Batteriespeicher
Battery Storage

Modul EI7309 [BAT]

Dieses Modul wird durch Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik bereitgestellt.

Diese Modulbeschreibung enthält neben den eigentlichen Beschreibungen der Inhalte, Lernergebnisse, Lehr- und Lernmethoden und Prüfungsformen auch Verweise auf die aktuellen Lehrveranstaltungen und Termine für die Modulprüfung in den jeweiligen Abschnitten.

Modulversion vom WS 2012/3

Von dieser Modulbeschreibung gibt es historische Versionen. Eine Modulbeschreibung ist immer so lange gültig, bis sie von einer neuen abgelöst wird.

verfügbare Modulversionen
WS 2015/6WS 2012/3

Basisdaten

EI7309 ist ein Semestermodul in Deutsch auf Master-Niveau das im Wintersemester angeboten wird.

Das Modul ist Bestandteil der folgenden Kataloge in den Studienangeboten der Physik.

  • Allgemeiner Katalog der nichtphysikalischen Wahlfächer
GesamtaufwandPräsenzveranstaltungenUmfang (ECTS)
150 h 60 h 5 CP

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

Die Vorlesung vermittelt einen Einblick in die Grundlagen und die Funktionsweise von Batteriespeichen. Der Schwerpunkt liegt hierbei bei wiederaufladbaren Systemen, wie sie in mobilen Geräten, Elektrofahrzeugen und photovoltaischen Inselsystemen eingesetzt werden.
- Einführung, Begriffe, Definitionen
- Einführung in die Elektrochemie
- Thermodynamische Grundlagen (Gleichgewichtszustand)
- Kinetik und Überspannungen (Spannungszusammensetzung unter Stromfluss)
- Die elektrochemische Doppelschicht
- Diffusionsvorgänge und Vor- nachgelagerte Reaktionen
- Aufbau einer Zelle (unterschiedliche Konstruktionsprinzipien)
- Optimierung von Batterien für unterschiedliche Anforderungen
- Doppelschichtkondensatoren (ideales und reales Verhalten)
- Bleibatterien,
- Alkalische Systeme,
- Li-Ionen Systeme und zukünftige Li-Systeme
- Redox flow und Hochtemperatursysteme

Lernergebnisse

Die Teilnehmer sollen nach der Veranstaltung über grundlegende Kenntnisse zum elektrochemischer Speicher haben. Das umfasst die grundlegenden elektrochemischen Zusammenhänge, die Methodik zum Charakterisieren und Auslegen von Speichersystemen. Die Vorlesung adressiert diese Fragestellungen am Beispiel aktueller Anwendungen, wie der Elektromobilität, die Studenten sollten diese Aspekte selbständig auch auf andere Anwendungsbereich übertragen können. Durch das gelegentliche kritische Lesen und Diskutieren von Fachaufsätzen wird an das wissenschaftliche Arbeiten herangeführt.

Voraussetzungen

Keine speziellen Anforderungen

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
VO 3 Batteriespeicher Di, 09:45–11:15, 0501.01.100
Do, 08:00–08:45, 0103.EG.314
UE 1 Batteriespeicher Do, 08:45–09:30, 0103.EG.314

Lern- und Lehrmethoden

Als Lehrmethode wird in der Vorlesung Frontalunterricht, ergänzt durch Gruppendiskussionen, verwendet. Ferner sollen Exponate zur Veranschaulichung eingesetzt werden und einige Zusammenhänge werde auch mittels Animationen gezeigt.

Als Lernmethode wird zusätzlich zu den individuellen Methoden des Studierenden eine vertiefende Wissensbildung durch anschauliche Fallstudienbetrachtungen angestrebt.

Medienformen

Folgende Medienformen finden Verwendung:
- Präsentationen mit Laptop und Beamer
- Tafelanschrieb
- Diskussionen zu Fachaufsätzen und aktuellen Themen, wie Speicher in der Elektromobilität und Speicher für die Energiewende.

Literatur

Allgemeine Literatur wird in der Vorlesung bekannt gegeben.
Es werden verschiedene Zeitschriftenbeiträge online zur Verfügung gestellt, die dann auch in der Vorlesung diskutiert werden.

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

Die Prüfungsart ist den verschiedenen Lernergebnissen angepasst:
Wissensbasierte Lernergebnisse werden im Rahmen einer 60 minütigen schriftlichen Klausur überprüft.
Während des Semesters sollen fachliche Vertiefungen durch Lesen von Fachartikeln erfolgen. Diesezu lsenden Artikel werden in der Vorlesung diskutiert und sind auch prüfungsrelevant.

Die Endnote setzt sich aus folgenden Prüfungselementen zusammen:
- 100 % Abschlussklausur

Wiederholbarkeit

Eine Wiederholungsmöglichkeit wird im Folgesemester angeboten.

Kondensierte Materie

Wenn Atome sich zusammen tun, wird es interessant: Grundlagenforschung an Festkörperelementen, Nanostrukturen und neuen Materialien mit überraschenden Eigenschaften treffen auf innovative Anwendungen.

Kern-, Teilchen-, 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.