GT-F5: Energiesysteme (GT-F5)5.0 ECTS
(englische Bezeichnung: GT-F5: Energy systems)
(Prüfungsordnungsmodul: GT-F5 Energiesysteme)

Lehrveranstaltungen:

• • Numerische Berechnung energet. Systeme [GT-F5]
    (Vorlesung mit Übung, Anwesenheitspflicht, Christoph Wieland, Do, 12:15 - 13:45)

Inhalt:

Die Vorlesung behandelt numerische Berechnungsmethoden im Allgemeinen und für energetische Systeme im Speziellen (u.a. Matlab, ANSYS CFX/Fluent).

• Einführung: Fehleranalyse, Vorgehensweise einer Simulation, Problemstellungen im Bereich der Energiesysteme

• Grundlagen von statischen und dynamischen Kreislauf- und Prozesssimulationen, sowie Wärmeübertragungsproblemen.

• Numerische Berechnung von Differentialgleichungen: gewöhnliche Differential-gleichungen, Anfangswertprobleme, Randwertprobleme, Finite-Elemente-Methode, partielle Differenzialgleichungen, parabolische PDGn (FDM), hyperbolische PDGn (FDM), elliptische PDGn (FDM, FEM), Lösung einer Transportgleichung mit Hilfe von Finite-Volumen-Verfahren

• Numerische Strömungsmechanik: Gleichungen der Fluidmechanik, Post-Prozessor, Turbulenzmodellierung, Diskretisierung der Gleichungen, Diskretisierung des Berechnungsgebiets, Konvergenz der numerischen Lösung, Tipps und Erfahrungen zur erfolgreichen Modellbildung

• Erweiterte Modelle für die numerische Strömungsmechanik: Mehrkomponentenströmungen, Mehrphasenströmungen, Energietransport durch Strahlung, chemisch reagierende Strömungen, heterogene Verbrennungsreaktionen
  

Als Anwendungsbeispiele wird die Nutzung der Geothermie zu Heizzwecken und zur Stromerzeugung herangezogen:

• Einführung: Ursprung, Potentiale und Erschließungstechnologien der Geothermie.

• Nutzung oberflächennaher Geothermie: Wärmepumpen zur Deckung der Wärmeversorgung

• Nutzung Tiefengeothermie: Stromerzeugungsarten und KWK-Varianten, Integration von Tiefengeothermie in Fernwärme

Lernziele und Kompetenzen:

Die Studierenden können

• grundlegende Methoden zur Lösung numerischer Probleme nennen und anwenden.

• Die Anwendung dieser Methoden auf abstrakte und konkrete Fragestellungen sollen durch die Vorlesung vermittelt werden.

• Die Studierenden sollen im Selbststudium die erlernten Methoden auf geologische Fragestellungen anwenden.

• Im zweiten Teil des Moduls sollen die energetischen Nutzungsmöglichkeiten der Geothermie vermittelt werden. Ein anwendungsnaher Praxisbezug mit Exkursion soll hergestellt werden.

• Notwendige verfahrenstechnische Komponenten und Betriebsprobleme werden vorgestellt, diskutiert und verstanden.

Literatur:

a) Numerische Berechnung energetischer Systeme:

• Vorlesungsskript
  

b) Nutzungsmöglichkeiten geothermischer Energie:

• Vorlesungsskript

Bemerkung:

1 x jährlich im WiSe als Blockkurs
Pflichtmodul für Studierende im Master-Studiengang "GeoThermie/GeoEnergie"

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:

1. GeoThermie/GeoEnergie (Master of Science)
   (Po-Vers. 2017w | NatFak | GeoThermie/GeoEnergie (Master of Science) | Masterprüfung | GT-F5 Energiesysteme)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Numerische Berechnung energetischer Systeme (Prüfungsnummer: 90451)

Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet, 5.0 ECTS

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

Erstablegung: WS 2020/2021, 1. Wdh.: WS 2020/2021 (nur für Wiederholer)

1. Prüfer:

Harald Stollhofen

Termin: 03.03.2021, 15:00 Uhr, Ort: Hörsaal Geologie
Termin: 14.02.2022, 10:00 Uhr, Ort: Übungsraum Geologie