M.Sc. Energy Science and Engineering · 2021. 3. 6. · Gebäudetechnologie / Baustoffkunde II ... Der Kurs stellt eine Einführung in die Betriebswirtschaftslehre für fachfremde

M.Sc. Energy Science and Engineering

Anhang III der Ausführungsbestimmungen

Modulhandbuch

Stand 27.10.2020

Inhaltsverzeichnis

Pflichtbereich ........................................................................................ 1

Grundlagenmodule .......................................................................................... 1

Chemistry for Energy Scientists and Engineers ..........................................................1

Einführung in die Betriebswirtschaftslehre ................................................................3

Electrical Engineering and Information Technology ...................................................5

Energy Finance .........................................................................................................7

Energy technologies in civil engineering and architecture ..........................................9

Energy Technologies in Mechanical Engineering ..................................................... 10

Materials Science for Renewable Energy Systems .................................................... 11

Renewable Energies, Energy scenarios and Climate protection ................................ 12

Pflichtmodule ................................................................................................. 13

Interdisziplinäres Energieprojekt IEP ....................................................................... 13

Master-Thesis Energy Science and Engineering ....................................................... 15

Wahlpflichtbereich .............................................................................. 17

Themenbereich „Energie – Bau – Infrastruktur“ ............................................ 17

Mini-Forschungsprojekt „Energie – Bau – Infrastruktur“ .......................................... 17

Energieeffizientes Bauen ......................................................................................... 19

Bauen im Bestand - Energetische Sanierung ............................................................ 19

Bauen im Bestand - Verfahrenstechnik und Ökonomie ............................................ 21

Bauphysik / Baustoffkunde I ................................................................................... 23

Computational Methods for Building Physics and Construction Materials ................ 24

Fachmodul F: Gebäudetechnik ................................................................................ 26

Fassadentechnik ...................................................................................................... 27

Fassadentechnik 2 ................................................................................................... 29

Gebäudetechnologie / Baustoffkunde II ................................................................... 31

Glas und Fassade Projekt ......................................................................................... 32

Green Building Design I .......................................................................................... 34

Green Building Design II ......................................................................................... 36

Konstruktive Bauphysik ........................................................................................... 38

Smart Building ........................................................................................................ 40

Strategisches Facility Management and Sustainable Design ..................................... 41

Technische Gebäudeausrüstung I ............................................................................ 43

Technische Gebäudeausrüstung II ........................................................................... 45

Wahlfach F: Tragwerksentwicklung ......................................................................... 47

Infrastrukturplanung ............................................................................................... 48

Infrastrukturplanung ............................................................................................... 48

Raumentwicklung im nationalen und internationalen Kontext ................................ 50

Räumliche Entwicklung und Planungspraxis ........................................................... 52

Themenbereich „Energieeffiziente Mobilitäts- und Transportkonzepte“ ...... 54

Mini-Forschungsprojekt „Energieeffiziente Mobilitäts- und Transportkonzepte“ ....... 54

Bahnsysteme und Bahntechnik B ............................................................................. 56

Bahnsysteme und Bahntechnik C ............................................................................. 58

Control of Drives ..................................................................................................... 60

Elektrische Antriebstechnik für Automobile ............................................................. 62

Elektrische Bahnen .................................................................................................. 64

Grundlagen der Flugantriebe ................................................................................... 66

Grundlagen der Schienenfahrzeugtechnik ............................................................... 68

Motor Development for Electrical Drive Systems ..................................................... 70

Nahverkehrsbahnen (C) .......................................................................................... 72

Praxisorientierte Projektierung elektrischer Antriebe (Antriebstechnik für

Elektroautos) ........................................................................................ 74

Proseminar ETiT ..................................................................................................... 76

Systemische Betrachtung des Luftverkehrs .............................................................. 77

Thermische Turbomaschinen und Flugantriebe ....................................................... 79

Verbrennungskraftmaschinen I ................................................................................ 81

Verbrennungskraftmaschinen II ............................................................................... 83

Themenbereich „Energiematerialien“............................................................ 85

Mini-Forschungsprojekt „Energiematerialien“ .......................................................... 85

Ceramic Materials: Syntheses and Properties. Part II ............................................... 87

Chemie anorganischer Festkörper I (M.AC6) ........................................................... 89

Functional Materials ................................................................................................ 91

Grenzflächenverfahrenstechnik ............................................................................... 93

Heterogene Katalyse (M.TC5) ................................................................................. 95

Magnetism and Magnetic Materials ......................................................................... 97

Materials Science of Thin Films ............................................................................... 99

Mechanical Properties of Metals ............................................................................ 101

Semiconductor Interfaces ...................................................................................... 103

Surfaces and Interfaces ......................................................................................... 105

Werkstoffherstellung und -verarbeitung ................................................................ 107

Themenbereich „Erneuerbare Energien und Technologien“ ....................... 109

Mini-Forschungsprojekt „Erneuerbare Energien und Technologien“ ....................... 109

Electrochemistry for Energy Applications I: Fundamentals .................................... 111

Electrochemistry for Energy Applications II ........................................................... 113

Energiesysteme II (Erneuerbare Energiesysteme) .................................................. 115

Materials chemistry in electrocatalysis for energy applications .............................. 117

Biomasse119

Abfalltechnik ......................................................................................................... 119

Abwassertechnik 2 ................................................................................................ 121

Klärschlamm - Anfall und Behandlungsverfahren .................................................. 123

Nachwachsende Rohstoffe für chemische und biochemische Umsetzungen (M.TC9)

........................................................................................................... 125

Geothermie 127

Geothermie I ......................................................................................................... 127

Geothermie II ........................................................................................................ 128

Geothermie III ....................................................................................................... 129

Geothermie IV ....................................................................................................... 130

Geothermie V ........................................................................................................ 131

Geothermie VI ....................................................................................................... 132

Grundwassermodellierung .................................................................................... 133

Solar 135

Angewandte Optik ................................................................................................ 135

Fundamentals and Technology of Solar Cells ......................................................... 137

Wasser 139

Numerische Modellierung im Wasserbau ............................................................... 139

Technische Hydromechanik und Hydraulik II ........................................................ 141

Wasserbau II ......................................................................................................... 143

Wasserbau III ........................................................................................................ 145

Wind-, Wasser- und Wellenkraft - Optimierung und Skalierung von

Fluidkraftsystemen .............................................................................. 147

Themenbereich „Multimodale Energiesysteme und

Nachhaltigkeitsbewertung“ ....................................................................... 149

Mini-Forschungsprojekt „Multimodale Energiesysteme und

Nachhaltigkeitsbewertung“ ................................................................. 149

Elektrische Energieversorgung II ........................................................................... 151

Elektrische Energieversorgung III .......................................................................... 153

Energie und Klimaschutz ....................................................................................... 155

Energieeffizienz .................................................................................................... 157

Energieeffizienz und Energieflexibilität in der Produktion ..................................... 159

Energiemanagement & Optimierung ..................................................................... 161

Energieversorgung und Umweltschutz .................................................................. 163

Energiewende gestalten ........................................................................................ 165

Energiewirtschaft .................................................................................................. 167

Life Cycle Assessment von Produkten und Systemen ............................................. 169

Modellierung von Stoffstromsystemen I................................................................. 171

Modellierung von Stoffstromsystemen II ............................................................... 173

Technik und Ökonomie Multimodaler Energiesysteme .......................................... 175

Umweltmanagement und industrieller Umweltschutz ............................................ 177

Umweltplanung..................................................................................................... 179

Umweltwissenschaften an der TU Darmstadt ......................................................... 181

Wege der Energiewende ........................................................................................ 183

Wirtschaftliche Optimierung der Energieversorgung für energieintensive

Produktionsbetriebe ............................................................................ 185

Themenbereich „Zukünftige Kraftwerke“ .................................................... 187

Mini-Forschungsprojekt „Zukünftige Kraftwerke“ .................................................. 187

Verbrennungskraftwerke ....................................................................................... 189

Elektrische Maschinen und Antriebe ...................................................................... 189

Energiesysteme I (Klassische Energiesysteme) ....................................................... 191

Energiesysteme III (Innovative Energiewandlungsverfahren)................................. 193

Gasdynamik .......................................................................................................... 195

Großgeneratoren und Hochleistungsantriebe ........................................................ 196

Hochspannungsschaltgeräte und -anlagen ............................................................. 198

Hochspannungstechnik I ....................................................................................... 200

Hochspannungstechnik II ...................................................................................... 202

Höhere Wärmeübertragung ................................................................................... 204

Kraftwerke und Erneuerbare Energien ................................................................... 206

Modellierung turbulenter technischer Strömungen ................................................ 208

Neue Technologien bei elektrischen Energiewandlern und Aktoren ....................... 210

Planung, Bau, Inbetriebnahme und Betrieb von Kraftwerken ................................. 212

Technische Verbrennung I ..................................................................................... 214

Tutorium Energiesysteme ...................................................................................... 216

Kernenergie 218

Beschleunigerphysik .............................................................................................. 218

Intensive Laserstrahlen .......................................................................................... 220

Ionen und Atome in Plasmen - Einf. in die Plasmaphysik mit schweren Ionen ....... 222

Messmethoden der Kernphysik .............................................................................. 224

Strahlenbiophysik ................................................................................................. 226

Querschnittsthemen der Energiewissenschaft und –technik ....................... 228

Mini-Forschungsprojekt „Querschnittsthemen der Energiewissenschaft und –technik“

........................................................................................................... 228

Einführung in Scientific Computing mit Python ..................................................... 230

Energietechnik ...................................................................................................... 232

Energietechnisches Praktikum I ............................................................................. 234

Energietechnisches Praktikum II ............................................................................ 236

Machine Learning & Energy .................................................................................. 237

Policy-Analyse im Kontext von Energy Science und Engineering ............................ 239

Projektseminar Energieinformationssysteme .......................................................... 241

Umweltinformationssysteme ................................................................................. 243

Energienetze 245

Berechnung transienter Vorgänge im elektrischen Energieversorgungsnetz ........... 245

Energiekabelanlagen ............................................................................................. 247

Statistische Physik von Netzwerken ....................................................................... 249

Überspannungsschutz und Isolationskoordination in Energieversorgungsnetzen.... 251

Physikalische und chemische Grundlagen ............................................................. 253

Chemische Kinetik (M.PC8) ................................................................................... 253

Chemische Produktionsverfahren (M.TC7) ............................................................ 255

Chemische Reaktionstechnik (M.TC6) ................................................................... 257

Elektrochemie (M.PC5) ......................................................................................... 259

Elektromagnetische Verträglichkeit ....................................................................... 261

Homogene Katalyse (M.AC4) ................................................................................ 263

Materials Chemistry .............................................................................................. 265

Mesoskopische Chemie (M.AC5) ........................................................................... 267

Physikalische Festkörperchemie - Kondensierte Materie A (M.PC9) ....................... 269

Physikalische Chemie der weichen Materie - Kondensierte Materie B

(M.PC10/M.TH8/M.MC4)................................................................... 271

Spektroskopie (M.PC4) ......................................................................................... 273

1

Pflichtbereich

Grundlagenmodule

Modulname

Chemistry for Energy Scientists and Engineers

Modul Nr.

07-03-0305

Kreditpunkte

5 CP

Arbeitsaufwand

150 h

Selbststudium

150 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Englisch

Modulverantwortliche Person

1 Kurse des Moduls

Kurs Nr. Kursname Arbeitsaufwand (CP)

Lehrform SWS

07-03-0301-ue Übung Chemistry for Energy

Scientists and Engineers

0 Übung 0

07-03-0301-vl Chemistry for Energy Scientists

and Engineers

0 Vorlesung 0

2 Lerninhalt

Scientific fundamentals for chemical processes: Chemical thermodynamics; Ideal and real

mixtures; Phase diagrams; Chemical kinetics; Catalysis; Electrochemistry. Chemistry of fuels.

Knowledge of inorganic substances and materials relevant for energy conversion and the efficient

usage of energy: Synthesis of characterization of solids; Oxides; Refractory materials; Ionic

conductors; Electrode materials; Physical properties.

3 Qualifikationsziele / Lernergebnisse

Students gain basic knowledge in fundamentals of chemistry and chemical processes. They

develop an under-standing of the principles and methods in chemistry.

They understand the difference between classes of substances like organic fuels and inorganic

materials for energy conversion. They know about general methods of chemical synthesis and

characterization. They are capable to continue participating in advanced courses in chemistry.

4 Voraussetzung für die Teilnahme

5 Prüfungsform

Modulabschlussprüfung:

Modulprüfung (Fachprüfung, Fachprüfung, Standard)

6 Voraussetzung für die Vergabe von Kreditpunkten

7 Benotung


Modulprüfung (Fachprüfung, Fachprüfung, Gewichtung: 100%)

2

8 Verwendbarkeit des Moduls

9 Literatur

10 Kommentar

3

Modulname

Einführung in die Betriebswirtschaftslehre

Modul Nr.

01-10-

1028/f

Kreditpunkte

3 CP

Arbeitsaufwand

90 h

Selbststudium

60 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes Semester

Sprache

Deutsch und Englisch


Prof. Dr. rer. pol. Dirk Schiereck

1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

01-10-0000-vl Einführung in die

Betriebswirtschaftslehre

0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

Der Kurs stellt eine Einführung in die Betriebswirtschaftslehre für fachfremde Studenten dar. Von

der Entstehung des Studienfaches bis zur heutigen Ausdifferenzierung in seine

Spezialisierungsbereiche bietet der Kurs Einblicke in das breite Spektrum der Betriebswirtschaft.

Zu behandelnde Themenschwerpunkte sind allgemeine Grundlagen der BWL (Rechtsformen und

Definitionen), einige Marketingkonzepte, Grundzüge des Produktionsmanagements

(Prozessoptimierung und Qualitätsmanagement), Organisation und Personalmanagement, Grundlagen der Finanzierung und Investitionsrechnung sowie Basiswissen in Rechnungswesen

und Controlling.


Der Kurs fördert das ökonomische Denken von Studierenden, die bisher keine Verbindung zur

BWL hatten. Er schult das Verständnis für die Verhaltensweisen von Unternehmen und

Wirtschaft im Allgemeinen.


Keine

5 Prüfungsform


Modulprüfung (Fachprüfung, mündliche / schriftliche Prüfung, Standard)


7 Benotung


Modulprüfung (Fachprüfung, mündliche / schriftliche Prüfung, Gewichtung: 100%)


9 Literatur

4

Thommen, J.-P. & Achleitner, A.-K. (2006): Allgemeine Betriebswirtschaftslehre, 5. Aufl.,

Wiesbaden.

Domschke, W. & Scholl, A. (2008): Grundlagen der Betriebswirtschaftslehre, 3. Aufl., Heidelberg.

10 Kommentar

5

Modulname

Electrical Engineering and Information Technology

Modul Nr.

18-st-3020

Kreditpunkte

5 CP

Arbeitsaufwand

150 h

Selbststudium

90 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Englisch


Prof. Dr. rer. nat. Florian Steinke

1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

18-st-3020-ue Electrical Engineering and

Information Technology

0 Übung 1

18-st-3020-vl Electrical Engineering and

Information Technology

0 Vorlesung 3

2 Lerninhalt

Eulersche Formeln, Gaußsche Zahlenebene, Begriffe der Elektrotechnik, Vektor- und

Wirbelfelder, Coulombsches Gesetz, Maxwell-Beziehung, elektrische Verschiebungsdichte,

Gaußscher Satz, Kapazität, Induktivität, Operationsverstärker, nichtlineare Bauteile, Influenz, Brechungsgesetz, Kirchhoffsche Sätze, Ohmsches Gesetz, Periodische- und Nicht periodische

Vorgänge, Ortskurven, Leistungsberechnung, Transformatoren, Telegraphengleichungen,

Wanderwellen, Fourier-Reihe und -Transformation


Der Student wird nach der Vorlesung in der Lage sein: Elektrotechnische Größen zu nennen,

elektrische Bauteile und Netzwerke, statische und quasistatische eleketrische und magnetische

Felder zu berechnen und anzuwenden. Weiterhin ist er in der Lage, lineare Gleichstrom- und

Wechselstromkreise zu berechnen, Zeigerdiagramme zu erstellen, Mehrphasensysteme und

Wanderwellenvorgänge zu erläutern.


5 Prüfungsform


Modulprüfung (Fachprüfung, Klausur, Dauer 120 Min, Standard)


7 Benotung


Modulprüfung (Fachprüfung, Klausur, Gewichtung: 100%)


MSc ESE

6

9 Literatur

Ein Vorlesungsskript und Folien werden via Moodle zur Verfügung gestellt.

10 Kommentar

7

Modulname

Energy Finance

Modul Nr.

01-16-

1M02

Kreditpunkte

3 CP

Arbeitsaufwand

90 h

Selbststudium

60 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes Semester

Sprache



Prof. Dr. rer. pol. Dirk Schiereck

1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

01-16-1M01-vu Energy Finance 0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

Mit der beschlossenen Energiewende, dem Atomausstieg und der zukünftig noch schnelleren

Hinwendung zu erneuerbaren Energieformen haben die damit verbundenen Finanzierungsfragen

noch einmal erheblich an politischer Bedeutung gewonnen.

Im Rahmen der Veranstaltung werden einerseits Finanzierungsfragen für den Bereich der

erneuerbaren Energien diskutiert. Dabei kann anhand dieses Industriesegments der gesamte

Unternehmenslebenszyklus mit seinen spezifischen Finanzierungsproblemen betrachtet werden,

angefangen von der Frühphasenrisikofinanzierung durch institutionelle Finanzgeber (Venture Capital), über die Wachstums- und Etablierungsphase, die auch Börsengänge umfasst, bis hin zur

Konsolidierung mit Unternehmensübernahmen (M&A) und ausgelagerten

Projektfinanzierungen.

Zum anderen geht es aber auch um die Kosten der Energiewende aus Sicht der heute

dominierenden konventionellen Stromversorger. So stellt sich die Frage nach den

Kapitalkostenveränderungen durch den Atomausstieg und den Kosten, die anfallen, wenn

bestehende Kraftwerke rückgebaut oder beseitigt werden

müssen. Zudem sind hier die Verkäufe der Stromnetze und die Nutzung der frei werdenden

finanziellen Mittel von Bedeutung.


Die Hörer der Veranstaltung sind anschließend in der Lage, die Vor- und Nachteile der

verschiedenen Finanzierungsoptionen sowohl im Bereich der erneuerbaren Energieanbieter als

auch für die etablierten Stromkonzerne zu bewerten und zu beurteilen. Sie sollen entscheiden

können für welche Unternehmen welche Finanzierungsformen grundsätzlich sinnvoll erscheinen

und welche Verfahren dabei genutzt werden sollten.


5 Prüfungsform




8

7 Benotung




9 Literatur

Wird in der Vorlesung bekannt gegeben.

10 Kommentar

9

Modulname

Energy technologies in civil engineering and architecture

Modul Nr.

13-C0-

M025

Kreditpunkte

5 CP

Arbeitsaufwand

150 h

Selbststudium

120 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Englisch


1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

13-C0-0038-vl Energy technologies in civil

engineering and architecture

0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt



5 Prüfungsform


Modulprüfung (Studienleistung, fakultativ, Bestanden/Nicht bestanden)



7 Benotung


Modulprüfung (Studienleistung, fakultativ, Gewichtung: 0)

Modulprüfung (Fachprüfung, Fachprüfung, Gewichtung: 1)


9 Literatur

10 Kommentar

10

Modulname

Energy Technologies in Mechanical Engineering

Modul Nr.

16-13-6420

Kreditpunkte

5 CP

Arbeitsaufwand

150 h

Selbststudium

150 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Englisch


Prof. Dr. Johannes Janicka

1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

16-13-6420-ue Energy Technologies in Mechanical

Engineering

0 Übung 0

16-13-6420-vl Energy Technologies in Mechanical

Engineering

0 Vorlesung 0

2 Lerninhalt

fehlt



5 Prüfungsform




7 Benotung




9 Literatur

10 Kommentar

11

Modulname

Materials Science for Renewable Energy Systems

Modul Nr.

11-01-4404

Kreditpunkte

5 CP

Arbeitsaufwand

150 h

Selbststudium

105 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Englisch


1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

11-01-4404-ue Exercises Materials Science for

Renewable Energy Systems

0 Übung 1

11-01-4404-vl Materials Science for Renewable

Energy Systems

0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt



5 Prüfungsform




7 Benotung




9 Literatur

10 Kommentar

12

Modulname

Renewable Energies, Energy scenarios and Climate protection

Modul Nr.

13-K3-

M012

Kreditpunkte

5 CP

Arbeitsaufwand

150 h

Selbststudium

105 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Englisch


1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

13-K3-0010-vü Renewable Energies, Energy

scenarios and Climate protection

0 Vorlesung und

Übung

3

2 Lerninhalt



5 Prüfungsform



Modulprüfung (Studienleistung, Studienleistung, Bestanden/Nicht bestanden)


7 Benotung



Modulprüfung (Studienleistung, Studienleistung, Gewichtung: 0)


9 Literatur

10 Kommentar

13

Pflichtmodule

Modulname

Interdisziplinäres Energieprojekt IEP

Modul Nr.

11-01-4409

Kreditpunkte

6 CP

Arbeitsaufwand

180 h

Selbststudium

180 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


Dipl.-Ing. Eva Kettel

1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

11-01-4409-ps Interdisziplinäres Energieprojekt

IEP

0 Projektseminar 0

2 Lerninhalt

Ausschnittsweise Bearbeitung eines möglichst praxisnahen Planungs- oder

Forschungsprojektes durch studentische Projektteams. Das nötige Fachwissen sowie konkrete Randbedingungen werden u. a. durch die betreuenden

Fachgebiete mittels regelmäßiger Sprechstunden eingebracht.


Die Studierenden besitzen die Fähigkeit, fachspezifische Probleme nach wissenschaftlichen

Grundsätzen selbstständig zu bearbeiten. Sie haben im Team thematisch fächerübergreifend ein

Grundverständnis für die Arbeits- bzw. Denkweisen, Methoden und Erkenntnismöglichkeiten

unterschiedlicher Disziplinen entwickelt. Sie sind der Lage, die Ergebnisse in adäquater Form

schriftlich und mündlich zu präsentieren und wissenschaftlich zu diskutieren.


5 Prüfungsform


Modulprüfung (Fachprüfung, mündliche Prüfung, Dauer 60 Min, Standard)


7 Benotung


Modulprüfung (Fachprüfung, mündliche Prüfung, Gewichtung: 100%)



9 Literatur

14

10 Kommentar

15

Modulname

Master-Thesis Energy Science and Engineering

Modul Nr.

11-03-5000

Kreditpunkte

30 CP

Arbeitsaufwand

900 h

Selbststudium

900 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes Semester

Sprache

Deutsch und/oder Englisch



1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

2 Lerninhalt

Die Master-Thesis bildet den Abschluss des Masterstudiums. Sie stellt eine eigenständige

wissenschaftliche Leistung der Studierenden dar. Dabei sollen bereits erworbene Kenntnisse der

wissenschaftlichen Arbeit auf ein ausgewähltes Thema anwendet werden. Die Thesis stellt einen

wesentlichen Teil der Forschungsorientierung des Studiengangs dar.

Auseinandersetzung mit einem neuen Thema und Erstellung eines Arbeitsplans ausgehend vom Stand der Forschung.

Durchführung einer experimentellen und/oder theoretischen Forschungsarbeit an einem energiebezogenen Thema unter Anwendung wissenschaftlicher Erkenntnisse und Methoden, Auswertung und Aufbereitung der Ergebnisse.

Erörterung der Fragestellung, Darstellung der fundierten, theoretischen Kenntnisse, Dokumentation und Bewertung der Ergebnisse in einer schriftlichen Arbeit in angemessener Form nach professionellen Standards (Master-Thesis)

Präsentation der Ergebnisse in einem Vortrag mit anschließender wissenschaftlicher Diskussion


Die Studierenden sollen in diesem Modul ihre bereits erworbenen Kenntnisse der

wissenschaftlichen Arbeit vertiefen und die Kompetenz erwerben, diese auf ein selbst gewähltes

Thema eigenständig anzuwenden, und sich damit für weitere wissenschaftliche Arbeiten

qualifizieren. Sie vertiefen dabei ihre forschungspraktische Handlungskompetenz.

Die Studierenden sind in der Lage, sich innerhalb der vorgegebenen Frist in eine Problemstellung

der aktuellen Energieforschung einzuarbeiten. Sie kennen die Grundlagen zu einem aktuellen,

forschungsbezogenen Thema in der Energiewissenschaft und kennen die einschlägigen

wissenschaftlichen Publikationen der gewählten Forschungsrichtung. Sie sind in der Lage, ihre

Kenntnisse und Qualifikationen sowie neu erworbene Methoden auf wissenschaftliche Themen in

ausreichender Tiefe und Breite anzuwenden. Darüber hinaus können sie die wissenschaftlichen

Ergebnisse ihrer Arbeit professionell dokumentieren und in einem wissenschaftlichen Vortrag vor

Fachpublikum präsentieren.

Die eigenständige Organisation und Anfertigung der Master-Thesis soll zudem

Schlüsselkompetenzen in Zeitmanagement, Projektplanung und wissenschaftlichem Schreiben

fördern und vertiefen. Die Studierenden haben die Fähigkeit, eine wissenschaftliche

Fragestellung über einen längeren Zeitraum zu verfolgen, und verfügen über Planungs- und

Strukturierungsfähigkeit in der Umsetzung eines thematischen Projektes und die

16

Kommunikationsfähigkeit im schriftlichen Ausdruck.


Vorliegen von 75 Kreditpunkten innerhalb des Studiengangs M.Sc. Energy Science and

Engineering sowie ggf. der Auflagen

5 Prüfungsform


Modulprüfung (Fachprüfung, Hausarbeit, Standard)

Modulprüfung (Fachprüfung, mündlich, Dauer 60 min., Standard)


7 Benotung


Modulprüfung (Fachprüfung, Hausarbeit, Gewichtung: 4)

Modulprüfung (Fachprüfung, mündlich, Dauer 60 min., Gewichtung: 1)


Abschluss des Studienganges M.Sc. Energy Science and Engineering, Qualifizierung zu

wissenschaftlicher Tätigkeit und Promotion.

9 Literatur

Wird vom Betreuer der Thesis bekannt gegeben.

10 Kommentar

17

Wahlpflichtbereich

Themenbereich „Energie – Bau – Infrastruktur“

Modulname

Mini-Forschungsprojekt „Energie – Bau – Infrastruktur“

Modul Nr.

11-01-4410

Kreditpunkte

4 CP

Arbeitsaufwand

120 h

Selbststudium

120 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes Semester

Sprache




1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

2 Lerninhalt

Das Mini-Forschungsprojekt wird in einem Fachgebiet oder Institut eines am Studienbereich

Energy Science and Engineering beteiligten Fachbereichs durchgeführt.

Der Inhalt der zu bearbeitenden Fragestellung ist in Absprache mit dem jeweiligen Lehrenden

festzulegen und orientiert sich an aktuellen, energierelevanten wissenschaftlichen

Fragestellungen mit Bezug zum Themenbereich „Energie – Bau – Infrastruktur“. Idealerweise

erfordert die Aufgabenstellung eine interdisziplinäre Herangehensweise.

Der/die Studierende wird zu einer weitestgehend eigenständigen Bearbeitung der

Themenstellung angeleitet.


Die Studierenden

sind kompetent in der selbständigen Einarbeitung in das Thema der Aufgabenstellung sowie in der Dokumentation und Präsentation ihrer Arbeit

sind befähigt, die im Studium erworbenen Kenntnisse und Fähigkeiten mit

Fragestellungen der aktuellen Forschung zu verbinden

können forschungsnahe Experimente oder Projektarbeiten eigenständig strukturieren,

planen und durchführen

wählen zur Bearbeitung einer Aufgabenstellung adäquate Hilfsmittel und Methoden aus und setzen diese ein bzw. wenden diese an

können die erhaltenen Ergebnisse unter Berücksichtigung des aktuellen Forschungsstands

einschätzen und angemessen interpretieren

sind in der Lage, die konkreten Fragestellungen, Lösungsvorschläge, unternommene

Arbeitsschritte und die erhaltenen Ergebnisse in einer Präsentation sowie einem

schriftlichen Bericht in wissenschaftlichem Stil vorzustellen und in der entsprechenden

Fachsprache zu diskutieren

sollen nach dem absolvieren des Moduls in der Lage sein, auch umfangreichere

Forschungs- und Entwicklungsprojekte selbständig durchzuführen


B.Sc. in einer Natur-oder Ingenieurwissenschaft

18

5 Prüfungsform




Regelmäßige Anwesenheit bei vereinbarten Präsenzterminen, Abgabe eines schriftlichen Berichts

7 Benotung





9 Literatur

Wird bei der Aufgabenstellung bekanntgegeben bzw. ist durch eigene Recherche zu ermitteln

10 Kommentar

19

Energieeffizientes Bauen

Modulname

Bauen im Bestand - Energetische Sanierung

Modul Nr.

13-D3-

M015

Kreditpunkte

6 CP

Arbeitsaufwand

180 h

Selbststudium

180 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

13-D3-0010-vl Bauen im Bestand - Energetische

Sanierung

0 Vorlesung 0

2 Lerninhalt

Die Erhaltung bestehender Bausubstanz gewinnt aus Gründen des Umweltschutzes und der

Ressourcenschonung zunehmend an Bedeutung. Wichtiger Aspekt ist die energetische Sanierung,

mit dem Ziel, den Energieverbrauch deutlich zu senken. Verfahren zur Bewertung des Ist-

Zustandes, mögliche wirtschaftliche Maßnahmen zur energetischen Sanierung der Gebäudehülle

und der Anlagentechnik werden vorgestellt. Die zu beachtenden Grundsätze und die Umsetzung

werden anhand von Beispielen verdeutlicht. Die Studierenden sollen anhand einer Fallsituation

die Möglichkeiten oder Berechnungen in einer Ausarbeitung präsentieren.


Die Studierenden sind in der Lage, adäquate und nach gesetzlichen Vorgaben erforderliche

Konzepte zu einer energetischen Ertüchtigung, zu anlagentechnischen Modernisierungen und

bautechnischen Instandsetzungen zu identifizieren, unterschiedliche Lösungen abzuwägen,

sachlich zu erläutern, Entscheidungen zu treffen und zu begründen. Softwareprogramme zu

Simulationen und Berechnungen können angewendet werden, um ein optimales Konzept

präsentieren zu können. Spezifisierte Maßnahmen können auf Grund ökonomischer,

ökologischer, technischer und rechtlicher Gesichtspunkte beurteilt werden.


Empfohlen: Konstruktive Bauphysik

5 Prüfungsform


Modulprüfung (Fachprüfung, mündliche / schriftliche Prüfung, Dauer 45 Min, Standard)



Studienleistung

20

7 Benotung


Modulprüfung (Fachprüfung, mündliche / schriftliche Prüfung, Gewichtung: 1)



9 Literatur

-Normen -WTA-Schriftenreihe

-Publikationen der DGZfP

10 Kommentar

21

Modulname

Bauen im Bestand - Verfahrenstechnik und Ökonomie

Modul Nr.

