeine Informationen Folien (Powerpoint) Bäumer, K.: Allgemeiner Pflanzenbau, Verlag Eugen Ulmer (1992) Kaltschmitt, M.; Hartmann, H.: Energie aus Biomasse, Springer Berlin (2001) Kaltschmitt, M.; Reinhardt, G. A.: Nachwachsende Energieträger. Grundlagen, Verfahren, ökologische Bilanzierung. Viehweg (1997) Hrsg.: FNR: Leitfaden Bioenergie

5 Pflichtmodule 5 Gesetzestexte, EU-Verordnungen

6 Pflichtmodule 6 Elektrotechnik (WS) (Teilmodule: Grundlagen der Elektro-u. Meßtechnik; Regelungstechnik) # Feb. 2011, Claudi Grundlagen der Elektro- und Messtechnik: Prof. Dr. S. Heier Regelungstechnik: Prof. Dr. A. Claudi WS Prof. Dr. A. Claudi Prof. Dr. S. Heier, Prof. Dr. A. Claudi Deutsch Master Regenerative Energien und Energieeffizienz Vorlesung/ 4 SWS mit integrierten Übungseinheiten Grundlagen der Elektro-u. Meßtechnik : Vorlesung/ 2SWS Regelungstechnik: 2SWS (1SWS Vorlesung /1 SWS Übung) 180h 6 G Credits (Grundlagen der Elektro-u. Meßtechnik : 3 Regelungstechnik: 3) Grundkenntnisse in Mathematik und Physik aus abgeschlossenem Bachelor Studiengang. Dieses Modul ist insbesonders gedacht für Studenten, welche nicht Elektrotechnik oder Maschinenbau als ersten Abschluß gemacht haben, und speziell an die Inhalte der Fachvorlesungen mit elektrotechnischem Hintergrund herangeführt werden. Ziel der Veranstaltung ist die Vermittlung von grundlegendem Wissen über die Elektrotechnik, mit besonderem Blick auf energietechnische Systeme, der Simulation, der Steuerung und der Regelung. Einbindung in den Masterstudiengang: Für die weiterführenden Module und Veranstaltungen sind Kenntnisse in der Elektrotechnik erforderlich, z.b. die Energieversorgung aus bzw. in das elektrische Versorgungsnetz, sowie deren Wirkungsgrade und ihr statisches und dynamisches Verhalten. Die Studierenden erhalten einen Überblick über Steuerungs- und Regelungsverfahren, lernen die wichtigsten Begriffe und sind in der Lage einen einfachen Regelkreis zu verstehen und zu optimieren. Kompetenzen: Die Studierenden sollen die Wirkungsweise und Funktionen elektrischer Anlagen und Maschinen verstehen, sowie einen Überblick über Steuerungs- und Regelungsverfahren erhalten. Die Fähigkeit, Systeme zu analysieren, zu modellieren und zu simulieren rundet dieses Modul auf der Systemebene ab. Berufsvorbereitung: Der Lehrstoff wird durchgängig von Beispielen aus der Praxis begleitet. Hardware und Simulationstools aus industrieller Umgebung werden zur Unterstützung in den Vorlesungen verwendet. Grundlagen der Elektro- und Messtechnik Einführung - Energiewandlung - Gleichstromtechnik (Elektrische Strömung, Energetische Betrachtungen, Stromkreise) - Wechselstromtechnik (Periodische Funktionen, Komplexe Rechnung, Ortskurven) - Mehrphasensysteme (Drehstromsystem, Spannungen, Ströme und Felder im Drehstromsystem, Leistung im Drehstromsystem. Oberschwingungen) - Magnetische Netzwerke (Feldstärke, Durchflutung, Magnetische Induktion, Magnetischer Fluss, Kräfte im magnetischen Feld) - Transformator (Einphasentrafo, Drehstromtrafo) - Drehfeldmaschinen (Drehfeldaufbau, Synchrongenerator im Netz-

7 Pflichtmodule 7 und Inselbetrieb, Asynchronmotor, Asynchrongenerator) - Stromversorgungsnetze (Aufbau und Struktur, wesentliche Betriebsmittel, Berechnungsgrundlagen) - Messtechnik (Messung elektrischer Größen, Messung thermischer Größen, Messung physikalischer Größen) Regelungstechnik - Grundstruktur einer Regelung; - Der Regelkreis und seine Elemente; - Linearisierung eines Prozesses; -Zeitverhalten und Frequenzverhalten; -Stabilität von Regelkreisen; -Reglertypen und Regelverhalten Die theoretischen Kenntnisse der Studierenden werden anhand einer mündlichen oder schriftlichen Prüfung bewertet Veranstaltungsspezifische Website Folien (Powerpoint) MATLAB-SIMULINK-Beispiele Elektrotechnik: Hinweise werden in der Lehrveranstaltung gegeben Regelungstechnik: Hugo Gassmann. Regelungstechnik. Harri Deutsch Verlag ISBN Weitere Literaturhinweise in der Lehrveranstaltung

8 Pflichtmodule 8 Energie Ökonomie Umwelt (WS) (Teilmodule: Energieressourcen und Umweltfolgen; Baumanagement) # Feb. 2011, Simon Baumanagement: Dipl.-Ing. Bernd Rode Energieressourcen und Umweltfolgen: Dr. K.-H. Simon WS Dr. Karl-Heinz Simon Dipl.-Ing. Bernd Rode Dr. K.-H. Simon Master Regenerative Energien und Energieeffizienz Vorlesung/ 2 SWS (Energieressourcen und Umweltfolgen: 1 SWS; Baumanagement: 1 SWS) 60 h, davon 2 SWS Präsenzzeit, 2 NT Credits (Umwelt: 1 ; Baumanagement: 1, re²) Energieressourcen und Umweltfolgen:- Baumanagement: Verständnis für komplexe Projekte und Bauabläufe Energieressourcen und Umweltfolgen Überblick über die Ressourcensituation der wichtigsten Energieträger; Energieverwendung; Umweltfolgen von Energieträgergewinnung und Energienutzung; Grundlagen von Bewertungsansätzen Baumanagement: Ziel der Veranstaltung ist die Vermittlung von theoretischen und praktischen Grundkenntnissen des Baumanagements. Dazu gehören die Bereiche Baumanagement, Projektentwicklung, AVA (Ausschreibung / Vergabe / Abrechnung), Kosten, Flächen und Projektsteuerung. Die Studierenden erwerben entsprechend Kompetenz in diesen Bereichen und werden so auf die Praxis vorbereitet. Energieressourcen und Umweltfolgen: Ressourcensituation; Szenarien zukünftiger Entwicklung; Umweltwirkungen von Gewinnung und Nutzung; Handlungsoptionen, z.b. Klimaschutz; Integrierte Analysen; Umweltbilanzierung Baumanagement: Organisation-Zeiten-Kosten-Qualitäten: Bauzeitplanmethoden, Netzwerktechnik (Einführung), Projektentwicklung, Kosten, Flächen, Ausschreibung / Vergabe / Abrechnung, Einführung in die Bauabwicklung, rechtliche Grundlagen, technische Grundlagen, Angebotsverfahren, Angebot, Vertrag, Auftragsabwicklung, Aufmaß, Abrechnung, Zahlung, Haftung, Mängelansprüche, Versicherungen, Unternehmensformen und funktionen. Schriftliche Abschlussprüfung Powerpoint-Präsentationen Energieressourcen und Umweltfolgen: O Riordan (Hrsg.): Umweltwissenschaften und Umweltmanagement Öko-Institut: GEMIS-Bilanzierungssoftware WBGU: Welt im Wandel Energiewende zur Nachhaltigkeit Baumanagement: Busch/Rösel: AVA-Handbuch Rösel: Baumanagement

