Elektrische Energietechnik für Windkraft- und Photovoltaikanlagen

Zielstellung:

Vermittlung von vertieftem Fachwissen in der Erzeugung und Einbindung elektrischer Energie von Windkraft- und Photovoltaikanlagen.Beherrschen grundlegender Prinzipien der Wandlung, Umformung und des Transports von Energie; Kenntnisse zu Aufbau, Einsatz und Betriebsverhalten von Drehstrommaschinen in Windkraftanlagen sowie von Solarzellen in Photovoltaikanlagen; Vermittlung der Fähigkeit Experimente und Computersimulationen durchzuführen und die erhaltenen Ergebnisse zu interpretieren.Technische Problemstellungen und Zusammenhänge aus diesen Bereichen können fächerübergreifend dargestellt, präsentiert und diskutiert; Gruppenarbeit im Praktikum fördert Sozialkompetenz und Teamfähigkeit.

Inhalt:

• Ertragsrechnung zur Nutzung von Wind- und Solarenergie
• Drehstromasynchron- und -synchronmaschine: Aufbau, Ersatzschaltungen, Kennlinien
• Konzepte von Windkraftanlagen
• Solarzelle- und Solarmodul: Aufbau, Ersatzschaltungen, Kennlinien
• Konzepte von Photovoltaikanlagen
• Gleich- und Wechselrichterschaltungen
• Netzanschluss

Laborversuche:

• Asynchronmaschine (Betriebsverhalten bei Stern- und Dreieckschaltung im I. und II. Betriebsquadranten, Drehzahlstellverfahren)
• Synchronmaschine (Leerlauf- und Kurzschlusskennlinie, Betriebsverhalten bei Insel- und Netzbetrieb, Anlauf, Synchronisation, Phasenschieberbetrieb)
• Photovoltaik (Kennlinienermittlung von PV-Modulen, Bestimmung der elektrischen Parameter, Verschattung, STC- und NOCT- Bedingungen)