Vertiefung Energietechnik

  • Modulnummer: 4
  • Umfang: 18 ETCS
  • Lage im Curriculum: 1., 2. und 3. Semester
  • Kompetenzerwerb: Ausgehend von den mathematischen und physikalischen Grundlagen der Energietechnik lernen Studierende die Methoden der Mess-, Regelungs- und Automatisierungstechnik, der Strömungstechnik sowie der chemischen Thermodynamik auf energietechnische Problemstellungen anzuwenden. Nach Abschluss des Moduls sind sie in der Lage, energietechnische Komponenten und Systeme zu analysieren, zu modellieren, zu simulieren und zu optimieren. Die Studierenden können Lösungen für Energiesysteme und -komponenten entwickeln und berücksichtigen dabei Energie- und Materialeffizienz.
    • Lernergebnisse: Die Studierenden wissen, wie nichtelektrische Größen gemessen werden können, verstehen also Funktion und Eigenschaften von Sensoren - speziell für das industrielle Umfeld - und können diese bewerten und auswählen. Sie können den Guide to Uncertainty Measurement auf einfache Beispiele anwenden. Sie können Messsysteme qualitativ analysieren, Komponenten und das Gesamtsystem analysieren (Entwurf der Modellgleichung, Systemidentifikation), bewerten und Messunsicherheiten des Systems berechnen. Sie verstehen Signalverarbeitungssysteme und wissen über Identifikation und Beobachtermesstechnik Bescheid. 
    • Lehrinhalte:
      • Behandlung Messunsicherheiten
      • Elektrische Messtechnik (Messgeräte, Brücken, Schaltungen, Oszilloskop)
      • Physikalische Wirkungsweise von Sensoren, Eigenschaften und Verwendung von diversen Sensoren zur Messung nichtelektrischer Größen
      • Beobachtermesstechnik, Einstieg in DSP
      • Regelungstechnik ohne Mathematik, PID
    • Empfohlene Fachliteratur:
      • Schrüfer, Elmar: Elektrische Messtechnik. 9. Auflage. München: Carl Hanser Verlag, 2007.
      • Lerch, Reinhard: Elektrische Messtechnik. Berlin Heidelberg New York: Springer, 2007.
    • Art der Lerneinheit (Pflichtfach, Wahlfach): Pflichtfach
    • Art der Vermittlung (Präsenzveranstaltung, Fernstudium): Präsenzveranstaltung, die Studierenden werden vor Beginn der Lehrveranstaltung über die Anwesenheitsvorgaben der Lehrbeauftragten informiert. 
    • Voraussetzungen und Begleitbedingungen: keine
    • Prüfungsmethode und Beurteilungskriterien: Beurteilung der bearbeiteten Übungen und schriftliche Abschlussprüfung, die kommissionelle Prüfung findet mündlich statt.
    • Unterrichtssprache: Deutsch/Englisch
    • Semester, in dem die Lehrveranstaltung angeboten wird: 1. Semester
    • Semesterwochenstunden: 2 Integrierte Lehrveranstaltung 
    • Anzahl der zugewiesenen ECTS Credits: 3
    • Geplante Lernaktivitäten und Lehrmethoden: Integrierte Lehrveranstaltung, Labor
    • Lernergebnisse:Die Studierenden kennen die Vor- und Nachteile verschiedener energietechnischer Komponenten und können diese anwendungsspezifisch auswählen und auslegen. Sie kennen die wichtigsten energietechnischen Verfahren in der Industrie und die dafür benötigten Komponenten. Weiters sind sie in der Lage Einsparungspotentiale zu erkennen und abzuschätzen. 
    • Lehrinhalte:
      • Pumpen, Verdichter, Ventilatoren, Turbinen, Motoren, Wärmeübertrager
      • Typen, Berechnung, Auslegung, Anwendung
      • Materialkunde: Anforderungen in der Industrie, Korrosion