9 Pflichtmodule 9 Rationelle Energienutzung in Gebäuden (SS) (Teilmodule: Grundlagen Bauphysik und Technische Gebäudeausrüstung) # Feb. 2011, Maas SS Prof. Dr. A. Maas Bauphysik: Prof. Dr. A. Maas, Technische Gebäudeausrüstung: NN, Masterstudiengang Regenerative Energien und Energieeffizienz Master Nachhaltiges Wirtschaften Vorlesung: 4 SWS Grundlagen der Bauphysik und TGA: 4 SWS 60 h Präsenzzeit, 120 h Selbststudium 6 (1 G, 5 T) Credits Grundlagen der Physik und Mathematik Grundlagen der Bauphysik und TGA: Ziel der Veranstaltung ist die Vermittlung von Grundlagen der thermisch/hygrischen und energetischen Bauphysik sowie der Technischen Gebäudeausrüstung (TGA). Die Inhalte der Veranstaltungen bilden die Basis im Hinblick auf die Fähigkeit, physikalische und technische Aspekte im Bereich der Rationellen Energienutzung anwenden und bewerten zu können. Bauphysik: Physikalische Grundlagen; Stationärer Wärmedurchgang durch Bauteile; Instationäre Temperaturverteilung in Bauteilen; Einfluss der Wärmespeicherfähigkeit auf sommerliches und winterliches Wärmeverhalten; Wirkung der Sonneneinstrahlung; Kennzeichnung der Außenlufttemperatur; Überschlägige Energiebedarfsberechnung infolge Transmission; Tageslichtversorgung; Wärmeschutztechnische Vorschriften (Mindestwärmeschutz, Energieeinsparverordnung); Thermische Behaglichkeit und Raumluftqualität Technische Gebäudeausrüstung: Wärmeerzeugung, Speichertechnik, Wärmeverteilung, Raumwärmeübergabe, Regelungstechnik, Abgastechnik; Lüftungstechnik: natürliche Lüftung, mechanische Lüftung, Wärmerückgewinnung, Systeme im Wohnbau und Nichtwohnungsbau, Kunstlichtsysteme; Energetische Bewertung der Systeme Die theoretischen Kenntnisse der Studierenden werden anhand einer mündlichen oder schriftlichen Prüfung bewertet. Darüber hinaus erfolgt die praktische Bearbeitung von Übungsaufgaben. PowerPoint-Präsentationen; PowerPoint-Präsentationen; Vorlesungsskripte und Übungsmaterialien können auf der zentralen elearning-plattform der Hochschule (Moodle) nach Anmeldung heruntergeladen werden. Lutz, Jenisch, Klopfer, Freymuth, Krampf: Lehrbuch der Bauphysik - Schall, Wärme, Feuchte, Licht, Brand - B.G. Teubner, Stuttgart (1997). Zürcher, Ch.: Bauphysik. Verlag der Fachvereine Zürich, (1988). Hauser, G., Stiegel, H.: Wärmebrücken-Atlas für den Mauerwerksbau. Bauverlag Wiesbaden, 3. durchgesehene Auflage (1996). Hauser, G., Stiegel, H.: Wärmebrücken-Atlas für den Holzbau. Bauverlag Wiesbaden (1992). Recknagel, Sprenger, Schramek: Handbuch für Heizung + Klimatechnik. Oldenbourg Verlag, 71. Auflage (2003). Volger, K., Laasch, E.: Haustechnik. B.G. Teubner Verlag Stuttgart, 10. Auflage (1999).

10 Pflichtmodule 10 Solarthermie Grundlagen (und Vertiefung) (SS) : # Feb. 2012, Vajen ggf. Modulniveau Master (in Einzelfällen auch Bachelor) SOL1 Solarthermie Grundlagen und Vertiefung M.Sc. ab 7. Sem. Prof. Dr. rer.nat. Klaus Vajen Prof. Dr. rer.nat. Klaus Vajen Deutsch Pflichtbereich M.Sc., Regenerative Energien und Energieeffizienz, Wahlpflichtbereich M.Sc.(B.Sc.) Maschinenbau, Schwerpunkt Energietechnik-Basisveranstaltung, M.Sc. Umweltingenieurwesen, M.Sc.Wirtschaftsingenieurwesen re² (auch B.Sc. für Studienanfänger 2010 und 2011) Gesamt-Modul: Vorlesung/5 SWS, Übung/1 SWS Davon: Grundlagen: 2,5 SWS (4 Credits) Pflichtveranstaltung in re² (Vertiefung: 1,5 SWS (2 Credits) Technisches Wahlfach in re²) Präsenzzeit: 4 SWS Vorlesung (60 Stunden) Selbststudium: 120 Stunden 6 CREDITS (re²: 2 G- und 4 T-Credits) Grundlagen: 2 G- und 2 T-, Vertiefung: 2 T-Credits B.Sc.-Studiengänge: 100 CREDITS im Grundstudium Mathematik 2, Thermodynamik und Wärmeübertragung oder Thermodynamik 1 und 2,, abgeschlossenes Grundstudium : Solarstrahlung: Studierende sind in der Lage, die Funktion der Sonne zu verstehen, solare Einfallswinkel und das verfügbare Solarstrahlungsangebot zu berechnen. Solarthermie: Studierende sind in der Lage, - die hydraulische Verschaltung und die Dimensionierung der Komponenten solarthermischer Systeme für verschiedenen Anwendungebereiche zu beschreiben und zu bewerten - thermische Solarkollektoren sowie Warmwasserspeichersysteme numerisch zu modellieren und Nutzleistungen zu berechnen; Mathematische Modellierung und Simulation solarthermischer Komponenten und thermischer Energiesysteme, Regelwerke und Vorschriften (CEN, VDI, DVGW etc.), Solarthermische Verfahrenstechnik, z.b. Kühlung und Trocknung. schriftliche Prüfung (120 Minuten) Powerpoint-Präsentationen, Skript, Tafel Duffie, Beckman: Solar Engineering of Thermal Processes ; ISBN (2006) Goswami, Kreith, Kreider: Principles of Solar Engineering, ISBN (2000) Khartchenko: Thermische Solaranlagen, ISBN (1995)

