Strom- und Wärmespeicher
Electricity and Heat Storages

Modul MW2280

Dieses Modul wird durch Lehrstuhl für Energiesysteme (Prof. Spliethoff) 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.

Basisdaten

MW2280 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)
90 h 30 h 3 CP

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

Durch die Teilnahme an der Vorlesung sollen die Studierenden einen Überblick über etablierte sowie innovative Technologien zur Strom- und Wärmespeicherung erhalten. Es werden Grundlagen sowie Funktionsweise, Anwendungsgebiete und Grenzen der unterschiedlichen Speicheroptionen vermittelt und einfache Modelle zur Auswahl und Bewertung der Speicher vorgestellt. Anfangs wird auf die Bedeutung von Energiespeichern für das Erreichen von klimapolitischen Zielen eingegangen. Basierend darauf wird der Speicherbedarf abgeleitet und die verschiedenen Speicheroptionen bewertet. Zunächst werden Konzepte zur Stromspeicherung vorgestellt, bewertet und miteinander verglichen, wie bspw. Pumpspeicher, Druckluftspeicher und Batterien. Vor dem Hintergrund der zunehmenden Bedeutung von Wärmespeichern werden diese im zweiten Teil der Vorlesung eingehender behandelt. Schwerpunkt liegt dabei auf Hochtemperaturspeichern für Kraftswerke und industrielle Anwendungen. Es werden zuerst die Grundlagen der Wärmespeicherung und die damit verbundenen thermodynamischen und konstruktive Aspekte erarbeitet. Aufbauend auf diesen Erkenntnissen wird die Einbindung in ausgewählten Anwendungsfällen untersucht, wie z.B. Solarkraftwerke, Kohle & Gas-Kraftwerke und CAES.

Lernergebnisse

Nach der Teilnahme an der Modulveranstaltung: (1) haben die Studierenden ein tiefergehendes Verständniss des Speicherbedarfs, des Einsatzgebietes und der Technologie aktueller Strom- und Wärmespeicher erworben. (2) sind die Studierenden in der Lage, die einzelnen Speicherkonzepte in Bezug auf die Faktoren Leistung, Wirkungsgrad, Einsatzmöglichkeiten und Grenzen zu bewerten. (3) sind die Studierenden in der Lage, je nach Anforderungsprofil des Einsatzgebietes einen geeigneten Speicher auszuwählen und überschlägig zu dimensionieren.

Voraussetzungen

Grundkenntnisse in Thermodynamik, Strömungsmechanik, Energiesysteme und Kraftwerkstechnik

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
VO 2 Strom- und Wärmespeicher Montag, 10:00–11:30
Montag, 10:00–11:30

Lern- und Lehrmethoden

Frontalunterricht, mit medialer Unterstützung durch eine Power Point Präsentation; ergänzt durch vertiefende Referate und Aufgaben, die während des Vorlesungsbetrieb besprochen werden. Die Übungsaufgaben und Referate sind als Hausaufgabe vorzubereiten.

Medienformen

Vortrag, Präsentation (Skript), Tafelanschrieb, Übungsaufgaben

Literatur

Allgemeine Literatur wird in der Vorlesung bekannt gegeben.

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

In einer schriftlichen Klausur wird geprüft ob die Studierenden die vermittelten Inhalte verstanden haben und auf einfache Problemstellungen anwenden können. Während des Semesters sollen fachliche Vertiefungen durch Lesen und Aufbereiten von Buchabschnitten und/oder Fachartikeln sowie das Rechnen einfacher Aufgaben erfolgen. Die zu lesenden Artikel und Aufgaben werden in der Vorlesung diskutiert/vorgestellt 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.