13-A0-

M006

Kreditpunkte

6 CP

Arbeitsaufwand

180 h

Selbststudium

120 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

13-A0-0014-vl Bauen im Bestand:

Verfahrenstechnik und Ökonomie

0 Vorlesung 4

2 Lerninhalt

- Projekt und Objekt im Lebenszyklus von Gebäuden

- Lebenszyklusorientiertes Baumanagement

- Bauökonomie - Kostenplanung und Nutzungskostenplanung

- Grundlagen des Bauens im Bestand

- Gebäudeinstandhaltung

- Komplexe Verträge am Beispiel des Kraftwerkbaus - Abbrucharbeiten


Die Studierenden …

- können die Projekt- und Objektphasen im Lebenszyklus von Gebäuden klassifizieren und

kennen die Vorteile einer lebenszyklusorientierten Abwicklung von Bauprojekten

- wissen Kosten und Nutzungskosten im Lebenszyklus von Gebäuden zu strukturieren und

können Kostenplanungsprozesse definieren

- erkennen die besonderen Anforderungen an das Bauen im Bestand

- können die Anforderungen an eine systematische Gebäudeinstandhaltung beschreiben

- können die verschiedenen Vertragsarten für Planung, Bau und Betrieb am Beispiel von

Kraftwerken einordnen und abgrenzen

- können die besonderen Anforderungen an die Vorbereitung und Durchführung von

Abbrucharbeiten gegenüber sonstigen Bauleistungen darlegen und die Abbruchprozesse auf

dieser Grundlage gestalten


Kenntnisse des Moduls Baubetrieb A2

5 Prüfungsform





22

Unbenotete Studienleistung, Art wird zu Beginn der LV bekannt gegeben

7 Benotung





9 Literatur

Klingenberger: Skript Baubetrieb Bauen im Bestand - Verfahrenstechnik und Ökonomie

Schetter: Skript Lebenszyklusorientiertes Projektmanagement

Steding: Skript Komplexe Verträge im Kraftwerksbau Motzko: Praxis des Bauprozessmanagements, Ernst & Sohn Verlag

10 Kommentar

23

Modulname

Bauphysik / Baustoffkunde I

Modul Nr.

15-01-0324

Kreditpunkte

5 CP

Arbeitsaufwand

150 h

Selbststudium

60 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

15-01-0324-vl Vorlesung Baustoffkunde I 0 Vorlesung 4

15-01-0324-vu Bauphysik 0 Vorlesung und

Übung

2

2 Lerninhalt



5 Prüfungsform




7 Benotung




9 Literatur

10 Kommentar

24

Modulname

Computational Methods for Building Physics and Construction Materials

Modul Nr.

13-D3-

M020

Kreditpunkte

6 CP

Arbeitsaufwand

180 h

Selbststudium

120 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Englisch


Prof. Dr. Eduardus Koenders

1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

13-D3-0022-vl Computational Methods for

Building Physics and Construction

Materials

0 Vorlesung 2

13-D3-0023-ue Computational Methods for

Building Physics and Construction

Materials (Ü)

0 Übung 2

2 Lerninhalt

Die Veranstaltung soll verschiedene computer-gestützte Berechnungsmethoden, Lösungs-ansätze

und Möglichkeiten zur Implementierung physikalischer Prozesse in den Bereichen der Bauphysik

und der im Bauwesen relevanten Werkstoffe übermitteln. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der

mikroskopischen und makrosko-pischen Betrachtung aktiver Prozesse in porösen

Baustoffsystemen, wie z. B. Beton, Geo-polymeren, Dämmstoffen, etc. Die in diesem Modul

vordergründlich behandelten Lehrinhalte sind die Modellierungen von Feuchte- und/oder

reaktiver Transportmechanismen in porösen Medien, Wärmetransportmechanismen, Funk-

tionsprinzipien von Phasenwechselmaterialien zur Speicherung von Wärmeenergie, Wirkungs-

weisen verschiedener Dämmstoffe, temperatur- und feuchteinduzierter Verformungen und

Spannungen sowie das Themenfeld der Zement-hydratation. Dieses Modul bietet vollständige

Lösungsstrategien zur Analyse, Prozesssche-matisierung und computergestützter Berechnung physikalischer Problemstellungen.


To educate students how to assess physical problems in building physics and/or

construction materials and to know how to solve these problems computationally. Students

should be able to solve simple physical problems them selves using supporting platforms like

Excell or Matlab.


Basic knowledge in english, building physics and construction materials.

5 Prüfungsform



Modulprüfung (Studienleistung, Hausarbeit, Bestanden/Nicht bestanden)


25

7 Benotung


Modulprüfung (Fachprüfung, Klausur, Gewichtung: 1)

Modulprüfung (Studienleistung, Hausarbeit, Gewichtung: 0)


M.Sc. - Bauingenieurwesen – II. Wahlpflichtbereich

9 Literatur

Mehling, H.; Cabeza F. (2008): Heat and cold storage with PCM: An up to date introduction into

basics and applications, Springer Verlag, Berlin, Heidelberg.

Ekkehard Holzbecher, Environmental Modeling Using MATLAB, Springer 2007, ISBN 978-3-540-

72936.

Numerical integration and Differential Equations, Matlab documentation, MathWorks 2015.

Transport Processes in Porous Media, Autoren: Coutelieris, Frank A., Delgado, J.M.P.Q, Springer

Verlag, Berlin, Heidelberg.

Heat and Mass Transfer, Autoren: Baehr, Hans Dieter, Stephan, Karl, Springer Verlag, Berlin, Heidelberg.

Kattan, P. I. (2008): MATLAB Guide to Finite Elements: An Interactive Approach, Springer

Verlag, Berlin, Heidelberg.

Pietruszka, D. (2014): MATLAB® und Simulink® in der Ingenieurpraxis: Modellbildung,

Berechnung und Simulation, Springer Vieweg Verlag, Wiesbaden.

Vorlesungsfolien und weitere ergänzende Literatur

10 Kommentar

26

Modulname

Fachmodul F: Gebäudetechnik

Modul Nr.

15-02-6425

Kreditpunkte

5 CP

Arbeitsaufwand

150 h

Selbststudium

90 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes Semester

Sprache

Deutsch


1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

15-02-6425-ue Übung Klima- und

Nutzungsgerechtes Bauen

0 Übung 2

15-02-6425-vl Vorlesung Energie und

Technologie

0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt



5 Prüfungsform

Bausteinbegleitende Prüfung:

[15-02-6425-ue] (Studienleistung, Sonderform, Standard)

[15-02-6425-vl] (Studienleistung, mündliche / schriftliche Prüfung, Standard)


7 Benotung


[15-02-6425-ue] (Studienleistung, Sonderform, Gewichtung: 50%)

[15-02-6425-vl] (Studienleistung, mündliche / schriftliche Prüfung, Gewichtung: 50%)


9 Literatur

10 Kommentar

27

Modulname

Fassadentechnik

Modul Nr.

13-M4-

M002

Kreditpunkte

6 CP

Arbeitsaufwand

180 h

Selbststudium

120 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes Semester

Sprache

Deutsch


1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

13-M4-0002-vu Fassadentechnik 1 0 Vorlesung und

Übung

4

2 Lerninhalt

Komplexe Konstruktionsprinzipen und System von Fassaden

Methodik zur Integration von Fassaden und verwandter Technologien in den Gebäudeentwurf.

Integartion fassadenrelevanter Funktionen

Experimentelle Konstruktions-, Detail- und Produktionsentwicklung


Vertiefendes Verständnis zu Fassadenkonstruktionen sowie deren Verknüpfung mit dem Gebäude

Verständnis der Abhängigkeiten von Konstruktionsprinzipien, Systemlösungen, physikalischen

und funktionalen Anforderungen vor dem Hintergrund von aktuellen und neuen Material-

Produktions- und Konstruktionstechnologien.


B.Sc. Bau- bzw. Umweltingenieurwissenschaften

B.Sc. Architektur

5 Prüfungsform





7 Benotung



Modulprüfung (Fachprüfung, mündliche Prüfung, Gewichtung: 1)


28

9 Literatur

Andrea Compagno: Intelligente Glasfassaden, Birkhäuser Verlag, Berlin 2002

Gerhard Hausladen, et al,: Clima Design, Callwey Verlag, München 2004

Gerhard Hausladen, et al,: Clima Skin, Callwey Verlag, München 2006

Thomas Herzog, et al, Fassadenatlas, Birkhäuser Verlag, Basel/Boston/Berlin 2005

Ulrich Knaack, Prinzipien der Konstruktion - Fassaden, Birkhäuser Verlag 2007

Eberhard Oesterle, et al, Doppelfassaden, Prestel; 2001

Uta Pottgiesser,: Fassadenschichtungen Glas, Bauwerk Verlag, Berlin, 2004

10 Kommentar

29

Modulname

Fassadentechnik 2

Modul Nr.

13-M4-

M003

Kreditpunkte

6 CP

Arbeitsaufwand

180 h

Selbststudium

120 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache



Prof. Dr.-Ing. Ulrich Knaack

1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

13-M4-0003-vl Fassadentechnik 2 - Vorlesung 0 Vorlesung 2

13-M4-0004-ue Fassadentechnik 2 - Übung 0 Übung 2

2 Lerninhalt

Materialbezogenen Fassadentechnologie und Konstruktionsprinzipien: Stahl, Aluminium, Holz,

Composite, GFK, Glas, Ploymeere etc.

Materialspezifische Anwendungen (Statik, Bauphysik, Haustechnik, Konstruktion, Funktion)

Materialbezogenen Systemlösungen Anwendungen in Baubeispielen (Neubau, Sanierung)

Potentiale für zukünftige Entwicklungen


Wissen zu den in Fassadenkonstruktionen verwendeten Materialien

Verständnis der materialbezogenen konstruktiven Abhängigkeiten

Wissen zu den üblichen materialspezifischen Systemlösungen

Verständnis von potentiellen Fehlerquellen und Schadensbilder


B.Sc Bauingenieurwesen und Geodäsie oder B.Sc Architektur

5 Prüfungsform





Bestehen der Studien- und Prüfungsleistungen

7 Benotung




30


M.Sc. Bauingenieurwesen – III. Fachlicher Wahlbereich

9 Literatur

Skript und Reader, ggf. wird weitere Literatur während der Lehrveranstaltung bekannt gegeben

Andrea Compagno: Intelligente Glasfassaden, Birkhäuser Verlag, Berlin 2002

Gerhard Hausladen, et al,: Clima Design, Callwey Verlag, München 2004

Gerhard Hausladen, et al,: Clima Skin, Callwey Verlag, München 2006



Eberhard Oesterle, et al, Doppelfassaden, Prestel; 2001 Uta Pottgiesser,: Fassadenschichtungen Glas, Bauwerk Verlag, Berlin, 2004

10 Kommentar

Angebot SoSe

31

Modulname

Gebäudetechnologie / Baustoffkunde II

Modul Nr.

15-01-0334

Kreditpunkte

5 CP

Arbeitsaufwand

150 h

Selbststudium

90 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

15-01-0334-vl Baustoffkunde II 0 Vorlesung 2

15-01-0334-vu Grundlagen Gebäudetechnologie 0 Vorlesung und

Übung

2

2 Lerninhalt



5 Prüfungsform


[15-01-0334-vl] (Studienleistung, Klausur, Dauer 90 Min, Standard)

[15-01-0334-vu] (Studienleistung, mündliche Prüfung, Dauer 15 Min, Standard)


7 Benotung


[15-01-0334-vl] (Studienleistung, Klausur, Gewichtung: 50%)

[15-01-0334-vu] (Studienleistung, mündliche Prüfung, Gewichtung: 50%)


9 Literatur

10 Kommentar

32

Modulname

Glas und Fassade Projekt

Modul Nr.

13-M0-

M001

Kreditpunkte

6 CP

Arbeitsaufwand

180 h

Selbststudium

120 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache



Prof. Dr.-Ing. Ulrich Knaack

1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

13-M0-0002-vl Glas und Fassade Projekt -

Vorlesung

0 Vorlesung 2

13-M0-0003-ue Glas und Fassade Projekt - Übung 0 Übung 2

2 Lerninhalt

Projektbeispiel aus der Praxis (Neubau, Sanierung)

Planungsprozess: Entwicklung, Engineering, Konstruktion, Vorbereitung für Vergabe,

Bauüberwachung, Qualitätssicherung (Produktion, Montage) Planungsleitlinien und Regelwerke (Übersicht, DIN / EN, HOAI/AOH (z.B. VFT), etc)

Fehlerquellen in Planung, Fertigung und Montage anhand von Beispielprojekten

Schadensanalyse, Schadensbilder (Aufnahme, Analyse, Dokumentation)


Verständnis des Planungs- und Bauprozesses, Kenntnis von Planungsinhalte, Methoden,

Leitlinien und Regelwerken der Fassadenplanung. Analysefähigkeit von Fehlerquellen und

Schadensbilder


B.Sc Bauingenieurwesen und Geodäsie

(B.Sc Architektur)

5 Prüfungsform






7 Benotung




33


M.Sc. Bauingenieurwesen – III. Fachlicher Wahlbereich

9 Literatur




Jens Schneider, et al, Glasbau - Grundlagen, Berechnung, Konstruktion Springer Verlag 2016

Ulrich Knaack: Konstruktiver Glasbau, Müller Verlag

Jan Cremer, Detail Atlas Gebäudeöffnungen, Birkhäuser Verlag 2015

10 Kommentar

Angebot SoSe

34

Modulname

Green Building Design I

Modul Nr.

13-D1-

M007

Kreditpunkte

6 CP

Arbeitsaufwand

180 h

Selbststudium

180 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

13-D1-0015-vl Green Building Design I 0 Vorlesung 0

13-D1-0016-ue Green Building Design I - Übung 0 Übung 0

2 Lerninhalt

Baukonstruktive Themenbereiche in Anlehnung an das aktuelle Baugeschehen mit dem Fokus auf

Green Building werden in Seminarform bearbeitet. Hierzu gehören gezielte wissenschaftliche

Fragen sowohl zu Materialien (z. B. Stahl, Glas, Wärmedämmung) als auch zu Technologien

(z.B. Klimatisierung, Energiebereitstellung und –verteilung, Steuerung von Gebäudehüllen). An ausgewählten Beispielen von Bauwerken und eigenen studentischen Projekten werden sinnvolle

Konstruktionsprinzipien entwickelt. In den betreuten Studienarbeiten werden auch

herausragende, bestehende Bauwerke und ihre Konstruktionen untersucht - auch unter

Einbeziehung historischer klassischer Bauten.


Nach der erfolgreich absolvierten Lehrveranstaltung werden die Studierenden die Fähigkeit

besitzen, die Zusammenhänge der im Bauwesen verwendeten relevanten Lösungskonzepte für

Green Building konstruktiv, technisch und physikalisch zu verstehen und anzuwenden.

Die Studierenden besitzen die Fähigkeit, unterschiedliche Lösungen zu erfassen, zu eruieren,

sachlich und verständlich zu erläutern, Entscheidungen zu treffen und zu begründen.


Grundsätzen selbstständig zu bearbeiten.


Empfohlen wird der Besuch der Lehrveranstaltungen Grundlagen des konstruktiven Hochbaus -

Teil I oder Baukonstruktion

5 Prüfungsform





Unbenotete Studienleistung

7 Benotung

35





9 Literatur

z.B. Stahlbau-, Mauerwerks-, Holzbau-, Betonatlas, alle Edition Detail, Nachhaltiges Bauen,

Energieatlas. Weitere Literatur: s. Homepage zum Fachgebiet www.kgbauko.de

10 Kommentar

36

Modulname

Green Building Design II

Modul Nr.

13-D1-

M008

Kreditpunkte

6 CP

Arbeitsaufwand

180 h

Selbststudium

180 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

13-D1-0017-vl Green Building Design II 0 Vorlesung 0

13-D1-0018-ue Green Building Design II - Übung 0 Übung 0

2 Lerninhalt

Baukonstruktive Themenbereiche in Anlehnung an das aktuelle Baugeschehen mit dem

Schwerpunkt auf selbst entwickelte Konzepte werden in Seminarform vertiefend bearbeitet.

Hierzu gehören gezielte wissenschaftliche Fragen sowohl zu Materialien (z. B. Stahl, Glas,

Wärmedämmung) als auch zu Technologien (z.B. Klimatisierung, Energiebereitstellung und –verteilung, Steuerung von Gebäudehüllen). An ausgewählten Beispielen von Bauwerken und

eigenen studentischen Projekten werden sinnvolle Konstruktionsprinzipien entwickelt. In den

betreuten Studienarbeiten werden auch herausragende, bestehende Bauwerke und ihre

Konstruktionen untersucht - auch unter Einbeziehung historischer klassischer Bauten


Nach der erfolgreich absolvierten Lehrveranstaltung werden die Studierenden die Fähigkeit

besitzen, die Zusammenhänge der im Bauwesen verwendeten relevanten Lösungskonzepte für

Green Building konstruktiv, technisch und physikalisch zu verstehen und anzuwenden.

Die Studierenden besitzen die Fähigkeit, unterschiedliche Lösungen zu erfassen, zu eruieren,

sachlich und verständlich zu erläutern, Entscheidungen zu treffen und zu begründen.




Empfohlen wird der Besuch der Lehrveranstaltungen Grundlagen des konstruktiven Hochbaus -

Teil I oder Baukonstruktion

5 Prüfungsform





Unbenotete Studienleistung

7 Benotung

37





9 Literatur

z.B. Stahlbau-, Mauerwerks-, Holzbau-, Betonatlas, alle Edition Detail, Nachhaltiges Bauen,

Energieatlas. Weitere Literatur: s. Homepage zum Fachgebiet www.kgbauko.de

10 Kommentar

38

Modulname

Konstruktive Bauphysik

Modul Nr.

13-D3-

M001

Kreditpunkte

6 CP

Arbeitsaufwand

180 h

Selbststudium

120 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

13-D3-0002-vl Konstruktive Bauphysik 0 Vorlesung 4

2 Lerninhalt

Mit den wachsenden Anforderungen an die thermische Behaglichkeit der Nutzer, die

energetische Gebäudeoptimierung und die Auotmatisierung der Regelung steigt der Umfang der

benötigten bauphysikalischen Kenntnisse der Planer. Die Veranstaltung widmet sich den

komplexen Zusammenhängen zentraler bauphysikalischer Fragestellungen auf den Ebenen der

Baustoffe, Bauteile und Gebäude. Es werden grundlegende physikalische Vorgänge zum Wärme-

und Feuchteverhalten erläutert sowie zur Schall- und Brandübertragung. Der Hintergrund und

die erforderliche Anwendung der relevanten Normen und Gesetze werden dabei genauso berücksichtigt wie die gebäude- und bauteilspezifische Simulation. Es werden sowohl die

Anforderungen und Nachweise für Wohn- wie auch für Nichtwohngebäude behandelt.


Nach Abschluss des Moduls können Studierende:

- bauphysikalische Problemstellungen erkennen

- grundlegende bauphysikalische Zusammenhänge des Wärme, Feuchte- und Schallschutzes

verstehen

- grundlegende Nachweise des Wärme-, Feuchte- und Schallschutzes führen

- die Ziele sowie bau- und anlagentechnischen Maßnahmen zum energieeffizienten Bauen

verstehen

- vereinfachte Nachweise zur jeweils aktuellen Energieeinsparverordnung führen

- einen ersten Überblick über den baulichen Brandschutz erhalten

Neben der Befähigung, unterschiedliche Lösungswege abzuwägen, sachlich und verständlich zu

erläutern, können die Studierenden Entscheidungen treffen und begründen. Die Studierenden

sind in der Lage, die fachspezifischen Probleme des Wärme-, Feuchte-, Schall- und Brandschutzes

nach wissenschaftlichen Grundsätzen selbstständig zu bearbeiten.


Empfehlung: Bauphysik

5 Prüfungsform




39


Bestandene Studienleistung

7 Benotung





9 Literatur

- Vorlesungsunterlagen

- Häupl, P., Homann, M., Kölzow, C., Riese, O., Maas, A., Höfker, G., Nocke, C. : Lehrbuch der

Bauphysik - Schall, Wärme, Feuchte, Licht, Brand, Klima; Vieweg+Teubner;ISBN 978-3-519-

55014-3, 2012

- W. Willems, K. Schild, S. Dinte

10 Kommentar

40

Modulname

Smart Building

Modul Nr.

15-01-0344

Kreditpunkte

5 CP

Arbeitsaufwand

150 h

Selbststudium

90 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

15-01-0344-ue Smart Building Design - Übung 0 Übung 2

15-01-0344-vl Smart Building Design - Vorlesung 0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt



Die Anerkennung der Übung ist Voraussetzung für die mündliche Prüfung.

5 Prüfungsform


Modulprüfung (Studienleistung, mündliche Prüfung, Dauer 15 Min, Standard)


7 Benotung


Modulprüfung (Studienleistung, mündliche Prüfung, Gewichtung: 100%)


9 Literatur

10 Kommentar

41

Modulname

Strategisches Facility Management and Sustainable Design

Modul Nr.

13-D2-

M001

Kreditpunkte

6 CP

Arbeitsaufwand

180 h

Selbststudium

120 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

13-D2-0026-se Strategisches Facility Management

& Sustainable Design

0 Seminar 4

2 Lerninhalt

Die Lehrinhalte befassen sich mit:

- Leistungsbeschreibung im FM

- Lebenszyklus von Immobilien / Lebenszykluskosten

- Immobiliencontrolling und Immobilienbetrieb

- Integration eines FM-Konzeptes

- Public Private Partnership (PPP) - Grundlagen der Nachhaltigkeit

- Life-Cycle-Assessment (Ökobilanz, Umweltwirkungen von Gebäuden,

Nachhaltigkeitszertifizierung)


Die Studierenden sind nach dem Besuch des Seminars und erfolgreich bestandener Klausur in

der Lage

- die strategischen ökologischen und ökonomischen Fragestellungen, die sich aus der Komplexität

einer Gebäudelebenszyklusbetrachtung ergeben, zu beschreiben

- die ökologischen und ökonomischen Wechselwirkungen zwischen den einzelnen

Lebenszyklusphasen von Gebäuden zu identifizieren

- die ökologischen und ökonomischen Auswirkungen von Bauwerken über einen

Betrachtungszeitraum zu berechnen

- den Gebäudeentwurf nach Kriterien des Lebenszyklusansatzes und Prinzipien des nachhaltigen

Bauens und Betreibens zu optimieren


Keine Voraussetzungen notwendig

5 Prüfungsform





Art, Umfang und Anrechnung der zu erbringenden Studienleistungen (z.B. testierte Hausübung,

42

Teilnahme an Exkursion) werden am Anfang der LV bekanntgegeben.

7 Benotung





9 Literatur

Nävy, J.: Facility Management, Springer Verlag, 2006

Braun, H.P.: Facility Management Erfolg in der Immobilienwirtschaft, Springer Verlag, 2007

10 Kommentar

43

Modulname

Technische Gebäudeausrüstung I

Modul Nr.

13-D2-

M002

Kreditpunkte

6 CP

Arbeitsaufwand

180 h

Selbststudium

120 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


Prof. Dr. Carl-Alexander Graubner

1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

13-D2-0008-vl Technische Gebäudeausrüstung I 0 Vorlesung 3

13-D2-0009-ue Technische Gebäudeausrüstung I -

Übung

0 Übung 1

2 Lerninhalt

Die Lehrveranstaltung befasst sich mit folgenden Teilgebieten der Technischen

Gebäudeausrüstung:

- Elektrotechnik (Stark- und Schwachstromanlagen, Blitzschutz, Beleuchtung) - Aufzuganlagen,

- Baulicher Brandschutz,

- Feuerlöschanlagen,

- Sanitärtechnik,

- Raumlufttechnische Anlagen,

- Klima - und Kältetechnik,

- Heizungstechnik,

- Gebäudeautomation,

- Regenerative Energien


Nachdem die Studierenden, das Modul erfolgreich absolviert haben, sind sie in der Lage:

1. Die Inhalte und Technologien in den verschiedenen Teilgebieten der technischen

Gebäudeausrüstung zu benennen und deren Funktionsweisen zu beschreiben und

2. Die für die Auslegung gebäudetechnischer Systeme notwendigen Anlagen und deren

Komponenten zu identifizieren.



5 Prüfungsform




Art der zu erbringenden Studienleistungen werden zu Beginn der Lehrveranstaltung

bekanntgegeben

44



7 Benotung





M.Sc. Bauingenieurwesen - II. Wahlpflichtbereich

M.Sc. Umweltingenieurwissenschaften - II. Wahlpflichtbereich

9 Literatur

C.-A. Graubner: Skript Technische Gebäudeausrüstung, Institut für Massivbau, TU Darmstadt

Laasch: Haustechnik - Teubner Verlag Stuttgart. Pistohl/RechenauerI Scheuerer: Handbuch der Gebäudetechnik, Band 1 - Werner Verlag

Pistohl/RechenauerI Scheuerer: Handbuch der Gebäudetechnik, Band 2 - Werner Verlag

Daniels: Gebäudetechnik - Oldenbourg Industrieverlag

Wellpott: Technischer Ausbau von Gebäuden - Kohlhammer

10 Kommentar

45

Modulname

Technische Gebäudeausrüstung II

Modul Nr.

13-D2-

M003

Kreditpunkte

6 CP

Arbeitsaufwand

180 h

Selbststudium

120 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


Prof. Dr. Carl-Alexander Graubner

1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

13-D2-0006-vl Technische Gebäudeausrüstung II 0 Vorlesung 2

13-D2-0007-ue Technische Gebäudeausrüstung II -

Übung

0 Übung 2

2 Lerninhalt

Die Lehrveranstaltung befasst sich mit den Grundlagen der folgenden Teilgebiete der

Technischen Gebäudeausrüstung:

- Elektrotechnik (Stark- und Schwachstromanlagen, Blitzschutz, Belechtung), - Aufzugsanlagen,

- Baulicher Brandschutz,

- Feuerlöschanlagen,

- Sanitärtechnik,

- Raumlufttechnische Anlagen,

- Klima- und Kältetechnik,

- Heizungstechnik,

- Gebäudeautomation,

- Regenerative Energien.


Nachdem die Studierenden. das Modul erfolgreich absolviert haben, sind sie in der Lage:

1. Die Inhalte und Technologien in verschiedenen Teilgebieten der technischen

Gebäudeausrüstung zu benennen und deren Funktionsweisen zu beschreiben und

2. Die für die Auslegung gebäudetechnischer Systeme notwendigen Anlagen und deren

Komponenten zu identifizieren und

3. Die planungsseitige Auslegung der gebäudetechnischen Anlagen durchzuführen.


Die erfolgreiche Teilnahme des Moduls Technische Gebäudeausrüstung I wird empfohlen, aber

nicht vorausgesetzt.

5 Prüfungsform




Art der zu erbringenden Leistungen wird zu Beginn der Lehrveranstaltung bekannt gegeben

46


Bestehen der Studien- und Prüfungs leistungen

7 Benotung





M.Sc. Bauingenieurwesen - II. Wahlpflichtbereich

M.Sc. Umweltingenieurwissenschaften - II. Wahlpflichtbereich

9 Literatur

C.-A. Graubner: Skript Technische Gebäudeausrüstung, Institut für Massivbau, TU Darmstadt

Laasch: Haustechnik - Teubner Verlag Stuttgart. Pistohl/Rechenauer/Scheuerer: Handbuch der Gebäudetechnik, Band 1 - Werner Verlag

Pistohl/Rechenauer/Scheuerer: Handbuch der Gebäudetechnik, Band 2 - Werner Verlag

Daniels: Gebäudetechnik - Oldenbourg Industrieverlag

Wellpott: Technischer Ausbau von Gebäuden - Kohlhammer

10 Kommentar

47

Modulname

Wahlfach F: Tragwerksentwicklung

Modul Nr.

15-02-6517

Kreditpunkte

3 CP

Arbeitsaufwand

90 h

Selbststudium

45 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes Semester

Sprache

Deutsch


1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

15-02-6517-se Wahlfach Tragwerksentwicklung 0 Seminar 3

2 Lerninhalt



5 Prüfungsform


[15-02-6517-se] (Studienleistung, Abgabe, Standard)


7 Benotung


[15-02-6517-se] (Studienleistung, Abgabe, Gewichtung: 100%)


9 Literatur

10 Kommentar

48

Infrastrukturplanung

Modulname

Infrastrukturplanung

Modul Nr.

13-K4-

M007

Kreditpunkte

6 CP

Arbeitsaufwand

180 h

Selbststudium

120 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

13-K4-0017-vl Infrastrukturplanung 0 Vorlesung 2

13-K4-0018-ue Infrastrukturplanung - Übung 0 Übung 2

2 Lerninhalt

Die Lehrveranstaltung gibt einen Einblick in die historische Entwicklung und die übergreifenden

Merkmale technischer Infrastruktursysteme (Energie-, (Ab-)Wasser-, Abfall-, Verkehr,

Telekommunikation) sowie deren Bedeutung für die Entwicklung von Städten und Regionen.

Inhalte sind die Wechselwirkungen zwischen Infrastruktursektoren, die aktuellen Veränderungen

der Infrastrukturversorgung infolge technischer Innovationen, Liberalisierungs- und

Privatisierungsprozessen und neuer Umweltregulierungen sowie die besonderen Bedingungen

der Infrastrukturversorgung in Räumen des globalen Südens. Es werden Organisationsformen

des Infrastrukturbetriebes und Besonderheiten der öffentlichen Regulierung behandelt. Darauf aufbauend werden der Planungsprozess von Infrastrukturanlagen, die Koordination von

Interessen und Nutzungen im Infrastrukturbereich sowie neuere Ansätze der

Infrastrukturplanung behandelt. Anhand konkreter Fallstudien werden Infrastrukturprobleme

beleuchtet und planerische Lösungsmöglichkeiten erörtert.


Die Studierenden besitzen die Fähigkeit, unterschiedliche Lösungen abzuwägen, sachlich und

verständlich zu erläutern, Entscheidungen zu treffen und zu begründen.

Die Studierenden besitzen die Fähigkeit und Bereitschaft zur interdisziplinären und international

ausgerichteten Analyse von Infrastrukturproblemen und -lösungen und ihrer Bedeutung für die

Raumentwicklung;




Empfohlen: Grundlagen der räumlichen Planung oder gleichwertige Veranstaltungen.

5 Prüfungsform




49


Studienleistung erforderlich, Art wird zu Beginn der LV bekanntgegeben

7 Benotung





9 Literatur

Informationsmaterialien werden zu Beginn der LV bereitgestellt.

10 Kommentar

50

Modulname

Raumentwicklung im nationalen und internationalen Kontext

Modul Nr.

13-K4-

M004

Kreditpunkte

6 CP

Arbeitsaufwand

180 h

Selbststudium

120 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

13-K4-0011-se Raumentwicklung im

internationalen Kontext

0 Seminar 4

2 Lerninhalt

Die Studierenden setzen sich im Rahmen von Fallbeispielen mit aktuellen Problemen der

räumlichen Entwicklung im internationalen und transnationalen Kontext auseinander und

beschäftigen sich mit den spezifischen Systemen räumlicher Politik und Planung. Sie werten

diese Erkenntnisse auch mit Blick auf die Unterschiede zur und Gemeinsamkeiten mit der

räumlichen Entwicklung und den Bedingungen räumlicher Planung in Deutschland aus.


Die Studierenden erweitern ihr Verständnis der gesellschaftlichen, politischen, ökonomischen

und ökologischen Kontextbedingungen räumlicher Planung und Entwicklung, insbesondere bei

der Entwicklung von Metropolregionen. Diese lernen sie anhand exemplarischer nationaler und

internationaler Räume oder eines spezifischen Handlungsfelds der räumlichen Planung im

nationalen oder internationalen Kontext kennen. Sie machen sich mit den spezifischen

Problemen räumlicher Planung, Planungsmethoden und -instrumenten, den Akteuren räumlicher

Entwicklung sowie Lösungsansätzen im ausgewählten Fall vertraut und diskutieren diese

Themen wissenschaftlich. Ausgehend von den Erkenntnissen der Lehrveranstaltung sind sie in

der Lage, die Besonderheiten des betrachteten Beispiels zu erkennen und mit den Bedingungen

räumlicher Entwicklung und Planung in anderen Raumkontexten in Bezug zu setzen.


