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Windenergietechnik I

Windenergietechnik I

Prototyp der Offshore-Windenergieanlage Adwen AD-8-180 Prototyp der Offshore-Windenergieanlage Adwen AD-8-180 Prototyp der Offshore-Windenergieanlage Adwen AD-8-180 © Silvio Matysik / wind-turbine-models.com

Das Modul WET I ist das erste von zwei Modulen, die in die Technologie und die Funktionsweise von Windenergieanlagen einführen. In diesem ersten Teil geht es um ein Basisverständnis der Funktionsweise von Windenergieanlagen. Das Modul setzt sich aus einer Vorlesung, einer Übung, einer Studienleistung und einer freiwilligen eintägigen Exkursion zusammen.

Das Modul wird im Winter- und Sommersemester angeboten. Es stellt eine hervorragende Möglichkeit dar, Einblicke in einen wichtigen Forschungsschwerpunkt der Fakultät zu bekommen. Im Sommersemester wird das Modul in englischer Sprache gelesen.


Leistungspunkte

6 LP / 5 LP

abhängig von PO

Semester

SoSe / WiSe

SWS: 2V / 2Ü

Prüfungsleistung

MP

20 min

Sprache

DE & EN

Unterlagen z. T. EN


HIGHLIGHT: EXKURSION

Als freiwilliger Bestandteil des Moduls WET I findet eine eintägige Exkursion statt. Hierbei wird das Fraunhofer IWES in Bremerhaven besucht und die dortige Test-Infrastruktur vom Rotorblatt- bis zum Triebstrang-Prüfstand besichtigt.

Die Exkursionen sind auf 25 Teilnehmende begrenzt. Die Anmeldung erfolgt über Stud.IP.

Hervorzuheben ist u. a. der Besuch der vom Fraunhofer IWES als Forschungsanlage betriebene Prototyp der ehemals weltgrößten Offshore-Windenergieanlage, der Adwen AD 8-180 mit 8 MW Nennleistung und 180 m Rotordurchmesser.

Prototyp der Offshore-Windenergieanlage Adwen AD8-180 in Bremerhaven Prototyp der Offshore-Windenergieanlage Adwen AD8-180 in Bremerhaven Prototyp der Offshore-Windenergieanlage Adwen AD8-180 in Bremerhaven © Silvio Matysik / wind-turbine-models.com
Rotorblatt-Prüfstand beim Fraunhofer IWES in Bremerhaven Rotorblatt-Prüfstand beim Fraunhofer IWES in Bremerhaven Rotorblatt-Prüfstand beim Fraunhofer IWES in Bremerhaven © Fraunhofer IWES
Dynalab beim Fraunhofer IWES in Bremerhaven Dynalab beim Fraunhofer IWES in Bremerhaven Dynalab beim Fraunhofer IWES in Bremerhaven © Fraunhofer IWES

LERNZIELE

Die Studierenden erwerben durch dieses Modul vielfältige Kompetenzen im Bereich der Windenergietechnik. Nach erfolgreichem Abschluss können die Studierenden:

  • die Bestandteile einer Windenergieanlage benennen und ihre Funktionsmechanismen erläutern,
  • die Eigenschaften des Windes darlegen und den Energieertrag zu vorgegebenen Randbedingungen berechnen,
  • Rotorblätter für Optimalbedingungen aerodynamisch auslegen,
  • die Blattelementmethode und die stationäre Blattelementimpulstheorie anwenden,
  • das Verhalten von Schnell- und Langsamläufern vergleichen,
  • die Signifikanz verschiedener Verlustarten für unterschiedliche Anlagenkonfigurationen beurteilen,
  • eine Leistungskurve erstellen,
  • die Funktionsweise verschiedener Regelungsstrategien zur Leistungsbegrenzung erläutern,
  • Skalierungsgrenzen auf Basis der Ähnlichkeitestheorie beurteilen,
  • die Vor- und Nachteile unterschiedlicher Triebstrang-Konzepte erläutern,
  • unterschiedliche Offshore-Tragstrukturen beschreiben und ihre Funktionsweisen erläutern.

VORLESUNGSINHALTE

Die Vorlesung des Moduls WET I besteht aus folgenden Themenkomplexen:

  • Einleitung: Warum Windenergie?
  • Historische Entwicklung von Windenergieanlagen
  • Ressource Wind
  • Ermittlung des Energieertrags
  • Grundlagen der Aerodynamik
  • Entwurf von Windenergieanlagen und deren Komponenten
  • Charakteristiken und Kennfelder
  • Regelung zur Leistungsbegrenzung
  • Skalierung / Ähnlichkeitsregeln
  • Gesetze und Richtlinien
  • Offshore-Windenergie

ÜBUNG UND STUDIENLEISTUNG

In der Übungsveranstaltung des Moduls WET I werden die Inhalte der Vorlesungen durch Rechenbeispiele vertieft. Die Übung ist in klassischen Frontalunterricht im Seminarraum, interaktive Teile, in denen die Studierenden selbstständig unter Anleitung Aufgaben lösen, und Rechnerübungen im CIP-Pool unterteilt.  Für die Rechnerübungen sind keine speziellen Software-Vorkenntnisse erforderlich.

© FBG / C. Bierwagen
© Silvio Matysik / wind-turbine-models.com
© FBG / C. Bierwagen

Als verpflichtende Studienleistung sind mehrere semesterbegleitende Hausübungen im Selbststudium zu absolvieren. Deren Erledigung wird in Form semesterbegleitender Testate (Multiple Choice Fragebögen) überprüft. Dabei sind jeweils die Hälfte der Fragen richtig zu beantworten. Dies ermöglicht den Studierenden eine Selbstkontrolle des studienbegleitenden Lernerfolgs.

PRÜFUNG

Zum erfolgreichen Abschluss des Moduls WET I wird eine mündliche Prüfung abgenommen. Die Dauer der Prüfung beträgt rund 20 Minuten. In der mündlichen Prüfung werden die theoretischen Zusammenhänge, die in der Vorlesung und den Übungsveranstaltungen diskutiert wurden, abgefragt. Auch theoretische Herleitungen sind Bestandteil der Prüfung.

Studierende müssen sich für die Teilnahme am Prüfungsverfahren rechtzeitig online beim Akademischen Prüfungsamt anmelden. Auch für die Studienleistung ist eine online-Anmeldung erforderlich.


Änderungen für den Masterstudiengang "Energietechnik": In diesem Studiengang werden 5 LP erworben. Um den Workload entsprechend zu reduzieren, entfällt die Prüfungsrelevanz eines Vorlesungsthemas. Details dazu werden in den Lehrveranstaltungen bekannt gegeben.