11 Pflichtmodule 11 Photovoltaik: Photovoltaic Systems Technology (WS) # Feb. 2011, Stadler, Juli 2011 Vorlesungsverzeichnis WS Prof. Dr.-Ing. habil. Ingo Stadler englisch Master Regenerative Energien und Energieeffizienz Diplom I Elektrotechnik Vorlesung: 2SWS; Übungen:1SWS 60 h 2 T-Credits Photovoltaik: Die Studierenden werden mit den Grundlagen der Photovoltaik vertraut gemacht. Vorlesung konzentriert sich auf die photovoltaische Systemtechnik. Den Studierenden soll die Kompetenz vermittelt werden, photovoltaische Stromversorgungen zu entwickeln und zu entwerfen, deren Energieerträge zu bestimmen. Die Vorlesung behandelt netzgekoppelte und netzautarke Anlagen gleichermaßen. Photovoltaik: Grundlagen; Systemkomponenten (Modultypen, Leistungselektronik); Photovoltaische Systeme; Systemauslegung; Wirtschaftlichkeit von Photovoltaikanlagen Mündliche Abschlussprüfung Powerpoint-Präsentationen, Skript, Tafel Vorlesungsskript Photovoltaic Systems Technology

12 Pflichtmodule 12 Strömungsmaschinen (WS) (Teilmodule: Fluiddynamik, Turbomaschinen, Nutzung der Windenergie) # Feb. 2011, Lawerenz Master/ 1. Sem. Prof. Dr.-Ing. M. Lawerenz Prof. Dr.-Ing. M. Lawerenz Prof. Dr.-Ing. S. Heier Master Regenerative Energien und Energieeffizienz Master Umweltingenieurwesen Vorlesung mit integrierten Übungen, 4 SWS (Fluiddynamik: 1 SWS, Turbomaschinen: 1 SWS, Windenergie: 2 SWS) Präsenzstudium: 60h Eigenstudium: 120h 6 (3G, 3T) Credits (Fluiddynamik: 2; Turbomaschinen: 1; Nutzung der Windenergie: 3) Für alle Teilmodule: Fundierte Kenntnisse in der Physik und Mathematik entsprechend einem vorangegangenen Bachelorstudium Turbomaschinen: Kenntnisse aus dem Teilmodul: Fluiddynamik Windenergie: Grundkenntnisse in der Technischen Mechanik Fluiddynamik: Grundlagenkenntnisse über Strömungsvorgänge in technischen Anwendungen und deren Modellbildung Kompetenzen: - Beschreibung der Strömungsformen durch Ähnlichkeitskennzahlen - Auslegung und Analyse von Strömungsvorgängen auf der Basis Stromfadentheorie - Kenntnisse über die Grundlagen viskoser Strömungen Turbomaschinen: Kenntnisse über: - die Arbeitsprinzipien der Turbomaschinen insbesondere von Turbinen - Grundlagen der fluiddynamischen Modellbildung entlang eines repräsentativen Stromfadens - Gestaltungsrichtlinien und Bauformen - Maschinencharakteristik und Regelung Kompetenzen zur: - Planung und Konzeption von Turbomaschinen - überschlägige Auslegung von Wind- und Wasserturbinen - Einsatz von Turbinen Windenergie: Kennen lernen von Möglichkeiten, Grenzen und Problemen beim Einsatz der Windenergie. Kompetenzen über: Komponenten und Baugruppen von Windkraftanlagen, Berechnungsgrundlagen, das Zusammenwirken von Windturbine und Generator mit dem Netz sowie Einflüsse durch die Regelung der Anlagen werden erworben. Fluiddynamik:

13 Pflichtmodule Strömungsformen und Ähnlichkeitszahlen 2. Modellgleichung der Fluiddynamik 3. Grundlagen und Anwendungen der Stromfadentheorie 4. Reibungshafte Strömungen Turbomaschinen: 1. Historische Entwicklung 2. Strömungsmechanische Grundlagen der Turbomaschinen 3. konstruktiver Aufbau und Typisierung der Strömungsmaschinen 4. Maschinenkennfeld und Regelung 5. Bauformen Windenergie: 1. Historische Entwicklung und Stand der Technik 2. Meteorologische und geographische Einflüsse 3. Windturbinen: Systematik, Berechnungsgrundlagen, Aufbau, und Verhalten der Komponenten 4. Mechanisch-elektrische Energiewandlung: Gleichstrom-, Synchron- und Asynchrongeneratoren, Sondermaschinen, Triebstrang, Netzanbindung 5. Windenergieanlagen zur Stromerzeugung: Einsatzmöglichkeiten, Anlagenbeispiele, Funktionsstrukturen, Betriebsarten, Regelungskonzepte 6. Speicher 7. Wirtschaftlichkeitsbetrachtung 8. Rechtliche Aspekte Bewertung der Studienleistung durch mündliche und/oder schriftliche Prüfung - Tafel, elektronische Medien, schriftliche Arbeitsunterlagen Fluiddynamik: Beispiel: Krause, E.: Strömungslehre, Gasdynamik und Aerodynamisches Laboratorium, Teubner, Stuttgart 2003 Turbomaschinen: Beispiel: Bohl, W.: Strömungsmaschinen 1, Vogel Verlag, Würzburg, 1994 Windenergie: HEIER, S.: Nutzung der Windenergie. 5. Auflage, Verlag Solarpraxis AG, Berlin 2007; HEIER, S.: Windkraftanlagen. 4. Auflage, B.G. Teubner Verlag, Stuttgart, Leipzig, Wiesbaden 2005; HEIER, S.: Grid Integration of Wind Energy Conversion Systems. 2 nd Edition, John Wiley & Sons Ltd., Chichester, New York, Weinheim, Brisbane, Singapore, Toronto 2006; GASCH, R.: Windkraftanlagen. 4. Auflage, B.G. Teubner Verlag, Stuttgart, Leipzig, Wiesbaden 2006; HAU, E.: Windkraftanlagen. 3. Auflage, Springer-Verlag, Berlin- Heidelberg-New York 2003 weitere Angaben zu begleitender und vertiefender Literatur werden den Studierenden mit den Arbeitsunterlagen zur Verfügung gestellt.