Mindestens eine der folgenden Veranstaltungen: Städtische und regionale Infrastrukturplanung

oder Städtische und regionale Umweltplanung. Nach individueller Absprache können die

Vorkenntnisse durch gleichwertige Veranstaltungen nachgewiesen werden

5 Prüfungsform



Modulprüfung (Studienleistung, Referat, Bestanden/Nicht bestanden)


Hausarbeit, Referat, Anwesenheitspflicht

51

7 Benotung



Modulprüfung (Studienleistung, Referat, Gewichtung: 0)


9 Literatur

Wird jeweils bei Beginn der Veranstaltung bekannt gegeben.

10 Kommentar

52

Modulname

Räumliche Entwicklung und Planungspraxis

Modul Nr.

13-K4-

M010

Kreditpunkte

6 CP

Arbeitsaufwand

180 h

Selbststudium

180 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache



1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

13-K4-0023-se Räumliche Entwicklung und

Planungspraxis

0 Vorlesung 0

2 Lerninhalt

Die Lehrveranstaltung behandelt ausgewählte Probleme der Stadt- und Regionalentwicklung und

planerische Lösungsmöglichkeiten. Dies geschieht anhand exemplarischer Fälle in der Region

Rhein-Main bzw. im Land Hessen. Durch Einladung von Praxisexperten und Besuch von

Einrichtungen räumlicher Planung in der Region machen sich die Studierenden mit den

spezifischen Problemen der Planungspraxis, den Akteuren und Institutionen räumlicher

Entwicklung und den planerischen Handlungsmöglichkeiten in der Region vertraut und diskutieren diese Themen wissenschaftlich.

Die Studierenden setzen sich im Rahmen von Fallbeispielen mit aktuellen Problemen der

räumlichen Entwicklung in der Region Rhein-Main bzw. im Land Hessen auseinander und

erweitern ihr theoretisches Wissen durch die Auseinandersetzung mit konkreten Fallstudien. Auf

Basis wissenschaftlicher Literatur erarbeiten die Studierenden eigene Thesen und planerische

Lösungsansätze und präsentieren und diskutieren diese.


Die Studierenden entwickeln ein Verständnis der Institutionen und Rahmenbedingungen

räumlicher Planung sowie beurteilen und entwerfen raumplanerische Problemlösungen im

Kontext ihrer sozialen, kulturellen, ökonomischen, ökologischen, technischen und rechtlichen

Rahmenbedingungen.



Die Studierenden besitzen die Fähigkeit und Bereitschaft zur interdisziplinären und

internationalen Kooperation.



Die Studierenden sind in der Lage, die Ergebnisse Ihrer Arbeit in geeigneter Form darzustellen

und zu präsentieren.


Mindestens eine der folgenden Veranstaltungen: Städtische und regionale Infrastrukturplanung

oder Städtische und regionale Umweltplanung. Nach individueller Absprache können die

Vorkenntnisse durch gleichwertige Veranstaltungen nachgewiesen werden.

5 Prüfungsform

53





Anwesenheit und aktive Mitarbeit im Seminar, Mündliche Präsentation, Schriftliche Ausarbeitung

7 Benotung





9 Literatur

Informationsmaterialien werden zu Beginn der Veranstaltung bereitgestellt.

10 Kommentar

54

Themenbereich „Energieeffiziente Mobilitäts- und Transportkonzepte“

Modulname

Mini-Forschungsprojekt „Energieeffiziente Mobilitäts- und Transportkonzepte“

Modul Nr.

11-01-4411

Kreditpunkte

4 CP

Arbeitsaufwand

120 h

Selbststudium

120 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes Semester

Sprache




1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

2 Lerninhalt

Das Mini-Forschungsprojekt wird in einem Fachgebiet oder Institut eines am Studienbereich Energy

Science and Engineering beteiligten Fachbereichs durchgeführt.


festzulegen und orientiert sich an aktuellen, energierelevanten wissenschaftlichen Fragestellungen

mit Bezug zum Themenbereich „Energieeffiziente Mobilitäts- und Transportkonzepte“. Idealerweise

erfordert die Aufgabenstellung eine interdisziplinäre Herangehensweise.

Der/die Studierende wird zu einer weitestgehend eigenständigen Bearbeitung der Themenstellung angeleitet.


Die Studierenden

sind kompetent in der selbständigen Einarbeitung in das Thema der Aufgabenstellung sowie

in der Dokumentation und Präsentation ihrer Arbeit





wählen zur Bearbeitung einer Aufgabenstellung adäquate Hilfsmittel und Methoden aus und

setzen diese ein bzw. wenden diese an



sind in der Lage, die konkreten Fragestellungen, Lösungsvorschläge, unternommene Arbeitsschritte und die erhaltenen Ergebnisse in einer Präsentation sowie einem schriftlichen

Bericht in wissenschaftlichem Stil vorzustellen und in der entsprechenden Fachsprache zu

diskutieren

sollen nach dem absolvieren des Moduls in der Lage sein, auch umfangreichere Forschungs-

und Entwicklungsprojekte selbständig durchzuführen



5 Prüfungsform


55




7 Benotung





9 Literatur


10 Kommentar

56

Modulname

Bahnsysteme und Bahntechnik B

Modul Nr.

13-J1-

M001

Kreditpunkte

6 CP

Arbeitsaufwand

180 h

Selbststudium

120 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

13-J1-0001-vl Bahnsysteme und Bahntechnik B

(Eisenbahnentwurf)

0 Vorlesung 2

13-J1-0002-ue Übung zu Bahnsysteme und

Bahntechnik B (Eisenbahnentwurf)

0 Übung 2

2 Lerninhalt

Aufbauend auf dem in dem Grundlagen-Modulen Verkehr I (A) vermittelten Grundwissen,

erfolgt die Vermittlung des Fachwissens. Dieses umfasst folgende Themenbereiche: Herleitung der Trassierungsrandbedingungen aus ökonomischen, physiologischen und

physikalischen Vorgaben; Bemessung von Trassierungselementen unter Berücksichtigung ihrer

gegenseitigen Beeinflussung; Konstruktion der Trasse in Grund- und Aufriss unter

Berücksichtigung von Geländerissen, Zwangspunkten und Kunstbauten; Dimensionierung von

Weichen und deren Konstruktion; Bahnhofsentwurf; Prinzipielle Spurplangestaltung von

Bahnhöfen; Oberleitungsanlagen und Stromversorgung


Die Studierenden haben vertieftes Verständnis für die Zusammenhänge und Methoden des

Entwurfs von Eisenbahninfrastruktur.

Sie besitzen die Fähigkeit, insbesondere aus diesem Gebiet fachspezifische Probleme nach

wissenschaftlichen Grundsätzen selbstständig zu bearbeiten.

Sie besitzen die vertieft Fähigkeit, unterschiedliche Lösungen zu erarbeiten, gegeneinander

abzuwägen, sachlich und verständlich zu erläutern, Entscheidungen zu treffen und zu

begründen.


Verkehr I

5 Prüfungsform





Testierte Hausübung, erfolgreich abgeschlossenes Kolloquium, bestandene Fachprüfung

57

7 Benotung





9 Literatur

Skripte werden zu Beginn der Lehrveranstaltung ausgegeben. Weiterführende Literatur wird zu Beginn der Lehrveranstaltung bekannt gegeben

10 Kommentar

58

Modulname

Bahnsysteme und Bahntechnik C

Modul Nr.

13-J1-

M002

Kreditpunkte

3 CP

Arbeitsaufwand

90 h

Selbststudium

60 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

13-J1-0003-vl Bahnsysteme und Bahntechnik C

(Eisenbahnbetriebswissenschaft I)

0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

Infrastrukturabbildung und Zugmodellierung für einenbahnbetriebswissenschaftliche

Modellierung. Belegung von Streckengleisen, Gleisgruppen und Fahrstraßenknoten. Ermittlung

von Betriebsqualität und Leistungsfähigkeit. Verspätungsentwicklung und Behinderungen im

Eisenbahnwesen. Kennenlernen verschiedener Methoden des Planungs- und

Verkehrsmanagements Bahn


Die Studierenden besitzen die Fähigkeit, Kapazitäten von Schieneninfrastruktur nach technischen

und ökonomischen Gesichtspunkten und auf Grundlage der vorhanden und der zukünftigen

Gegebenheiten zu bemessen und deren Betriebsqualität zu ermitteln und zu beurteilen.

Sie sind in der Lage, die Problemlösungen des Spezialbereichs „Bahnsysteme und Bahntechnik“

zu durchdringen und auch schwierige fachspezifische Probleme in diesem Bereich nach

wissenschaftlichen Grundsätzen selbstständig zu bearbeiten.

Auf Grundlage der erworbenen Kenntnisse und Fähigkeiten sind die Studenten in der Lage neue

Methoden und Problemlösungen in diesem Bereich zu entwickeln.


Verkehr I (A)

Verkehr II (A)

5 Prüfungsform




Anwesenheitspflicht, bestandende Fachprüfung

7 Benotung



59


9 Literatur

Skripte werden zu Beginn der Lehrveranstaltung ausgegeben. Weiterführende Literatur wird zu

Beginn der Lehrveranstaltung bekannt gegeben

10 Kommentar

60

Modulname

Control of Drives

Modul Nr.

18-gt-2020

Kreditpunkte

5 CP

Arbeitsaufwand

150 h

Selbststudium

90 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Englisch


Prof. Dr.-Ing. Gerd Griepentrog

1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

18-gt-2020-ue Control of Drives 0 Übung 2

18-gt-2020-vl Control of Drives 0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

Regelstrukturen für Antriebe, Auslegung von Antriebsregelungen , Wechselrichter für geregelte

Antriebe

Raumzeiger als Grundlage für die Modelle der Drehfeldmaschinen. Bezugssysteme für die

Behandlung von Drehfeldmaschinen

Regelungstechnisches Blockschaltbild des Antriebs mit Gleichstrommaschine, Reglerstruktur und Auslegung der Ansteuerung von Gleichstrommaschinen

Regelungstechnisches Blockschaltbild für permanenterregte Synchronmaschine (PMSM),

Regelungstechnisches Blockschaltbild der Asynchronmaschine (ASM); Drehmomentregelung für

Drehfeldmaschinen mit linearerem Regler oder Schaltregler, Feldorientierte Regelung und

direkte Momentenregelung bei PMSM und ASM. Modelle/Beobachter für Läuferfluss der

ASM

Drehzahlregelung von Antrieben, auch schwingungsfähige Last.

Winkellage- und Beschleunigungsgeber


Nach aktiver Mitarbeit in Vorlesung sowie selbstständigem Lösen aller Übungsaufgaben vor der

jeweiligen Übungsstunde sollen die Studierenden in der Lage sein

1.) die regelungstechnischen Blockschaltbilder der Gleichstrommaschine im Grunddrehzahl- und

Feldschwächbereich zu entwickeln

2.) die zu 1.) gehörenden Regelkreise hinsichtlich Struktur und Reglerparaneter auszulegen

3.) Raumzeiger in verschieden rotierenden Koordinatensystemen zu anzuwenden

4.) die dynamischen Gleichungen der PMSM und der ASM herzuleiten und mit Hilfe des jeweils

geeignet rotierendem Koordinatensystem zu vereinfachen und als nichtlineares

regelungstechnisches Blockschaltbild darzustellen.

5.) die zu 4.) gehörenden Regelkreise, insbesondere die feldorientierte Regelung hinsichtlich

Struktur und Reglerparameter auszulegen

6.) Aufgrund der vermittelten Systematik auch für nicht behandelte Maschinentypen wie die

doppelt gespeiste ASM entsprechende Herleitungen in der Literatur nachvollziehen zu können.

7.) Modelle und Beobachter für den Läuferfluss der ASM in verschiedenen Koordinatensystemen

herzuleiten und die jeweiligen Vor- und Nachteile zu beurteilen

8.) Die Regelkreise der überlagerten Drehzahlregelung auch für schwingungsfähige mechanische

Lasten auszulegen und zu parametrieren.

61


BSc ETiT oder Gleichwertiges, insbes. Regelungstechnik und elektrische

Maschinen/Antriebe

5 Prüfungsform




7 Benotung




MSc ETiT, MSc EPE, MSc MEC, Wi-ETiT

9 Literatur

Skript und Übungsanleitung zum Download in Moodle.

Literatur:

Mohan, Ned: “Electric Drives and Machines”

De Doncker, Rik; et. al.: “Advanced Electrical Drives”

Schröder, Dierk: “Elektrische Antriebe – Regelung von Antriebssystemen”

Leonhard, W.: “Control of Electrical Drives”

10 Kommentar

62

Modulname

Elektrische Antriebstechnik für Automobile

Modul Nr.

18-bi-2150

Kreditpunkte

4 CP

Arbeitsaufwand

120 h

Selbststudium

75 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Englisch


Prof. Dr. techn. Dr.h.c. Andreas Binder

1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

18-bi-2150-ue Elektrische Antriebstechnik für

Automobile

0 Übung 1

18-bi-2150-vl Elektrische Antriebstechnik für

Automobile

0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

This course introduces the students to the different design aspects of electric drives used in

automotive applications, comprising both high power density high speed traction and small mass

produced auxiliary drives. Since the target audience comprises students from different degree programmes, the course first reviews basics of electromagnetic power conversion principles and

design principles of PM based machines. The discussion of the electric drives themselves

comprises the various facets of their design as part of a complex system, such as operating

requirements, configurations, material choices, parasitic effects and their mitigation, electric and

thermal stress, as well as manufacturing related questions, notably as they affect the design of

the mass produced auxiliary drives.


At the end of the course, the students will know about design principles of PM based machines,

electric drives: topologies, operating areas, dynamic performance and configuration of traction

drives for hybrid cars and electric vehicles as they apply to electric drives for cars. In addition to

traction drives, they will also be familiar with auxiliary drives used in cars. They will understand

the parasitic effects of inverter induced bearing currents, the insulation material used for the

electric winding and the winding stress at inverter supply. They will be familiar with the

different cooling principles and thermal modelling, as well as the thermal aspects of the

integration into the car. They will also know about the main failure modes that may occur with

electric drives used for cars, the different lamination sheets used and their manufacturing.


Abgeschlossenes Bachelorstudium in Elektrotechnik oder äquivalenter Abschluss.

5 Prüfungsform


Modulprüfung (Fachprüfung, fakultativ, Standard)


• Modulprüfung (Fachprüfung, fakultativ, Standard BWS)

63


Bestehen der Modulabschlussprüfung

7 Benotung


Modulprüfung (Fachprüfung, fakultativ, Gewichtung: 100%)


9 Literatur

10 Kommentar

64

Modulname

Elektrische Bahnen

Modul Nr.

18-bi-2140

Kreditpunkte

5 CP

Arbeitsaufwand

150 h

Selbststudium

105 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache




1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

18-bi-2140-vl Elektrische Bahnen 0 Vorlesung 3

2 Lerninhalt

Traktionsmechanik

Elektrische Ausrüstung von Triebfahrzeugen

Traktionswechselrichter und Traktionsmaschine

Überwachungseinrichtungen

Bahnstromsysteme im Vergleich

Gleich- und Wechselstromsysteme für Fernbahnen und Nahverkehr

Problem der Erdung und Rückstromführung

Unterwerke, Umformer, Kraftwerke


Verständnis der Grundkonzepte elektrischer Triebfahrzeuge und elektrischer Bahnstromsysteme


Grundkenntnisse in elektrischen Maschinen und Antrieben

5 Prüfungsform




7 Benotung



65


MSc ETiT, MSc MEC, MSc Wi-ETiT

9 Literatur

Detailliertes Vorlesungsskript. Bendel, H. u.a.: Die elektrische Lokomotive. Transpress, Berlin,

1994. Filipovic, Z: Elektrische Bahnen. Springer, Berlin, Heidelberg, 1995. Steimel, A.:

Elektrische Triebfahrzeuge und ihre Energieversorgung. Oldenburg Industrieverlag, 2006.

Bäzold, D. u.a.: Elektrische Lokomotion deutscher Eisenbahnen. Alba, Düsseldorf, 1993.

Obermayer, H. J.: Internationaler Schnellverkehr. Franckh-Kosmos, Stuttgart, 1994; Guckow, A.;

Kiessling, F.; Puschmann, R.: Fahrleitungen el. Bahnen. Teubner, Stuttgart, 1997. Schaefer, H.:

Elektrotechnische Anlagen für Bahnstrom. Eisenbahn-Fachverlag, Heidelberg, 1981

10 Kommentar

66

Modulname

Grundlagen der Flugantriebe

Modul Nr.

16-04-5010

Kreditpunkte

8 CP

Arbeitsaufwand

240 h

Selbststudium

180 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


Prof. Dr.-Ing. Heinz-Peter Schiffer

1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

16-04-5010-vl Grundlagen der Flugantriebe 0 Vorlesung 4

2 Lerninhalt

Theoretische Grundlagen des Flugantriebs; Thermodynamischer Kreisprozess; Komponenten;

Schadstoffbildung.


Nachdem die Studierenden die Lerneinheit erfolgreich abgeschlossen haben, sollten sie in der

Lage sein:

[list=1]

Den Kreisprozess eines Flugantriebs darzustellen und die Auswirkungen variierender

Kreisprozessparameter (z.B. Turbineneintrittstemperatur, Flugmachzahl) auf den Kreisprozess

zu erläutern

Die Schubgleichung, die Eulersche Turbinengleichung und die Gleichungen zur Beschreibung der

Triebwerkswirkungsgrade (thermischer Wirkungsgrad, Vortriebswirkungsgrad) durch

Anwendung der Erhaltungsgleichungen (Masse, Energie, Impuls) herzuleiten.

Die jetzigen und zukünftigen Anforderungen an ein Triebwerk aufzulisten sowie deren

Bedeutung für die Komponenten, deren Auswirkung auf die Verlustmechanismen und

Schadstoffentstehung zu erklären.

[/list]


Grundlagenkenntnisse in Thermodynamik und Strömungslehre (hier insbeondere kompressible

Strömung) sind zwingend erforderlich.

5 Prüfungsform


Modulprüfung (Standardkategorie (nicht mehr verwenden), Fachprüfung, Standard)

Schriftliche Prüfung 90 min


Bestehen der Prüfungsleistung

7 Benotung


67

Modulprüfung (Standardkategorie (nicht mehr verwenden), Fachprüfung, Gewichtung:

100%)


WP Bachelor MPE

9 Literatur

Skript 'Flugantriebe und Gasturbinen' und Vorlesungsfolien (Internet Homepage des Fachgebiets:

www.glr.maschinenbau.tu-darmstadt.de).

Bräunling, W. J. G.: Flugzeugtriebwerke, Springer Verlag.

Cohen, H.; Rogers, G. F. C.: Gas Turbine Theory, Longman Group Limited.

10 Kommentar

68

Modulname

Grundlagen der Schienenfahrzeugtechnik

Modul Nr.

18-bi-2050

Kreditpunkte

3 CP

Arbeitsaufwand

90 h

Selbststudium

60 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch



1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

18-bi-2050-vl Grundlagen der

Schienenfahrzeugtechnik

0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

Aus dem umfassenden und interdisziplinären Wissensgebiet der Eisenbahntechnik

(Fahrzeugtechnik, Signal- und Sicherungstechnik, Bauingenieurwesen und

Eisenbahnbetriebstechnik) greift die Vorlesung den Bereich der Fahrzeugtechnik mit dem

Schwerpunkt des Mechanteils heraus. Sie bietet dem Ingenieur einen zusammenhängenden

Einstieg in ausgewählte Kapitel des Engineerings von Schienenfahrzeugen mit besonderen

Schwerpunkten in den eisenbahnspezifischen technischen Lösungen und Verfahren. Die

Vorlesung gliedert sich in 7 Kapitel, wobei vier Kapitel theoretische Grundlagenthemen und die drei Kapitel wesentliche Komponenten des Schienenfahrzeugs vertieft behandeln.

Im Rahmen einer eintägigen Exkursion besteht die Möglichkeit, Einblicke in die Fertigung

moderner Schienenfahrzeuge zu erhalten. Die Teilnahme ist freiwillig.


Verständnis der mechanischen und maschinenbaulichen Grundlagen moderner

Schienenfahrzeuge.


Bachelor-Abschluss Elektrotechnik oder Mechatronik oder Maschinenbau

5 Prüfungsform



In der Regel erfolgt die Prüfung durch eine Klausur (Dauer: 90 Min.). Falls sich in Semestern, in

welchen die Vorlesung nicht stattfindet, bis zu einschließlich 20 Studierende anmelden erfolgt

die Prüfung mündlich (Dauer: 30 Min.). Die Art der Prüfung wird innerhalb einer Arbeitswoche

nach Ende der Prüfungsanmeldephase bekannt gegeben.


7 Benotung



69


MSc ETiT, MSc MEC, MSc EPE, MSc WI-ETiT

9 Literatur

Detailliertes Skript; Filipovic, Z: Elektrische Bahnen. Springer, Berlin, Heidelberg, 1995.

Obermayer, H.J.: Internationaler Schnellverkehr.Franckh-Kosmos, Stuttgart, 1994

10 Kommentar

70

Modulname

Motor Development for Electrical Drive Systems

Modul Nr.

18-bi-2032

Kreditpunkte

4 CP

Arbeitsaufwand

120 h

Selbststudium

75 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Englisch



1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

18-bi-2030-ue Motor Development for Electrical

Drive Systems

0 Übung 1

18-bi-2030-vl Motor Development for Electrical

Drive Systems

0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

For the wide field of the drive technology at low and medium power range from 1 kW up to

about 500 kW…1 MW the conventional drives and the current trends of developments are

explained to the students. Grid operated and inverter-fed induction drives, permanent-magnet synchronous drives with and without damper cage ("brushless dc drives"), synchronous and

switched reluctance drives and permanent magnet and electrically excited DC servo drives are

covered. As a "newcomer" in the electrical machines field, the transversal flux machines and

modular synchronous motors are introduced.


For the students who are interested in the fields of design, operation or development of electrical

drives in their future career, the latest knowledge about

modern computational methods (e.g. finite elements),

advanced materials (e.g. high energy magnets, ceramic bearings),

innovative drive concepts (e.g. transversal flux machines) and

measurement and experiment techniques are imparted.


Completed Bachelor of Electrical Engineering or equivalent degrees

5 Prüfungsform




7 Benotung


71



MSc ETiT, MSc MEC, nicht MSc EPE

9 Literatur

A detailed script is available for the lecture. In the tutorials design of PM machines, switched reluctance drives and inverter-fed induction motors are explained.

10 Kommentar

72

Modulname

Nahverkehrsbahnen (C)

Modul Nr.

13-J1-

M003

Kreditpunkte

3 CP

Arbeitsaufwand

90 h

Selbststudium

60 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

13-J1-0005-vl Nahverkehrsbahnen 0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

Grundlagen für den Entwurf von Nahverkehrsbahnen (rechtliche Grundlagen, Finanzierung,

Trassierung, Stationsgestaltung). Betriebsführung von Nahverkehrsbahnen (Fahrzeug- und

Personaleinsatz, Nahverkehrsfahrzeuge). Fahrplanerstellung im Nahverkehr. Grundlagen des

Integralen Taktfahrplans. Vorstellung ausgewählter internationaler Projekte.


Die Studierenden besitzen die Fähigkeit die am besten geeigneten Methoden und Verfahren zur

Lösung von Problemen der Gestaltung von Anlagen des Schienenpersonennahverkehrs

auszuwählen.

Die Studierenden sind in der Lage auch schwierige fachspezifische Probleme in diesem Bereich

nach wissenschaftlichen Grundsätzen selbstständig zu bearbeiten.

Auf Grundlage der erworbenen Kenntnisse und Fähigkeiten sind die Studenten in der Lage neue

Methoden und Problemlösungen in diesem Bereich zu entwickeln.


Verkehr I

Verkehr II

5 Prüfungsform




Anwesenheitspflicht, bestandene Fachprüfung

7 Benotung




73

9 Literatur

Skripte werden zu Beginn der Lehrveranstaltung ausgegeben. Weiterführende Literatur wird zu

Beginn der Lehrveranstaltung bekannt gegeben.

10 Kommentar

74

Modulname

Praxisorientierte Projektierung elektrischer Antriebe (Antriebstechnik für Elektroautos)

Modul Nr.

18-bi-2120

Kreditpunkte

5 CP

Arbeitsaufwand

150 h

Selbststudium

120 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch



1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

18-bi-2120-se Praxisorientierte Projektierung

elektrischer Antriebe

(Antriebstechnik für Elektroautos)

0 Seminar 2

2 Lerninhalt

Inhalt des Vortragsteils: Mono- und Hybridkonzepte - Antriebsmotoren - Hybridstrategien -

Elektrische Maschinen (GSM, ASM, SRM, PSM) - Antriebskonzepte - Fahrdynamik –

Energiespeicher Inhalt der Seminararbeit: - Simulation eines Straßenfahrzeuges mit elektrischem Antriebsstrang

- Gegebenenfalls Vergleich der Rechnung mit Messergebnissen - Präsentation der Seminararbeit


Kenntnisse der grundlegenden Auslegungsverfahren für E-Antriebe in Hybrid- und

Elektroautomobilen


Bachelor-Abschluss Elektrotechnik oder Mechatronik, "Elektrische Maschinen und Antriebe" und

„Leistungselektronik" empfohlen

5 Prüfungsform


Modulprüfung (Studienleistung, fakultativ, Standard)


7 Benotung


Modulprüfung (Studienleistung, fakultativ, Gewichtung: 100%)


MSc ETiT, MSc MEC, MSc EPE, MSc WI-ETiT

9 Literatur

Vortragsskriptum Binder,A.: Elektrische Maschinen und Antriebe 1, TUD (Institut für elektr.

Energiewandlung)

75

Mitschke, M.: Dynamik der Kraftfahrzeuge, Springer Verlag Berlin

10 Kommentar

76

Modulname

Proseminar ETiT

Modul Nr.

18-bi-1000

Kreditpunkte

2 CP

Arbeitsaufwand

60 h

Selbststudium

30 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes Semester

Sprache

Deutsch



1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

18-bi-1000-ps Proseminar ETiT 0 Proseminar 2

2 Lerninhalt

Einarbeiten in die Originalliteratur zu einem vorgegebenen Gebiet der Elektrotechnik und

Informationstechnik, Zusammenfassende schriftliche Darstellung einer Originalarbeit erstellen,

Zusammenfassende multimediale Präsentation einer Originalarbeit geben


Der Student ist in der Lage, wissenschaftliche Texte zu erfassen und zu analysieren, technische

Sachverhalte geordnet darzustellen und in strukturierter Weise zu präsentieren. Er kann am

Beispiel einer Originalarbeit diese schriftlich korrekt zusammenfassend wiedergeben und deren

Inhalte referieren.


5 Prüfungsform




7 Benotung




BSc ETiT, BSc MEC, BSc iST

9 Literatur

10 Kommentar

Modulname

77

Systemische Betrachtung des Luftverkehrs

Modul Nr.

16-23-3144

Kreditpunkte

4 CP

Arbeitsaufwand

120 h

Selbststudium

90 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

16-23-3144-vl Systemische Betrachtung des

Luftverkehrs

0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

Die Vorlesung hat das Ziel, Master Level Studenten ein vollständiges Verständnis über das

heutige globale Luftverkehrssystem zu vermitteln. Dazu werden die gesetzlichen

Rahmenbedingungen und dessen relevanten Teilnehmer (Flughafen, Airline, Flugsicherung,

Passagiere) herausgearbeitet sowie Interaktionen zwischen den Teilnehmern und

Interessensüberschneidungen dargelegt. Im Fokus stehen die technische Ausstattung, die

operationellen/betrieblichen Abläufe und damit einhergehenden Herausforderungen wie

Kapazitätsengpässe, Lärmemissionen oder die wirtschaftliche Lage. Der aktuelle Stand der

Forschung (NextGen, SESAR) wird vorgestellt. Eine Vertiefung der Inhalte der Vorlesung findet

mit Hilfe von Simulationen und industrierelevanten Beispielen statt.



Lage sein:

[list=1]

Das Gesamtsystem und die Schnittstellen zwischen den Teilnehmern herzuleiten.

Die heutigen Herausforderungen einzuordnen, Stärken und Schwächen des Systems zu

beurteilen und Ansätze zu dessen Weiterentwicklung aufzuzeigen.

[*]Die Handlungsoptionen aus dem Stand der Forschung auf zukünftige Probleme zu übertragen.

[/list]


Keine

5 Prüfungsform


Modulprüfung (Fachprüfung, mündliche Prüfung, Standard)

Mündliche Prüfung 20 min pro Person im Rahmen einer Gruppenprüfung



7 Benotung


78



WPB Master MPE III (Wahlfächer aus Natur- und Ingenieurwissenschaft)

WPB Master PST III (Fächer aus Natur- und Ingenieurwissenschaft für Papiertechnik)

Master Mechatronik

Master of Traffic and Transport

9 Literatur

Vorlesungspräsentationen verfügbar.

Literatur:

Schmitt, Gollnick: Air Transport System, Springer 2015;

Hirst: The Air Transport System, Woodhead Publishing 2008;

Mensen: Handbuch der Luftfahrt, Springer 2013;

Scheiderer: Angewandte Flugleistung, Springer 2008

10 Kommentar

79

Modulname

Thermische Turbomaschinen und Flugantriebe

Modul Nr.

16-04-5070

Kreditpunkte

8 CP

Arbeitsaufwand

240 h

Selbststudium

180 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


Prof. Dr.-Ing. Heinz-Peter Schiffer

1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

16-04-5020-vl Flugantriebe 0 Vorlesung 2

16-04-5040-vl Thermische Turbomaschinen 0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

Thermische Turbomaschinen: Stationäre Gasturbine, Dampfturbine, Radialverdichter,

Radialturbine, Turbolader.

Flugantriebe: Betriebsverhalten, Triebwerksregelung, Lärm, Nachbrenner, Zweikreistriebwerke,

Wellenleistungstriebwerke, Staustrahltriebwerke, Raketentriebwerke, Sicherheit und

Zuverlässigkeit



Lage sein:

[list=1]

Speziellen Turbomaschinenarten wie stationäre Gasturbine, Dampfturbine, Radialverdichter / -

turbine und Turbolader zu unterscheiden und die jeweiligen Eigenheiten zu erklären.

Die Begriffe Ähnlichkeitskennzahlen und Kennfelder eines Verdichters/einer Turbine zu erklären

und mit ihnen zu arbeiten.

Die Ursachen der Lärmentstehung bei einem Triebwerk zu erläutern

Die spezifischen Eigenheiten luftatmender Triebwerkstypen, die Abwandlungen des einfachen

Strahltriebwerkes (z.B. mit Nachverbrennung, Wellentriebwerk, etc.) sowie deren

Anwendungsbereiche, Vor- und Nachteile zu beschreiben.

Optimierungsmöglichkeiten eines Raketenantriebes hinsichtlich Schub und Wirkungsgrad zu

erläutern.

