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Windenergietechnik: Mechatronisches System für Bauingenieure

Windenergietechnik: Mechatronisches System für Bauingenieure

Visualisierung des Dynalab (Gondelprüfstand) beim Fraunhofer IWES in Bremerhaven Visualisierung des Dynalab (Gondelprüfstand) beim Fraunhofer IWES in Bremerhaven Visualisierung des Dynalab (Gondelprüfstand) beim Fraunhofer IWES in Bremerhaven © Fraunhofer IWES

Das elektromechanische System einer Windenergieanlage sorgt für die Umwandlung der durch den Rotor erzeugten kinetischen Energie in nutzbare elektrische Energie. Zur Vermittlung dieses essenziellen Prozesses führt das Modul in die Grundlagen des elektromechanischen Betriebs von Windenergieanlagen ein. Dabei wird diese spannende Thematik zielgerichtet für Studierende des Bauingenieurwesens aufgearbeitet, um eine ausreichende Interdisziplinarität der Absolventinnen und Absolventen zu gewährleisten.


Leistungspunkte

6 LP

PO 2019

Semester

WiSe

SWS: 2V / 2Ü

Prüfungsleistung

MP

20 min

Sprache

DE

Unterlagen z. T. EN


HIGHLIGHT: EXKURSION

Als freiwilliger Bestandteil des Moduls WETMS findet eine eintägige Exkursion zum Fraunhofer IWES in Bremerhaven statt. Dabei wird u. a. das Dynalab, ein einzigartiger Gondelprüfstand mit einer Antriebsleistung von bis zu 10 MW, besucht. Dort können die elektromechanischen Komponenten eines Antriebstrangs unter realitätsnahen Belastungen getestet werden, wobei sowohl die Lasten aus dem Rotor als auch durch Neutzrückkopplungen nachgestellt werden.

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

Die Exkursion wird gemeinsam mit der des Moduls WET I durchgeführt. Details zur Anmeldung und Organisation werden auch in der Lehrveranstaltung bekannt gegeben.

Highlight Exkursion: Gondelprüfstand im Dynalab des Fraunhofer IWES in Bremerhaven Highlight Exkursion: Gondelprüfstand im Dynalab des Fraunhofer IWES in Bremerhaven Highlight Exkursion: Gondelprüfstand im Dynalab des Fraunhofer IWES in Bremerhaven © Fraunhofer IWES / Martina Buchholz
Highlight Exkursion: Gondelprüfstand im Dynalab des Fraunhofer IWES in Bremerhaven Highlight Exkursion: Gondelprüfstand im Dynalab des Fraunhofer IWES in Bremerhaven Highlight Exkursion: Gondelprüfstand im Dynalab des Fraunhofer IWES in Bremerhaven © Fraunhofer IWES / Jan Maier
Highlight Exkursion: Gondelprüfstand im Dynalab des Fraunhofer IWES in Bremerhaven Highlight Exkursion: Gondelprüfstand im Dynalab des Fraunhofer IWES in Bremerhaven Highlight Exkursion: Gondelprüfstand im Dynalab des Fraunhofer IWES in Bremerhaven © Fraunhofer IWES / Jan Maier

LERNZIELE

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

  • das Betriebsverhalten typischer Antriebssysteme einer Windenergieanlage bestehend aus dem Rotor, der Induktions- oder Synchronmaschine und dem Versorgungsnetz bzw. Stromrichter erläutern,
  • bestimmte Betriebszustände von Windenergieanlagen (z. B. Hochfahren, Ausgleichsvorgänge, Kurzschlussverhalten, etc.) erklären und anwenden.

VORLESUNGSINHALTE

Die Vorlesung des Moduls WETMS besteht aus folgenden Themenkomplexen:

  • Grundlagen der Elektrotechnik: Schaltbilder und grundlegende Berechnungsmethoden
  • Beschreibung von typischen Arbeitsmaschinen: Konstruktiver Aufbau, Kennlinien, Kurzschlussverhalten
  • Verhalten von Arbeitsmaschinen im stationären Betrieb: Zeigerdiagramm, Ersatzschaltbild, Stromortskurve, Spannungsgleichungen
  • Möglichkeiten der Drehzahlstellung bei Induktions- und Synchronmotoren: Leistungselektronische Grundschaltungen
  • Erwärmung und Kühlung elektrischer Maschinen: Kühlkonzepte, Ermittlung der Wicklungserwärmung
  • Nachbildung des mechanischen Wellenstranges: Mehrgliedrige Schwinger, Betrachtungen zur mechanischen Dämpfung
  • Reaktanzen und Zeitkonstanten von Synchronmaschinen
  • Konstruktive Einzelheiten: Bauformen und Schutzarten, gegenseitige Beeinflussung von Kupplungs- und Lagerungsarten

ÜBUNG

In der Übungsveranstaltung des Moduls WETMS werden die Inhalte der Vorlesungen durch Rechenbeispiele vertieft. Die Übung ist in klassischen Frontalunterricht im Seminarraum und interaktive Teile, in denen die Studierenden selbstständig unter Anleitung Aufgaben lösen, unterteilt.

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

PRÜFUNG

Zum erfolgreichen Abschluss des Moduls WETMS 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.

DOZENTEN UND ANSPRECHPERSONEN

Foto von Andreas Reuter Foto von Andreas Reuter © Anastasia Schuster
Prof. Dr.-Ing. Andreas Reuter
Sprechzeiten
Bitte vereinbaren Sie einen Termin
Adresse
Appelstraße 9a
30167 Hannover
Gebäude
Raum
729
Foto von Andreas Reuter Foto von Andreas Reuter © Anastasia Schuster
Prof. Dr.-Ing. Andreas Reuter
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