Veranstaltung: Grundlagen der Energietechnik

Nummer:
148165
Lehrform:
Vorlesung und Übungen
Medienform:
rechnerbasierte Präsentation, Tafelanschrieb
Verantwortlicher:
Prof. Dr.-Ing. Constantinos Sourkounis
Dozent:
Prof. Dr.-Ing. Constantinos Sourkounis (ETIT)
Sprache:
Deutsch
SWS:
3
LP:
4
Angeboten im:

Ziele

Das Prinzip der Gewinnung elektrischer Energie aus unterschiedlichen Primärenergieträgern sowie deren wesentliche Eigenschaften, Vor- und Nachteile werden verstanden. Die Studierenden entwickeln dadurch ein Bewusstsein für die gesellschaftliche und ethische Verantwortung bei der Nutzung von nicht-regenerativen Energien. Die Studierenden überblicken die Zusammenhänge zwischen den wesentlichen Komponenten von Energieversorgungsnetzen und verstehen die daraus resultierende Strukturen. Die Studierenden beherrschen die auf physikalischem Verständnis beruhende Modellierung aller wesentlichen Einrichtungen der elektrischen Energietechnik, und können diese auf Basis geeigneter Arbeitstechniken sicher anwenden. Dies umfasst insbesonders die mathematischen Grundgleichungen, welche die physikalischen Größen der Betriebsmittel und Maschinen miteinander verknüpfen. Das fundierte fachliche Wissen über Maschinen und Geräte (von MilliWatt bis MegaWatt), die unser technisches Leben prägen, wird in unterschiedlichsten Berufsfeldern gefordert, und ermöglicht die Kommunikation mit den Spezialisten der jeweiligen Fachgebiete. Das vermittelte fachliche Wissen über den Energieeinsatz ist im Hinblick auf die aktuelle Diskussion über die Energie- und CO2-Problematik wichtig, um in der öffentlichen Diskussion belastbare Standpunkte vertreten, und fundiert argumentieren zu können.

Inhalt

Die elektrische Energietechnik umfasst die Erzeugung, den Transport (über weite Strecken), die Verteilung (über kurze Strecken) und die Anwendung elektrischer Energie. In der Vorlesung werden zunächst die wichtigsten Grundlagen aus den Vorlesungen 'Grundlagen der Elektrotechnik I und II' kurz wiederholt, danach werden insbesondere der Energiebegriff und der Wirkungsgrad genau definiert. Im Abschnitt über elektrische Energieversorgung werden verschiedene Kraftwerkstypen nach ihrem Primärenergieträger (Kohle, Gas, Öl, Kernkraft, Wasser, Wind, Sonne, ....) unterschieden. Die Wirkungsweise der wichtigsten Kraftwerkstypen wird dargestellt. Die Grundprinzipien für die Übertragung und Verteilung elektrischer Energie mittels Dreileitersystem ("Drehstrom") sowie die dafür wesentlichen mathematischen Konzepte (wie z.B. die symmetrischen Komponenten) werden dargestellt. Nun wendet sich die Vorlesung den für die Erzeugung, Übertragung, Verteilung und vor allen Dingen auch für die Anwendung wesentlichen elektrischen und elektromechanischen Maschinen zu. Zunächst wird das Prinzip ihrer Wirkungsweise erläutert. Es folgt dann die Beschreibung der Gleichstrommaschine, bei der die eben erläuterte Wirkungsweise elektrischer Maschinen besonders anschaulich dargestellt werden kann. In diesem Zusammenhang wird auch auf die Erzeugung von Gleichspannungen aus Wechsel- oder Drehspannungsnetzen eingegangen, wobei leistungselektronische Bauelemente zur Anwendung kommen. Es folgt eine detaillierte Beschreibung des Transformators und des Synchrongenerators, der wichtigsten Betriebsmittel für den Aufbau von Energieversorgungsnetzen. Die Beschreibung der Induktionsmaschine, deren Betriebsverhalten bei fester und variabler Speisefrequenz erläutert wird, bildet den Abschluss der Vorlesung.

Empfohlene Vorkenntnisse

Kenntnisse der Inhalte der Vorlesungen "Grundlagen der Elektrotechnik I und II"

Sonstiges

Klausureinsicht:

Dienstag, den 26.08.2014 ab 16:00 Uhr in Raum ID 04/401