14 Pflichtmodule 14 Thermodynamik und Wärmeübertragung # Feb Jordan, Juli 2011 Vorlesungsverzeichnis THD / WÜ SS Prof. Dr. Jordan Prof. Dr. Jordan MSc Regenerative Energien und Energieeffizienz MSc Mechatronik MSc Wirtschaftsingenieurwesen MSc Umweltingenieurwesen Vorlesung: 3 SWS / Übung 1 SWS 60 h Präsenzzeit, 120 h Selbststudium 6 G Credits (Thermodynamik: 4 ; Wärmeübertragung: 2) Mathematische und physikalische Kenntnisse aus dem Bachelorstudium. Im MSc re² richtet sich die Veranstaltung an Studierende mit einem BSc-Abschluss, denen ausreichende Kenntnisse der Thermodynamik und Wärmeübertragung fehlen. Allgemein: Ziel der Veranstaltung ist die Vermittlung von grundlegendem theoretischen Wissen auf dem Gebiet der Thermodynamik und Wärmeübertragung sowie der gebräuchlichen mathematischen Methoden. Fach-/Methoden-Kompetenzen: Die Studierenden sollen die grundlegenden thermodynamischen Begriffe und Größen sowie die Darstellungen in Zustandsdiagrammen erlernen. Die Hauptsätze der Thermodynamik und ihre Anwendung in Kreisprozessen werden entwickelt. Es wird eine Einführung in die Arten des thermischen Energietransports gegeben. Die Lösung von Wärmetransportproblemen wird vermittelt und anhand von Beispielen geübt. Einbindung in die Berufsvorbereitung: Die in der Praxis verwendeten Darstellungen und Berechnungen thermodynamischer Prozesse und Beziehungen der Wärmeübertragung sollen vom Studierenden erlernt werden. In der Lehrveranstaltung werden die grundlegenden Definitionen thermodynamischer Zustands- und Prozessgrößen sowie die thermische und kalorische Zustandsgleichung für die Stoffmodelle ideales Gas und inkompressible Flüssigkeit behandelt. Die Zustandsdiagramme und ihre Nutzung zur Darstellung thermodynamischer Zustandsänderungen werden erläutert. Der 1. und 2. Hauptsatz sowie deren Anwendung auf einfache Prozesse wie Verdichtung, Entspannung, Wärmezu- und -abfuhr, Drosselung sowie in Kreisprozessen werden vermittelt. Zudem werden die Grundbegriffe der Wärmeübertragung, der zugrundeliegenden Wärmetransportmechanismen und Methoden (Ähnlichkeitstheorie) sowie wichtige Anwendungen (z.b. Wärmeübertrager) behandelt. Die theoretischen Kenntnisse der Studierenden werden anhand einer schriftlichen und ggf. auch mündlichen Abschlussprüfung bewertet. Kopie der Powerpoint-Vorlesungsunterlagen. Allgemeine Informationen sind im Internet (Moodle) erhältlich. Stephan, K.; Mayinger, F.: Thermodynamik 1. Springer Berlin 18. Aufl. (2009). Baehr, H.D.; Stephan, K.: Wärme- und Stoffübertragung. Springer Berlin 4. Aufl. (2004).

15 Laborpraktika und Projektstudien Grundlagenorientierte Wahlpflichtmodule Elektrische Anlagen und Hochspannungstechnik I (WS) # Feb. 2011, Claudi AHT1 WS Prof. Dr. A. Claudi Prof. Dr. A. Claudi Master Regenerative Energien und Energieeffizienz Bachelor Elektrotechnik Vorlesung/ 4SWS 180 Stunden, davon 4 SWS Präsenzzeit 6 Credits (für Elektrotechniker T-Credits, sonst G-Credits) Grundlagen der Elektrotechnik I und II (ET)/ Modul Elektrotechnik (RE2) Ziel der Veranstaltung ist die Vermittlung von grundlegendem Wissen über die Funktionsweise elektrischer Energieversorgungsnetze und ihrer Anlagen sowie die Grundlagen der Übertragung von elektrischer Energie mit hohen Spannungen. Die Studierenden sollen die Wirkungsweise und Funktion der wichtigsten elektrischen Netzanlagen und Maschinen verstehen, sowie einen Überblick über Steuerungs- und Regelungsverfahren erhalten. Die Fähigkeit, elektrische Netze zu analysieren, zu modellieren und zu simulieren rundet dieses Modul auf der Systemebene ab. Der Lehrstoff wird durchgängig von Beispielen aus der Praxis begleitet. - Übertragungsmittel elektrischer Energieversorgungsnetze: Kabel, Freileitung, Transformator... - Lastflussberechnung und Stabilität von Netzen: Netzmodellierung, Kompensation. - Blitze und Überspannungen: Entstehung von Blitzen, Blitzentladung, Felder, Blitzortung, Wanderwellen - Kurzschluss, Erdschluss: Symmetrische und unsymmetrische Fehler, Wirkungen des Kurzschlussstroms - Elektrische Felder: Berechnung, numerische Verfahren - Isolierstoffe: gasförmig, flüssig, fest Mündliche oder schriftliche Prüfung Skript als PDF-Download, Overhead Folien, PPT-Präsentationen R. Flosdorff, G. Hilgarth, Elektrische Energieverteilung, B.G. Teubner Verlag, 8. Auflage, 2003, ISBN: A. Küchler, Hochspannungstechnik, 2. Auflage, Springer Verlag, 2005 ISBN

16 Grundlagenorientierte Wahlpflichtmodule 16 Elektrische Anlagen und Hochspannungstechnik II (SS) # Feb. 2011, Claudi AHT2 SS Prof. Dr. A. Claudi Prof. Dr. A. Claudi Master Regenerative Energien und Energieeffizienz Master Elektrotechnik Vorlesung/ 4 SWS 180 Stunden, davon 4 SWS Präsenzzeit 6 Credits (für Elektrotechniker T-Credits, sonst G-Credits) Grundlagen der Elektrotechnik, Elektrische Anlagen und Hochspannungstechnik 1 Vertiefende Kenntnisse zum Verständnis von elektrischen Netzen und Anlagen im störungsfreien und gestörten Zustand. Qualitätssicherung durch Prüfungen und moderne Diagnoseverfahren zum präventiven Schutz und Lebensdauermanagement von elektrischen Anlagen. Vermittelt werden neben der Theorie Anwendungsbeispiele und praktische Kenntnisse. - Hochspannungsprüftechnik : Erzeugen und Messen hoher Gleich-, Wechsel- und Impulsspannungen und -strömen, EMV in Hochspannungslaboren. - Überspannungen und Isolationskoordination: Entstehung von - Schalt- und Blitzspannungen, Auslegung von Schutzpegeln, Begrenzung von Überspannungen. - Monitoring und Diagnose von Isolierstoffen: Dielektrische Messungen, Teilentladungsmessung, Systemmessungen, Chemische Analysen. - Schutzeinrichtungen in Energieversorgungsnetzen: Erder und Erdungsanlagen, Fehlerarten, Leitungs- und Netzschutz, Generatorschutz, Transformatorschutz, Sammelschienenschutz. Mündliche oder schriftliche Abschlussprüfung Folien (Powerpoint) Anschauungsobjekte (Anlagenkomponenten) Vorlesungsskript zum Download R. Flosdorff, G. Hilgarth, Elektrische Energieverteilung, B.G. Teubner Verlag, 8. Auflage, 2003, ISBN: A. Küchler, Hochspannungstechnik, 2. Auflage, Springer Verlag, 2005 ISBN