      • Industrielle Energiesysteme: Dampf-, Heißwasser- und Drucklufterzeugung
    • Empfohlene Fachliteratur:
      • Langeheinecke, Klaus; Jany, Peter; Thieleke, Gerd; Langeheinecke, Kay; Kaufmann, Andre: Thermodynamik für Ingenieure. Vieweg, 2013.
      • Spirax Sarco: Grundlagen der Dampf- und Kondensattechnologie.
    • Art der Lerneinheit (Pflichtfach, Wahlfach): Pflichtfach
    • Art der Vermittlung (Präsenzveranstaltung, Fernstudium): Präsenzveranstaltung, die Studierenden werden vor Beginn der Lehrveranstaltung über die Anwesenheitsvorgaben der Lehrbeauftragten informiert.
    • Voraussetzungen und Begleitbedingungen: keine
    • Prüfungsmethode und Beurteilungskriterien: Schriftliche Prüfung. Die kommissionelle Prüfung findet mündlich statt.
    • Unterrichtssprache: Deutsch/Englisch
    • Semester, in dem die Lehrveranstaltung angeboten wird: 1. Semester
    • Semesterwochenstunden: 2 Integrierte Lehrveranstaltung
    • Anzahl der zugewiesenen ECTS Credits: 3
    • Geplante Lernaktivitäten und Lehrmethoden: Integrierte Lehrveranstaltung, Labor
    • Lernergebnisse: Die Studierenden können gewöhnliche, gekoppelte und partielle Differentialgleichungen aus energietechnischen Fragestellungen heraus formulieren und klassifizieren. Sie besitzen die Fähigkeit, diese mit analytischen und numerischen Methoden zu lösen und die Ergebnisse zu interpretieren. Des Weiteren sind die Studierenden in der Lage Berechnungen im Frequenzbereich durchzuführen. 
    • Lehrinhalte:
      • Integraltransformationen: Fourier- und Laplace-Transformation
      • Gewöhnliche Differentialgleichungen: homogen, inhomogen, n-ter Ordnung in Bezug auf energietechnische Probleme, Rand- und Eigenwertprobleme
      • Partielle Differentialgleichungen: 1te und 2te Ordnung mit speziellem Fokus auf die Behandlung von Wärmeleitung, Schwingungen und Wellen, Maxwellsche Gleichungen
      • Einführung in numerische Berechnungsmethoden
    • Empfohlene Fachliteratur:
      • Lang, Pucker: Mathematische Methoden in der Physik, 2. Auflage
      • Nise: Control Systems Engineering
      • Dietmaier: Mathematik für angewandte Wissenschaften, 1. Auflage
      • Bronson, Costa: Schaum's Outline of Differential Equations
      • Spiegel: Schaum’s outline of advanced mathematics for engineers and scientists
    • Art der Lerneinheit (Pflichtfach, Wahlfach): Pflichtfach
    • Art der Vermittlung (Präsenzveranstaltung, Fernstudium): Präsenzveranstaltung, die Studierenden werden vor Beginn der Lehrveranstaltung über die Anwesenheitsvorgaben der Lehrbeauftragten informiert. 
    • Voraussetzungen und Begleitbedingungen: keine
    • Prüfungsmethode und Beurteilungskriterien: Beurteilung der bearbeiteten Übungen und schriftliche Abschlussprüfung, die kommissionelle Prüfung findet mündlich statt.
    • Unterrichtssprache: Deutsch/Englisch
    • Semester, in dem die Lehrveranstaltung angeboten wird: 2. Semester
    • Semesterwochenstunden: 2 Integrierte Lehrveranstaltung
    • Anzahl der zugewiesenen ECTS Credits: 3
    • Geplante Lernaktivitäten und Lehrmethoden: Integrierte Lehrveranstaltung
