Modulbeschreibung

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)	Frontalunterricht, betreute Rechenübungen, Aufgabenblätter, Selbststudium mit Lehrbuch
Verwendbarkeit des Moduls	Master Elektrotechnik Master Berufspädagogik Metall-/Elektrotechnik L4
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	keine
Studentischer Arbeitsaufwand	120 h (30 h Präsenz + 90 h Selbststudium)
Studienleistungen	Studienleistung 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 (ca. 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.