17 Grundlagenorientierte Wahlpflichtmodule 17 Höhere Mathematik IV: Numerische Mathematik für Ingenieure (SS) # Feb. 2011, Meister SS Prof. Dr. A. Meister Alle Dozenten des Fachbereiches Mathematik Master Regenerative Energien und Energieeffizienz M.Sc. Bauingenieurwesen M.Sc. Umweltingenieurwesen Vorlesung/ 3 SWS; Übung/ 1 SWS Selbststudium 120 Stunden, Präsenzzeit 60 Stunden 6 G-Credits Fundierte Kenntnisse der Inhalte der Module Mathematik 1 und Mathematik 2 Die Studierenden sind in der Lage, die mathematische Fachsprache angemessen zu verwenden. Die Studierenden verfügen über ein sachgerechtes, flexibles und kritisches Umgehen mit grundlegenden mathematischen Begriffen, Sätzen, Verfahren und Algorithmen zur Lösung mathematischer Probleme. Die Studierenden können Inhalte aus verschiedenen mathematischen Themenbereichen sinnvoll verknüpfen. In den Lehrveranstaltungen werden folgende Themenstellungen untersucht: 1. Iterative und direkte Verfahren zur Lösung linearer Gleichungssysteme 2. Interpolation 3. Numerische Integration 4. Numerische Methoden für Differenzialgleichungen schriftlichen Prüfung ( min.), Studienleistungen werden vom jeweiligen Dozenten zu Beginn der Lehrveranstaltung festgelegt Tafel, Beamer Martin Hanke-Bourgeois: Numerische Mathematik, Teubner-Verlag R. Plato: Numerische Mathematik kompakt, Vieweg-Verlag Köckler, Schwarz: Numerische Mathematik Meister: Numerik linearer Gleichungssysteme

18 Grundlagenorientierte Wahlpflichtmodule 18 Höhere Mathematik IV: Stochastik für Ingenieure (WS) # Feb. 2011, Wenzel WS Prof. Dr. Andreas Meister Alle Dozenten des Fachbereiches Mathematik und Naturwissenschaften Master Regenerative Energien und Energieeffizienz 2 SWS Vorlesung, 2 SWS Übung Präsenzzeit: 2 SWS Vorlesung (30 Stunden) 2 SWS Übung (30 Stunden) Selbststudium: 120 Stunden 6 G-Credits Fundierte Kenntnisse der Inhalte der Module Mathematik I und Mathematik II Die Studierenden gewinnen erste Kompetenzen, damit sie mit Experimenten, deren Ausgang vom Zufall abhängt, sinnvoll umgehen können. Dazu erlernen sie, - den Zufall mathematisch zu beschreiben, - Wahrscheinlichkeiten und den Zufall beschreibende Kennzahlen zu berechnen, - Zufallsgesetzmäßigkeiten auf dem Computer zu simulieren, - Zufallskennzahlen anhand von Daten zu schätzen, - die Güte der Schätzungen zu beurteilen, - Hypothesen über die Zufallsgesetzmäßigkeit anhand von Daten zu testen. Grundkenntnisse in R und die Erzeugung von Zufallszahlen in R - Wahrscheinlichkeitsraum, Zufallsvariable, Verteilungsfunktion - Diskrete und stetige Verteilungen - Bedingte Wahrscheinlichkeiten, stochastische Unabhängigkeit - Markov-Ketten - Erwartungswert, Varianz, Quantile - Kovarianz, Regression - Punktschätzungen - Erwartungstreue, Konsistenz, Maximum-Likelihood- Schätzungen - Tests bei Normalverteilung - Nichtparametrische Tests - Konfidenzintervalle Studienleistung sind Hausarbeiten. Die Prüfungsleistung wird im Rahmen einer schriftlichen Prüfung erbracht. Tafel und Beamer, Übungen am Computer Dalgaard, P. (2002). Introductory Statistics with R. Springer, Berlin. Krengel, U. (2005). Einführung in die Wahrscheinlichkeitstheorie und Statistik. Vieweg, Braunschweig. DIALEKT-Projekt (2002). Statistik interaktiv. Deskriptive Statistik. Springer, Berlin. - Moeschlin, O. (2003). Experimental Stochastics. Springer, Berlin. - R. Schlittgen (2005). Das Statistiklabor. Einführung und Benutzerhandbuch. Springer, Berlin. - Verzani, J. (2004). Using R for Introductory Statistics. Chapman & Hall/CRC, London

19 Grundlagenorientierte Wahlpflichtmodule 19 Höhere Strömungsmechanik (SS) # Feb. 2011, Wünsch, Juli 2011 Vorlesungsverzeichnis HSM SS Modulverantwortliche : Prof. Dr.-Ing. O. Wünsch Prof. Dr.-Ing. O. Wünsch Diplomstudiengang MB ab 6. Semester Master: MB, 9. Semester Master: Regenerative Energien u. Energieeffizienz 3V / 1Ü Präsenzzeit: 3 SWS Vorlesung (45 Stunden) 1 SWS Übung (15 Stunden) Selbststudium: 120 Stunden 6 G-Credits Strömungsmechanik 1 Modul Technische Mechanik I-III Modul Mathematik I-III Strömungsmechanik 2 Allgemein: Vertiefende theoretische Kenntnisse zur Analyse mehr-dimensionaler Strömungsprozesse. Fach- / Methodenkompetenz: Die Studierenden erlangen die Fähigkeit, reale Strömungsvorgänge in technischen Apparaten zu analysieren und mathematisch zu beschreiben. Einbindung in die Berufsvorbereitung: Für die Entwicklung neuer Verfahren in der Energieumwandlung gehört die Analyse und Beschreibung der Strömungsprozesse zu einer Kernkompetenz. Kinematik: (Grundbegriffe bei mehr-dimensionalen Strömungen, Deformationstensoren, Kinematik wichtiger Strömungsformen) Kontinuumsmechanische Grundlagen (Spannung, Druck, Volumenkräfte, Bilanzgleichungen für Masse, Impuls und Energie) Strömungen mit nicht-newtonschen Stoffeigenschaften (Rheologisch einfache Flüssigkeiten, Fließfunktion, Normalspannungs-eigenschaften, linear- viskoelastische Stofffunktion, nichtlineare rheologische Modelle, Anwendungen auf stationäre Schichtenströmungen) Ausgewählte Themen aus Teilbereichen mehrdimensionaler Strömungsmechanik (Potentialströmung, turbulente Strömungen, Grenzschichttheorie, Gasdynamik Mündliche Prüfung (45 min) Folien (PowerPoint), Übungen Böhme, G.: Strömungsmechanik nichtnewtonscher Fluide, Teubner-Verlag, Stuttgart, 2. Auflage, 2000 Wünsch, O.: Strömungsmechanik des laminaren Mischens, Springer-Verlag, Berlin, 2001 Spurk, J.H.: Strömungslehre, Springer-Verlag, Berlin, 5. Auflage, 2004 Hutter, K.: Fluid- und Thermodynamik, Springer-Verlag, Berlin, 2. Auflage, 2003

