Lehrstuhl Energiesysteme und Energiewirtschaft

Erstmals am 10.10.2024, (anschließend immer Donnerstags) 14.15 – 17.00 Uhr, Hörsaal: HIB

Das Passwort zum Moodle-Kurs erhalten sie ab dem 01.10. im Schaukasten gegenüber Raum IC-2-181 oder beim ersten Vorlesungstermin am 10.10.2024.

Das Passwort ist nur bis zum 31.10.24 gültig.

Inhalte der Vorlesung:

Die Lehrveranstaltung „Energieumwandlungssysteme“ vermittelt grundlegende Inhalte über den Aufbau, die Funktion und den Stand ausgewählter Energieanlagen und -systeme zur Energieumwandlung. Dies umfasst die Umwandlung von chemischen, nuklearen und regenerativen Energieträgern zu Wärme, mechanischer Energie, Elektrizität und im Fall der Wasserstofferzeugung wieder zu chemischer Energie. Dabei werden zunächst – anwendungsbezogen – die jeweiligen physikalisch-technischen bzw. energetischen Grundlagen behandelt. Anschließend werden Technologiebeispiele vorgestellt, ihre technische Funktion erklärt und ihre Bedeutung besprochen. Behandelt werden u.a. Kesselanlagen, Dampf- und GuD-Kraftwerke, Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) einschließlich Blockheizkraftwerke (BHKW), Kernkraftwerke, solarthermische Kollektoren, Geothermieanlagen, Wärmepumpen, Brennstoffzellensysteme sowie Elektrolyseure zur Wasserstoffbereitstellung.

Die Veranstaltung soll die an Energietechnik und Energiewirtschaft interessierten Studierenden in die Lage versetzen, die technischen Funktionsweisen und Zusammenhänge zu verstehen um eine angemessene energetische Beurteilung der Einsatzfelder der Technologien vornehmen zu können.

Die begleitende Übung vertieft den Lehrstoff durch Rechenbeispiele.

Learning Outcomes:

Nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls Energieumwandlungssysteme…

• … können die Studierenden die wesentlichen physikalisch-technischen Vorgänge der Energieumwandlung von Energieträgern zu Wärme, mechanischer Energie und Elektrizität anhand der behandelten Formeln und Kennzahlen erläutern, um dieses Grundlagenwissen auf technische Systeme zu übertragen.
• … sind die Studierenden in der Lage den Aufbau, die technische Funktion und den Stand der besprochenen Anlagen zur Energieumwandlung mit Prozessbildern/ Prinzipschaltbildern zu beschreiben sowie wesentliche Prozessparameter zuzuordnen, um eine energetische Einschätzung der Technologien vornehmen zu können.
• … können die Studierenden die energetischen Einsatzoptionen der thematisierten Energieumwandlungssysteme in Abhängigkeit von der vorliegenden Energieverfügbarkeit, der zu deckende Last sowie der installierbaren Leistungsklassen auf Grundlage des Vorlesungsstoffes und der begleitenden Rechenbeispiele bewerten, um energetische Analysen von Anlagen, die in praxisnahen Energiesystemen eingebundenen sind durchzuführen.

orlesungsinhalte

    Einführung
    Definitionen und naturwissenschaftlich-technische Grundlagen
    Primärenergie
        Fossile Energieträger
        Kernenergie
        Regenerative Energien
    Treibhausgasemissionen
    Sekundär- und Endenergie
        Elektrizität
        Wärme
        Wasserstoff
    Energietransport und -speicherung
    Digitalisierung der Energiewirtschaft

Die begleitende Übung vertieft den Stoff durch Übungsaufgaben.

Course Contents

    Introduction
    Basics of economics
    Energy demand
        Energy demand by sector and energy carriers at global and regional level
        Bottom-up analysis of energy demand
        Top-down analysis of energy demand
    Energy supply
        Investment appraisal
        Investing in supply expansion
    Fundamentals of energy markets


During the semester, students work in project groups on concrete case studies focussing on how policy, regulation and markets affect energy demand (between sectors, over time) and supply. Moreover, the groups will prepare a written paper and present their results at the end of the semester.