    • Lernergebnisse: Nach Abschluss der Lehrveranstaltung wissen die Studierenden die Grundlagen des Wärmetransfers mittels Leitung, Konvektion und Strahlung. Studierende lernen, Energieerhaltung auf Kontrollvolumen anzuwenden. Sie können dieses Verständnis auf reale technische und alltägliche Problemstellungen im Energiebereich anwenden, mathematische Modelle bilden und diese Modelle lösen.
    • Lehrinhalte:
      • Leitung: 1-D stationär, 2-D stationär, transient, Rippen
      • Konvektion: fundamentale Gleichungen, externe Strömung und interne Strömung, freie Konvektion, Ähnlichkeitstheorie, Nussel-Korrelationen, Wärmetauscher
      • Strahlung: Einführung in den Strahlungstransfer
    • Empfohlene Fachliteratur:
      • H. D. Baehr, K. Stephan: Wärme- und Stoffübertragung. Springer.
      • T. Bergman, A. Lavine, F. Incropera, and D. DeWitt, Fundamentals of Heat and Mass Transfer. John Wiley & Sons. Alternativ:
      • F. Incropera, D. DeWitt, T. Bergman, and A. Lavine, Fundamentals of Heat and Mass Transfer. John Wiley & Sons.
    • Art der Lerneinheit (Pflichtfach, Wahlfach): Pflichtfach
    • Art der Vermittlung (Präsenzveranstaltung, Fernstudium): Präsenzveranstaltung, die Studierenden werden vor Beginn der Lehrveranstaltung über die Anwesenheitsvorgaben der Lehrbeauftragten informiert.
    • Voraussetzungen laut Begleitbedingungen: Thermische Energietechnik 1
    • Prüfungsmethode und Beurteilungskriterien: Beurteilung der bearbeiteten Übungen und schriftliche Abschlussprüfung, die kommissionelle Prüfung findet mündlich statt.
    • Unterrichtssprache: Deutsch/Englisch
    • Semester, in dem die Lehrveranstaltung angeboten wird: 2. Semester
    • Semesterwochenstunden: 2 Integrierte Lehrveranstaltung
    • Anzahl der zugewiesenen ECTS Credits: 3
    • Geplante Lernaktivitäten und Lehrmethoden: Integrierte Lehrveranstaltung
    • Lernergebnisse: 
      • Die Studierenden können PID-Regelungen einstellen, dynamische Systeme im Zustandsraum beschreiben und einfache Mehrgrößensysteme sowie digitale Regelungssysteme entwerfen. Aufbauend auf Elektrische Energietechnik bilden dabei Antriebssysteme einen Schwerpunkt.
      • Sie wissen, wie Regelungen in höhere Systeme integriert werden, und verstehen das Konzept verteilter Regelungen speziell in der Gebäude- und Klimatechnik.
      • Sie haben einen Überblick über Regelungstechniken und ihre Anwendungsgebiete
    • Lehrinhalte:
      • Dynamische Systeme im Zustandsraum
      • Digitale Regelungen
      • Reglersynthese und -realisierung ausgewählter Anwendungen
      • Arbeit mit gängigen Tools (LabView, Matlab/Simulink, Pspice usw.)
      • Einführung Regelungsarten: fuzzy, modellbasiert, prädiktiv, ...
    • Empfohlene Fachliteratur:
      • Föllinger, Otto: Regelungstechnik. Hüthig Verlag, 2008.
      • Schulz, Gerd: Regelungstechnik. 2 Bände. Band 1: Lineare und Nichtlineare Regelung, Rechnergestützer Reglerentwurf. Oldenbourg-Wissenschaftsverlag, 2010. Band 2: Mehrgrößenregelung, Digitale Rege-lungstechnik, Fuzzy-Regelung. Oldenbourg-Wissenschaftsverlag, 2008.
      • Fischer, Rolf: Elektrische Maschinen. 15. Auflage. München: Carl Hanser Verlag, 2011.
    • Art der Lerneinheit (Pflichtfach, Wahlfach): Pflichtfach
    • Art der Vermittlung (Präsenzveranstaltung, Fernstudium): Präsenzveranstaltung, die Studierenden werden vor Beginn der Lehrveranstaltung über die Anwesenheitsvorgaben der Lehrbeauftragten informiert.
