Design of Mechanical and Electrical Components

Renewable Energy and Energy Efficiency - Management, Engineering and Application, Master (PO-2026)

Module number / codeW-WES-01
Module nameDesign of Mechanical and Electrical Components
Type of moduleElective module
Learning outcomes, acquired competencies and qualification goals

Die Studierenden sind am Ende des Kurses in der Lage, 
- einzelne Windenergieanlagen (WEA) – Komponenten prinzipiell auszulegen, 
- die optimale aerodynamische Rotor-Auslegung prinzipiell zu berechnen und die optimalen Blattwinkel für die Auslegungswindgeschwindigkeit zu bestimmen, 
- Schub- und Leistungskennlinien für die WEA zu berechnen, 
- die grundlegenden Geometrie einer WEA zu bestimmen, 
- verschiedene Auslegungskonzepte von Triebstrangsystemen zu bewerten, 
- verschiedene Getriebearten und mechanische Antriebe im Maschinenhaus zu bewerten, 
- die Funktion von Sicherheits- und Bremsensystemen im Maschinenhaus zu verstehen, 
- verschiedene Nachführsysteme prinzipiell auszulegen, 
- die verschiedenen aerodynamischen, strukturellen und dynamischen Lasten auf die Rotorblätter und den Turm zu ermitteln, 
- funktionslasten auf die WEA Komponenten abzuschätzen, 
- unterschiedliche Rotorblattmaterialien unterschieden zu können, 
- zu entscheiden, welche verfügbaren Rotorblattmaterialien zu verwenden sind, 
- unterscheiden zu können, welche Turmbauarten und Fundament-typen für entsprechende WEA geeignet sind, 
- einen prinzipiellen Entwurf für einen Rohrturm, Betonturm oder Fachwerkturm mit einem geeigneten Fundament zu beschreiben, 
- die unterschiedlichen gesetzlichen Anforderungen und Transportmöglichkeiten zu kennen, die für den Bau, die Aufstellung und den Betrieb von WEA und Windparks notwendig sind, 
- einen neuen Windpark prinzipiell zu planen und ein Gantt-Diagramm mit den wichtigsten Planungsabschnitten für Auslegung, Aufbau, Inbetriebnahme und Betrieb zu entwickeln, 
- die notwendigen Sicherheitsanforderungen und notwendige Wartungsmaßnahmen für den Betrieb von WEA zu kennen und zu verstehen, 
- die notwendigen Schritte für den Zertifizierungsprozess eines Windparks zu kennen. 

Die Studierenden 
- haben die Funktionsweisen unterschiedlicher WEA Typen verstanden, 
- können die verschiedenen Komponenten von WEA beschreiben, 
- können aus einer Blattauslegung und -einstellung eine Leistungskennlinie ermitteln, 
- können einen geeignetes Generatorkonzept für einen vorgegebenen Rotor aussuchen, 
- können einen geeigneten Antriebsstrang für eine WEA beschreiben, 
- können die verschiedenen Anforderungen an die Netzeinbindung von WEA beschreiben und verstehen, 
- kennen und verstehen die verschiedenen Arten von Netzen, 
- kennen und verstehen unterschiedliche Modelle zur Netzregelung, 

können unterschiedliche Regelungskonzepte für Inselnetze, Netze und deren Verbunde beschreiben.

Course typesBL und/oder EL
Content
Title of coursesDesign mechanischer und elektrischer Komponenten/Design of Mechanical and Electrical Components
Teaching and learning methods
Usabilitiy in other programs
Duration1 Semester
Frequency of module offerannually in winter semester
Teaching languageEnglisch
Recommended (knowledge) prerequisites
Required prerequisites for participationnone
Student workload180 Stunden (30 Std. Online-Kontaktstudium, 150 Std. Selbststudium)
Required course worknone
Prerequisites for examination(s)none
Module examination(s)Schriftliche Klausur (120 Minuten) oder mündliche Prüfung (30 Minuten) oder schriftliche Hausarbeit (25 Seiten) mit Abgabegespräch und Präsentation der Hausarbeit (30 Minuten). Die Prüfungsleistungen gehen zu den Anteilen 75% (schriftliche Hausarbeit) und 25% (Abgabegespräch und Präsentation) in die Gesamtnote des Moduls ein.
Credit points (ECTS)6 cp
Teaching unitBauingenieurwesen
Responsible personProf. Dr.-Ing. habil. Detlef Kuhl
Lecturer(s)Dr.-Ing. Siegfried Heier; Dr. Matthias Günther
Media used
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