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Leistungselektronik für dezentrale Energieversorgung I - Gleichspannungsnetze (LEE-DE-DC)5 ECTS
(englische Bezeichnung: power electronics for dc-grids)
(Prüfungsordnungsmodul: Leistungselektronik für dezentrale Energieversorgung I - Gleichspannungsnetze)

Modulverantwortliche/r: Martin März, Thomas Eberle, Melanie Lavery
Lehrende: Martin März, Thomas Eberle, Melanie Lavery

Start semester: SS 2018Duration: 1 semesterCycle: jährlich (WS)
Präsenzzeit: 60 Std.Eigenstudium: 90 Std.Language: Deutsch

Lectures:

    • Leistungselektronik für dezentrale Energieversorgung - Gleichspannungsnetze
      (Vorlesung mit Übung, 4 SWS, Martin März et al., Terminfestlegung in der Vorbesprechung am 10.04.2018 um 18:00 Uhr im Waebersaal am Fraunhofer-IISB# In der Vorbesprechung am 10.04.2018 festgelegte Lehrveranstaltungstermine: Vorlesung: Donnerstags, 8.15 Uhr bis 9.45 Uhr Übung: Donnerstags, 16.00 Uhr bis 17.30 Uhr #Ausnahme 26.4.: Übung um 18.00 Uhr bis 19.30 Uhr #Exkursion durch das Franhofer IISB im regulären Übungstermin mit anschließendem Ausklang auf dem Dach des Fraunhofer IISB mit Blick auf den Reinraum. Donnerstag 19.04.2018 Treffpunkt 16:00 Uhr vor dem Waeber-Saal #Ort: Hans-Georg-Waeber-Saal, Fraunhofer IISB Entgegen der Ankündigung der Auftaktveranstaltung findet am 12.04. KEINE Lehrveranstaltung statt.; Preliminary meeting: 10.4.2018, 18:00 - 19:00 Uhr, Hans-Georg-Waeber-Saal)

Inhalt:

Einführung

  • Netztopologien

  • Spannungsebenen, Schutz- und Erdungskonzepte

  • Lichtbogeneigenschaften

  • Anwendungsfelder

Komponenten dezentraler Gleichspannungsnetze

  • Leistungswandler (Grundlagen, Topologien)

  • Schutz- und Überwachungseinrichtungen

  • Stromquellen (PV, Brennstoffzellen, etc.) und deren elektrische Eigenschaften

Batteriespeicher in dezentralen Gleichspannungsnetzen

  • Batterietechnologien (Eigenschaften, elektrisches Impedanzverhalten, Ersatzschaltbilder)

  • Schutz- und Überwachungsschaltungen für Li-Ion Batterien

Regelung dezentraler Gleichspannungsnetze

  • Droop Control, hierarchische Verfahren, etc.

Stabilitätsbetrachtungen und Fehlerszenarien

  • Modellierung des Frequenzverhaltens von Schaltwandlern und Netzen

  • Impedanzmessverfahren

  • Stabilitätsuntersuchungen

Energieversorgung im Schutzkleinspannungsbereich

  • Power-over-Ethernet, USB 3.1

Lernziele und Kompetenzen:

Die Studierenden lernen die Grundlagen lokaler Energieversorgungslösungen auf der Basis dezentraler Niederspannungs-Gleichstromnetze kennen. Ausgehend von den verschiedenen Netzkonzepten werden die benötigten Netzkomponenten wie leistungselektronische Wandler, Schutzeinrichtungen, elektrische Quellen und Speicher eingehend behandelt, ebenso diverse Fehlerszenarien einschließlich der Lichtbogenproblematik. Die Studierenden lernen die leistungselektronischen Schaltungstopologien kennen, können die Wandler grob auslegen und bzgl. ihres dynamischen Verhaltens modellieren; sie kennen Regelverfahren für dezentrale Gleichspannungsnetze und können Stabilitätsbetrachtungen an entsprechenden Netzen durchführen.

Literatur:

Skript zur Vorlesung "Leistungselektronik für dezentrale Energieversorgung I - Gleichspannungsnetze"

Bemerkung:

V/UE (2+2 SWS)

Weitere Informationen:

www: https://www.studon.fau.de/studon/ilias.php?ref_id=1955181&cmd=frameset&cmdClass=ilrepositorygui&cmdNode=r7&baseClass=ilRepositoryGUI

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:

  1. Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2015s | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Master of Science) | Masterprüfung | Studienrichtung Elektrische Energie- und Antriebstechnik | Vertiefungsmodule Elektrische Energie- und Antriebstechnik | Leistungselektronik für dezentrale Energieversorgung I - Gleichspannungsnetze)
  2. Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2015s | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Master of Science) | Masterprüfung | Studienrichtung Leistungselektronik | Vertiefungsmodule Leistungselektronik | Leistungselektronik für dezentrale Energieversorgung I - Gleichspannungsnetze)
Dieses Modul ist daneben auch in den Studienfächern "Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science)", "Energietechnik (Master of Science)" verwendbar. Details

Studien-/Prüfungsleistungen:

Leistungselektronik für dezentrale Energieversorgung I - Gleichspannungsnetze (Prüfungsnummer: 66901)
Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet, 5.0 ECTS
Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %
Prüfungssprache: Deutsch

Erstablegung: SS 2018
1. Prüfer: Martin März
Termin: 11.02.2019, 10:00 Uhr, Ort: Waebersaal am Fraunhofer-IISB
Termin: 01.08.2019, 09:30 Uhr, Ort: Waebersaal am Fraunhofer-IISB

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