[/list]


Grundlagenkenntnisse in Thermodynamik und Strömungslehre (hier insbesondere kompressible

Strömung) sind erforderlich, Grundlagen der Turbomaschinen

5 Prüfungsform



Mündliche Prüfung 30 min

80



7 Benotung



100%)


WPB Master MPE II (Kernlehrveranstaltungen aus dem Maschinenbau)


9 Literatur

Skript 'Flugantriebe und Gasturbinen' und Vorlesungsfolien (Internet Homepage des Fachgebiets:

www.glr.maschinenbau.tu-darmstadt.de); Traupel, W.:'Thermische Turbomaschinen', Springer

Verlag; Lechner, C., Seume, J.:'Stationäre Gasturbinen', Springer Verlag; Baines,

N.C.:'Fundamentals of Turbocharging', Comcepts/NREC

10 Kommentar

81

Modulname

Verbrennungskraftmaschinen I

Modul Nr.

16-03-5010

Kreditpunkte

6 CP

Arbeitsaufwand

180 h

Selbststudium

135 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


Prof. Dr. techn. Christian Beidl

1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

16-03-5010-vl Verbrennungskraftmaschinen

0 Vorlesung 3

2 Lerninhalt

Allgemeines: geschichtlicher Rückblick, wirtschaftliche und ökologische Bedeutung, Einteilung

der Verbrennungsmotoren.

Grundlagen des motorischen Arbeitsprozesses: Carnot-Prozess, Gleichraumprozess, Gleichdruckprozess, Seiliger-Prozess.

Konstruktive Grundlagen: Kurbelwelle, Pleuel, Lagerung, Kolben, Kolbenringe, Kolbenbolzen,

Laufbuchse, Zylinderkopfdichtung, Zylinderkopf, Ladungswechsel.

Kenngrößen: Mitteldruck, Leistung, Drehmoment, Kraftstoffverbrauch, Wirkungsgrad,

Zylinderfüllung, Luftverhältnis, Kinematik des Kurbeltriebs, Verdichtungsverhältnis, Kennfelder,

Hauptabmessungen.

Kraftstoffe: Chemischer Aufbau, Eigenschaften, Heizwert, Zündverhalten, Herstellung, alternative

Kraftstoffe.

Allgemeine Grundlagen der Gemischbildung: Ottomotor, Dieselmotor, Verteilung, Aufbereitung.

Gemischbildung beim Ottomotor: Vergaser, elektronische Einspritzung, HCCI (Homogeneous

Charge Compression Ignition). Zündung beim Ottomotor: Anforderungen, Zündkerze, Zündanlagen, Magnetzündung,

Klopfregelung.

Gemischbildung beim Dieselmotor: Grundlagen, verschiedene Verfahren, Gemischaufbereitung,

Einspritzsysteme.



Lage sein:

[list=1]

Die physikalischen Grundlagen von Verbrennungsmotoren zu erklären.

Die wirtschaftliche und ökologische Bedeutung von Verbrennungsmaschinen zu erklären.

Die Grundlagen der Konstruktion von Verbrennungsmaschinen zu beschreiben.

Die Unterschiede in der Gemischbildung und Entflammung bei Ottomotoren und bei

Dieselmotoren zu erklären.

[*]Die Zündung beim Ottomotor zu erklären.

[/list]


Keine

82

5 Prüfungsform



Schriftliche oder mündliche Prüfung (wahlweise) [schriftlich: 1 h 30 min; mündlich: 1 h 30 min

(pro 4er-Gruppe)]



7 Benotung



100%)


WP Bachelor MPE

Bachelor Mechatronik

9 Literatur

VKM I - Skriptum, erhältlich im Sekretariat

10 Kommentar

83

Modulname

Verbrennungskraftmaschinen II

Modul Nr.

16-03-5020

Kreditpunkte

6 CP

Arbeitsaufwand

180 h

Selbststudium

135 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


Prof. Dr. techn. Christian Beidl

1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

16-03-5020-vl Verbrennungskraftmaschinen II 0 Vorlesung 3

2 Lerninhalt

Motorelektronik: Aufgaben, Aufbau und Struktur, Aktuatoren und Sensoren,

Grundfunktionen, Bedatung, Zugang

Entflammung und Verbrennung von Kohlenwasserstoffen: Kinetische Gastheorie,

Entflammung und Verbrennung, Zusammenhang zwischen Druck und Brennverlauf,

Wirkungsgrade, normale Verbrennung (Otto / Diesel), abnormale Verbrennung,

Brennraumform und Brennverfahren

Abgas: Abgaskomponenten, Schädlichkeit, Entstehung, Einfluß des Betriebspunktes,

Reduktion der motorisschen Abgas, Abgasnachbehandlung, Messsysteme, Testverfahren

Ladungswechsel: Einfluß des Ladungswechsels, Steuerungsorgane, Nockenwellentriebe,

Auslegung des Ladungswechsels, variable Ventilsteuerung, spezielle Ventiltriebe

Aufladung: Eigenschaften und Vorteile, Möglichkeiten, Auslegungskriterien, mehrstufige

Aufladung, ausgeführte Varianten

Geräusch: Grundsätzliches, Geräuschquellen, Maßnahmen, gesetzliche Bestimmungen

Hybrid: Grundlagen, Hybridfunktionen, Einteilung, Komponenten, Herausforderungen,

Entwicklungsmethoden und Zertifizierung, ausgeführte Varianten

Indizierung: Messkette, Druckmessung, Bestimmung des Zylindervolumens, Auswertung,

Heizverläufe, charakteristische Ergebnisse

Design of Experiments



Lage sein:

[list=1]

Brennräume in Kenntnis des Zusammenhangs von Brennraumform, Brennverfahren und

Entflammung zu gestalten.

Den Ladungswechsel bei Verbrennungsmotoren zu erklären und Varianten zu identifizieren als

84

Basis um Motoren weiterzuentwickeln.

Die Hybridtechnologie zu erklären.

[*]Spezifische Messverfahren im Bereich der Motorenoptimierung (Indizierung, Design of

Experiments) wiederzugeben.

[/list]


Keine

5 Prüfungsform



schriftlich oder mündlich (wahlweise)

schriftlich: 1 h 30 min;

mündlich: 1 h 30 min (pro 4er-Gruppe)



7 Benotung



100%)



Master Mechatronik

9 Literatur

VKM II - Skriptum, erhältlich im Sekretariat

10 Kommentar

85

Themenbereich „Energiematerialien“

Modulname

Mini-Forschungsprojekt „Energiematerialien“

Modul Nr.

11-01-4412

Kreditpunkte

4 CP

Arbeitsaufwand

120 h

Selbststudium

120 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes Semester

Sprache




1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

2 Lerninhalt





mit Bezug zum Themenbereich „Energiematerialien“. Idealerweise erfordert die Aufgabenstellung

eine interdisziplinäre Herangehensweise.



Die Studierenden







wählen zur Bearbeitung einer Aufgabenstellung adäquate Hilfsmittel und Methoden aus und

setzen diese ein bzw. wenden diese an



sind in der Lage, die konkreten Fragestellungen, Lösungsvorschläge, unternommene Arbeitsschritte und die erhaltenen Ergebnisse in einer Präsentation sowie einem schriftlichen


diskutieren





5 Prüfungsform


86




7 Benotung





9 Literatur


10 Kommentar

87

Modulname

Ceramic Materials: Syntheses and Properties. Part II

Modul Nr.

11-01-7342

Kreditpunkte

4 CP

Arbeitsaufwand

120 h

Selbststudium

90 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Englisch


Dr. Emanuel Ionescu

1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

11-01-7342-vl Ceramic Materials: Syntheses and

Properties. Part II

0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

• Powder Processing

• Shaping Techniques

• Pyrolysis Processes

• Sintering

• Silicon carbide, silicon nitride, silicon oxycarbides, silicon carbonitrides


The student has gained practical experience with and remembers different processing techniques

for ceramic materials. Furthermore, he/she has gained the competence to correlate the

relationship between (micro)structure/phase composition of ceramics and their property profiles.

The student gets acquainted with modern processing techniques for ceramic materials and is able

to follow advanced textbooks and scientific literature.


none

5 Prüfungsform




passing of exam

7 Benotung




M.Sc. Materials Science: Elective Courses Materials Science

9 Literatur

1. W. D. Kingery, Introduction to Ceramics, Wiley ,1976.

2. J. R. Reed, Introduction to the Principles of Ceramic Processing, Wiley, 1987.

88

3. U. Schubert, N. Hüsing, Synthesis of Inorganic Materials, Wiley-VCH, 2000.

4. P. Colombo, G. D. Soraru, R. Riedel, H.-J. Kleebe, Polymer-Derived Ceramics: from

Nanostructure to Applications, DEStech Publications Inc., 2009. 5. R. Riedel, I.-W. Chen, Ceramics Science and Technology, vols. 1-4, Wiley-VCH, 2008-2014.

6. N. Bansal, A. R. Boccaccini, Ceramics and Composites Processing Methods, Wiley, 2012.

10 Kommentar

Cycle: each winter semester

89

Modulname

Chemie anorganischer Festkörper I (M.AC6)

Modul Nr.

07-03-0025

Kreditpunkte

3 CP

Arbeitsaufwand

90 h

Selbststudium

60 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

07-03-0007-vl Chemie anorganischer Festkörper I

(M.AC6)

0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

Charakteristika anorganischer Festkörper, kooperative Phänomene, kristalliner Zustand;

Präparative Methoden (Hochtemperatur- und Hochdrucksynthese, Einkristallzucht, Chemischer

Transport, Solvothermalsynthese, Sol-Gel-Verfahren, Topochemische Reaktionen, Dünne

Schichten); Symmetrie, Kristallographie, Strukturtypen; Struktur und Bindung (Nichtmetalle,

Metalle, kovalente, ionische und intermetallische Verbindungen); Strukturbestimmende Faktoren

(Isosteriebeziehungen, Elektronenmangelverbände, Gitterenergie, Raumerfüllung,

Radienkriterien, elektrostatische Valenz, Kristallfeldeffekte, Polarisationseffekte, Kugelpackungen und Lückenbesetzung, Polyederverknüpfung, Substitutionsmischkristalle, Überstrukturen,

Valenzelektronenkonzentration); Struktur-Eigenschaftsbeziehungen (Piezoelektrizität,

Ferroelektrizität, Magnetismus, Ionenleitung, Halbleiter, Härte); Reaktivität im Festkörper

(Fehlerkonzept, Nichtstöchiometrie, Punktfehler, Scherstrukturen); Thermodynamische

Stoffcharakterisierung (Phasendiagramme, Phasenumwandlungen); Spezielle

Verbindungsklassen (Perowskite, Spinelle, Silicate, HT-Supraleiter); Elektronische Struktur von

Festkörpern (Bändermodell, Zustandsdichten, Bandlücken).


Studierende verstehen die Zusammenhänge zwischen Aufbau, Bindungscharakter und

Eigenschaften anorganischer Festkörper, um das Potential chemischer und struktureller

Differenzierung von Materialien, auch im Hinblick auf eine Funktionalisierung und Anwendung,

erkennen und einsetzen zu lernen.


5 Prüfungsform




7 Benotung


90


100%)


9 Literatur

vgl. Verweise im Internetangebot des Instituts

10 Kommentar

91

Modulname

Functional Materials

Modul Nr.

11-01-4104

Kreditpunkte

6 CP

Arbeitsaufwand

180 h

Selbststudium

120 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Englisch


Prof. Dr.-Ing. Oliver Gutfleisch

1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

11-01-1036-vl Functional Materials 0 Vorlesung 4

2 Lerninhalt

Functional Materials and specific devices:

• Conductivity in metals,

• Semiconductors,

• Thermoelectricity,

• Organic semiconductors,

• Ionic conductors,

• Dielectric and ferroelectric materials,

• Introduction to magnetism and magnetic materials, • Magnetic materials and their applications (permanent and soft magnets),

• Magnetocaloric materials,

• Metal Hydrides,

• Superconductors.


Gaining knowledge of the most important principles in the before mentioned material classes.

Focusing not only on the physical principles but also materials synthesis and application of the

most important functional materials. Furthermore applications of these material classes will be

discussed. The students will be able to develop and characterise simple devices constructed from

the above mentioned materials.


recommended: good knowledge of Materials Science I-VI (Bachelor course),

knowledge of basic solid state physics

5 Prüfungsform




passing of exam

7 Benotung


92



M.Sc. Materials Science: Mandatory Course Materials Science. In order to avoid doubling of

curricular elements, students who graduated from TU Darmstadt with a Bachelor in Materials

Science within the study regulations from 2008 are NOT allowed to take this module for credit

and must instead take more Elective Courses Materials Science to compensate for the missing 6

CP.

9 Literatur

1. K.Nitzsche, H.-J.Ullrich, „Funktionswerkstoffe der Elektrotechnik und Elektronik“, Deutscher

Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig (1993).

2. O. Kasap, “Principles of Electronic Materials and Devices”, Mcgraw-Hill Publ. Comp. (2005).

3. Rolf E.Hummel, „Electronic properties of materials“, Springer Verlag (1993).

4. J.C.Anderson et al., „Materials Science“, Chapman & Hall Verlag (1990).

5. C.Kittel, „Einführung in die Festkörperphysik“, 14. Auflage, Oldenburg Verlag, München

(2006).

6. H.Ibach, H.Lüth, "Festkörperphysik", 6. Auflage, Springer Verlag, Berlin (2002). 7. E.A.Silinsh, V.Capek, "Organic molecular crystals" , AIP Press (1994).

8. W.Brütting, "Physics of organic semiconductors", Wiley- VCH (2005).

9. W.Buckel, R.Kleiner „Supraleitung“, 6. Auflage, Wiley-VCH Verlagsgesellschaft (2004).

10. J. M. D. Coey, “Magnetism and Magnetic Materials”, Cambridge University Press (2010).

11. B. D. Cullity, “Introduction to Magnetic Materials”, Wiley-IEEE Press (2008).

12. O’Handley, “Modern magnetic materials: principles and applications”, Wiley & Sons (2000)

13. Darren P. Broom, “Hydrogen Storage Materials: The characterisation of Their Storage

Properties (Green Energy and Technology)”, Springer (2011).

10 Kommentar


93

Modulname

Grenzflächenverfahrenstechnik

Modul Nr.

16-15-5050

Kreditpunkte

4 CP

Arbeitsaufwand

120 h

Selbststudium

90 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


Prof. Dr. rer. nat. Steffen Hardt

1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

16-15-5050-vl Grenzflächenverfahrenstechnik 0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

Thermodynamik der Grenzflächen, Randwinkel, Benetzung, Filmbeschichtung, Kolloidale

Lösungen, Brown'sche Molekularbewegung, Viskosität von Dispersionen, Elektrolytsysteme,

Leitfähigkeiten, Elektrolyse, Strom-Spannungs-Kurven, Elektrodialyse, DLVO-Theorie,

Kolloidstabilität. Schäume, Emulsionen, Dispersionen.



Lage sein:

[list=1]

Randwinkelphänomene zu erklären und zu beurteilen.

Partikelbeladene Strömungen zu analysieren und zu modellieren.

[*]Die Stabilität kolloidaler Systeme auf Grundlage der DLVO-Theorie zu beurteilen.

[/list]


Der Besuch der Veranstaltung erfordert Vorkenntnisse auf dem Gebiet der Thermodynamik und

der Strömungsmechanik.

5 Prüfungsform






7 Benotung




Master PST Pflicht

94


9 Literatur

Skript wird in Moodle bereitgestellt.

10 Kommentar

95

Modulname

Heterogene Katalyse (M.TC5)

Modul Nr.

07-06-0006

Kreditpunkte

3 CP

Arbeitsaufwand

90 h

Selbststudium

60 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 3. Semester

Sprache

Deutsch


1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

07-06-0006-vl Heterogene Katalyse (M.TC5) 0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

Die Heterogene Katalyse ist eine der bedeutsamsten Zukunftstechnologien, da sie wie kein

anderes technisches Prinzip die ökonomische und ökologische Wertschöpfung miteinander

verbindet. Die meisten industriell durchgeführten Reaktionen zur Produktion von Grundstoffen,

Zwischen- und Endprodukten verlaufen nur in Gegenwart von Katalysatoren. In der Vorlesung

Heterogene Katalyse wird gelehrt, wie Katalysatoren hergestellt, materialseitig und kinetisch

charakterisiert und - unter Berücksichtigung wesentlicher Katalysekonzepte - in Forschung und

Industrie eingesetzt werden.

Grundlagen der Heterogenen Katalyse Moderne Methoden der Synthese von heterogenen Katalysatoren

Physikalisch-chemische Charakterisierung von heterogenen Katalysatoren

Prinzipien: Redoxkatalyse, Säure-Base-Katalyse Anwendung von Katalysatoren

(Selektivhydrierung, Partialoxidation, Umweltkatalyse)

Catalytic Reaction Engineering; Mikro-/Makrokinetik

Katalytische Reaktionsmechanismen

Neue experimentelle Methoden und Trends der Entwicklung heterogener Katalysatoren

Aktuelle Ergebnisse aus der Entwicklung neuer Feststoffkatalysatoren und -materialien


Die Studenten sollen in der Lage sein, auf der Basis grundsätzlicher Katalysekonzepte und unter

Berücksichtigung wichtiger Resultate der modernen Katalyseforschung (z.B. „Nano-Catalysis“,

Rational Catalyst Design“) heterogene Katalysatoren je nach Anwendungsfall herzustellen, mit

physikalisch-chemischen Methoden zu charakterisieren und zur Weiterentwicklung/Optimierung

von Katalysatoren für bedeutsame Reaktionen der chemischen Industrie beitragen zu können.


5 Prüfungsform




96

7 Benotung



100%)


9 Literatur


10 Kommentar

97

Modulname

Magnetism and Magnetic Materials

Modul Nr.

11-01-2001

Kreditpunkte

4 CP

Arbeitsaufwand

120 h

Selbststudium

90 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Englisch


Prof. Dr. rer. nat. Lambert Alff

1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

11-01-2001-vl Magnetism and Magnetic Materials 0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

• Basic notions of magnetism

• Magnetism in atoms and ions

• Magnetism in metallic materials

• Crystal field symmetry and Exchange Interaction

• Magnetically ordered structures

• Magnetic order, symmetry and phase transitions

• Micromagnetism and domain behavior

• Experimental methods in magnetism • Selected (hot) topics from current research


The student is able to remember the basic notions of magnetism for a broad range of situations

and materials. The student has the competence to differentiate different types of magnetism and

their origin, and to correlate them with materials properties. He/she is qualified to evaluate

experimental and theoretical methods for goal-oriented research in the area of magnetism and

magnetic materials. The student remembers modern magnetic materials and their use in current

applications. The student has a first insight in modern research in magnetism and magnetic

materials and a beginner’s competence to follow advanced textbooks and scientific literature.


recommended: module „Quantum Mechanics for Materials Science”

5 Prüfungsform




passing of exam

7 Benotung



98



9 Literatur

1. S. Blundell: Magnetism in Condensed Matter, Oxford University Press (2001)

2. J. M.D. Coey: Magnetism and Magnetic Materials, Cambridge University Press (2009)

3. D. Jiles: Introduction to Magnetism and Magnetic Materials, Chapman & Hall (2001)

4. R. Skomski: Simple Models of Magnetism, Oxford University Press (2008)

5. N. Spaldin, Magnetic Materials, Cambridge University Press (2006)

6. L. Alff, Magnetismus und magnetische Materialien, Lecture notes (2004)

10 Kommentar


99

Modulname

Materials Science of Thin Films

Modul Nr.

11-01-2004

Kreditpunkte

4 CP

Arbeitsaufwand

120 h

Selbststudium

90 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Englisch


Prof. Dr. rer. nat. Lambert Alff

1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

11-01-2004-vl Materials Science of Thin Films 0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

• Introduction to thin film technology

• Nucleation: Thermodynamics and kinetics

• Structure and strain

• Thermal Evaporation

• Sputtering

• Chemical vapor deposition (CVD)

• Molecular beam epitaxy (MBE)

• Pulsed laser deposition (PLD) • Thin film deposition of oxides

• Thin films for solar cells


The student has gained a broad overview on and remembers relevant thin film deposition

methods. He/she is able to identify the advantages and disadvantages of each deposition method

for different applications and needs. The student has the competence to apply fundamental thin

film science to novel materials. The student has the competence to differentiate different types of

deposition methods according to their physical and chemical principles. He/she is qualified to

evaluate thin film methods for goal-oriented research in the diverse fields of thin film

applications. The student has a first insight in modern research in thin films and a beginner’s

competence to follow advanced textbooks and scientific literature.


none

5 Prüfungsform




passing of exam

7 Benotung


100




9 Literatur

1. M. Ohring: Materials Science of Thin Films, Academic Press (2002) 2. L. B. Freund and S. Suresh: Thin Film Materialss, Cambridge University Press (2003).

3. R. Eason (Ed.): Pulsed Laser Deposition of Thin Films, Wiley (2007)

4. 17. IFF-Ferienkurs: Dünne Schichten und Schichtsysteme, Forschungszentrum Jülich (1986)

10 Kommentar

Cycle: each summer semester

101

Modulname

Mechanical Properties of Metals

Modul Nr.

11-01-2006

Kreditpunkte

4 CP

Arbeitsaufwand

120 h

Selbststudium

90 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Englisch


Apl. Prof. Dr.-Ing. Clemens Müller

1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

11-01-9092-vl Mechanical Properties of Metals 0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

• Microstructure – Property Relationship

• Tensile Testing

• Fracture Toughness

• Fatigue Life Time

• Fatigue Crack Propagation

• Crack Closure Effects

• Long Crack and Short Crack Behaviour


The student is able to remember the basic notions of the behaviour of metallic materials under

static and dynamic loading. He/she has the competence to differentiate the relevant mechanisms

and their microstructural dependence. They are able to decide about the optimal microstructure

for the prevailing mechanical loading and have basic knowledge about methods to produce the

relevant microstructures. He/she is qualified to assess experimental and theoretical methods for

goal-oriented research in the area of improving mechanical properties by microstructural

optimization. The student has a beginner’s competence to follow advanced textbooks and

scientific literature.


recommended: Bachelor module “Materials Science IV: Mechanical Properties”

5 Prüfungsform




passing of exam

7 Benotung




102


9 Literatur

1. Mechanical Behavior of Engineering Materials, J. Rösler, Springer Verlag

2. Materials Science and Engineering, R. W. Cahn et al. VCH-Verlag

3. Materials for Engineering, J. W. Martin. The Institute of Materials, London

4. Deformation and Fracture Mechanics of Engineering Materials, R.W. Hertzberg, John Wiley

& Sons, Inc

5. Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung, W. Domke. Verlag W. Girardet, Essen

10 Kommentar


103

Modulname

Semiconductor Interfaces

Modul Nr.

11-01-8162

Kreditpunkte

4 CP

Arbeitsaufwand

120 h

Selbststudium

90 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Englisch


Apl. Prof. Dr. rer. nat. Andreas Klein

1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

11-01-8162-vl Semiconductor Interfaces 0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

• Carrier concentrations in semiconductors

• Excess carriers and carrier recombination

• Space charge layers

• Schottky diodes and p/n-junctions

• Charge transport characteristics of semiconductor diodes

• Solar cells, light emitting diodes, semiconductor lasers

• Barrier formation at semiconductor interfaces


The student is able to remember the basic notions of semiconductor physics including carrier

concentrations in thermal equilibrium and non-equilibrium situations. The student has the

competence to develop energy band diagrams and understand the function of all basic

semiconductor structures. He/she is qualified to evaluate semiconductor devices and remembers

most important semiconductor materials, their properties and their use in current applications.

The student is aware of several materials limitations of semiconductor devices.


recommended: fundamentals of solid state physics

5 Prüfungsform




passing of exam

7 Benotung





104

9 Literatur

1. Klein, Semiconductor Interface, Lecture Notes (2009)

2. S.M. Sze, and K.K. Ng: Physics of Semiconductor Devices, John Wiley & Sons, Hoboken

(2007)

3. P.Y. Yu, and M. Cardona: Fundamentals of Semiconductors. Physics and Materials

Properties, Springer, Berlin (2001)

10 Kommentar


105

Modulname

Surfaces and Interfaces

Modul Nr.

11-01-4105

Kreditpunkte

5 CP

Arbeitsaufwand

150 h

Selbststudium

105 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Englisch


Prof. Dr. Wolfram Jaegermann

1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

11-01-7922-vl Surfaces and Interfaces 0 Vorlesung 3

2 Lerninhalt

• surfaces of solids: thermodynamics of surface formation, structure of surfaces, electronic

structure of surface and surface potentials

• kinetics of surface reactions: physisorption and chemisorption, surface diffusion, surface

reactions and catalysis

• internal surfaces: structural models, thermodynamics of internal surfaces, epitaxy and

growth modes

• solid/electrolyte interfaces: thermodynamics and electrochemical double layers,

thermodynamics of electrochemical reactions, kinetics of electrochemical reactions, corrosion and corrosion modes


The student is able to understand and treat the specific effects of surfaces and interfaces in

materials science, he/she differentiates between thermodynamically and kinetically determined

properties, he/she knows the important terms and definitions and related theoretical concepts

used in surface/interface science and electrochemistry, he/she has reached a conceptual

understanding how surfaces/interfaces affect the properties of presented devices, he/she will

reach a materials science related understanding of electrochemical processes, he/she will be able

to transfer this knowledge to any future envisaged problems and materials, the student has

reached the competence to differentiate between bulk and surface effects in devices and to

correlate them with material’s properties, he/she is qualified to evaluate experimental and

theoretical methods in his/her possible future research involving surface/interface effects and

electrolyte interfaces, he/she will have the competence to follow advanced textbooks and

scientific literature.


recommended: elementary knowledge in physics, especially quantum mechanics and solid state

physics

5 Prüfungsform




106

passing of exam

7 Benotung




M.Sc. Materials Science: compulsory module

9 Literatur

1. H. Lüth, "Surfaces and Interfaces of Solid Materials", Springer Verlag (1995) 2. K. Christmann, "Introduction to Surface Physical Chemistry", Steinkopff

Verlag Darmstadt, Springer Verlag New York (1991)

3. H.D. Dörfler, "Grenzflächen und Kolloidchemie" VCH-Verlagsgesellschaft (1994)

4. Zangwill, "Physics at Surfaces", Cambridge University Press

5. E.S. Machlin, "Thermodynamics and Kinetics", Columbia University New York

6. M.Henzler, W.Göpel, "Oberflächenphysik des Festkörpers", Teubner Stuttgart (1991)

7. M.A. Herman, H. Sitter, "Molecular Beam Epitaxy", Springer-Verlag (2nd Ed.)

8. Carl H. Hamann, W. Vielstich "Elektrochemie", Wiley VCH, (3. Aufl.)

9. Helmut Kaesche, "Die Korrosion der Metalle", Springer-Verlag (3. Aufl.)

10 Kommentar


107

Modulname

Werkstoffherstellung und -verarbeitung

Modul Nr.

11-01-1038

Kreditpunkte

5 CP

Arbeitsaufwand

150 h

Selbststudium

105 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


Prof. Dr.-Ing. Oliver Gutfleisch

1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

11-01-9312-vl Werkstoffherstellung und -

verarbeitung

0 Vorlesung 3

2 Lerninhalt

• Bauteildesign basierend auf Materialeigenschaften

• Rohstoffgewinnung und -verarbeitung

• Gussverfahren

• Sintertechnologie

• Beschichtungs- und Dünnschichtverfahren

• Umformvorgänge

• Fügeverfahren • Recycling und Ressourceneffizienz


Der/die Studierende bekommt einen ersten Einblick in die Techniken der Rohstoffgewinnung

und der darauffolgenden Verarbeitungstechniken zur Herstellung von Materialien und Bauteilen

auf schmelz- oder pulvermetallurgischem Weg. Dies schließt eine Behandlung von relevanten

theoretischen Grundlagen mit ein. Dem/der Studierenden gelingt es, Parallelen zu ziehen

zwischen Prozessierung und Eigenschaften von Materialien. Er/sie erwirbt eine erste

Qualifikation, materialspezifische Verarbeitungsrouten für das Design und die Herstellung von

Bauteilen auszuwählen. Außerdem bekommt er/sie ein erweitertes Level an Kompetenz zur

Auswahl und Anwendung von angemessenen Beschichtungs- und Fügeverfahren. Begleitend zu

den genannten Themenschwerpunkten werden dem Studenten/der Studentin die Themen

Ressourcenschonung und Recycling näher gebracht.


empfohlen: Grundlagen der Material- und Ingenieurwissenschaft

5 Prüfungsform




Bestehen der Prüfung

7 Benotung


108



B.Sc. Materialwissenschaft: Pflichtmodul

9 Literatur

1. Werkstoffwissenschaft und Fertigungstechnik. Eigenschaften, Vorgänge, Technologien. Ilschner, Singer. Springer-Verlag, Berlin

2. Manufacturing with Materials, Edwards, Endean, Butterworth

3. Materials Science and Engineering, R. W. Cahn et al. VCH-Verlag

4. Handbuch der Fertigungstechnik, G. Spur, Hanser-Verlag

5. The Production of Inorganic Materials, J. W. Evans, L. C. DeJonghe, Mc Millan

6. Materials for Engineering, J. W. Martin. The Institute of Materials, London

7. Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung, W. Domke. Verlag W. Girardet, Essen

8. Werkstofftechnik – Teil 2: Anwendung, W. Bergmann. Hanser Studien Bücher

10 Kommentar

Turnus: jedes Sommersemester

109

Themenbereich „Erneuerbare Energien und Technologien“

Modulname

Mini-Forschungsprojekt „Erneuerbare Energien und Technologien“

Modul Nr.

11-01-4413

Kreditpunkte

4 CP

Arbeitsaufwand

120 h

Selbststudium

120 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes Semester

Sprache




1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

2 Lerninhalt





mit Bezug zum Themenbereich „Erneuerbare Energien und Technologien“. Idealerweise erfordert

die Aufgabenstellung eine interdisziplinäre Herangehensweise.



Die Studierenden











Arbeitsschritte und die erhaltenen Ergebnisse in einer Präsentation sowie einem schriftlichen


diskutieren





5 Prüfungsform


110




7 Benotung





9 Literatur


10 Kommentar

111

Modulname

Electrochemistry for Energy Applications I: Fundamentals

Modul Nr.

11-01-7300

Kreditpunkte

4 CP

Arbeitsaufwand

120 h

Selbststudium

90 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Englisch



1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

11-01-7300-vl Electrochemistry for Energy

Applications I: Fundamentals

0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

• Electrochemical Thermodynamics

• Electrochemical Kinetics

• Electrochemical Methods

• Fuel cells

• Electrolysis


The student will be introduced to the main concepts of heterogeneous electrochemistry

(electrodics), basic electrochemical methods and main materials science questions related to the

use and application of electrochemical converter devices. He/she will learn to evaluate

experimental and theoretical results obtained with different electrochemical, surface science and

theoretical techniques, and obtain a first insight in modern electrodics applied for continuing

experimental work in this field. Moreover, he/she obtains basic competence to follow advanced

textbooks and scientific literature.


recommended: modules “Surfaces and Interfaces” and “Quantum Mechanics for Materials

Science”

5 Prüfungsform




passing of exam

7 Benotung





112

9 Literatur

1. G. Wedler; Lehrbuch der Physikalischen Chemie

2. P.W. Atkins; Physikalische Chemie (Physical Chemistry)

3. C.H. Hamann, W. Vielstich; Elektrochemie (Electrochemistry)

4. W. Schmickler; Grundlagen der Elektrochemie

5. W. Vielstich, A. Lamm, H. Gasteiger (eds); Handbook of Fuel Cells: Fundamentals,

Technology, Application

6. G. Hoogers (ed.); Fuel Cell Technology Handbook

10 Kommentar


113

Modulname

Electrochemistry for Energy Applications II

Modul Nr.

