Renewable Energies 2

Module PH2089

Basisdaten

PH2089 ist ein Semestermodul in deutscher Sprache auf Master-Niveau, das nur im Sommersemester angeboten wird.

Die Gültigkeit des Moduls ist bis WS 2013/4.

Soweit nicht beim Export in einen fachfremden Studiengang ein anderer studentischer Arbeitsaufwand ("Workload") festgelegt wurde, ist der Umfang der folgenden Tabelle zu entnehmen.

GesamtaufwandPräsenzveranstaltungenUmfang (ECTS)
150 h 30 h 5 CP

Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH2089 ist Martin Stutzmann.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

Inhalt dieses Moduls sind die elektronischen, nicht-klassischen Formen der erneuerbaren Energien. Speziell werden die Energiewandlung durch photovoltaische Prozesse sowie die analogen biophysikalischen Phänomene bei der Photosynthese behandelt. Für photovoltaische Prozesse werden insbesondere alle relevanten Generations-Rekombinations-Phänomene in Halbleitern ausführlich diskutiert, entsprechende Ratengleichungen analysiert sowie verschiedene Solarzellen-Typen besprochen. Im direkten Vergleich mit der Photovoltaik werden die grundlegenden biophysikalischen und molekularen Prozesse der Photosynthese dargestellt und die Nutzung von Biomasse zur Energieerzeugung besprochen. Schließlich wird die thermoelektrische Energiewandlung als aktuelles Forschungsgebiet diskutiert. Die physikalischen Grundlagen des Seebeck-Effektes sowie die konkrete Realisierung thermoelektrischer Wandler sind ebenso Inhalt der Vorlesung wie auch die Diskussion maximaler Wirkungsgrade und deren Verbesserung durch den gezielten Einsatz nanotechnologischer Ansätze zur Erhöhung der thermoelektrischen "figure of merit".

Lernergebnisse

Nach erfolgreicher Teilnahme an diesem Modul ist der/die Studierende in der Lage: 1) Die Funktionsprinzipien photovoltaischer und thermoelektrischer Wandler und deren Strom-Spannungs-Kennlinien zu beschreiben. 2) Die Auswirkungen von Verlustmechanismen auf den Wirkungsgrad solcher Wandler abzuschätzen. 3) Gegenwärtige Optimierungsstrategien zur Verbesserung von Wirkungsgraden und zur Senkung der Herstellungskosten zu verstehen und deren Potential einzuschätzen. 4) Im Vergleich zu diesen technologischen Ansätzen die biomolekularen Grundlagen der Photosynthese zu beschreiben und die darauf basierenden "biofuel"-Verfahren hinsichtlich ihres Energie-Potentials und ihrer System-Effizienz einzuordnen.

Voraussetzungen

Keine Vorkenntnisse nötig, die über die Zulassungsvoraussetzungen zum Masterstudium hinausgehen.

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
VO 2 Erneuerbare Energien 2 Brandt, M. einzelne oder verschobene Termine

Lern- und Lehrmethoden

Vortrag, Beamerpräsentation, Tafelarbeit

Medienformen

Vorlesungsskript, Präsentationsunterlagen, begleitende Internetseite

Literatur

"Die Energiefrage" , K. Heinloth (Vieweg)
"Erneuerbare Energien" , M. Kaltschmitt, A. Wiese (Springer)
"Energie" , B. Diekmann, K. Heinloth (Teubner)
"Regenerative Energiesysteme" , V. Quaschning (Hanser)
"Erneuerbare Energien", A. Wokaun (Teubner)
"Solar Cells" S.M. Sze (Wiley)
"Physics of Solar Cells" P. Würfel (Wiley)

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

PrüfungsartPrüfungsdauerEinzelleistungenWiederholbarkeit
mündlich 25 Minuten im Folgesemester

In einer mündlichen Prüfung wird das Erreichen der Lernergebnisse durch Verständnisfragen und Beispielaufgaben bewertet.

Die Prüfung kann in Übereinstimmung mit §12 (8) APSO auch schriftlich abgehalten werden, in diesem Fall ist der Richtwert für die Prüfungsdauer 60 Minuten.

Hinweise zu assoziierten Modulprüfungen

Sollten Sie im Vorsemester bereits die Lehrveranstaltungen zum assoziierten Modul PH2088: Erneuerbare Energien 1 / Renewable Energies 1 belegt haben, die Modulprüfung aber noch nicht abgelegt haben, so können Sie beide Modulprüfungen gemeinsam ablegen. In diesem Fall müssen Sie sich für beide Prüfungstermine im zweiten Semester anmelden.

Condensed Matter Physics

When atoms interact things can get interesting. Fundamental research on the fundamental properties of materials and nanostructures and exploration of the potential they provide for applications.

Kern-, Teilchen- und Astrophysik

Ziel der Forschung ist das Verständnis unserer Welt auf subatomarem Niveau, von den Atomkernen im Zentrum der Atome bis hin zu den elementarsten Bausteinen unserer Welt.

Biophysik

Biologische Systeme, vom Protein bis hin zu lebenden Zellen und deren Verbänden, gehorchen physikalischen Prinzipien. Unser Forschungsbereich Biophysik ist deutschlandweit einer der größten Zusammenschlüsse in diesem Bereich.