Systemtheorie der Energiewende

Maschinenbau, Master (PO-2023)

Modulnummer / Modulcode WP-SystTheoEngWen
Modulname Systemtheorie der Energiewende
Art des Moduls Wahlpflicht
Lernergebnisse, Kompetenzen, Qualifikationsziele

Der Entwurf Erneuerbarer Energiesysteme ist komplexer als der herkömmlicher Energieversorgungssysteme. Die Dynamik der Erzeugung ist höher als die der Last und erfordert eine Vielzahl neuer technischer und wirtschaftlicher Steuerungsmechanismen.
Ziel der Vorlesung ist die Ausbildung zu einem „Systemarchitekten der Energiewende“. Es werden technische und ökonomische Planungsfähigkeiten vermittelt, um ein Erneuerbares Energieversorgungsystem für ein lokales, regionales, nationales oder kontinentales Versorgungsgebiet systemtheoretisch und systemanalytisch entwerfen zu können.
Lehrveranstaltungsarten VLmP (2 SWS)
Lehrinhalte

Die Vorlesung kombiniert die Energiewissenschaftlichen Inhalte mit den mathematischen und physikalischen Methoden, die zu quantitativen Beurteilungen notwendig sind
Energiewissenschaft:

  • Analyse der Energieverbrauchssektoren
  • Potenzialanalyse Erneuerbarer Energiequellen
  • Optimaler Entwurf des Mischungsverhältnisses der Energiequellen
  • Auslegung von Energietransport- und Verteilungsnetzen
  • Lösungen für das Ausgleichs- und Speicherproblem
  • Finanzierungskonzepte für die Transformation eines Energiesystems
  • Umweltprobleme der Energieerzeugung
  • Klimatologie und Meteorologie
  • Umbau des Mobilitäts-Sektors
  • Umbau des Wärme-Sektors
  • Wesen erfinderischer Tätigkeit
  • Politische Implementierung

Mathematische und physikalische Methoden:
Kombinatorik und Wahrscheinlichkeitstheorie, mathematische Optimierung, numerische Mathematik, mathematische Modellbildung, Kybernetik;

Elemente der Kontinuums-Mechanik, Elektrodynamik, Thermodynamik und Strahlungsphysik
Titel der Lehrveranstaltungen Systemtheorie der Energiewende
Lehr- und Lernmethoden (Lehr- und Lernformen)
Verwendbarkeit des Moduls
Dauer des Moduls Ein Semester
Häufigkeit des Angebotes Sommer- und Wintersemester
Sprache Deutsch / Englisch
Empfohlene (inhaltliche) Voraussetzungen für die Teilnahme am Modul Grundlagen Mathematik, Informatik, Physik, Chemie, Biologie, Elektrotechnik
Englischkenntnisse Niveau B2
Voraussetzungen für die Teilnahme am Modul
Studentischer Arbeitsaufwand 120 h (30 h Präsenz + 90 h Selbststudium)
Studienleistungen S1: Übungen und Referate. Die Studienleistungen müssen zu 70% erbracht werden, um an der Abschlussklausur teilnehmen zu können. Die Aufteilung in Übungen und/oder Referate wird in den ersten Vorlesungseinheiten besprochen und festgelegt.
Voraussetzung für Zulassung zur Prüfungsleistung Studienleistung S1
Prüfungsleistungen Mündliche Prüfung (30 min) und Referat oder Klausur (60 min)
Anzahl Credits (ECTS) 4 cp
Lehreinheit Elektrotechnik
Modulverantwortliche/r Prof. Dr. Clemens Hoffmann
Lehrende Prof. Dr. Clemens Hoffmann und Mitarbeitende
Medienformen Beamer, Tafel, Papier, Computer; Die Vorlesungsfolien und -skripte werden zum Download zur Verfügung gestellt.
Literatur
  • Normand Laurendeau, Statistical Thermodynamics;
  • D. Bertsimas, Introduction to Linear Optimization;
  • Dimitri Bertsekas, Nonlinear Programming;
  • Steven Boyd, Convex Optimization;
  • Richard Becker, Theorie der Wärme;
  • Hans-Georg Schuster, Deterministisches Chaos;

Weitere Literatur in der Vorlesung bekannt gegeben.