11-01-7301

Kreditpunkte

4 CP

Arbeitsaufwand

120 h

Selbststudium

90 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Englisch



1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

11-01-7301-vl Electrochemistry for Energy

Applications II

0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

• Solid State Ionics

• Battery Fundamentals

• Li-Ion Batteries

• Semiconductor Electrochemistry

• Electrochemical Solar Cell

• Photocatalysis

• Photoelectrochemical Hydrogen Production


The student will be introduced to the main concepts of heterogeneous electrochemistry

(electrodics), solid state ionics and main materials science questions related to the use and

application of electrochemical storage and converter devices. He/she will learn to combine

electrochemical concepts and solid state concepts for dealing with energy devices and to evaluate

experimental and theoretical results obtained with different electrochemical, surface science and

theoretical techniques, and obtain a first insight in modern electrodics applied for continuing

experimental work in this field. Moreover, he/she obtains basic competence to follow advanced

textbooks and scientific literature.


recommended: modules “Surfaces and Interfaces”, “Quantum Mechanics for Materials Science”

and “Electrochemistry in Energy Applications I: Converter Devices”

5 Prüfungsform




passing of exam

7 Benotung



114



9 Literatur

1. G. Wedler; Lehrbuch der Physikalischen Chemie

2. C.H. Hamann, W. Vielstich; Elektrochemie (Electrochemistry)

3. J. Maier, Physical Chemistry of Ionic Materials

4. Thomas B. Reddy, David Linden, Handbook of batteries

5. Robert A. Huggins , Advanced Batteries, Materials Science Aspects

6. M. Wakihara, O. Yamamoto (eds.), Lithium Ion Batteries, Fundamentals and Performance

7. R. Memming; Semiconductor Electrochemistry 8. C.A. Grimes, O.K. Varghese, S. Ranjan; Light, Water, Hydrogen

10 Kommentar


115

Modulname

Energiesysteme II (Erneuerbare Energiesysteme)

Modul Nr.

16-20-5020

Kreditpunkte

4 CP

Arbeitsaufwand

120 h

Selbststudium

90 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


Prof. Dr.-Ing. Bernd Epple

1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

16-20-5020-vl Energiesysteme II (Erneuerbare

Energiesysteme)

0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

Energieumwandlungskonzepte auf der Basis von Biomasse, Solarthermie und Photovoltaik,

Wasser- und Windkraft und Geothermie.



Lage sein:

[list=1]

Die für unterschiedliche energietechnische Anwendungen relevanten chemischen und

physikalischen Eigenschaften von Biomasse zu identifizieren.

Die Nutzung von Sonnenenergie in der Form von Solarthermie und Photovoltaik zu erklären.

Die Grundlagen der Windkraft zu kennen sowie die Funktionsweise eines Windkonverters und

seiner Regelkonzepte zu beschreiben.

Die behandelten Energiesysteme zu berechnen.

[/list]


Keine

5 Prüfungsform



Klausur 90 min



7 Benotung




116



9 Literatur

Skript zum Vorlesungsbeginn erhältlich

10 Kommentar

117

Modulname

Materials chemistry in electrocatalysis for energy applications

Modul Nr.

11-01-2022

Kreditpunkte

5 CP

Arbeitsaufwand

150 h

Selbststudium

150 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Englisch


Prof. Dr. rer. nat. Ulrike Kramm

1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

11-01-2022-ue Exercises Materials chemistry in

electrocatalysis for energy

applications

0 Übung 0

11-01-2022-vl Materials chemistry in

electrocatalysis for energy

applications

0 Vorlesung 0

2 Lerninhalt

Within the synthesis process of electrocatalysts it is important to consider the distinct application target already at an early stage. In this lecture, we will discuss the most important fabrication

processes for electrocatalysts, important techniques for their characterization and electrochemical

evaluation. The selected examples focus on energy applications such as fuel cells and water

electrolysis.

Topics:

Electrocatalysis (Introduction, Fundamentals, Reaction mechanisms)

Catalyst synthesis (Preparation of nanoparticles, Thin films, New and innovative catalyst

concepts)

Characterization (Selected spectroscopic and analytical methods, In-situ and post-mortem

characterization) Important Parameters for catalyst application (Activity, Selectivity, Stability)

Applications (Different types of fuel cells, water splitting reactions, and others)


Due to the parallel exercises in which important recent publications on catalyst synthesis,

characterization and applications are evaluated, the students become experts in the field of

materials development for electrocatalysis. They will be able to perform a qualified evaluation of

related publications, proposals etc.. In addition to this, they learn how to present research

results. For their own work, the students are able to decide on their own, which characterization

techniques are most suited for the one or other types of catalyst as also the main aspects for each

of the characterization methods will be discussed.


A Bachelor degree in natural science or engineering. It is recommended to study the basics of

electrochemistry (moduls 11-01-7300 or 07-04-0006) in parallel or before.

5 Prüfungsform


118



passing of exam

7 Benotung





9 Literatur

To be announced in the lecture

10 Kommentar


119

Biomasse

Modulname

Abfalltechnik

Modul Nr.

13-K1-

M003

Kreditpunkte

6 CP

Arbeitsaufwand

180 h

Selbststudium

120 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


Prof. Dr. Liselotte Schebek

1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

13-K1-0003-vl Aggregate, Verfahrenskonzepte

und Anlagen

0 Vorlesung 2

13-K1-0004-ue Abfalltechnik - Übung 0 Übung 2

2 Lerninhalt

Abfallvermeidung – Grundsätze, Konsumverhalten, Produktdesign, Bilanzierung,

Abfallverwertung, Abfallwirtschaftskonzepte, Logistik,

Abfalltechnik: chemische, biologische und verfahrenstechnische Grundlagen:

• Abfallverwertung - Sortiertechnik, Aufbereitungstechnik, Energetische und stoffliche

Verwertung,

• Biologische Abfallbehandlung - Verfahrenstechnik, Behandlungsverfahren, eingesetzte

Aggregate, Planungs- und Dimensionierungsgrundsätze • Mechanisch-Biologische Abfallbehandlung - Verfahrenstechnik, Behandlungsverfahren,

eingesetzte Aggregate, Planungs- und Dimensionierungsgrundsätze

• Thermische Abfallbehandlung - Verfahrenstechnik, Behandlungsverfahren, eingesetzte

Aggregate, Planungs- und Dimensionierungsgrundsätze

• Deponierung - Verfahrenstechnik, Multibarrierensystem, Deponiearten, Planungs- und

Dimensionierungsgrundsätze

• Anlagenplanung – Grundlagenermittlung, Projektablauf, Projektmanagement, Genehmigung,

Bau und Inbetriebnahme, Controling.

•Rollenspiel Planungsworkshop


Nachdem die Studierenden das Modul erfolgreich absolviert haben:

- verstehen sie die wesentlichen Aufgaben der Abfalltechnik,

- können sie die wichtigsten Aggregate der Abfalltechnik beschreiben,

- können sie abfalltechnische Anlagen unter Berücksichtigung technischer, ökonomischer und

ökologischer Aspekte bemessen, planen, entwerfen, betreiben und erhalten;

- besitzen sie die Fähigkeit, unterschiedliche Lösungen abzuwägen, sachlich und verständlich zu

erläutern, Entscheidungen zu treffen und zu begründen.

- sind sie in der Lage, die Ergebnisse Ihrer Arbeit in geeigneter Form darzustellen und zu

präsentieren.

- besitzen sie die Fähigkeit, fachspezifische Probleme nach wissenschaftlichen Grundsätzen

selbstständig zu bearbeiten.

120


Grundkenntnisse in Abfallwirtschaft

5 Prüfungsform





Unbenotete Studienleistung (Art wird zu Beginn der LV bekannt gegeben)

7 Benotung





9 Literatur


10 Kommentar

121

Modulname

Abwassertechnik 2

Modul Nr.

13-K2-

M002

Kreditpunkte

6 CP

Arbeitsaufwand

180 h

Selbststudium

150 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


Prof. Dr. Peter Cornel

1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

13-K2-0001-vu Abwassertechnik 2 0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

Biologische Abwasserbehandlung

(Grundlagen der Biologie, Grundlagen des Belebungsverfahrens, Bemessung des

Belebungsverfahrens, inkl. Nährstoffelimination, Nachklärung, Belüftung)

Schlammbehandlung und Beseitigung

(Schlammmengen und –eigenschaften, Ziele der Schlammbehandlung, Schlammstabilisierung,

Verminderung des Schlammvolumens (Eindickung, Entwäs-serung, Trocknung),

Schlammverwertung und Entsorgung) Systemanalyse

(Bilanzen, Reaktionen, Reaktoren)

Biofilmverfahren

(Tauch- und Tropfkörper, Festbetten, Fließbetten, Grundlagen, Anwendungen, Dimensionierung)

Kombinationsverfahren, Varianten des Belebungsverfahrens

(Kaskadenbiologie, Tankbiologie, Membranbelebungen, ...)

Mehrstufige Verfahren

(Verfahrenskombinationen)

Ansätze zur mathematischen Modellierung / Simulation

(statische / dynamische Verfahren)

Hausübung; Exkursion


Die Studierenden können umwelttechnische Anlagen unter Berücksichtigung technischer,

ökonomischer und ökologischer Aspekte bemessen, planen, entwerfen, betreiben und erhalten;




und zu präsentieren




Empfohlen: Abwassertechnik 1 „Grundlagen der Stadtentwässerung und Abwasserreinigung“

5 Prüfungsform


122



7 Benotung




9 Literatur

Vorlesungsskript

10 Kommentar

123

Modulname

Klärschlamm - Anfall und Behandlungsverfahren

Modul Nr.

13-K2-

M009

Kreditpunkte

6 CP

Arbeitsaufwand

180 h

Selbststudium

90 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

13-K2-0015-se Klärschlamm - Anfall und

Behandlungsverfahren. Integrative

Ansätze zum Reststoffmanagement

in der Abwassertechnik

0 Seminar 6

2 Lerninhalt

Klärschlamm: Rechtliche Grundlagen, Anfall, Mengen, Zusammensetzung, Schlammbezeich-

nungen, -kennwerte, Analyseverfahren Stabilisierung, Grundlagen des aeroben und anaeroben

Stoffwechsels, Stabilisierungsverfahren, Bauformen und Ausrüstung von Stabilisierungsanlagen,

Grundlagen der Eindickung und Entwässerung, Konditionierung, Trocknung und Verbrennung, Behandlung der Prozesswässer, Entsorgung, Entsorgungspfade und -perspektiven, Neue

Verfahren, Trends, Möglichkeiten zur Reduzierung der Schlammmengen


Die Studierenden können umwelttechnische Anlagen unter Berücksichtigung technischer,

ökonomischer und ökologischer Aspekte bemessen, planen, entwerfen, betreiben und erhalten;


verständlich zu erläutern, Entscheidungen zu treffen und zu begründen. Die Studierenden sind in

der Lage, die Ergebnisse ihrer Arbeit in geeigneter Form darzustellen und zu präsentieren. Die

Studierenden besitzen die Fähigkeit, fachspezifische Probleme nach wissenschaftlichen

Grundsätzen selbständig zu bearbeiten. Die Studierenden können sich in einer Gruppe

zielführend für die gemeinsame Lösung einer ingenieurmäßigen Aufgabenstellung einbringen.


AWT B1 - Abwassertechnik 2

5 Prüfungsform





Hausarbeit und Präsentation, Laborpraktikum, Teilnahme an Werkstattterminen

(Anwesenheitspflicht)

124

7 Benotung





9 Literatur

Handouts, DIN-Normen, DWA-Arbeits-/Merkblätter, ATV-Handbuch Klärschlamm, ernst & Sohn Verlag, 4. Auflage, Berlin, 1996

10 Kommentar

125

Modulname

Nachwachsende Rohstoffe für chemische und biochemische Umsetzungen (M.TC9)

Modul Nr.

07-06-0010

Kreditpunkte

3 CP

Arbeitsaufwand

90 h

Selbststudium

60 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 3. Semester

Sprache

Deutsch


Prof. Markwart Kunz

1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

07-06-0010-vl Nachwachsende Rohstoffe für

chemische und biochemische

Umsetzungen (M.TC9)

0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

Rohstoffe und Stofffluss in der chemischen Industrie, Nachwachsende Rohstoffe, Struktur,

Übersicht über Fette und Öle als nachwachsende Rohstoffe, Übersicht über Kohlenhydrate als

nachwachsende Rohstoffe (Rohstoffe(niedermolekular, hochmolekular), Technische

Synthesestrategien, Beispiele für Polymere (Stärke)), Technische Synthesestrategien für

niedermolekulare Kohlenhydrate, Technische Synthesestrategien für polymere Produkte auf Basis

von Ölen und Fetten, Strategien für Produktentwicklungen.


Die Studierenden sollen in der Lage sein, Strategien zur Nutzung nachwachsender Rohstoffe zu

entwickeln. Ziel ist es auch, dass die Studierenden die Chancen und Risiken, die die

nachwachsenden Rohstoffe im Vergleich zu den petrochemischen Rohstoffen bieten, kennen und

bewerten lernen.


5 Prüfungsform




7 Benotung



100%)


126

9 Literatur


10 Kommentar

127

Geothermie

Modulname

Geothermie I

Modul Nr.

11-02-1334

Kreditpunkte

6 CP

Arbeitsaufwand

180 h

Selbststudium

105 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

11-02-1334-pr Geothermisches Praktikum I 0 Praktikum 2

11-02-1334-vu Geothermie I: Grundlagen und

oberflächennahe Systeme

0 Vorlesung und

Übung

3

2 Lerninhalt



5 Prüfungsform


[11-02-1334-vu] (Fachprüfung, mündliche / schriftliche Prüfung, Standard)

[11-02-1334-pr] (Studienleistung, fakultativ, Standard)


7 Benotung


[11-02-1334-vu] (Fachprüfung, mündliche / schriftliche Prüfung, Gewichtung: 2)

[11-02-1334-pr] (Studienleistung, fakultativ, Gewichtung: 1)


9 Literatur

128

10 Kommentar

Modulname

Geothermie II

Modul Nr.

11-02-2215

Kreditpunkte

5 CP

Arbeitsaufwand

150 h

Selbststudium

90 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

11-02-2024-vu Geothermie II: Tiefe Systeme,

Exploration und

Reservoirtechnologien

0 Vorlesung und

Übung

4

2 Lerninhalt



5 Prüfungsform




7 Benotung




9 Literatur

10 Kommentar

129

Modulname

Geothermie III

Modul Nr.

11-02-2216

Kreditpunkte

5 CP

Arbeitsaufwand

150 h

Selbststudium

90 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

11-02-2161-vu Geothermie III

(Berechnungsmethoden und

Reservoirtechnologien)

0 Vorlesung und

Übung

4

2 Lerninhalt



5 Prüfungsform




7 Benotung




9 Literatur

10 Kommentar

130

Modulname

Geothermie IV

Modul Nr.

11-02-2217

Kreditpunkte

6 CP

Arbeitsaufwand

180 h

Selbststudium

105 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

11-02-2152-pr Geothermisches Labor- und

Feldpraktikum

0 Praktikum 2

11-02-2154-vu Geothermie IV: Oberflächennahe,

mitteltiefe und gekoppelte Systeme

0 Vorlesung und

Übung

3

2 Lerninhalt



5 Prüfungsform


[11-02-2152-pr] (Studienleistung, fakultativ, Standard)

[11-02-2154-vu] (Fachprüfung, mündliche / schriftliche Prüfung, Standard)


7 Benotung


[11-02-2152-pr] (Studienleistung, fakultativ, Gewichtung: 1)

[11-02-2154-vu] (Fachprüfung, mündliche / schriftliche Prüfung, Gewichtung: 2)


9 Literatur

10 Kommentar

131

Modulname

Geothermie V

Modul Nr.

11-02-2218

Kreditpunkte

5 CP

Arbeitsaufwand

150 h

Selbststudium

90 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

11-02-2155-vu Geothermie V: Bohr- und

Kraftwerkstechnik

0 Vorlesung und

Übung

4

2 Lerninhalt



5 Prüfungsform




7 Benotung




9 Literatur

10 Kommentar

132

Modulname

Geothermie VI

Modul Nr.

11-02-2246

Kreditpunkte

5 CP

Arbeitsaufwand

150 h

Selbststudium

90 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

11-02-2156-vu Geothermie VI: Anorganische

Chemie tiefer Grundwässer

0 Vorlesung und

Übung

4

2 Lerninhalt



5 Prüfungsform




7 Benotung




9 Literatur

10 Kommentar

133

Modulname

Grundwassermodellierung

Modul Nr.

13-L2-

M010

Kreditpunkte

3 CP

Arbeitsaufwand

90 h

Selbststudium

60 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

13-L2-0013-vl Grundwassermodellierung 0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

• Fragestellungen aus der wasserbaulichen Entwurfspraxis

• Grundlagen der Strömungs- und Transportprozesse im Untergrund

• Modellbildung, Prozess und Skala

• Analytische und Numerische Verfahren

• Parameterbestimmung / Pumptests

• Mehrdimensionale Strömungsprobleme

• Teilgesättigte Wasserbewegung


Nachdem die Studierenden die Veranstaltung besucht haben, können Sie

- Grundwasserströmungen modellieren,

- Parameter von Grundwasserströmungen, speziell die Durchlässigkeiten abschätzen,

- Strömungen in der Teilgesättigten Bodenzone berechnen,

- die Ergebnisse Ihrer Arbeit in geeigneter Form darstellen und präsentieren


Empfohlen: Hydromechanik I,Wasserbau, Wasserwirtschaft und Hydrologie

5 Prüfungsform




7 Benotung




134

9 Literatur

Grundwassermodellierung: Eine Einführung mit Übungen“, Kinzelbach Rausch 1995,

„Grundwasserhydraulik“ I. David

10 Kommentar

135

Solar

Modulname

Angewandte Optik

Modul Nr.

05-21-1485

Kreditpunkte

5 CP

Arbeitsaufwand

150 h

Selbststudium

90 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


Prof. Dr. phil. nat. Thorsten Kröll

1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

05-21-4121-vl Angewandte Optik 0 Vorlesung 3

05-23-4121-ue Angewandte Optik 0 Übung 1

2 Lerninhalt

Effekte in der Optik,

Instrumentierung der Optik,

Anwendungen der Optik


Die Studierenden

• wissen um die Grundlagen, Funktionen und Anwendungen von typischer Instrumentierung in

der Optik

• besitzen Fertigkeiten in der Formulierung mathematisch-physikalischer Ansätze zur

Manipulation von Licht und können diese auf Aufgabenstellungen in den genannten Bereichen

anwenden und kommunizieren und

• sind kompetent in der selbständigen Bearbeitung von Problemstellungen zu den genannten

Themenbereichen und sind in der Lage, technische Aspekte der Optik zu analysieren und

mögliche Anwendungen einzuschätzen


BSc in Physik

5 Prüfungsform





7 Benotung




136

MSc. Physik: Mögliche Spezialvorlesung in den Studienschwerpunkten „O: Moderne Optik“ oder

K: Kernphysik und nukleare Astrophysik “ oder „ H: Materie bei hoher Energiedichte “oder „ F:

Physik der Kondensierten Materie “ oder „ B: Physik und Technik von Beschleunigern. Und Physikalisches Wahlfach für Studierende, die nicht Studienschwerpunkt „O: Moderne Optik“

gewählt haben.

9 Literatur

wird von Dozent(in) angegeben; Beispiele:

Saleh, Teich: Fundamentals of Photonics

10 Kommentar

137

Modulname

Fundamentals and Technology of Solar Cells

Modul Nr.

11-01-2005

Kreditpunkte

4 CP

Arbeitsaufwand

120 h

Selbststudium

90 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Englisch



1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

11-01-8401-vl Fundamentals and Technology of

Solar Cells

0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

• energy resources and scenarios

• fundamentals of semiconductor and device physics

• preparation and properties of single crystalline Si cells, compound semiconductor cells, high

performance cells, thin film solar cells


The student has gained the information to address and judge energy topics in their relevance for

future technology areas, he/she has gained a broad understanding of semiconductor physics as

background of the working principles of solar cells, he/she has been introduced to the materials

science challenges given for the different cell technologies, he/she has learned which preparation

and processing techniques are involved in the manufacturing and improvement of solar cells,

he/she is qualified to evaluate experimental and theoretical methods for possible future research

in solar cell basic science and technology, he/she has obtained the competence to follow

advanced textbooks and scientific literature.


recommended: modules “Surfaces and Interfaces”, “Quantum Mechanics for Materials Science”,

“Electrochemistry in Energy Applications I: Converter Devices”

5 Prüfungsform


[11-01-8401-vl] (Fachprüfung, Fachprüfung, Standard)


passing of exam

7 Benotung


[11-01-8401-vl] (Fachprüfung, Fachprüfung, Gewichtung: 1)



138

9 Literatur

1. W. Jaegermann, Solar Cells, Lecture material (latest version 2010)

2. Basic Semiconductor Physics Books e.g. Sze, Semiconductor Physics

3. Different specialized books and reviews on solar cells, to be announced

10 Kommentar


139

Wasser

Modulname

Numerische Modellierung im Wasserbau

Modul Nr.

13-L2-

M006

Kreditpunkte

3 CP

Arbeitsaufwand

90 h

Selbststudium

60 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

13-L2-0007-vl Numerische Modellierung im

Wasserbau

0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

Begriff Modell; Grundlegende Schritte und Fehlerquellen bei der Modellformulierung,

Anwendungsgebiete von numerischen Modellen im Wasserbau; Grundgleichungen der Modelle

im Bereich CFD; Grundlegende Lösungsverfahren FD, FV; Einführung in die FEM; grundlegende

Zeitintegrationsverfahren, Randbedingungen, korrekte Aufgabenstellung Stabilität und

Konvergenz der Verfahren; Qualitätsanforderungen, Spezielle Transportschemata,

Parametrisierungen von Sohlreibung & Turbulenzansätze (darunter auch LES) - Praktische

Beispiele



- die vereinfachenden Schritte von der Wirklichkeit bis zum Modellergebnis differenzieren,

- die Kontrolle dieser Schritte verbal skizzieren,

- geeignete mathematische Modellformulierungen auswählen,

- numerische Lösungsverfahren im Detail und deren wesentliche Eigenschaften darlegen,

- Freispiegelströmungen mit Computermodellen simulieren,

- mittels numerischer Modelle ingenieurpraktische Lösungen erarbeiten.


Hydromechanik und Hydraulik I + II, TM3

5 Prüfungsform




7 Benotung


140



9 Literatur

Skript vorhanden

10 Kommentar

141

Modulname

Technische Hydromechanik und Hydraulik II

Modul Nr.

13-L2-

M014

Kreditpunkte

6 CP

Arbeitsaufwand

180 h

Selbststudium

150 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

13-L2-0014-vl Technische Hydromechanik und

Hydraulik II

0 Vorlesung 2

13-L2-0015-ue Technische Hydromechanik und

Hydraulik II - Übung

0 Übung 0

2 Lerninhalt

• Impulserhaltung, Massenfluss, Beschleunigung und Geschwindigkeitsfeld;

• Grundgleichungen der Hydromechanik und Technischen Hydraulik: Herleitungen der Massen-, Impuls- und Energieerhaltungssätze;

• Helmholtzsche Erhaltungssätze zur Rotation;

• Widerstandsgesetze nach Prandtl, Nikuradse und Colebrook-White;

• lokale hydraulische Verluste;

• nicht-Newton’sche (Binghamsche) Fluide;

• Spezielle Lösungen der Navier-Stokes-Gleichungen;

• Grundzüge der Turbulenztheorie;

• Grenzschichten und Ablösung;

• Druckstoßberechnung in Rohrleitungen;

• Rohrnetzberechnung.



- Strömungsvorgänge interpretieren und fundiert erläutern,

- die Erhaltungsgrößen der Strömungsmechanik nennen und darlegen,

- Strömungswiderstände und -verluste quantifizieren,

- Ähnlichkeitsgesetze anwenden,

- Turbulenz als Phänomen erklären und Formeln zur Abschätzung von Größen der Turbulenz

verwenden,

- Rohrleitungsnetze berechnen.


Technische Hydromechanik und Hydraulik I

5 Prüfungsform



142


7 Benotung


Modulprüfung (Fachprüfung, Klausur, Gewichtung: 1)


9 Literatur

Bollrich, G., Technische Hydromechanik Band 1, Verlage für Bauwesen, 1996; Schröder, R.C.M.,

Technische Hydraulik, Springer Verlag, 1994; Jirka G., Einführung in die Hydromechanik, 2007

(frei Internet)

10 Kommentar

143

Modulname

Wasserbau II

Modul Nr.

13-L2-

M002

Kreditpunkte

6 CP

Arbeitsaufwand

180 h

Selbststudium

120 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

13-L2-0011-vl Wasserbau II 0 Vorlesung 2

13-L2-0012-ue Wasserbau II - Übung 0 Übung 2

2 Lerninhalt

Verkehrswasserbau, Schifffahrt

o Schiffstypen

o Hafenanlagen

o Schleusenanlagen o Wasserstraßen

Gewässerrenaturierung

o Ökologische Anforderungen

o Gewässerentwicklungsplanung

o Gewässerunterhaltung

o Maßnahmen des naturnahen Wasserbaus und ihre Wirkung

Durchgängigkeit

o Anforderungen

o Ethohydraulik o Fischaufstieg

o Fischschutz

o Fischabstieg



- verkehrswasserbauliche Anlagen in ihrer Funktionsweise beschreiben,

- Renaturierungsmaßnahmen entwerfen,

- die Gewässerdurchgängigkeit entwerfen,

- hydraulische Nachweise für renaturierte Gewässerstrecken führen,

- in einer Gruppe zusammen arbeiten und die Arbeit aufteilen.


Wasserbau I, WWH, Technische Hydromechanik und Hydraulik I

5 Prüfungsform


144




Benotete Übung Wasserbau II

7 Benotung





9 Literatur

Wasserbau, Grundlagen, Gestaltung von wasserbaulichen Bauwerken und Anlagen,

Patt/Gonsowski 2013, Teilweise Skript FG Wasserbau, Handouts

10 Kommentar

145

Modulname

Wasserbau III

Modul Nr.

13-L2-

M003/3

Kreditpunkte

3 CP

Arbeitsaufwand

90 h

Selbststudium

60 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

13-L2-0005-vl Wasserbau III 0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

• Wasserbauliches Versuchswesen

o Ähnlichkeitsmechanik, Modellgesetze

o Planung und Bemessung wasserbaulicher Versuche

o Modelle mit fester Sohle

o Modelle mit beweglicher Sohle

o Hydraulisch kurze Modelle

o Modellfamilien o Hybride Modelle

• Hydrometrie

o Grundlagen

o Messmethoden

o Messinstrumente

o Auswertung von Messdaten



- wasserbauliche Modellversuche bemessen und planen,

- Modellfamilien benennen,

- Messmethoden und -prinzipien von Strömungen mit ihren Vor- und Nachteilen erläutern,

- unterschiedliche Lösungen abwägen,

- sachlich und verständlich zu erläutern, Entscheidungen treffen und begründen.


Empfohlen: Wasserbau I, Wasserbau II

5 Prüfungsform





Hausübung

146

7 Benotung





9 Literatur

Skript, themenspezifische Handouts, Wasserbau, Grundlagen, Gestaltung von wasserbaulichen Bauwerken und Anlagen, Patt/Gonsowski 2013, Teilweise Skript FG Wasserbau

10 Kommentar

147

Modulname

Wind-, Wasser- und Wellenkraft - Optimierung und Skalierung von Fluidkraftsystemen

Modul Nr.

16-10-5220

Kreditpunkte

4 CP

Arbeitsaufwand

120 h

Selbststudium

90 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes Semester

Sprache

Deutsch


Prof. Dr.-Ing. Peter Pelz

1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

16-10-5220-vl Wind-, Wasser- und Wellenkraft -

Optimierung und Skalierung von

Fluidkraftsystemen

0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

Fluidkraft- und Fluidarbeitssysteme; Systemoptimierung vs. Moduloptimierung; Absolutes Maß

für Energieumwandlungsprozesse; Betrieb eines Wasserkraftwerkes als Optimierungsaufgabe;

Auswahl von Maschinen mittels Cordier-Diagramm; Skalierung des Wirkungsgrades; Optimaler

Betrieb einer Windkraftanlage; Auslegung von Windkraftanlagen; Konstruktive Lösungen für

Wellenkraftanlagen



Lage sein:

[list=1]

Fluidkraftsysteme zu optimieren und zu skalieren.

Methoden der Strukturmechanik, Thermodynamik und Strömungsmechanik auf

Fluidkraftsysteme anzuwenden und konstruktiv und innovativ im gesellschaftlichen Kontext zu

diskutieren.

[/list]


Technische Mechanik und Technische Strömungslehre empfohlen

5 Prüfungsform



Klausur 90 min oder mündliche Prüfung 30 min



7 Benotung



148



WPB Master PST III (Wahlfächer aus Natur- und Ingenieurwissenschaft)

9 Literatur

Robert Gasch; Jochen Twele: Windkraftanlagen, Grundlagen, Entwurf, Planung und Betrieb,

Verlag Teubner.

Albert Betz: Einführung in die Theorie der Strömungsmaschinen, Verlag G. Braun Karlsruhe.

Peter Pelz: On the upper limit for hydropower in an open channel flow, Article 2011 in: Journal

of Hydraulic Engineering, URI: http://tubiblio.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/41338.

Johannes Falnes: Ocean Vaves and Oscillating Systems, Cambridge University Press.

10 Kommentar

http://tubiblio.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/41338

149

Themenbereich „Multimodale Energiesysteme und Nachhaltigkeitsbewertung“

Modulname

Mini-Forschungsprojekt „Multimodale Energiesysteme und Nachhaltigkeitsbewertung“

Modul Nr.

11-01-4414

Kreditpunkte

4 CP

Arbeitsaufwand

120 h

Selbststudium

120 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes Semester

Sprache




1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

2 Lerninhalt





mit Bezug zum Themenbereich „Multimodale Energiesysteme und Nachhaltigkeitsbewertung“.

Idealerweise erfordert die Aufgabenstellung eine interdisziplinäre Herangehensweise.



Die Studierenden













diskutieren





5 Prüfungsform


150




7 Benotung





9 Literatur


10 Kommentar

151

Modulname

Elektrische Energieversorgung II

Modul Nr.

18-hs-2030

Kreditpunkte

5 CP

Arbeitsaufwand

150 h

Selbststudium

90 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


Prof. Dr.-Ing. Jutta Hanson

1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

18-hs-2030-ue Elektrische Energieversorgung II 0 Übung 2

18-hs-2030-vl Elektrische Energieversorgung II 0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

Die Lehrveranstaltung Elektrische Energieversorgung 2 vermittelt vertiefte Einblicke in Analyse

und Betrieb von elektrischen Energieversorgungsnetzen und ihren Komponenten. Die folgenden

Themengebiete werden behandelt:

Betriebsverhalten von Synchrongeneratoren (stationärer Betrieb, Betriebsdiagramm,

stationäre und transiente Stabilität, transientes Verhalten)

Berechnung von Kurzschlussströmen (Dreipolige Kurzschlüsse und deren

Abklingverhalten)

Sternpunktbehandlung von Mittel- und Hochspannungsnetzen (isolierter, geerdeter und

kompensierter Sternpunkt)

Einführung in den Netzschutz


Am Ende der Vorlesung verfügt der Student über ein tiefgreifendes Verständnis des

Synchrongeneratorverhaltens am Netz sowie des Abklingverhaltens von Kurzschlussströmen und

deren Berechnung. Ein grundlegendes Verständnis der Sternpunktbehandlung und des

Netzschutzes ist ebenfalls vorhanden. Die verschiedenen Typen der Stabilität elektrischer

Energieversorgungsnetze sind bekannt.


