Lehrstuhl Energiesysteme und Energiewirtschaft

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.

Course contents
•    Modelling and Simulation of Energy Systems
      o Introduction and overview of energy systems analysis
      o Fundamental optimisation models for power systems analysis
             Optimal unit commitment (short-term planning)
             Optimal capacity expansion (long-term planning)
     o    Scenario planning approaches
               Introduction to scenario planning
               Combination of scenario planning and power systems analysis
      o Selected case studies
•    Decision Analysis and Assessment of Strategies
      o Types of decision environments and models
      o Structuring decision problems
           Generating objectives and hierarchies
           Generating and preselecting alternatives
       o Preference elicitation
       o Aggregation functions and sensitivity analysis
       o Selected case studies

During the exercises (see below for further information), students work on concrete case studies using an open source energy systems model to be installed on their (mobile) computers, and practise preparing input data, processing model results and drawing conclusions.

Erstmals am 12.10.2023, 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 12.10.2023. 

Das Passwort ist nur bis zum 31.10.23 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.