20 Grundlagenorientierte Wahlpflichtmodule 20 Mathematik III für Elektrotechniker (WS) Prof., Dr. apl. Walter Strampp Mathematik I und II # Aug. 2011, FG-website Gewöhnliche Differentialgleichungen * Differentialgleichungen erster Ordnung * Einige spezielle Gleichungen erster Ordnung * Lösung durch Potenzreihenentwicklung * Differentialgleichungssysteme erster Ordnung * Lineare Differentialgleichungen mit konstanten Koeffizienten Komplexe Analysis * Elementare Funktionen * Differenzierbarkeit * Kurvenintegrale * Laurentreihen Die Vorlesung geht vor nach: Strampp, Ganzha, Vorozhtsov: Höhere Mathematik mit Mathematica, Band III und IV, Strampp, Aufgaben zur Ingenieurmathematik Der Leistungsnachweis (studienbegleitende Prüfung) erfolgt durch die Teilnahme an einer 1,5-stündigen Klausur am Ende des Semesters im Prüfungszeitraum. Strampp, Ganzha, Vorozhtsov: Höhere Mathematik mit Mathematica, Band III und IV, Vieweg, Braunschweig-Wiesbaden Strampp, Aufgaben zur Ingenieurmathematik

21 Grundlagenorientierte Wahlpflichtmodule 21 Modulverantwortliche : Mathematik III für Maschinenbauer (WS) # Feb Meister, Juli 2011 FG-website WS Prof. Dr. Meister Alle Dozenten des Fachbereiches Mathematik Deutsch B.Sc. Maschinenbau, Diplom I Maschinenbau Vorlesung/4 SWS Übung /2 SWS Präsenzzeit: 4 SWS Vorlesung (60 Stunden) 2 SWS Übung (30 Stunden) Selbststudium: 150 Stunden 8 G Credits Fundierte Kenntnisse der Inhalte der Teilmodule Mathematik 1 und Mathematik 2. Die Studierenden sind in der Lage, die mathematische Fachsprache angemessen zu verwenden. Die Studierenden verfügen über ein sachgerechtes, flexibles und kritisches Umgehen mit grundlegenden mathematischen Begriffen, Sätzen, Verfahren und Algorithmen zur Lösung mathematischer Probleme. Die Studierenden können Inhalte aus verschiedenen mathematischen Themenbereichen sinnvoll verknüpfen. Gewöhnliche Differentialgleichungen - Gleichungen erster Ordnung - Gleichungen höherer Ordnung - Systeme von Gleichungen erster Ordnung Laplace-Transformation - Definition, Eigenschaften und Anwendung auf gewöhnliche Differentialgleichungen und partielle Differentialgleichungen - Charakterisierung und Typeneinteilung - Lösungsdarstellungen bei hyperbolischen und parabolischen Differentialgleichungen schriftliche Prüfung (120 min.), Testat, Studienleistungen werden vom jeweiligen Dozenten zu Beginn der Lehrveranstaltung festgelegt. Tafel und Beamer Burg, Haf, Wille: Höhere Mathematik für Ingenieure Band III: Gewöhnliche Differentialgleichungen, Distributionen, Integraltransformationen

22 Grundlagenorientierte Wahlpflichtmodule 22 Mathematik III für Mechatroniker und Wirtschaftsingenieure E- Technik - Differentialgleichungen/Funktionentheorie (WS) # Oktober 2011, HIS-LSF WS Modulverantwortliche : Prof. Dr. Koepf Prof. Dr. Koepf Deutsch B.Sc. Informatik, Bau-. Umwelt-, Wirtschaftsingenieurwesen, Mechatronik Vorlesung/3 SWS (45 Stunden) Präsenzzeit: 3 SWS Vorlesung 5 G Credits Mathematik 1 und Mathematik 2. Die Vorlesung gibt eine Einführung in die Grundvorstellungen und Lösungsmethoden der Gewöhnlichen Differentialgleichungen. Im Zentrum steht die lineare Theorie. Im zweiten Teil wird eine Einführung in die komplexe Analysis gegeben. Die Vorlesung gliedert sich wie folgt: Gewöhnliche Differentialgleichungen * Diffentialgleichungen erster Ordnung * Einige spezielle Gleichungen erster Ordnung * Lösung durch Potenzreihenentwicklung * Differentialgleichungssysteme erster Ordnung * Lineare Differentialgleichungen mit konstanten Koeffizienten Komplexe Analysis * Elementare Funktionen * Differenzierbarkeit * Kurvenintegrale * Laurentreihen Der Leistungsnachweis (studienbegleitende Prüfung) erfolgt durch die Teilnahme an einer 1,5-stündigen Klausur am Ende des Semesters im Prüfungszeitraum. Tafel und Beamer Strampp, Ganzha, Vorozhtsov: Höhere Mathematik mit Mathematica, Band III und IV, Vieweg, Braunschweig-Wiesbaden Strampp, Aufgaben zur Ingenieurmathematik