Kenntnisse vergleichbar zu Energieversorgung I oder Basiswissen zu Betriebsmitteln elektrischer

Netze und Berechnungen in symmetrischen Komponenten.

5 Prüfungsform




152

7 Benotung




MSc ETiT, MSc EPE, MSc Wi-ETiT

9 Literatur

Ein Skript der Vorlesung, Vorlesungsfolien, Übungen und alte Klausuren sind über Moodle

erhältlich.

10 Kommentar

153

Modulname

Elektrische Energieversorgung III

Modul Nr.

18-hs-2080

Kreditpunkte

3 CP

Arbeitsaufwand

90 h

Selbststudium

60 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch



1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

18-hs-2080-vl Elektrische Energieversorgung III 0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

Systemverhalten innovativer Betriebsmittel im Übertragungsnetz

Anwendungsfelder:

Leistungsübertragung und Spannungshaltung

Systemdienstleistungen

Spannungsqualität

Technologie innovativer Betriebsmittel:

Grundlagen der Leistungselektronik

Motivation, technische Realisierungen und Betrieb/Regelung von HGÜ-Systemen

(LCC und VSC)

Motivation, technische Realisierungen und Betrieb/Regelung

Leistungselektronischer Betriebsmittel zur Blindleistungskompensation (SVC, STATCOM,

SC)

Praxisbeispiele & Ausblick


Ein Student kennt nach erfolgreicher Teilnahme an der Veranstaltung die Treiber für den Einsatz

innovativer Netzbetriebsmittel (HGÜ, Kompensationsanlagen) und versteht das Systemverhalten

und die Betriebsführung dieser Betriebsmittel. Er hat die Bedeutung von Modellen und

Simulationen für die sichere und zuverlässige Auslegung und Betriebsführung verinnerlicht.


Stoff der Lehrveranstaltung "Elektrische Energieversorgung I“

5 Prüfungsform



154


7 Benotung





9 Literatur

Vorlesungsfolien

10 Kommentar

155

Modulname

Energie und Klimaschutz

Modul Nr.

16-20-5100

Kreditpunkte

4 CP

Arbeitsaufwand

120 h

Selbststudium

120 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache




1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

16-20-5100-vl Energie und Klimaschutz 0 Vorlesung 0

2 Lerninhalt

Einführung (Energiemarkt, Brennstoffe), Thermodynamische Grundlagen, Klassische (fossile)

Energiesysteme, Carbon Capture and Storage, Regenerative Energien und Kernenergie.



Lage sein:

[list=1]

Die verschiedenen Konzepte zur Energieumwandlung zu differenzieren.

Emissionen und deren Auswirkungen auf den Treibhauseffekt zu erklären und zu beurteilen.

Die Potentiale und Einschränkungen regenerativer Energieträger zu beurteilen.

[/list]


Keine

5 Prüfungsform



Klausur 90 min



7 Benotung



100%)


WP Bachelor MPE

9 Literatur

156

Unterlagen werden während der Vorlesung herausgegeben.

10 Kommentar

157

Modulname

Energieeffizienz

Modul Nr.

13-K3-

M016

Kreditpunkte

3 CP

Arbeitsaufwand

90 h

Selbststudium

60 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch



1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

13-K3-0016-vl Energieeffizienz 0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

Im Rahmen einer Vorlesungen werden den Studierenden die verschienden Aspekte der

Energieeffzienz auf systemischer Ebene vorgestellt. Dabei werden die folgenden Punkte

addressiert:

Energienachfrage:

Energiebilanzen, Effizienzindikatoren, Energienachfrageprognose

Energieeffizienz in privaten Haushalten und GHD:

Gebäude (Sanierungsraten, Gebäudebestand, Sanierungsstrategien) Geräte (Ecodesign)

Energieeffizienz in der Industrie:

Sektoraler Überblick

Querschnittstechnologien (Ecodesign)

Wichtige Prozesstechnologien

Energiemanagement:

Energiebenchmarking, ISO 50001, Kooperative Ansätze

Energieeffizienzpolitik:

Finanzielle Instrumente, Regulatorische Instrumente etc.


Die Studierenden erlagen die Fähigkeit zur Beurteilung der ökonomischen und ökologischen

Bedeutung der Energienachfrage und Energieeffizienz.


Keine Voraussetzung notwendig

5 Prüfungsform




7 Benotung


158



9 Literatur

9 Literatur

Energietechnologien 2050 – Technologiebericht (Martin Wietschel et al. Hrsg.: Fraunhofer ISI,

Karlsruhe; 2010, 1050 S., zahlr. Abb. u. Tab., Kartoniert; Fraunhofer Verlag ISBN 978-3-8396-

0102-0)

Betriebliches Energiemanagement in der industrie

10 Kommentar

159

Modulname

Energieeffizienz und Energieflexibilität in der Produktion

Modul Nr.

16-09-3204

Kreditpunkte

4 CP

Arbeitsaufwand

120 h

Selbststudium

90 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


Prof. Dr.-Ing. Eberhard Abele

1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

16-09-3204-vl Energieeffizienz und

Energieflexibilität in der

Produktion

0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

Motivation zu Energieeffizienzmaßnahmen; energiewirtschaftliche und energietechnische

Grundlagen; Methodik zur Steigerung der Energieeffizienz; Wirtschaftlichkeit und Finanzierung

von Effizienzmaßnahmen; Konzepte des Energiemonitoring und Controling; energieintensive

Prozesse und Querschnittstechnologien; Motivation und Möglichkeiten der energetischen

Flexibilisierung.



Lage sein:

[list=1]

Energiemonitoringmethoden in der Produktion zu identifizieren und zu differenzieren.

Technologien zur Steigerung der Energieeffizienz in der Produktion auszuwählen.

[*]Die Grundlagen der Energieflexibilität in der Produktion zu benennen.

[/list]


Keine

5 Prüfungsform






7 Benotung



160




Master Energy Science and Engineering

9 Literatur

Wird separat bekannt gegeben.

10 Kommentar

161

Modulname

Energiemanagement & Optimierung

Modul Nr.

18-st-2010

Kreditpunkte

6 CP

Arbeitsaufwand

180 h

Selbststudium

120 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch



1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

18-st-2010-pr Praktikum Energiemanagement &

Optimierung

0 Praktikum 1

18-st-2010-ue Energiemanagement &

Optimierung

0 Übung 1

18-st-2010-vl Energiemanagement &

Optimierung

0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

Die Vorlesung gibt einen Überblick über die verschiedenen Ebenen des Energiemanagements und

fokussiert dann auf die ökonomische Einsatzplanung. Zuerst werden die verschieden

Anwendungs-formen wie zum Beispiel Eigenverbrauchsoptimierung, virtuelle Kraftwerke,

Elektroauto-Lademanagement, Redispatch oder multimodale Quartiersenergieoptimierungen

vorgestellt. Rele-vante Grundlagen der gesteuerten Komponenten sowie der adressierten Märkte

werden wiederholt.

Im zweiten Teil werden die methodischen Grundlagen erlernt. Verschiedene mathematische

Formu-lierungen der hinter der Einsatzplanung liegenden Optimierungsprobleme (LP, MILP, QP,

stochasti-sche Optimierung) werden vorgestellt. Parallel vermittelt die Vorlesung einen

praxisorientierten Einstieg in die Methoden der numerische Optimierung (Abstiegsverfahren, Konvergenz, Konvexität, Beschreibungssprachen für Optimierungsprobleme). Zusätzlich werden

auch einfache Verfahren zur Berechnung benötigter Prognosewerte (lineare Regression)

diskutiert.

Alle methodischen Schritte werden in Übungen / einem Praktikum mit den Softwaretools Mat-

lab/Octave und der Modellierungssprache GAMS/AMPL vertieft.


Die Studierenden kennen die wesentlichen Aufgaben und Formulierungen der ökonomischen

Ein-satzplanung. Sie haben ein Grundverständnis für die typisch benutzten

Optimierungsmethoden und können die Qualität der erreichten Lösungen beurteilen. Außerdem

sind die Studierenden in der Lage eigenständig (Energie-)Optimierungsprobleme zu formulieren

und mit Hilfe des Tools GAMS/AMPL zu lösen.


Kenntnisse in der linearen Algebra & multivariaten Analysis, Grundkenntnisse in der Nutzung von Matlab/Octave. Kenntnisse der Module „Kraftwerke & EE“ oder

„Energiewirtschaft“ vorteilhaft aber nicht zwingend.

5 Prüfungsform


162



7 Benotung




MSc ETiT, MSc iST, MSc Wi-ETiT, MSc CE

9 Literatur

Boyd, Vandenberghe: Convex Optimization, Cambridge University Press, 2004A GAMS Tutorial

by Richard E. Rosenthal, https://www.gams.com/24.8/docs/userguides/userguide/_u_g__tutorial.html

10 Kommentar

163

Modulname

Energieversorgung und Umweltschutz

Modul Nr.

16-13-3294

Kreditpunkte

4 CP

Arbeitsaufwand

120 h

Selbststudium

90 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


Dr. Christof Bauer

1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

16-13-3294-vl Energieversorgung und

Umweltschutz

0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

Energie als Basis einer modernen Gesellschaft sollte jederzeit in ausreichendem Umfang und zu

akzeptablen Kosten zur Verfügung stehen. Gleichzeitig sind die damit verbundenen negativen

Umweltauswirkungen zu minimieren. Die Zieltrias aus Versorgungssicherheit, Wirtschaftlichkeit

und Nachhaltigkeit steckt darum den Rahmen für die hier vermittelten Lerninhalte.

Auf der Basis eines umfassenden Überblicks über Primär- und Sekundärenergieträger sowie

deren Gewinnungs- und Umwandlungsprozesse wird anhand einiger Beispiele gezeigt, wie in der

Vergangenheit mit Umweltproblemen umgegangen wurde und welche Instrumente heute zur Verfügung stehen. Klimaschutz als relativ junger Aspekt des Umweltschutzes wird in seinem

Zusammenhang zum Energieverbrauch und im Kontext sehr unterschiedlicher

Entwicklungsstadien in verschiedenen Regionen der Welt besonders beleuchtet. Im globalen

Kontext werden dabei insbesondere der europäische Emissionshandel sowie die verschiedenen

politischen Maßnahmen und Instrumente der deutschen „Energiewende“ in ihrer Wirkungsweise

und ihren Auswirkungen auf andere soziökonomische Bereiche analysiert. Dabei werden

insbesondere die Herausforderungen aus einer immer stärker durch fluktuierende

Stromerzeugungsanlagen dominierte Stromversorgung und entsprechende Lösungsansätze

(Speichertechnologien, „power to-…“) vertieft behandelt.



Lage sein:

1. Die besonderen Eigenschaften und Verfügbarkeiten der verschiedenen Primär- und

Sekundärenergieträger zu beschreiben.

2. Die Umweltauswirkungen der Nutzung der verschiedenen Primär- und Sekundärenergieträger

zu erläutern.

3. Die besonderen Herausforderungen der fortschreitenden Umstellung auf regenerative

Energieträger sowie Lösungsansätze darzustellen.

4. Die Wirkungsmechanismen zwischen Energienutzung und Umweltwirkungen (klassische

Luftschadstoffe, Treibhausgase, Wasser- und Landschaftsverbrauch etc.) zu erklären und im

Kontext konkreter aktueller und historischer Entwicklungen zu erläutern.

5. Die wesentlichen Instrumente zur Durchsetzung von Energie- und Umweltschutzzielen mit

ihren jeweiligen Vor- und Nachteilen darzustellen und anhand konkreter Beispiele zu erläutern.

6. Energiewirtschaftliche und energietechnische Meldungen aus der Fachpresse zu analysieren

und im Kontext der energiewirtschaftlichen Zieltrias zu bewerten.

7. Konkurrenzbeziehungen zwischen den Zielen Versorgungssicherheit, Wirtschaftlichkeit und

164

Nachhaltigkeit grundsätzlich und anhand von historischen und aktuellen Beispielen darzustellen

und ihre Priorisierung im Kontext des jeweiligen wirtschaftlichen Entwicklungstandes zu

erklären.


Dieses Modul kann im Masterstudiengang Energy Science and Engineering nur gewählt werden,

wenn das Modul 01-16-1M01 "Fundamental Law, Economics and Social Science Aspects of

Energy Supply and Energy Consumption" nicht belegt wurde.

5 Prüfungsform




7 Benotung




9 Literatur

Wird in der Vorlesung bekannt gegeben.

10 Kommentar

165

Modulname

Energiewende gestalten

Modul Nr.

18-st-2080

Kreditpunkte

6 CP

Arbeitsaufwand

180 h

Selbststudium

135 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


Prof. Dr.-Ing. Stefan Nießen

1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

18-st-2080-pr Energiewende gestalten – Planspiel 0 Praktikum 1

18-st-2080-se Energiewende gestalten - Seminar 0 Seminar 1

18-st-2080-vl Energiewende gestalten -

Vorlesung

0 Vorlesung 1

2 Lerninhalt

Energietechnischer, energiewirtschaftlicher und energiepolitischer Rahmen der Energiewende

mit Fokus auf Strom in Deutschland.

Das Modul besteht aus drei Elementen:

6 Doppelvorlesungen, von denen jeweils 2 von Prof. Michèle Knodt vom Fachbereich 2

Gesellschafts- und Geschichtswissenschaften Institut für Politikwissenschaft, von Prof.

Florian Steinke und Prof. Stefan Niessen vom Fachbereich Elektro- und

Informationstechnik gehalten werden.

Ein Seminar bestehend aus 3 Doppelstunden, bei dem interdisziplinäre Teams von

Studenten aus den Politik- und Ingenieurwissenschaften gemeinsam je eine aktuelle

Studie zur Energiewende analysieren und sich gegenseitig eine Kurzzusammenfassung

der wesentlichen Kernaussagen vortragen.

Ein Praktikum an zwei halben Tagen, bei dem die interdisziplinären Teams anhand einer

Computersimulation (Planspiel Energiewende) eigenständig Entscheidungen

zum politisch-rechtlichen Rahmen, zum Ausbau des Energiesystems und zu dessen

Betrieb fällen und im Zeitraffer deren Konsequenzen für CO2-Bilanz, Kosten und

Versorgungssicherheit erleben. Im praktischen Teil setzen die Studenten anhand eines

computergestützen Planspiels die Lerninhalte in Gruppenarbeit praktisch um. Hierzu

nehmen sie die Rollen von Stromerzeugern, Industrie, Privathaushalten und Politikern

ein, treffen Entscheidungen zu Betrieb und Ausbau des Energiesystems. Anhand der

Computersimulation erleben die Studenten die Konsequenzen ihrer Entscheidungen für

Kosten, CO2-Emissionen und Versorgungssicherheit im Zeitraffer für den Zeitraum 2020

bis 2050.


Die Studierenden kennen verschiedene Verfahren der techno-ökonomischen

Energiesystemanalyse sowie wichtige Grundgrößen von Energiesystemen. Darüberhinaus haben

sie einen Überblick über die wesentlichen Technologien zur Energiewandlung und Speicherung

166

heute sowie mögliche zukünftige Entwicklungen. Ebenso kennen sie die Grundlage für das

Verständnis der Governance, bestehend aus EU-Rechtsakten, Deutschen Gesetzen und

Verordnungen und eine Übersicht über die Institutionen zur Umsetzung.


Ein abgeschlossenes Bachelorstudium in einem der folgenden Fächer: Elektrotechnik,

Maschinenbau, Mechatronik, Umwelttechnik, Wirtschaftsingenieurwesen, Politikwissenschaft

5 Prüfungsform


Modulprüfung (Studienleistung, mündliche / schriftliche Prüfung, Standard)

Die konkrete Prüfungsform wird am Anfang des Semesters bekannt gegeben. Übliche

Prüfungsform ist eine Studienleistung durch

einen Vortrag und einen Abschlussbericht über die Bestandteile des Moduls


7 Benotung


Modulprüfung (Studienleistung, mündliche / schriftliche Prüfung, Gewichtung: 100%)


9 Literatur

Sämtliche VL-Folien zum Download

Book.energytransition.org/en

https://www.agora-

energiewende.de/fileadmin2/Projekte/2018/A_word_on/Agora_Energiewende_a-word-

on_flexibility_WEB.pdf

10 Kommentar

167

Modulname

Energiewirtschaft

Modul Nr.

18-hs-2010

Kreditpunkte

3 CP

Arbeitsaufwand

90 h

Selbststudium

60 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch



1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

18-hs-2010-vl Energiewirtschaft 0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

Struktur und Aufbau der deutschen Energiewirtschaft mit dem Schwerpunkt auf

elektrischer Energie. Daneben werden auch die Elemente Gas und Wärme behandelt.

Die traditionelle Energiewirtschaft und Ihre Veränderung (Unbundling, Netzregulierung)

Auswirkungen der Energiewende auf die Energiewirtschaft

Energiewende: Technik, Energie am richtigen Ort

Energiewende: Technik, Energie zur richtigen Zeit

Rechtliche und ordnungspolitische Rahmenbedingungen (Anreizregulierung, EEG,

Netzregulierung, Strommarkt…)

Exkursion


Ein Student kennt nach Besuch der Veranstaltung die Grundlagen und den Aufbau, der

deutschen Energiewirtschaft.

Die Vorlesung vermittelt die Entwicklung der deutschen Energiewirtschaft und die Veränderung

bestimmt durch die europäische und deutsche Ordnungspolitik.

Die Auswirkungen der deutsche Energiewende und der zur Umsetzung notwendigen technischen

Veränderungen in der deutschen Energieversorgung.

Die Aufgaben und Pflichten deutscher Energieversorger:

[list=1]

Aufgaben eines Verteilnetzbetreibers und der Bundesnetzagentur,

die Auswirkungen des EEG und der Energiewende,

Einblicke in die Praxis durch eine Exkursion zur Mainova AG

[/list]


Inhaltliche Kenntnisse zur Vorlesung "Energietechnik"

168

5 Prüfungsform




7 Benotung




MSc ETiT, MSc EPE, MSc Wi-ETiT, MSc MEC, MSc iST, MSc iCE, MSc CE

9 Literatur

Folien zur Vorlesung

10 Kommentar

169

Modulname

Life Cycle Assessment von Produkten und Systemen

Modul Nr.

13-K3-

M020

Kreditpunkte

3 CP

Arbeitsaufwand

90 h

Selbststudium

75 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch



1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

13-K3-0020-se Life Cycle Assessment von

Produkten und Systemen:

Einführung in die Projektarbeit

und softwarespezifisches Arbeiten

0 Seminar 1

2 Lerninhalt

Nach Einführung in die praktische Anwendung von Ökobilanzen und in die Verwendung von

Softwaretools wird die selbständige Bearbeitung eines Ökobilanzprojekts durch studentische

Projektteams am Beispiel aktueller Forschungsvorhaben durchgeführt.


1. Grundlegendes Verständnis des lebenszyklusbasierten Denkens bei der Analyse und Bewertung

von Produkten und technischen Systemen

2. Umgang mit einer Ökobilanzsoftware und Ökobilanzdatenbanken

3. Selbständige Planung und Durchführung einer Ökobilanzfallstudie von Produkten oder

technischen Systemen

4. Selbstständiges und teambezogenes Bearbeiten von Fallstudien

5. Darstellung von Projektergebnissen in Form von Berichten und Präsentationen


Modellierung von Stoffstromsystemen I: Stoffstromanalyse und Life Cycle Assessment

(Ökobilanzen)

5 Prüfungsform






7 Benotung



170



M.Sc. Umweltingenieurwissenschaften – Fachlicher Wahlbereich

9 Literatur

DIN ISO 14044. Umweltmanagement - Ökobilanz - Anforderungen und Anleitungen (DIN ISO 14044); 2006.

DIN EN ISO 14040. Umweltmanagement – Ökobilanz – Grundsätze und Rahmenbedingungen

(DIN EN ISO 14040); 2009.

Hauschild M, Rosenbaum R, Olsen SI (eds.). Life Cycle Assessment: Theory and Practice. 1st ed.

Cham: Springer International Publishing; 2018.

Klöpffer W, Grahl B. Ökobilanz (LCA): Ein Leitfaden für Ausbildung und Beruf. Weinheim:

WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA; 2009.

10 Kommentar

Angebot: Sommersemester

171

Modulname

Modellierung von Stoffstromsystemen I

Modul Nr.

13-K3-

M003

Kreditpunkte

6 CP

Arbeitsaufwand

180 h

Selbststudium

120 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

13-K3-0006-vl Stoffstromanalyse und Life Cycle

Assessment (Ökobilanz)

0 Vorlesung 2

13-K3-0007-ue Stoffstromanalyse und Life Cycle

Assessment (Ökobilanz) - Übung

0 Übung 2

2 Lerninhalt

Die Vorlesung stellt die Grundlagen der Modellierung von Systemen der Technosphäre auf Basis

der Prozesskettenanalyse vor und führt im Anschluss in Vorgehensweise und Anwendungen der Lebenszyklusanalyse (Life Cycle Assessment, Ökobilanz) ein. Ziel des LCA ist die Erfassung und

Bewertung von Umweltwirkungen über den gesamten Lebenszyklus aus Herstellung, Nutzung

und Entsorgung von Produkten (oder auch Dienstleistungen und Technologien). Die einzelnen

Schritte der LCA werden auf Basis der ISO 14040/44 erläutert: Festlegung von

Systemrahmen und funktioneller Einheit in Abhängigkeit von der zu untersuchenden

Fragestellung; Datengrundlagen und mathematische Lösungungs-wege der Sachbilanz;

Prinzipien der Wirkungsabschätzung; Auswertung und Interpretation von Ergebnissen. Darüber

hinaus werden wichtige Teilsysteme der Technosphäre analysiert (u.a. der Energiebe-reich) und

die Anwendung des LCA innerhalb dieser Bereiche an konkreten Beispielen erläutert. Ein

besonderer Fokus liegt auf der Untersuchung des Beitrags innovativer Technologien und der

Einbin-dung von Szenarien zu zukünftigen Entwicklungen („consequentional LCA“). Abschließend werden die Integration sozialer und ökonomischer Aspekte sowie Möglichkeiten

und Grenzen der LCA im Kon-text anderen systemanalytischer Methoden diskutiert.


Erkenntnis der Bedeutung von Stoffstromsystemen der Technosphäre für Ökonomie und

Ökologie Vermittlung von Grundlagen und Methodik der systemanalytischen Instrumente

Stoffstromanalyse und Life Cycle Assessment

Befähigung zur Anwendung des Life Cycle Assessment in praktischen Entscheidungskontexten,

insbesondere in der Wirtschaft


5 Prüfungsform




172



7 Benotung





9 Literatur

Wird zu Beginn der LV Bekannt gegeben.

10 Kommentar

173

Modulname

Modellierung von Stoffstromsystemen II

Modul Nr.

13-K3-

M015

Kreditpunkte

6 CP

Arbeitsaufwand

180 h

Selbststudium

120 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

13-K3-0017-vl Methoden für Szenarioanalysen 0 Vorlesung 2

13-K3-0018-ue Methoden für Szenarioanalysen -

Übung

0 Übung 2

2 Lerninhalt

Basierend auf den Grundlagen von Stoffstromanalyse und Life Cycle Assessment, wie sie in der

Veranstaltung „Modellierung von Stoffstromsystemen I“ vermittelt wurden, werden

weitergehende Ansätze dieser Methoden vermittelt, die insbesondere im Zusammenhang mit Szenarioanalysen und in der Forschung zur Anwendung kommen:

• Das Consequentional Life Cycle Assessment ist zukunftsorientiert Außer dem Produktsystem

selbst müssen auch Veränderungen in Hintergrundsystemen dargestellt werden. Die Anwendung

des Consequentional LCA wird an Hand von Beispielen insbesondere aus dem Bereich der

Energiepolitik vermittelt. –

• Gesamtwirtschaftliche Modelle, speziell von Input-Output-Tabellen, ermöglichen eine

umfassende Bilanzierung eines Produktsystem und stellen einen alternativ Ansatz gegenüber

prozesskettenbasierten Modellierungen dar. Grundlagen und Anwendung von Input-Output-

Modellen werden für die Gesamtwirtschaft und einzelne Sektoren erläutert. -

• Dynamische Materialflussanalysen dienen zur Untersuchung zukünftiger Entwicklungen von

Stofflagern und Stoffflüssen. Grundlagen und Anwendung werden insbesondere am Beispiel des Bausektors erläutern.

Im Hinblick auf ihre Bedeutung für alle Modellierungsansätz werden Szenariotechniken

ausführlich behandelt. Weiterhin wird der Einsatz von Geographischen Informationssystmen

(GIS) im Rahmen von der Modellierung behandelt.


Die Studierenden erlangen die Fähigkeit zur Anwendung der Beschriebenen

Modellierungstechniken im Rahmen wissenschaftlicher Arbeiten. Auf Basis eines fundierten

Verständnisses der unterschiedlichen mehtodischen Ansätze können sie Aussagekraft und

Beschränkungen der jeweiligen Ansätze beurteilen und geeignete methodische Vorgehensweisen

für unterschiedliche Fragestellungen und praktische problemstellungen.


Empfohlen: Modellierung von Stoffstromsystemen I: Stoffstromanalyse und Life Cycle

Assessment (Ökobilanz)

5 Prüfungsform


174




Unbenote Studienleistung (Art wird zu Beginn der LV bekannt gegeben)

7 Benotung





9 Literatur

10 Kommentar

175

Modulname

Technik und Ökonomie Multimodaler Energiesysteme

Modul Nr.

18-st-2060

Kreditpunkte

4 CP

Arbeitsaufwand

120 h

Selbststudium

75 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


Prof. Dr.-Ing. Stefan Nießen

1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

18-st-2060-pj Technik und Ökonomie

Multimodaler Energiesysteme –

Planspiel

0 Projekt 1

18-st-2060-vl Technik und Ökonomie

Multimodaler Energiesysteme

0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

Energiewirtschaftlicher Rahmen, Strukturen multimodaler Energiesysteme, Investitionsrechnung,

Energiehandel, Quellen für Flexibilität inklusive Speicher, regulatorischer Rahmen, Nachhaltigkeit, gesellschaftliche Akzeptanz


Die Studierenden lernen die Strukturen von Energieversorgungssystemen für Elektrizität,

Primärenergie, Heizung, Kühlung, Transport und Meerwasserentsalzung kennen. Sie verstehen

die grundlegenden Prinzipien für die Auslegung der Energiesysteme von Gebäuden, Standorten,

Städten und Ländern und sie lernen zu bewerten wie diese an verschiedene internationale

Standorte angepasst werden müssen. Dabei werden Kosten, Umweltbedingungen und

gesellschaftliche Akzeptanz berücksichtigt.

Anhand der Nettobarwert- und Annuitätenmethode lernen die Studierenden die wirtschaftliche

Machbarkeit von Investitionen zu bewerten. Sie lernen die Funktionsweise von Energiemärkten

und verschiedene Formen von Handel und Abwicklung.

Auf der Basis einer Analyse der Auswirkung eines steigenden Anteils Erneuerbarer im System,

lernen die Studierenden verschiedene Quellen für Flexibilitätsbereitstellung kennen. Dazu

gehören Nachfrageflexibilität, verschiedene Speichertechnologien und die Kopplung

verschiedener Energiemoden. Zu den betrachteten Speichertechnologien gehören Batterien,

Pumpspeicher, Wasserstoff und Schwungradspeicher. Unter den betrachteten multimodalen

Kopplungen sind Strom-Wärme, Wärme-Kühlung, Strom-Wärme-Wasserentsalzung und

industrielle Prozesse.

Energiesysteme unterliegen vielfältigen Gesetzen und Richtilinien. Daher erlernen die

Studierenden verschiedene Elemente regulatorischer Eingriffe wie Einspeisetarife, Steueranreize,

Kreditprogramme, Quoten und Zertifikate.

Der rechtliche Rahmen ist das Ergebnis gesellschaftlicher Prozesse. Daher analysieren die

Studierenden die verschiedenen Interessensgruppen, das Entstehen und die Auswirkung der

öffentlichen Meinung und die Wahrnehmung von Risiken.


Ein abgeschlossenes Bachellorstudium in einem der folgenden Fächer: Elektrotechnik,

176

Maschinenbau, Mechatronik, Umwelttechnik, Wirtschaftsingenieurwesen

5 Prüfungsform


Modulprüfung (Fachprüfung, mündliche / schriftliche Prüfung, Dauer 120 Min,

Standard)

In der Regel erfolgt die Prüfung durch eine Klausur (Dauer: 120 Min.). Falls sich bis zu

einschließlich 20 Studierende anmelden erfolgt die Prüfung mündlich (Dauer: 30 Min.). Die Art

der Prüfung wird innerhalb einer Arbeitswoche nach Ende der Prüfungsanmeldephase bekannt

gegeben.


7 Benotung




9 Literatur

•Sämtliche VL-Folien zum Download

•Book.energytransition.org/en

•https://www.agora-

energiewende.de/fileadmin2/Projekte/2018/A_word_on/Agora_Energiewende_a-word-

on_flexibility_WEB.pdf

10 Kommentar

177

Modulname

Umweltmanagement und industrieller Umweltschutz

Modul Nr.

13-K3-

M018

Kreditpunkte

6 CP

Arbeitsaufwand

180 h

Selbststudium

120 h

Moduldauer

2 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

01-14-0010-vu Qualitäts- und

Umweltmanagement

0 Vorlesung und

Übung

2

13-K3-0001-vl Einführung in den Industriellen

Umweltschutz

0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

Vorlesung „Einfürung in den Industriellen Umweltschutz“ (Prof. Dr. Schebek; Sommersemester):

Industrie und Umwelt: Geschichte industrieller Umweltschutz, Industrieller Metabolismus, Industrial

Ecology, Steuerungskonzepte

Analyse: Umweltein-/-auswirkung, Input-Output-Analyse, branchenspezifische

Stoffströme/-kreisläufe

Prozessbezogener Umweltschutz: Best verfügbare Technik, IVU-Richtlinie, Energie-

/Materialeffizienz,

Stoffkreisläufe, Cleaner Production, Zero-Emission, nachhalt. Produktion

Produktbezogener Umweltschutz: Produktverantwortung, GreenDesign, Produktkreisläufe,

Produktkennzeichnung: Standards und Typen, Lebenszyklusanalyse/Öko-Bilanz

Vorlesung „Qualitäts- und Umweltcontrolling“ (Prof. Dr. von Ahsen; Wintersemester)

Grundlagen Qualitäts- und Umweltcontrolling in der Produkt- und Prozessentwicklung

Qualitäts- und Umweltcontrolling in der Produktion

Prozessübergreifende Ansätze des Qualitäts- und Umweltcontrolling

Aufbau, Auditierung und Zertifizierung von Qualitäts- und Umweltmanagementsystemen

Externes Umweltreporting Integriertes Qualitäts- und Umweltcontrolling





und zu präsentieren.





5 Prüfungsform

178




7 Benotung




9 Literatur

Ahsen, Anette von (2008) Cost-Oriented Failure Mode and Effects Analysis. International Journal

of Quality and Reliability Management, 25. Jg. (2008), Nr. 5, S. 466-476

Ahsen, Anette von (2006) Integriertes Qualitäts- und Umweltmanagement. Mehrdimensionale

Modellierung und Anwendung in der deutschen Automobilindustrie. Deutscher Universitäts-

Verlag.

Bahner, Olaf (2001) Innovationswirkungen normierter Umweltmanagementsysteme: eine

ökonomische

Analyse von EMAS I, EMAS II und ISO 14001. Deutscher Universitäts-Verlag.