    • Voraussetzungen und Begleitbedingungen: keine
    • Prüfungsmethode und Beurteilungskriterien: Beurteilung der bearbeiteten Übungen und schriftliche Abschlussprüfung, die kommissionelle Prüfung findet mündlich statt.
    • Unterrichtssprache: Deutsch/Englisch
    • Semester, in dem die Lehrveranstaltung angeboten wird: 3. Semester
    • Semesterwochenstunden: 2 Integrierte Lehrveranstaltung
    • Anzahl der zugewiesenen ECTS Credits: 3
    • Geplante Lernaktivitäten und Lehrmethoden: Integrierte Lehrveranstaltung
    • Lernergebnisse: 
      • Studierende beherrschen nach erfolgreichem Abschluss der Lehrveranstaltung die Grundlagen der Strömungsmechanik. Sie haben die notwendige Methodenkompetenz, um Fluidsysteme in energietechnischen Anwendungen zu analysieren, zu modellieren, auszulegen und zu optimieren.
      • Studierende kennen die wichtigsten strömungstechnischen Komponenten und sind in der Lage, die erlernten Grundlagenmethoden auf strömungsmechanische Komponenten und Systeme anzuwenden.
    • Lehrinhalte: 
      • Fluideigenschaften
      • Fluidstatik
      • Reynolds Transporttheorem
      • Massen-, Impuls- und Energieerhaltung
      • Kontrollvolumen und differenzielle Formulierung
      • reibungsfreie inkompressible Strömungen (Euler)
      • reibungsbehaftete inkompressible Strömungen (Navier-Stokes)
      • Grenzschichttheorie und Turbulenz
      • Rohrströmung & Röhrennetzwerke
      • wichtige strömungstechnische Komponenten, z.B.: Ventile, Düsen, Diffusoren, Pumpen & Ventilatoren, Turbinen, Hydraulik, Pneumatik
    • Empfohlene Fachliteratur: 
      • Wilcox, David C.: Basic Fluid Mechanics. Bk&Disk. DCW Industries, 1998.
      • Journal of Fluid Mechanics.
      • Landau, Lev; Lifshitz, Evgenii: Fluid Mechanics. 2nd Edition. Butterworth Heinemann, 1987.
      • Spurk, Joseph; Aksel, Nuri: Strömungslehre: Einführung in die Theorie der Strömungen. 8. Auflage. Berlin Heidelberg: Springer, 2010.
      • Becker, Hans Paul: Investition und Finanzierung. 5. Aufl. Wiesbaden: Gabler Verlag, 2012
    • Art der Lerneinheit (Pflichtfach, Wahlfach): Pflichtfach
    • Art der Vermittlung (Präsenzveranstaltung, Fernstudium): Präsenzveranstaltung, die Studierenden werden vor Beginn der Lehrveranstaltung über die Anwesenheitsvorgaben der Lehrbeauftragten informiert.
    • Voraussetzungen und Begleitbedingungen: keine
    • Prüfungsmethode und Kriterien: Beurteilung der bearbeiteten Übungen und schriftliche Abschlussprüfung, die kommissionelle Prüfung findet mündlich statt.
    • Unterrichtssprache: Deutsch/Englisch
    • Semester, in dem die Lehrveranstaltung angeboten wird: 3. Semester
    • Semesterwochenstunden: 1 Integrierte Lehrveranstaltung
    • Anzahl der zugewiesenen ECTS Credits: 3
    • Geplante Lernaktivitäten und Lehrmethoden: Integrierte Lehrveranstaltung

      Kontaktpersonen Nachhaltige Energiesystem MSc

      Birgit Berger
      Beratung & Anmeldung — Nachhaltige Energiesysteme MSc

      +43 5572 792 5700
      energie-master@fhv.at

      E1 20

      Details

      Prof. Dr.-Ing. Norbert Menke MBA
      Studiengangsleiter Energietechnik und Energiewirtschaft MSc

      +43 5572 792 5701
      norbert.menke@fhv.at

      Details

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