23 Grundlagenorientierte Wahlpflichtmodule 23 Signale und Systeme (SS) (Modul: Signalübertragung) # Juni 2011, Dahlhaus SS Prof. Dr. sc. techn. Dahlhaus Prof. Dr. sc. techn. Dahlhaus und Mitarbeiter BSc Wirtschaftsingenieurwesen Elektrotechnik Vorlesung: 4SWS, Übung: 1 SWS Selbststudium Präsenzstudium: 45h Selbststudium 105 h 5 G -- Grundlagenkenntnisse in den Bereichen lineare Algebra und Analysis Der Student kann: - Signale für unterschiedliche Anwendungen in geeigneter Weise beschreiben - Berechnungsverfahren zur Charakterisierung von Signaleigenschaften anwenden - Systeme unter Verwendung geeigneter Kenngrößen und Signaltransformationen beschreiben - analoge und digitale Modulationsverfahren beschreiben - spezifische Signaldarstellungen der Nachrichtentechnik anwenden Verfahren für optimale Empfänger herleiten und implementieren - Motivation: Diskrete Signale und Systeme, analoge Signale und Systeme - Diskrete Signale: Darstellung von Signalen mit Hilfe von Eigenfunktionen linearer zeitinvarianter Systeme - Z-Transformation und Fouriertransformation von Folgen - Poisson-Formel und DFT - Implementierung der DFT durch FFT, Radixverfahren - ev.: Erweiterung auf lineare zeitvariante Systeme - Analoge Signale: Darstellung von Signalen mit Hilfe von Eigenfunktionen linearer zeitinvarianter Systeme - Analytisches Signal - Fourier- und Laplacetransformationen: Rechenregeln, Einsatz in linearen Systemen (steadystate, Einschaltvorgänge) - Berechnung mit diskreter Fouriertransformation - Fourierreihen, Klirrfaktor, Verzerrungsleistung, Spektraldarstellung - Stabilität, Kausalität, Passivität - Anwendungen: Zweitore, Filterentwurf, Übertragung von Signalen (AM, FM), Kirchhoff-Netze, Reziprozität, Satz von Tellegen, Transistorschaltungen vierstündige schriftliche Prüfung, 240 min Beamer (Vorlesungspräsentation), Tafel (Herleitungen, Erläuterungen), Papier (Übungen), Softwareentwicklung am Rechner (Übungen) Wird in der Vorlesung bekannt gegeben

24 Grundlagenorientierte Wahlpflichtmodule 24 Technische Mechanik I für Elektrotechniker und Mechatroniker (SS) # Juli 2011 Vorlesungsverzeichnis TME&ME 1 SS Modulverantwortliche : Prof. Dr.-Ing. Anton Matzenmiller Vorlesung 2 SWS / Übung 1 SWS Präsenzzeit : 2SWS Vorlesung (30 Stunden) 1 SWS Übung (15 Stunden) Selbststudium (75 Stunden) 4 G-Credits Berechnung (Stereostatik) der inneren Kräfte in ruhenden Systemen aus materiellen Körpern unter dem Einfluss von äußeren Lasten (eingeprägte Kräfte und Momente, z.b. Eigengewicht). Verständnis für die mechanischen Beanspruchungen von Bauteilen Bauteilgruppen im ruhenden oder quasistaischen Zustand. Sicherer Umgang mit Kräften und Momenten in der Praxis. Basiskenntnisse der Mechanik werden in der Technik und den Ingenieurwissenschaften gefördert. Kräfte, Momente, Kraftsysteme, Kräfteresultierende, resultierendes Moment. Gleichgewichtsprinzip, Kräftezerlegung. Berechnung von Massen-, Volumen- und Flächenschwerpunkte. Statische Bestimmtheit, Schnittprinzip, Auflagerbedingungen und Auflagerreaktion. Ermittlung von Schnittgrößen in Stäben (Dehnstab, Biegestab) unter Feldbelastungen. Zeichnen von Schnittkräften. Schriftliche Prüfung I.Szabo : Einführung in die Technische Mechanik, Springer D.Gross, W. Hauger, W. Schnell : Technische Mechanik 1, Statik, Springer

25 Grundlagenorientierte Wahlpflichtmodule 25 Technische Mechanik II für (Elektrotechnik und Mechatronik (WS) aus Modulhandbuch Maschinenbau (Stand Okt. 2009) WS Modulverantwortliche : Prof. Dr.-Ing. Anton Matzenmiller 3SWS 120 h 4 G-Credits Grundlagen der Elektrotechnik 2, Mathematik 2,Technische Mechanik 1 ( Kenntnisse der Trigonometrie und trigonometrischen Funktionen, der Differential- und Integralrechnung, der Funktionen mehrerer Veränderlichen sowie der gewöhnlichen, linearen Differentialgleichungen) Überblick zur Ermittlung der Bewegung von Massepunkten einschließlich Schwingungen unter dem Einfluss von zeitlich veränderlichen, äußeren Kräften und Momenten. Berechnung der elastischen Verformung von Stäben und Scheiben. Mindestkenntnisse des mechanischen Verhaltens von elastischen Körpern und Massepunkten. Kennenlernen von Berechnungen der Verformung von Stäben. Die Studierenden sollen lernen, was die mechanischen Grundlagen für die Auslegung der mechatronischen Systeme in der beruflichen Praxis sind. Schnittprinzip, Reibung und Haftung, Impulssatz, Kinematische Gleichungen, Bewegung des Massepunkts, Einführung in die Elastostatik am Beispiel des Dehnstabs, Ebene Elastostatik, Spannungen und Verzerrungen, Lineares Elastizitätsmodell,Torsion, Drillung, Schubspannungen, Gleitung. Klausur über den Vorlesungsstoff der TM-E II Wird in der Vorlesung bekannt gegeben (s. auch Literaturverzeichnis Skriptum) Es existiert ein Skriptum als Kopiervorlage sowie eine gebundene Aufgabensammlung zum Kauf

26 Grundlagenorientierte Wahlpflichtmodule 26 Technische Thermodynamik I (SS) # Feb. 2011, HISPOS THD1 SS Prof. Dr.-Ing Andrea Luke Prof. Dr.-Ing Andrea Luke Vorlesung, Hörsaalübung, Tutorien/3SWS Präsenzzeit: 2 SWS Vorlesung (30 Stunden) 1 SWS Übung (15 Stunden) Selbststudium: 75 Stunden 4 G-Credits Mathematik 1-3 Vermittlung des grundlegenden theoretischen Wissens der Gleichgewichtsthermodynamik, einschließlich der Bilanzgleichungen für Masse, Energie und Entropie. Kenntnisse: Definitionen, Hauptsatz, Zustandsdiagramme, Kompetenzen: Berechnung von Kreisprozessen, Beurteilung und Berechnung von Qualitätsmerkmalen. 1.Grundlagen: Definitionen: Thermodynamisches System Zustandsgrößen: Temperatur, Innere Energie, Enthalpie, Entropie, Zustandsgleichungen, Phasenregel von Gibbs Prozessgrößen: Arbeit, Wärme, Dissipationsfunktion Hauptsatz, Energiebilanz, Anwendungen Hauptsatz, Entropiebilanz, Anwendungen 2.Thermodynamische Eigenschaften realer Stoffe: Zustandsdiagramme, Phasengrenzkurven, Mollier- Diagramm, Zustandstafeln für Wasser und Kältemittel 3.Berechnung stationärer Prozesse ohne chemische Reaktionen: Elemente der Kreisprozesse: Gas- und Dampfturbine, Wärmeübertrager (Kessel, Kondensator, Verdampfer, Überhitzter, Kühler), Kompressor, Verdichter, Speisepumpe, adiabate Rohrströmung, Drossel. Energiewandlung, Mindestaufwand Wärme in Arbeit, Mindestaufwand Wärmetransport vom tiefen auf hohes Temperatur- niveau, Kreisprozesse: Garnot-Prozess, Clausius-Rankine-Prozess, Joule-Prozess, Otto-Prozess, Kaltdampfkompressionskältemaschine und -wärmepumpe schriftliche Prüfung (90 min.) Tafel, E-Learning Stephan, P., et. al., Technische Thermodynamik, Bd. 1, Einstoffsysteme, Springer-Verlag, Berlin, 16. Aufl. 2005