Baumast, Annett; Pape, Jens (Hrsg.) (2009) Betriebliches Umweltmanagement. Nachhaltiges

Wirtschaften in Unternehmen. 4. Aufl., Ulmer.

Deutscher Wirtschaftsdienst (Hrsg.) (2002) Praxishandbuch Stoffstrommanagement für Unternehmen,

Kommunen und Behörden. Schmidt, Mario (2003) Einführung in die Methodik und Praxis des

Life Cycle Assessments. Viewegs

Fachbücher der Technik.

Sterr, Thomas; Liesegang, Dietfried G. (2003) Industrielle Stoffkreislaufwirtschaft im regionalen

Kon-text. Springer Verlag.

Bundesumweltministerium/Umweltbundesamt (1997) Leitfaden Betriebliche

Umweltkennzahlen.

10 Kommentar

179

Modulname

Umweltplanung

Modul Nr.

13-K4-

M008

Kreditpunkte

6 CP

Arbeitsaufwand

180 h

Selbststudium

120 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

13-K4-0019-vl Umweltplanung 0 Vorlesung 2

13-K4-0020-ue Umweltplanung - Übung 0 Übung 2

2 Lerninhalt

Die Studierenden erhalten einen Einblick in die Geschichte der Umweltpolitik und -planung, die

Problemdimensionen vorsorgenden Umweltschutzes sowie die Institutionen, Methoden und

ausgewählte Instrumente der Umweltplanung in aktuellen Handlungsfeldern. Sie erhalten einen

Einblick in relevante Umweltfachplanungen (u.a. Landschaftsplanung / Arten und Biotopschutz, Luftreinhalteplanung, Wasserwirtschaftliche Planung) und neue Ansätze

stoffbezogener Umweltplanung (z.B. integrierte Klimaschutzplanung, ökologisches

Stoffstrommanagement) und setzen sich mit Umweltprüfverfahren auseinander (z.B. strategische

Umweltprüfung, Umweltverträglichkeitsprüfung). Der Beitrag formeller und informeller Planung

wird in ausgewählten Handlungsfeldern kritisch reflektiert, und es werden Perspektiven einer

integrierten Umweltplanung formuliert.

An aktuellen Fallbeispielen (z.B. Infrastruktur- und Bauvorhaben) werden umweltplanerische

Handlungsmöglichkeiten und -restriktionen sowie Möglichkeiten zur frühzeitigen Integration von

Umweltbelangen in die Fachplanungen diskutiert.


Die Studierenden können Umweltprobleme aufgrund der sozialen, ökonomischen, ökologischen,

technischen und rechtlichen Gegebenheiten bewerten und adäquate planerische

Problemlösungen entwerfen.



Die Studierenden besitzen die Fähigkeit und Bereitschaft zur interdisziplinären und international

ausgerichteten Analyse von Umweltproblemen und ihrer planerischen Lösungsansätze;




Empfohlen: Grundlagen der räumlichen Planung oder Nachweis gleichwertiger Veranstaltungen.

5 Prüfungsform



180



Studienleistung erforderlich, Art wird zu Beginn der LV bekanntgegeben

7 Benotung





9 Literatur

Informationsmaterialien werden zu Beginn der LV bereitgestellt

10 Kommentar

181

Modulname

Umweltwissenschaften an der TU Darmstadt

Modul Nr.

13-K3-

M008

Kreditpunkte

6 CP

Arbeitsaufwand

180 h

Selbststudium

180 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

13-K3-0004-vl Umweltwissenschaften an der TUD 0 Vorlesung 0

13-K3-0005-ue Umweltwissenschaften an der TUD

- Übung

0 Übung 0

2 Lerninhalt

Lehrinhalte / Prüfungsanforderungen

Die Vorlesung „Umweltwissenschaften an der TU Darmstadt“ baut auf die Vorlesung

„Grundlagen der Umweltwissenschaften“ aus dem WS auf, kann aber auch von Studierenden besucht werden, die nicht an der Grundlagenvorlesung teilgenommen haben.

Ziel der Vorlesung ist es, einen möglichst breiten und additiven Überblick über die verschiedenen

eher disziplinär orientierten Forschungs- und Arbeitsfelder mit Umweltbezug an der TU

Darmstadt zu geben.

Quer durch unsere Universität leisten viele Disziplinen einen substantiellen Beitrag zur

Umweltforschung. Dies soll die Vorlesung sichtbar machen. Einführend werden die Referenten

aus ihrer jeweiligen Perspektive, die Charakteristika ihres Fachzugangs und ihre methodische

Herangehensweise an umweltwissenschaftliche Forschungsfragen und Problemfelder darlegen,

um dann einen inhaltlichen Einblick in aktuelle Beispiele ihrer Forschungs- und Arbeitsfelder zu

geben.

Die Veranstaltung gliedert sich in drei Blöcke: 1. Naturwissenschaftliche Grundlagen

2. Handlungsstrategien und technische Innovationen

3. Human- und Gesellschaftswissenschaftliche Ansätze


Die Studierenden kennen wichtige aktuelle Problemstellungen und Forschungsthemen der

Umweltwissenschaften und können diese mit ihren wissenschaftlichen Grundlagen angemessen

beschreiben. Die Studierenden sind in der Lage, die Ergebnisse Ihrer Arbeit in geeigneter Form

darzustellen und zu präsentieren.




Keine Voraussetzungen nötig

5 Prüfungsform


182





7 Benotung





9 Literatur

Literaturliste: Grundlagen der Umweltwissenschaften; Foliensätze zu Präsentationen der

Vorlesungseinheiten

10 Kommentar

183

Modulname

Wege der Energiewende

Modul Nr.

18-st-2050

Kreditpunkte

3 CP

Arbeitsaufwand

90 h

Selbststudium

75 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes Semester

Sprache




1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

18-st-2050-se Wege der Energiewende 0 Seminar 1

2 Lerninhalt

Im Rahmen der Veranstaltung untersuchen die Teilnehmer jeweils eine aktuelle Studie, wie die

Energiewende von heute bis 2050 zu einer Reduktion von -80% der CO2 Emissionen führen

kann. Sie fassen die wichtigsten Botschaften und Argumente prägnant zusammen, untersuchen

die Hintergründe der Studie und plausibilisieren die Ergebnisse (durch eigene Abschätzungen

oder Vergleich mit anderen, unabhängigen Studien). Die Ergebnisse fließen in einen Vortrag und

eine kurze schriftliche Ausarbeitung ein.

Durch die gegenseitigen Vorträge bei einem Blocktermin erhalten die Studierenden einen weiten

Überblick über mögliche zukünftige Energiewelten, auch über ihre eigene Arbeit hinaus.


Die Studierenden erweitern ihr Verständnis der aktuellen (politischen) Diskussionen über die

Energiewende. Sie verbessern ihre Präsentationsfähigkeiten („Kurz, knackig und korrekt“) und

üben, Ergebnisse zu hinterfragen und zu plausibilisieren.


Kenntnisse des Moduls „Energiemanagement & Optimierung“ oder „Energiewirtschaft“

vorteilhaft aber nicht zwingend.

5 Prüfungsform




• Modulprüfung (Studienleistung, fakultativ, Standard BWS)


Vortrag und schriftliche Ausarbeitung

7 Benotung




184

MSc ETiT, MSc Wi-ETiT, MSc ESE

9 Literatur

10 Kommentar

185

Modulname

Wirtschaftliche Optimierung der Energieversorgung für energieintensive Produktionsbetriebe

Modul Nr.

16-13-3284

Kreditpunkte

4 CP

Arbeitsaufwand

120 h

Selbststudium

90 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


Dr. Christof Bauer

1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

16-13-3284-vl Wirtschaftliche Optimierung der

Energieversorgung für

energieintensive

Produktionsbetriebe

0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

•Energie als Produktionsfaktor im industriellen Bereich im Spannungsfeld von

Versorgungssicherheit, Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit.

•Besonderheiten der Versorgung mit Strom und Erdgas

•Netznutzung und –Regulierung, Liberalisierung und Harmonisierung in Deutschland und

Europa

•Strommarkt – grundlegende technische und kommerzielle Aspekte, Commodity Strom

•Potenzial und Bedeutung von Demand Side Management (DSM)

•Technische und wirtschaftliche Aspekte der industriellen Erdgasversorgung,

•Politische Rahmenbedingungen und ihr Einfluss auf die wirtschaftliche Energieversorgung von

Industriebetrieben



Lage sein:

1. Die komplexen Zusammenhänge zwischen den technischen, wirtschaftlichen und politischen

Aspekten der leitungsgebundenen Energieversorgung sowie deren Einfluss auf die

Energiebeschaffung von Industriebetrieben im Zusammenhang darzustellen und in

Entscheidungsprozessen gegeneinander abzuwägen.

2. Die praktischen Freiheitsgrade und wirtschaftlichen Determinanten der operativen

Energiebeschaffung zu erläutern.

3. Die Effekte sich ändernder politischer und regulatorischer Rahmenbedingungen

einzuschätzen.

4. Die verschiedenen verfügbaren Instrumente zur wirtschaftlichen Optimierung des

Energiebezugs anhand von Praxisbeispielen gegeneinander zu abzuwägen und sinnvoll zu

kombinieren.


"Energieversorgung und Umweltschutz" empfohlen

5 Prüfungsform


186



7 Benotung




9 Literatur

Wird in der Vorlesung bekannt gegeben

10 Kommentar

187

Themenbereich „Zukünftige Kraftwerke“

Modulname

Mini-Forschungsprojekt „Zukünftige Kraftwerke“

Modul Nr.

11-01-4415

Kreditpunkte

4 CP

Arbeitsaufwand

120 h

Selbststudium

120 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes Semester

Sprache




1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

2 Lerninhalt





mit Bezug zum Themenbereich „Zukünftige Kraftwerke“. Idealerweise erfordert die

Aufgabenstellung eine interdisziplinäre Herangehensweise.



Die Studierenden













diskutieren





5 Prüfungsform


188




7 Benotung





9 Literatur


10 Kommentar

189

Verbrennungskraftwerke

Modulname

Elektrische Maschinen und Antriebe

Modul Nr.

18-bi-1020

Kreditpunkte

5 CP

Arbeitsaufwand

150 h

Selbststudium

90 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch



1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

18-bi-1020-ue Elektrische Maschinen und

Antriebe

0 Übung 2

18-bi-1020-vl Elektrische Maschinen und

Antriebe

0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

Aufbau und Wirkungsweise von Asynchronmaschinen, Synchronmaschinen,

Gleichstrommaschinen. Elementare Drehfeldtheorie, Drehstromwicklungen. Stationäres

Betriebsverhalten der Maschinen im Motor-/ Generatorbetrieb, Anwendung in der

Antriebstechnik am starren Netz und bei Umrichterspeisung. Bedeutung für die elektrische

Energieerzeugung im Netz- und Inselbetrieb.


Nach aktiver Mitarbeit in der Vorlesung, insbesondere durch Nachfragen bei den

Vorlesungsteilen, die Sie nicht vollständig verstanden haben, sowie selbständigem Lösen aller

Übungsaufgaben vor der jeweiligen Übungsstunde (also nicht erst bei der Prüfungsvorbereitung)

sollten Sie in der Lage sein:

[list=1]

die Anwendung elektrischer Maschinen in der Antriebstechnik zu verstehen und einfache

Antriebe selbst zu projektieren,

die Umsetzung der Grundbegriffe elektromagnetischer Felder und Kräfte in ihrer Anwendung auf

elektrische Maschinen nachvollziehen und selbständig erklären zu können.

[/list]


Mathematik I bis III, Elektrotechnik I und II, Physik, Mechanik

5 Prüfungsform




7 Benotung

190




BSc ETiT, BSc/MSc Wi-ETiT, BEd

9 Literatur

Ausführliches Skript und Aufgabensammlung; Kompletter Satz von PowerPoint-Folien

R.Fischer: Elektrische Maschinen, C.Hanser-Verlag, 2004

Th.Bödefeld-H.Sequenz: Elektrische Maschinen, Springer-Verlag, 1971

H.-O.Seinsch: Grundlagen el. Maschinen u. Antriebe, Teubner-Verlag, 1993 G.Müller: Ele.Maschinen: 1: Grundlagen, 2: Betriebsverhalten, VEB, 1970

10 Kommentar

191

Modulname

Energiesysteme I (Klassische Energiesysteme)

Modul Nr.

16-20-5010

Kreditpunkte

4 CP

Arbeitsaufwand

120 h

Selbststudium

90 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache




1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

16-20-5010-vl Energiesysteme I (Klassische

Energiesysteme)

0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

Physikalische Grundlagen von Wärmekraftanlagen, Eigenschaften und Entwicklungsstand

wesentlicher Komponenten und Schaltungskonzepte gängiger thermischer Kraftwerksanlagen

(Dampf- und Gaskraftwerke, Kombianlagen, Kraft-Wärme-Kopplung)



Lage sein:

[list=1]

Optimierungsmöglichkeiten von Kreisprozessen einzuschätzen.

Bauarten von thermischen Kraftwerken zu erklären.

Das Betriebsverhalten der einzelnen Kraftswerkskonzepte zu beschreiben.

[/list]


Keine

5 Prüfungsform



Klausur 90 min



7 Benotung



100%)



192


9 Literatur

Unterlagen werden während der Vorlesung herausgegeben.

10 Kommentar

193

Modulname

Energiesysteme III (Innovative Energiewandlungsverfahren)

Modul Nr.

16-20-5030

Kreditpunkte

4 CP

Arbeitsaufwand

120 h

Selbststudium

90 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch



1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

16-20-5030-vl Energiesysteme III (Innovative

Energiewandlungsverfahren)

0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

Technlogien zur Abgasreinigung bei der Verbrennung fester Brennstoffe; Grundlagen, Aufbau

und Anwendung der Wirbelschichttechnik; Technologien zur CO2Abscheidung und

Sequestierung; physikalische und chemische Grundlagen der Festbrennstoffvergasung;

Vergaserkonzepte, USC Technologie, Entwicklungslinien zum 700 °C-Kraftwerk; Konstruktion,

Errichtung und Betrieb von Großdampferzeugern; Dynamik von Kraftwerksprozessen; thermische

Abfallverwertung



Lage sein:

[list=1]

Grundlegenden Eigenschaften der Wirbelschichttechnologie zu beschreiben.

Die physikalischen und chemischen Vorgänge bei Vergasungsprozessen zu erklären.

Technologien zur optimalen Brennstoffausnutzung in zukünftigen Großdampferzeugern

zusammenzuführen

Das Verhaltens des Wasser-Dampf-Kreislaufs bei unterschiedlichen transienten Prozessen

vorherzusagen.

[*]Die Verfahrensschritte in der thermischen Abfallbehandlung zu umschreiben.

[/list]


Grundwissen über thermodynamische Prozesse und die Funktionsweise thermischer Kraftwerke

ist hilfreich.

5 Prüfungsform



Klausur 90 min



194

7 Benotung






9 Literatur

Unterlagen werden während der Vorlesung ausgegeben

10 Kommentar

195

Modulname

Gasdynamik

Modul Nr.

16-13-6410

Kreditpunkte

6 CP

Arbeitsaufwand

180 h

Selbststudium

135 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


apl. Prof. Dr. Amsini Sadiki

1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

16-13-6410-ue Gasdynamik 0 Übung 1

16-13-6410-vl Gasdynamik 0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt



5 Prüfungsform




7 Benotung



100%)


9 Literatur

10 Kommentar

196

Modulname

Großgeneratoren und Hochleistungsantriebe

Modul Nr.

18-bi-2020

Kreditpunkte

4 CP

Arbeitsaufwand

120 h

Selbststudium

75 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache




1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

18-bi-2020-ue Großgeneratoren und

Hochleistungsantriebe

0 Übung 1

18-bi-2020-vl Großgeneratoren und

Hochleistungsantriebe

0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

Elektrische Großgeneratoren: Bemessung, Details der Auslegung: Kühlungsvarianten (Luft-,

Wasserstoff- und Wasserkühlung, direkte Leiterkühlung) Einzelverlustberechnung (Wirbelströme

in Nutenleitern, Maßnahmen zur Minderung der Zusatzverluste), Auslegungsbeispiele großer Wasser-kraftgeneratoren bis ca. 800 MVA und Turbogeneratoren in kalorischen Kraftwerken bis

ca. 2000 MVA. Einsatz von Leistungselektronik bei großen Synchronmotorantrieben:

Stromrichtermotor und Direktmotor. Begleitende Fachexkursion, zahlreiches Bildmaterial.


Auslegung der Kühlsysteme, Bemessungsgrundlagen und Betriebseigenschaften von großen

Generatoren und Antrieben werden erlernt.


Physik, Elektrische Maschinen und Antriebe, Energietechnik

5 Prüfungsform




7 Benotung




MSc EPE, MSc ETiT, MSc MEC, MSc WI-ETiT

9 Literatur

Ausführliches Skript mit Übungsbeispielen;

Bohn, T. (Hrsg.): Handbuchreihe Energie, Band 4: Elektrische Energietechnik, TÜV Rheinland,

197

1987

Böning, W. (Hrsg.): Hütte Taschenbuch Elelektrische Energietechnik, Band 1: Maschinen,

Springer, 1978

10 Kommentar

198

Modulname

Hochspannungsschaltgeräte und -anlagen

Modul Nr.

18-hi-2020

Kreditpunkte

3 CP

Arbeitsaufwand

90 h

Selbststudium

60 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


Prof. Dr.-Ing. Volker Hinrichsen

1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

18-hi-2020-vl Hochspannungsschaltgeräte und –

anlagen

0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

Die Vorlesung behandelt den grundlegenden Aufbau von Hochspannungsschaltanlagen sowie

Aufbau und Funktion von Hochspannungsschaltgeräten:

Schaltvorgänge und –beanspruchungen, Schaltaufgaben

Lichtbogenverhalten in Luft, SF6 und Vakuum

Schaltgeräte: Erdungsschalter, Trennschalter, Leistungsschalter

Aufbau, Funktion und Schaltverhalten Trenn- und Erdungsschaltern in Freiluft und SF6

Aufbau, Funktion und Schaltverhalten von Leistungsschaltern: Vakuumschal-ter,

Druckluft- und SF6-Schalter (Blaskolbenschalter und Selbstblasschalter)

Beanspruchungen von Trenn- und Erdungsschaltern im Kurzschlußfall

Prüfungen von Schaltgeräten

Zuverlässigkeitsbetrachtungen von Hochspannungsschaltern

Zukünftige Entwicklungstendenzen: Intelligente Steuerung, Halbleiterschalter,

Supraleitende Schalter


Der Student sollte die Aufgaben und Funktionen von Hochspannungsschaltgeräten sowie deren

Einsatz in Hochspannungsschaltanlagen verstehen.


Besuch der Vorlesungen Hochspannungstechnik I und II wird empfohlen

5 Prüfungsform



199


7 Benotung




MSc ETiT, BSc/MSc iST, MSc Wi-ETiT, MSc EPE

9 Literatur

Ein Vorlesungsskript und Folien können heruntergeladen werden:

[url]http://www.hst.tu-darmstadt.de/index.php?id=30[/url]

10 Kommentar

200

Modulname

Hochspannungstechnik I

Modul Nr.

18-hi-1020

Kreditpunkte

5 CP

Arbeitsaufwand

150 h

Selbststudium

90 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch



1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

18-hi-1020-ue Hochspannungstechnik I 0 Übung 2

18-hi-1020-vl Hochspannungstechnik I 0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

Wahl der Spannungsebene, Erzeugung hoher Wechselspannung, Erzeugung hoher

Gleichspannung, Erzeugung von Stoßspannungen, Messung hoher Spannungen (Wechsel-,

Gleich-, Stoßspannungen), Elektrische Felder, 2 Exkursionen zu Herstellern Energietechnischer

Geräte


Die Studierenden wissen, warum elektrische Energieübertragung mit Hochspannung erfolgt und

wie die optimale Spannungshöhe ermittelt wird; sie können die Prüfspannungsformen aus den

im Netz auftretenden Beanspruchungen ableiten; sie wissen, wie hohe Prüfspannungen im Labor

erzeugt und gemessen werden; sie haben die Anforderungen der Normen verstanden (und

warum Normen überhaupt wichtig sind) und können sie umsetzen; für die Erzeugung der

Spannungsformen Wechselspannung, Gleichspannung, Stoßspannung haben sie typische Kreise

kennen gelernt und können diese abwandeln und weiterentwickeln; sie kennen die Probleme

und Anforderungen der Messtechnik und können Hochspannungsmesssysteme angepasst an die

Problemstellung einsetzen und optimieren; sie sind damit insgesamt grundsätzlich in der Lage,

ein Hochspannungslabor selber zu planen und zu errichten; sie können die elektrischen

Feldverhältnisse an einfachen Elektrodenanordnungen berechnen und bereits Optimierungen

durch Formgebung der Elektroden vornehmen; sie können die Ausbreitung von Impulsen auf

Leitungen abschätzen und wissen, wie sich dies auf die Stoßspannungsmesstechnik auswirkt.


5 Prüfungsform




7 Benotung


201



BSc ETiT

9 Literatur

Eigenes Skript (ca. 200 Seiten)

Sämtliche VL-Folien (ca. 600 Stck.) zum Download

Küchler: Hochspannungstechnik, Springer-Verlag

10 Kommentar

202

Modulname

Hochspannungstechnik II

Modul Nr.

18-hi-2010

Kreditpunkte

4 CP

Arbeitsaufwand

120 h

Selbststudium

75 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch



1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

18-hi-2010-ue Hochspannungstechnik II 0 Übung 1

18-hi-2010-vl Hochspannungstechnik II 0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

Geschichtete Dielektrika, Maßnahmen zur Feld- und Potentialsteuerung, Gasdurchschlag (Luft

und SF6), Oberflächenentladungen, Blitzentladungen / Blitzschutz, Vakuumdurchschlag,

Wanderwellenvorgänge auf Leitungen; Exkursion in eine Schaltanlage


Die Studierenden können Feldoptimierungen nun auch durch gezielte Auslegung des

Dielektrikums, durch kapazitive, refraktive oder resistive Steuerbeläge und durch externe

Steuerelektroden vornehmen; sie haben damit verstanden, warum Geräte der elektrischen

Energieversorgung so konstruiert sind wie sie sind und an welchen Stellen optimiert werden

kann oder muss, wenn sich die Anforderungen ändern; sie haben die physikalischen Vorgänge

beim Durchschlag von Gasen verstanden und wissen, welche Parameter deren elektrische

Festigkeit beeinflussen; sie kennen die Auswirkungen stark inhomogener

Elektrodenanordnungen und extrem großer Schlagweiten; sie kennen die zeitlichen

Abhängigkeiten eines Gasdurchschlags und deren Auswirkungen auf die elektrische Festigkeit bei

Impulsspannungsbeanspruchung; sie sind in der Lage, Gleitanordnungen zu erkennen und

wissen, welche Probleme unter Fremdschichtbeanspruchung auftreten und wie sie zu lösen sind;

sie sind damit in der Lage, Vorhersagen zur elektrischen Festigkeit beliebiger Elektroden- und

Isolieranordnungen bei beliebigen Spannungsbeanspruchungen zu treffen, bzw. gezielt einem

Gerät eine bestimmte elektrische Festigkeit zu geben; sie sind speziell in der Lage, die Probleme

künftiger UHV- Systeme zu erkennen und zu lösen; sie haben den Mechanismus von Gewitter

und Blitzeinschlägen verstanden und können daraus abgeleitete Schutzmaßnahmen - z.B.

Gebäudeschutz und Blitzschutz von Schaltanlagen und Freileitungen - nachvollziehen und

weiterentwickeln; sie können sicher mit Wanderwellenvorgängen auf Leitungen umgehen und

damit entstehende Überspannungen berechnen sowie gezielte Abhilfemaßnahmen ableiten.


Hochspannungstechnik I

5 Prüfungsform



203


7 Benotung




MSc ETiT, MSc Wi-ETiT

9 Literatur

Eigenes Skript (ca. 140 Seiten)

Sämtliche VL-Folien (ca. 460 Stck.) zum Download

10 Kommentar

204

Modulname

Höhere Wärmeübertragung

Modul Nr.

16-14-5040

Kreditpunkte

4 CP

Arbeitsaufwand

120 h

Selbststudium

75 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


Prof. Dr.-Ing. Peter Christian Stephan

1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

16-14-5040-ue Höhere Wärmeübertragung

(Verdampfung und Kondensation)

0 Übung 1

16-14-5040-vl Höhere Wärmeübertragung

(Verdampfung und Kondensation)

0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

Verdampfung und Kondensation; metastabile Phasengleichgewichte, heterogene und homogene

Keimbildung, Phasengleichgewichte von Stoffgemischen, mikroskopische

Wärmetransportphänomene; Berechnungsgrundlagen und Bauarten von Verdampfern und Kondensatoren; Wärmerohre.



Lage sein:

[list=1]

gemischspezifische Besonderheiten beim Phasenwechsel zu beschreiben.

Wärmeübergangskoeffizienten in Verdampfern und Kondensatoren zu berechnen.

Wärmerohre auszulegen und zudimensionieren.

[/list]


Grundkenntnisse in Thermodynamik und Wärmeübertragung

5 Prüfungsform



Mündliche Prüfung 30 min oder Klausur 60 min



7 Benotung



100%)

205




9 Literatur

Skript, Folien und weitere Unterlagen sind im Moodle-System der TU Darmstadt abrufbar.

10 Kommentar

206

Modulname

Kraftwerke und Erneuerbare Energien

Modul Nr.

18-hs-2090

Kreditpunkte

4 CP

Arbeitsaufwand

120 h

Selbststudium

75 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch



1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

18-hs-2090-ue Kraftwerke und Erneuerbare

Energien

0 Übung 1

18-hs-2090-vl Kraftwerke und Erneuerbare

Energien

0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

Energieformen, Charakteristika und elektrizitätswirtschaftliche Kennzahlen sowie Bedeutung der

Energieerzeugung – Energiewandlung in thermischen Prozessen (Carnot-Prozess),

Kategorisierung von Kraftwerken – Funktions-weise von Dampfkraftwerken, Gaskraftwerken, Wasserkraftwerken, Wind-kraftwerken, Nutzung von Sonnenenergie (Photovoltaik,

Solarthermie) sowie weiterer regenerativer Energiequellen (Geothermie, Biomasse) –

Technologien zur Umwandlung und Speicherung von Energie (Power 2 X) – Elektrotechnische

Einrichtungen – Netzanschlussbedingungen für Kraftwerke


Die Lernziele sind:

Überblick über die Konzepte der Erzeugung elektrischer Energie durch verschiedene

Energieträger

Verständnis der physikalischen Prozesse

Wirkungsweise und Aufbau konventioneller Kraftwerke und Erzeugungsanlagen mit

regenerativen Energiequellen sowie Speicher

Verständnis der benötigten elektrischen Betriebsmittel und der regelungstechnischen

Konzepte


Basiswissen Elektrotechnik, Energietechnische Zusammenhänge

5 Prüfungsform




207

7 Benotung




MSc ETiT, MSc WI-ET, MSc EPE, MSc MEC, MSc CE, MSc MB, MSc WI-MB

9 Literatur

Eigenes Skriptum

10 Kommentar

208

Modulname

Modellierung turbulenter technischer Strömungen

Modul Nr.

16-71-3024

Kreditpunkte

8 CP

Arbeitsaufwand

240 h

Selbststudium

150 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


Prof. Dr.-Ing. Christian Hasse

1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

16-71-3024-ue Modellierung turbulenter

technischer Strömungen

0 Übung 2

16-71-3024-vl Modellierung turbulenter

technischer Strömungen

0 Vorlesung 4

2 Lerninhalt

Kontinuumsmechanik (Transportgleichungen), Grundlagen der Turbulenz (Eigenschaften, Zeit

und Längenskalen, mathematische Grundlagen, spektrale Sichtweise), statistische

Turbulenzmodellierung (RANS), Direkte Numerische Simulation, Grobstruktur-Simulation (Filterungsoperationen, Modellierung, Modellauswahl).



Lage sein:

[list=1]

Die mathematischen Grundlagen und Kennzahlen der Turbulenz zu erläutern.

Die wichtigsten technischen Strömungstypen zu erkennen und zu charakterisieren.

Die grundlegenden Modelle der modernen Strömungsberechnungsprogramme zu erläutern,

korrekt anzuwenden und die Ergebnisse zu bewerten.

Die Grundlagen und Modellierungsansätze der Grobstruktursimulation zu erläutern und

anzuwenden.

[/list]


Vorlesung Technische Strömungslehre empfohlen

5 Prüfungsform






7 Benotung


209




WPB Master PST III (Wahlfächer aus Natur- und Ingenieurwissenschaft)

9 Literatur

Vorlesungsfolien werden in Moodle bereitgestellt. Weiterführende Literatur wird in der

Vorlesung erläutert.

10 Kommentar

210

Modulname

Neue Technologien bei elektrischen Energiewandlern und Aktoren

Modul Nr.

18-bi-2040

Kreditpunkte

4 CP

Arbeitsaufwand

120 h

Selbststudium

75 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache




1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

18-bi-2040-ue Neue Technologien bei

elektrischen Energiewandlern und

Aktoren

0 Übung 1

18-bi-2040-vl Neue Technologien bei

elektrischen Energiewandlern und

Aktoren

0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

Ziel: Der Einsatz neuer Technologien, nämlich Supraleitung, magnetische Schwebetechniken und magnetohydrodynamische Wandlerprinzipien, werden den Studentinnen und Studenten

nahegebracht. Die prinzipielle physikalische Wirkungsweise, ausgeführte Prototypen und der

aktuelle Stand der Entwicklung werden ausführlich erläutert. Inhalt:

Anwendung der Supraleiter für elektrische Energiewandler:

rotierende elektrische Maschinen (Motoren und Generatoren)

Magnetspulen für die Fusionsforschung,

Lokomotiv- und Bahntransformatoren,

magnetische Lagerung.

Aktive magnetische Lagerung („magnetisches Schweben“):

Grundlagen der magnetischen Schwebetechnik,

Lagerung von Hochdrehzahlantrieben im kW- bis MW-Bereich,

Einsatz für Hochgeschwindigkeitszüge mit Linearantrieben.

Magnetohydrodynamische Energiewandlung:

Physikalisches Wirkprinzip,

Stand der Technikund Perspektiven.

Fusionsforschung:

Magnetfeldanordnungen für den berührungslosenPlasmaeinschluß,

Stand der aktuellen Forschung.

211


Basiskenntnisse zur energietechnischen Anwendung der Supraleitung und des magnetischen

Schwebens, der magnetohydrodynamischen Energiewandlung und der Fusionstechnologie

werden verstanden und ihre aktuellen Anwendungen.


Physik, Eelektrische Maschinen und Antriebe, Energietechnik

5 Prüfungsform




7 Benotung




MSc EPE, MSc ETiT, MSc MEC, MSc WI-ETiT

9 Literatur

Ausführliches Skript; Komarek, P.: Hochstromanwendungen der Supraleitung, Teubner,

Stuttgart, 1995

Buckel, W.: Supraleitung, VHS-Wiley, Weinheim, 1994

Schweitzer, G.; Traxler, A.; Bleuler, H.: Magnetlager, Springer, Berlin, 1993

Schmidt, E.: Unkonventionelle Energiewandler, Elitera, 1975

10 Kommentar

212

Modulname

Planung, Bau, Inbetriebnahme und Betrieb von Kraftwerken

Modul Nr.