27 Grundlagenorientierte Wahlpflichtmodule 27 Technische Thermodynamik II (WS) # Feb. 2011, HISPOS THD 2 WS Prof. Dr.-Ing Andrea Luke Prof. Dr.-Ing Andrea Luke Vorlesung, Hörsaalübung, Tutorien/3SWS 150 h 5 G-Credits Mathematik 1-3, Thermodynamik 1 Fortführung der Vermittlung des grundlegenden theoretischen Wissens der Gleichgewichtsthermodynamik, einschließlich der Bilanzgleichungen für Masse, Energie und Entropie. Kenntnisse: Definitionen, Hauptsatz, Zustandsdiagramme, Kompetenzen: Berechnung von Strömungsprozessen, Destillationsund Verbrennungsprozessen, Beurteilung und Berechnung von Qualitätsmerkmalen. 1. Thermodynamik der stationären Strömungsprozesse Ausströmvorgänge Beschleunigte und verzögerte isentrope stationäre Strömungen (Lavaldüse, Diffusor) Adiabate Strömung mit Reibung Anwendungen: Drosselkapillare, Verdichtungsstoß 2. Thermodynamik der Gemische Thermische Zustandsgleichung für Gemische Kalorische Zustandsgleichung für Gemische 3. Dampf-Flüssigkeitsgleichgemische Gasphase ideal, Flüssigphase ideal, P,x- und T,x-Diagramme Sätze von Konowalow Anwendungen: Phänomenologische Beschreibung der Destillation, Enthalpie-Konzentrations-Diagramm, Isobare Zustandsänderungen 4. Thermodynamik chemischer Reaktionen Stöchiometrie Energieumsatz Verbrennungsprozesse: Bilanzen, Brenn- und Heizwert, adiabate Temperatur, Qualitätsmerkmale für Feuerungen schriftliche Prüfung (90 min.) Stephan,K.;Mayinger,F.: Thermodynamik: Grundlagen und technische Anwendungen, Band 2: Mehrstoffsysteme, Springer Berlin, 14. Auflage 1999

28 Grundlagenorientierte Wahlpflichtmodule 28 Wärmeübertragung I (SS) # Feb. 2011, HISPOS und FG Homepage WÜ 1 SS Prof. Dr.-Ing Andrea Luke Prof. Dr.-Ing Andrea Luke 3SWS 120 h 4 G-Credits Lernziele: Arten des Wärmetransports Wärmeleitung, Wärmekonvektion Lösungsmethoden, Dimensionsanalyse Wärmeübertrager Diese Vorlesung gibt eine Einführung in die grundlegenden Zusammenhänge des Energietransports durch Wärmeleitung und Konvektion. Die allgemeine Energiebilanz wird mit Hilfe des linearen Ansatzes von Fourier für die Wärmeleitung für typische Probleme gelöst. Der konvektive Wärmeübergang wird mit einem Integralverfahren, einer Einführung in die Dimensionsanalyse und die Anwendung empirischer Gleichungen zum praktischen Gebrauch erarbeitet. Einige Aspekte des Apparatebaus und deren Auslegung runden die Veranstaltung ab Mündliche Prüfung (20 min) Grigull,U.;Sandner,H.: Wärmeleitung, Springer Berlin (1986) Merker, G.P.: Konvektive Wärmeübertragung, Springer Berlin (1987)

29 Grundlagenorientierte Wahlpflichtmodule 29 Wärmeübertragung II (WS) ggf. Modulniveau # Feb. 2011, HISPOS und FG Homepage WÜ 2 WS Prof. Dr.-Ing Andrea Luke Prof. Dr.-Ing Andrea Luke 3SWS 180 h 6 G-Credits Thermodynamik I + II, Wärmeübertragung I Grundlagen der Thermodynamik beim Phasenwechsel; Möglichkeiten der Verbesserung des Wärmeübergangs Wärmeübertragung beim Sieden Wärmeübertragung beim Kondensieren Wärmeübertragung in Wärmerohren mündliche Prüfung (20 min)

30 Laborpraktika und Projektstudien Technische Wahlpflichtmodule Abfallverbrennung Thermische Verfahren I (WS) # Aug. 2011, MHB Umweltingenieurwesen (Stand April 2011) (AT-TVI) Prof. Dr.-Ing. Arnd I. Urban Prof. Dr.-Ing. Arnd I. Urban, wiss. Mitarbeiter Deutsch Pflichtmodul in der Hauptstudienphase B.Sc. Umweltingenieurwesen. Vorlesung und integrierte Übungen 2 SWS Präsenzzeit, 90 h 3 T Die Prüfungen der Module Mathematik I und II sowie Mechanik I und II müssen erfolgreich bestanden sein. Erlangung von Kenntnissen und Verständnis für den Aufbau und die Funktionsweise von Abfallverbrennungsanlagen und für mechanische und biologisch-mechanische Aufbereitungsanlagen sowie die darin eingesetzten Verfahrensweisen und Aggregate. Erwerb der Kompetenz, wichtige Fragen zur Auslegung, zum Betrieb, zu Emissionsauswirkungen und zu Kosten auch im Vergleich zu konventionellen Kraftwerken/ Rohstoffaufbereitungsanlagen und zu neuentwickelten thermischen/ mechanischen Verfahrensweisen erfolgreich zu bearbeiten. - Einführung (historische, analytische Aspekte) - Grundlagen der kommunalen Abfallverbrennung: Abfall- Schlacke-Weg, Verbrennungsmittel-Rauchgas- Abgasweg, Verbrennungsverhalten und Regelung, Verbrennungsrechnung - System und Aggregate der kommunalen Abfallverbrennung: Annahme, Lagerung, Aufbereitung, Beschickung, Feuerung, Entschlackung, Schlackeaufbereitung, Kessel, Rauchgasreinigung, Kamin - Bilanzen der Abfallverbrennung: Massen, Energien, Schadstoffe, Kosten - Co-Verbrennung - Ausblick mit aktuellen Entwicklungen und Wertungen Exemplarische Berechnungs- und Auslegungsaufgaben werden im Rahmen von Übungsblöcken und von Hausaufgaben durchgeführt und besprochen. Klausuren je Teilmodul (TVI: 60 Minuten; Power-Point-Präsentation, Video, Wandtafel. Umdrucke, Übungsaufgaben, frühere Klausuren zur Prüfungsvorbereitung werden über moodle zur Verfügung gestellt. wird in der Veranstaltung bekanntgegeben; Umdrucke

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