16-20-5120

Kreditpunkte

4 CP

Arbeitsaufwand

120 h

Selbststudium

120 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

16-20-5120-vl Planung, Bau, Betrieb und

Inbetriebnahme von Kraftwerken

0 Vorlesung 0

2 Lerninhalt

Energiewirtschaft, Energie- und Umweltpolitik (Markt-, Umfeldbedingungen)

Recht (Genehmigungsrecht, Vertragsrecht)

Projektmanagement (Projektabwicklung und -organisation, Terminplanung und -steuerung,

Kosten- und Qualitätskontrolle)

Betriebswirtschaft (u. a. Investitionsrechnung, Betriebsführung)



Lage sein:

[list=1]

Die anspruchsvollen Fragestellungen aus den Bereichen Energiewirtschaft, Energie- und

Umweltpolitik, Recht, Projektmanagement und Betriebswirtschaft - die die Planung und den Bau

neuer Kraftwerke zu einer äußerst komplexen Aufgabe machen - darzustellen und die

Eigenheiten dieser Bereiche zu erklären.

[*]Die Verfahren der Investitionsrechnung zu erklären und eine Investitionsrechnung für ein

Kraftwerksneubauprojekt anzustellen.

[/list]


Energiesysteme I empfohlen

5 Prüfungsform



Schriftliche Prüfung (90 min)



7 Benotung



213

100%)




9 Literatur

Vorlesungsfolien

10 Kommentar

214

Modulname

Technische Verbrennung I

Modul Nr.

16-71-3033

Kreditpunkte

8 CP

Arbeitsaufwand

240 h

Selbststudium

165 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


Prof. Dr.-Ing. Christian Hasse

1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

16-71-3033-ue Technische Verbrennung I 0 Übung 1

16-71-3033-vl Technische Verbrennung I 0 Vorlesung 4

2 Lerninhalt

Brennstoffe (Beispiele und Eigenschaften); Schadstoffe (Bildung und Wirkung); Physikalische

Grundlagen (Thermodynamik und Erhaltungs¬gleichungen); Chemische Grundlagen

(chemisches Gleichgewicht und Reaktionskinetik); Aktuelle Forschungsthemen (Experiment und

Modellierung); Flammentypen (nicht-vorgemischte, vorgemischte und partiell vorgemischte

Flammen); Turbulenz (Grundlagen und Modelle)



Lage sein:

1.Beispiele und Eigenschaften unterschiedlichen Brennstoffe zu nennen.

2.relevante Schadstoffe zu benennen, diese technischen Anwendungen zuzuordnen und deren

Wirkung auf Mensch und Umwelt zu beschreiben.

3.Fundamentalgleichungen der Thermodynamik für ideale Gase sowie Gasgemische zu erläutern.

4.Die Definition der Zustandsgröße Entropie und die Gibbs‘sche Fundamentalgleichung

wiederzugeben.

5.Die adiabate Verbrennungstemperatur für konstante Wärmekapazität berechnen zu können.

6.Grundtypen von Reaktionsgleichungen zu nennen und Reaktionsgeschwindigkeiten (Vor- und

Rückwärtsreaktionen) zu beschreiben.

7.Erhaltungsgleichungen mathematisch zu beschreiben und Eigenschaften jedes Terms zu

erläutern.

8.Eigenschaften und Charakteristiken unterschiedlicher Flammentypen zu erklären,

charakteristische Kenngrößen für laminare sowie turbulente Flammen zu berechnen und

experimentelle Messmethoden zu beschreiben.

9.Gebräuchliche Modelle der turbulenten Verbrennung zu beschreiben und turbulente

Strömungen anhand von Längen- und Zeitskalen zu charakterisieren.


Technische Thermodynamik 1, Technische Thermodynamik 2, Technische Strömungslehre

empfohlen

5 Prüfungsform


215



7 Benotung




9 Literatur

Lehrunterlagen können über den Moodle Kurs heruntergeladen werden

10 Kommentar

216

Modulname

Tutorium Energiesysteme

Modul Nr.

16-20-5060

Kreditpunkte

4 CP

Arbeitsaufwand

120 h

Selbststudium

60 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch



1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

16-20-5060-tt Tutorium Energiesysteme 0 Tutorium 4

2 Lerninhalt

Experimente zur Verbrennung fester Brennstoffe in Wirbelschichten. Die Versuche beinhalten

praktische Untersuchungen zum Betriebsverhalten einer Wirbelschicht an einem Kaltmodel,

sowie Laboranalysen von festen Brennstoffen (u.a. Ultimat- und Proximatanalyse, Bestimmung

von Brenn- und Heizwert, Ascheschmelzpunkt und Korngrößenverteilung).



Lage sein:

1.Den Einfluss verschiedener Partikeleigenschaften auf eine Wirbelschicht zu beurteilen

2.Die Strömungsstabilität stationärer und zirkulierender Wirbelschichten anhand von

Kaltversuchsmodellen zu erkennen

3.Den Einfluss verschiedener Brennstoffeigenschaften auf eine Feuerung zu beurteilen.

4.Laborversuche mit der notwendigen Sorgfalt eigenständig durchzuführen.

5.Konstruktive und prozessbedingte Parameter zu untersuchen, die die Strömungsstabilität

beeinflussen.

6.Die wichtigsten Mess- und Analysemethoden der Energietechnik zu erklären.

7.Die Messgeräte, bzw. elektronische Messdatenerfassungsanlagen zu bedienen und deren

Mess¬fehler abzuschätzen.

8.Die aufgenommenen Messdaten auszuwerten und einen technischen Versuchsbericht zu

erstellen.


Energie und Klimaschutz oder Energiesysteme I

5 Prüfungsform


Modulprüfung (Fachprüfung, Sonderform, Standard)


7 Benotung


217

Modulprüfung (Fachprüfung, Sonderform, Gewichtung: 100%)


9 Literatur

Unterlagen zum Vorlesungsbeginn erhältlich

10 Kommentar

218

Kernenergie

Modulname

Beschleunigerphysik

Modul Nr.

05-21-2657

Kreditpunkte

5 CP

Arbeitsaufwand

150 h

Selbststudium

120 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


Prof. Dr. rer. nat. Joachim Enders

1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

05-24-2014-vp Experimentelle Grundlagen der

Physik und Technik von

Beschleunigern

0 Kurs 0

18-bf-2010-vl Beschleunigerphysik 0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

Experimentelle Grundlagen der Physik und Technik von Beschleunigern:

Beschleunigertypen, Strahlführung und transversaler Phasenraum,

Beschleunigung und longitudinaler Phasenraum, Strahldiagnose,

Hochfrequenztechnik, Emittanzmessung, Strahldynamik

Einführung in die Beschleunigerphysik:

Synchrotron- und Betatronschwingungen, Resonanzen und

nichtlineare Dynamik, Intensitätseffekte, Impedanzen


Die Studierenden

• wissen um Begriffe, Konzepte und Methoden der Beschleunigerphysik auf vertieftem Niveau

und haben technische Aspekte der Beschleunigerphysik kennen gelernt,

• besitzen Fertigkeiten in wichtigen Messmethoden und theoretischen Konzepten auf diesen

Gebieten können diese auf Aufgaben in den genannten Bereichen anwenden und kommunizieren

und

• sind kompetent in der Arbeit im Labor und sind in der Lage, messtechnische Probleme der

Beschleunigerphysik anzugehen und ihre Messungen kritisch einzuschätzen sowie

Strahlparameter abzuschätzen.


5 Prüfungsform




219

7 Benotung




9 Literatur

wird vom Dozenten angegeben, z.B.

Wille, Physik der Teilchenbeschleuniger und

Synchrotronstrahlungsquellen

Wiedemann, Accelerator Physics (1 + 2)

10 Kommentar

220

Modulname

Intensive Laserstrahlen

Modul Nr.

05-21-2670

Kreditpunkte

5 CP

Arbeitsaufwand

150 h

Selbststudium

90 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

05-21-1481-vl Intensive Laserstrahlen 0 Vorlesung 3

05-23-1481-ue Intensive Laserstrahlen 0 Übung 1

2 Lerninhalt

Lasermedien, spezielle Aspekte von Hochenergielasern, nichtlinearer Brechungsindex und B-

Integral, moderne Laserkonzepte, Architekturen, Pulsformung, Kurzpuls- und CPA-Laser, Laser-

Plasma Wechselwirkung, Diagnostik relativistischer Plasmen, Erzeugung höherer Harmonischer,

Teilchenbeschleunigung, Strahlenschutzanforderungen


Die Studenten kennen die grundlegenden Problemkreise von Hochenergielasern,

Hochleistungslasern. Sie können selbstständig und anhand von Standardliteratur die

Anforderungen für ein Lasersystem erarbeiten und Systeme für spezifische Anwendungen

optimieren. Sie kennen den aktuellen Stand der Technik der Lasersysteme. Die Studenten

können verschiedene Systeme vergleichen und die zu erwartende Leistung berechnen. Die

Studenten können die Grundlegenden Wechselwirkungsmechanismen beschreiben und Ihre

Abhängigkeit von den Strahlparametern benennen. Die Studenten sind in der Lage an

Hochenergielasersystemen zu arbeiten und diese zu erweitern.


Grundkenntnisse Laser- und Plasmaphysik

5 Prüfungsform


Modulprüfung (Standardkategorie (nicht mehr verwenden), Studienleistung,

Bestanden/Nicht bestanden)

Mündliche Prüfung



7 Benotung


Modulprüfung (Standardkategorie (nicht mehr verwenden), Studienleistung,

Gewichtung: 100%)

221


MSc. Physik: Mögliche Spezialvorlesung in den Studienschwerpunkten „O: Moderne Optik“ oder

K: Kernphysik und nukleare Astrophysik “ oder „ H: Materie bei hoher Energiedichte “oder „ F:

Physik der Kondensierten Materie “ oder „ B: Physik und Technik von Beschleunigern. Und

Physikalisches Wahlfach für Studierende, die nicht Studienschwerpunkt „O: Moderne Optik“

gewählt haben.

9 Literatur

Wird zu Beginn der Veranstaltung bekannt gegeben

10 Kommentar

222

Modulname

Ionen und Atome in Plasmen - Einf. in die Plasmaphysik mit schweren Ionen

Modul Nr.

05-21-1460

Kreditpunkte

5 CP

Arbeitsaufwand

150 h

Selbststudium

90 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch



1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

05-21-3212-vl Atome und Ionen im Plasma -

Einführung in die Plasmaphysik

mit schweren Ionen

0 Vorlesung 3

05-23-3212-ue Atome und Ionen im Plasma -

Einführung in die Plasmaphysik

mit schweren Ionen

0 Übung 1

2 Lerninhalt

Erzeugung und Charakterisierung von Plasmen und Plasmaparameter

Stoßionisation, Coulombstöße, Leitfähigkeit

Wellen in Plasmen

Kinetische Plasmatheorie

Landaudämpfung

Saha Gleichung / Beam

Target Interaction

Plasmadiagnostik


Die Studierenden

• kennen die grundlegenden Konzepte der Plasmaphysik, der Erzeugung von Plasmen und die

Methoden zur Messung der Plasmaparameter. Sie können unterscheiden zwischen den

Konzepten idealer Plasmen und Plasmen mit starkem Kopplungsparameter. Sie sind vertraut mit

den wichtigsten Anwendungen der Plasmaphysik in der Magnetfusion und Trägheitsfusion,

• besitzen Fertigkeiten, verschiedene Methoden der Plasmadiagnostik einzusetzen, sie können

den Ionisationsgrad von Plasmen abschätzen und die Bewegung von Plasmen unter dem Einfluss

von Magnetfeldern berechnen und Aussagen über die Stabilität bzw. Instabilität von

Plasmaeinschlüssen machen.

Die Studierenden

• können Teilaspekte der Hydrodynamik, Atomphysik in Plasmen und starken Feldern, sowie

Wechselwirkung von intensiven Teilchenstrahlen und Lasern mit Materie im Hinblick auf die

Anwendungen in der Erzeugung dichter Plasmen analysieren , quantitative Abschätzungen zu

wichtigen Kenngrößen machen und auf experimentelle Aufgabenstellungen anwenden sowie die

erworbenen Kenntnisse kommunizieren

• sind kompetent in der selbständigen Bearbeitung von Problemstellungen in den genannten

Themengebieten und sind in der Lage, Einsatzmöglichkeiten der erarbeiteten Methoden der

Plasmaphysik und hier speziell der Plasmaphysik mit schweren Ionen einschätzen zu können.

223


5 Prüfungsform





7 Benotung




MSc Physik: Mögliche Spezialvorlesung in den Studienschwerpunkten "H: Materie bei hoher

Energiedichte" oder „O: Moderne Optik“ oder K: Kernphysik und nukleare Astrophysik “ oder „ F:

Physik der Kondensierten Materie “ oder „ B: Physik und Technik von Beschleunigern. Und

Physikalisches Wahlfach für Studierende, die nicht Studienschwerpunkt "O: Moderne Optik"

gewählt haben.

9 Literatur

wird von Dozent(in) angegeben

Beispiele:

J.A. Bittencourt: Fundamentals of Plasma Physics

R.O. Dendy, Plasma Physics

10 Kommentar

224

Modulname

Messmethoden der Kernphysik

Modul Nr.

05-21-1434

Kreditpunkte

5 CP

Arbeitsaufwand

150 h

Selbststudium

90 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch



1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

05-21-2111-vl Messmethoden der Kernphysik 0 Vorlesung 3

05-23-2111-ue Messmethoden der Kernphysik 0 Übung 1

2 Lerninhalt

Datenanalyse,

Strahlung und ihre Wechselwirkung mit Materie,

Detektoren,

Signalverarbeitung,

Beschleuniger und Strahltransport, Anwendungen in Energieerzeugung, Festkörperphysik, Medizin


Die Studierenden

• kennen wichtige Methoden zum Nachweis ionisierender Strahlung, ausgehend von den

zugrunde liegenden physikalischen Prozessen bis hin zur Erzeugung elektronisch verarbeitbarer

Signale, kennen gängige Typen von Detektoren, und wissen über wichtige Anwendungen der

Methoden in der Kernphysik und anderen Bereichen wie Medizin,

Energietechnik,Festkörperphysik und Materialforschung Bescheid,

• besitzen Fertigkeiten, Nachweissysteme für ionisierende Strahlung z.B. im Hinblick auf

Anwendungen zu analysieren, quantitative Abschätzungen zu wichtigen Kenngrößen zu machen

und auf Aufgabenstellungen anzuwenden sowie die erworbenen Kenntnisse zu kommunizieren

und

• sind kompetent in der selbständigen Bearbeitung von Problemstellungen in den genannten

Themengebieten und sind in der Lage, Einsatzmöglichkeiten von kernphysikalischen Methoden

und Messapparaten einschätzen zu können.


Empfoheln: BSc. in Physics mit Fachkurs Kernphysik

5 Prüfungsform





225

7 Benotung




MSc Physik: Mögliche Spezialvorlesung in den Studienschwerpunkten "K: Kernphysik und

nukleare Astrophysik“ oder „O: Moderne Optik“ oder „ H: Materie bei hoher Energiedichte “oder „ F: Physik der Kondensierten Materie “ oder „ B: Physik und Technik von Beschleunigern. Und

Physikalisches Wahlfach für Studierende, die nicht Studienschwerpunkt "K: Kernphysik

und nukleare Astrophysik“ gewählt haben.

9 Literatur

wird von Dozent(in) angegeben

Beispiele:

Knoll, Radiation Detection and Measurement

Leo, Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments

10 Kommentar

226

Modulname

Strahlenbiophysik

Modul Nr.

05-27-2980

Kreditpunkte

5 CP

Arbeitsaufwand

150 h

Selbststudium

105 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache




1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

05-21-1662-vl Strahlenbiophysik 0 Vorlesung 3

05-23-1662-ue Strahlenbiophysik 0 Übung 0

2 Lerninhalt

Physikalische und biologische Grundlagen der Strahlenbiophysik, Einführung in die modernen

Experimentiertechniken der Strahlenbiologie. Es wird speziell auf die Wechselwirkung von

Ionenstrahlen mit biologischen Systemen eingegangen. Es werden alle Schritte vorgestellt, die

zur Durchführung einer Ionenstrahltherapie erforderlich sind.

Es kommen folgende Gebiete zur Sprache: Elektromagnetische Strahlung, Teilchen-Materie- Wechselwirkung. Biologische Aspekte: Strahleneffekte schwach ionisierender Strahlung (z.B.

Röntgenstrahlen) auf DNA, Chromosomen, Spurenstruktur schwerer Ionen. (LET: Linear Energy

Transfer) Low-LET Strahlenbiologie: Effekte in der Zelle, High-LET (z.B. Ionen) Strahlenbiologie,

Physikalische und biologische Dosimetrie, Effekte bei niedriger Dosis, Ionenstrahltherapie,

Therapiemodelle, Behandlung beweglicher Ziele.


Die Studierenden kennen die Physik der Wechselwirkung ionisierender Strahlung mit Materie,

deren biochemische Konsequenzen wie Strahlenschäden in der Zelle, in Organen und Gewebe.

Die Studierenden sind vertraut mit den wichtigen Anwendungen der Strahlenbiologie, z.B.

Strahlentherapie und Strahlenschutz. Sie sind auch vertraut mit den Einflüssen von Strahlung in

der Umwelt und im Weltraum.


Empfohlene Voraussetzung: BSc. Physik

5 Prüfungsform





7 Benotung



227


MSc Physik: Mögliche Spezialvorlesung in den Studienschwerpunkten „ F: Physik der

Kondensierten Materie “ oder „O: Moderne Optik“ oder K: Kernphysik und nukleare Astrophysik “

oder „ H: Materie bei hoher Energiedichte “ oder „ B: Physik und Technik von Beschleunigern.

Und Physikalisches Wahlfach für Studierende, die nicht Studienschwerpunkt „ F: Physik der

Kondensierten Materie “ gewählt haben

9 Literatur

wird vom Dozenten bekannt gegeben;

z.B.

Eric Hall , Radiobiology for the Radiologist, Lippincott Company

10 Kommentar

228

Querschnittsthemen der Energiewissenschaft und –technik

Modulname

Mini-Forschungsprojekt „Querschnittsthemen der Energiewissenschaft und –technik“

Modul Nr.

11-01-4416

Kreditpunkte

4 CP

Arbeitsaufwand

120 h

Selbststudium

120 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes Semester

Sprache




1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

2 Lerninhalt




festzulegen und orientiert sich an aktuellen, energierelevanten wissenschaftlichen Fragestellungen.

Idealerweise erfordert die Aufgabenstellung eine interdisziplinäre Herangehensweise.

Der/die Studierende wird zu einer weitestgehend eigenständigen Bearbeitung der Themenstellung

angeleitet.


Die Studierenden

sind kompetent in der selbständigen Einarbeitung in das Thema der Aufgabenstellung sowie in der Dokumentation und Präsentation ihrer Arbeit











diskutieren





5 Prüfungsform



229



7 Benotung





9 Literatur


10 Kommentar

230

Modulname

Einführung in Scientific Computing mit Python

Modul Nr. 18-st-2070

Kreditpunkte 4 CP

Arbeitsaufwand 120 h

Selbststudium 90 h

Moduldauer 1 Semester

Angebotsturnus Jedes Semester

Sprache Deutsch

Modulverantwortliche Person Prof. Dr. rer. nat. Florian Steinke

1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

18-st-2070-pr Einführung in Scientific

Computing mit Python

0 Praktikum 2

2 Lerninhalt In 6 Versuchen werden Grundzüge des wissenschaftlichen Rechnens am PC geübt. Dazu werden

zur Lösung von beispielhaften ingenieurwissenschaftlichen Fragestellungen aus dem

Grundlagenbereich der etit zentrale Methoden der numerischen Mathematik eingesetzt und deren Möglichkeiten und Grenzen exploriert.

Die benötigten Grundlagen der numerischen Mathematik werden durch ein Skript zu jedem

Versuch eingeführt. Im Praktikum werden die Verfahren dann unter Anleitung in der aktuellen

Rechenumgebung Python implementiert.

Die Versuche behandeln folgende Themenbreiche:

Aufstellen und Lösen von linearen Gleichungssystemen, dünn-besetzte Matrizen

Integration gewöhnlicher Differentialgleichungen sowie deren Analyse mit Hilfe von Eigenwerten

Mathematische Optimierung, Automatisches Differenzieren

Lineare Regression/Approximation, erste Machine Learning Algorithmen

Diskretisierung einfacher partieller Differentialgleichungen

3 Qualifikationsziele / Lernergebnisse Die Studierenden lernen Ingenieurprobleme mit modernen Rechnertools zu bearbeiten und dafür

wichtige Basistechnologien des wissenschaftlichen Rechnens zielgerichtet einzusetzen. Dabei

wird den Studierenden eine algorithmische Denkweise vermittelt und sie erfahren eigenständig

die Möglichkeiten und Grenzen computer-gestützter Rechenmethoden.

4 Voraussetzung für die Teilnahme Etit 1 & 2, Mathe für etit 1-3

5 Prüfungsform Modulabschlussprüfung:

Modulprüfung (Studienleistung, mündliche / schriftliche Prüfung, Standard) Die genaue Prüfungsform wird zu Beginn der ersten Lehrveranstaltung bekannt gegeben.

Mögliche Formen sind das Erstellen von Berichten und Versuchsbeschreibungen, sowie

Präsentationen von Versuchsergebnissen.


7 Benotung Modulabschlussprüfung:


8 Verwendbarkeit des Moduls Etit B.A./M.Sc. mit allen Vertiefungen, sowie CE, ICE, IST

231

9 Literatur

10 Kommentar

232

Modulname

Energietechnik

Modul Nr.

18-bi-1010

Kreditpunkte

6 CP

Arbeitsaufwand

180 h

Selbststudium

120 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch



1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

18-bi-1010-ue Energietechnik 0 Übung 1

18-bi-1010-vl Energietechnik 0 Vorlesung 3

2 Lerninhalt

Es sollen in Form einer Einführung in die Thematik technische Prozesse zur Nutzung der Energie

für die menschliche Zivilisation im Allgemeinen, und im Speziellen die grundlegenden Aufgaben

und Herausforderungen der elektrischen Energienutzung den Studierenden nahe gebracht

werden. Biochemische Energieprozesse wie z. B. der menschliche Stoffwechsel sind daher nicht

Thema der Lehrveranstaltung. Zunächst werden die physikalischen Grundlagen zum Begriff „Energie“ wiederholt, und die

unterschiedlichen Energieformen mechanischer, thermischer, elektromagnetischer, chemischer

und kernphysikalischer Natur für die technische Nutzung der Energie in Form von Wärme,

mechanischer Bewegung und Elektrizität erläutert. Danach wird ein Überblick über die

Energieressourcen gegeben, ausgehend von der solaren Einstrahlung und ihre direkten und

indirekten Auswirkung wie die solare Wärme und die Luftmassen-, Oberflächengewässer- und

Meereswellenbewegung. Weiter werden die auf biochemischem Wege durch Sonneneinstrahlung

entstehende Energiequelle der Biomasse und die fossilen Energiequellen Erdöl, Erdgas und Kohle

und ihre Reichweite besprochen. Es werden die nuklearen Energiequellen der Kernspaltung

(Uranvorkommen) und der Kernfusion (schweres Wasser) und die u. A. auf nuklearen Effekten

im Erdinneren beruhende Erdwärme erläutert, sowie die durch planetare Bewegung verursachten Gezeiteneffekte erwähnt. Anschließend wird auf den wachsenden Energiebedarf

der rasch zunehmenden Weltbevölkerung eingegangen, und die geographische Verteilung der

Energiequellen (Lagerstätten, Anbauflächen, solare Einstrahlung, Windkarten, Gezeitenströme,

…) besprochen. Die sich daraus ergebenden Energieströme über Transportwege wie Pipelines,

Schiffsverkehr, …, werden kurz dargestellt. In einem weiteren Abschnitt werden

Energiewandlungsprozesse behandelt, wobei direkte und indirekte Verfahren angesprochen

werden. Nach der Rangfolge ihrer technischen Bedeutung stehen großtechnische Prozesse wie z.

B. die thermischen Kreisprozesse oder hydraulische Prozesse in Kraftwerken im Vordergrund,

doch wird auch ein Überblick über randständige Prozesse wie z. B. thermionische Konverter

gegeben. Danach erfolgt eine Spezialisierung auf die Thematik der elektrischen

Energieversorgung mit Hinblick auf den steigenden Anteil der elektrischen Energieanwendung. Es wird die Kette vom elektrischen Erzeuger zum Verbraucher mit einem Überblick auf die

erforderlichen Betriebsmittel gegeben, der sich einstellende elektrische Lastfluss und dessen

Stabilität angesprochen. Die Speicherung der Energie und im speziellen der elektrischen Energie

durch Umwandlung in andere Energieformen wird thematisiert. Abschließend sollen Fragen zum

zeitgemäßen Umgang mit den energetischen Ressourcen im Sinne einer nachhaltigen

Energienutzung angeschnitten werden.


Die Studierenden kennen die physikalisch basierten energetischen Grundbegriffe und haben

233

einen Überblick über die Energieressourcen unseres Planeten Erde.

Sie verstehen die grundsätzlichen Energiewandlungsprozesse zur technischen Nutzung der

Energie in Form von Wärme sowie mechanischer und elektrischer Arbeit.

Sie haben Grundlagenkenntnisse zur elektrischen Energietechnik in der Wirkungskette vom

elektrischen Energieerzeuger zum Verbraucher erworben und sind in der Lage, sich zu aktuelle

Fragen der Energienutzung und ihrer zukünftigen Entwicklung eine eigene Meinung zu bilden.

Sie sind in der Lage, grundlegende Berechnungen zu Energieinhalten, zur Energiewandlung, zu

Wirkungsgraden und Effizienzen, zur Speicherung und zu Wandlungs- und Transportverlusten

durchzuführen.Sie sind darauf vorbereitet, sich in weiterführenden Vorlesungen zu

energietechnischen Komponenten und Systemen, zur Energiewirtschaft und zu künftigen Formen

der Energieversorgung vertiefendes Wissen anzueignen.


Grundlagenkenntnisse aus Physik (Mechanik, Wärmelehre, Elektrotechnik, Aufbau der Materie)

und Chemie (Bindungsenergie) sind erwünscht und erleichtern das Verständnis der

energetischen Prozesse.

5 Prüfungsform




7 Benotung




BSc ETiT, BSc WI-ETiT, BSc MEC, BSc iST, BSc CE, MSc ESE

9 Literatur

Vorlesungsunterlagen (Foliensätze, Umdrucke)

Übungsunterlagen (Beispielangaben, Musterlösungen) Ergänzende und vertiefende Literatur:

Grothe/Feldhusen: Dubbel-Taschenbuch für den Maschinenbau, Springer, Berlin, 2007, 22. Aufl.;

besonders: Kapitel „Energietechnik und Wirtschaft“; Sterner/Stadler: Energiespeicher – Bedarf,

Technologien, Integration, Springer-Vieweg, Berlin, 2011; Rummich: Energiespeicher, expert-

verlag, Renningen, 2015, 2. Aufl.; Strauß: Kraftwerkstechnik zur Nutzung fossiler, nuklearer und

regenerativer Energiequellen, Springer, Berlin, 2006, 5. Aufl.; Hau: Windkraftanlagen –

Grundlagen, Technik, Einsatz, Wirtschaftlichkeit, Springer-Vieweg, Berlin, 2014, 5. Aufl.;

Heuck/Dettmann/Schulz: Elektrische Energieversorgung, Springer-Vieweg, Berlin, 2014, 9.

Aufl.;Quaschning: Regenerative Energiesystem, Hanser, München, 2001, 7. Aufl.

10 Kommentar

234

Modulname

Energietechnisches Praktikum I

Modul Nr.

18-bi-2091

Kreditpunkte

4 CP

Arbeitsaufwand

120 h

Selbststudium

75 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache




1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

18-bi-2090-tt Praktikumsvorbesprechung (für

alle von EW angebotenen Praktika)

0 Tutorium 0

18-bi-2091-pr Energietechnisches Praktikum I 0 Praktikum 3

2 Lerninhalt

Sicherheitsbelehrung zu elektrischen Betriebsmitteln;

Inhalt der Versuche:

Elektrische Energiewandlung

Leistungselektronik

Hochspannungstechnik

Elektrische Energieversorgung

Regenerative Energien


Sammeln von Erfahrungen im experimentellen Arbeiten in Kleingruppen mit unterschiedlichen

Aufgabenstellungen aus der Elektrischen Energietechnik.


Elektrische Energietechnik oder Vergleichbares

5 Prüfungsform


Modulprüfung (Studienleistung, Klausur, Dauer 120 Min, Standard)


7 Benotung


Modulprüfung (Studienleistung, Klausur, Gewichtung: 100%)


235

MSc ETiT, MSc MEC, MSc WI-ETiT

9 Literatur

Binder, A. et al.: Skript zur Lehrveranstaltung mit Versuchsanleitungen; Hindmarsh, J.: Electrical

Machines and their Application, Pergamon Press, 1991

Nasar, S.A.: Electric Power systems. Schaum`s Outlines

Mohan, N. et al: Power Electronics, Converters, Applications and Design, John Wiley &

Sons, 1995

Kind, D., Körner, H.: High-Voltage Insualtion Technology, Friedr. Vieweg & Sohn,

Braunschweig Wiesbaden, 1985, ISBN 3-528-08599-1

10 Kommentar

236

Modulname

Energietechnisches Praktikum II

Modul Nr.

18-bi-2092

Kreditpunkte

4 CP

Arbeitsaufwand

120 h

Selbststudium

75 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache




1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

18-bi-2090-tt Praktikumsvorbesprechung (für

alle von EW angebotenen Praktika)

0 Tutorium 0

18-bi-2092-pr Energietechnisches Praktikum II 0 Praktikum 3

2 Lerninhalt

Praktische Übung über elektrische Energietechnik - Verteilung und Anwendung. Etwa 50%

befassen sich mit Energieverteilung und Hochspannungstechnik; Etwa 50% handeln um

Anwendung von Antriebssystemen, insbesondere "feldorientierte Regelung" von Antrieben mit

variabler Geschwindigkeit, lineare Permanentmagnet- und geschaltete Reluktanz-Maschine


Sammeln von Erfahrungen im experimentellen Arbeiten in Kleingruppen mit unterschiedlichen

Aufgabenstellungen aus der Elektrischen Energietechnik.


Master-Programm: Energietechnisches Praktikum 1

5 Prüfungsform


Modulprüfung (Studienleistung, Klausur, Dauer 120 Min, Standard)


7 Benotung


Modulprüfung (Studienleistung, Klausur, Gewichtung: 100%)


MSc ETiT, MSc MEC, MSc WI-ETiT

9 Literatur

Skript mit ausführlichen Versuchsanleitungen

10 Kommentar

237

Modulname

Machine Learning & Energy

Modul Nr.

18-st-2020

Kreditpunkte

6 CP

Arbeitsaufwand

180 h

Selbststudium

120 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch



1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

18-st-2020-pr Praktikum Machine Learning &

Energy

0 Praktikum 1

18-st-2020-ue Machine Learning & Energy 0 Übung 1

18-st-2020-vl Machine Learning & Energy 0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

Auch für Ingenieure wird die Analyse und Interpretation von Daten immer wichtiger. Unter den Schlagworten Digitalisierung und Smart Grid entwickeln sich viele neue datenbasierter Dienste

im Energiebereich. Das Modul stellt diese Entwicklung und die zugehörigen technischen

Grundlagen des maschinellen Lernens dar.

Zuerst werden die verschiedenen Problemstellungen des maschinellen Lernens strukturiert

dargestellt (Klassifikation, Regression, Gruppierung, Dimensionsreduktion, Zeitserienmodelle,

…), und es wird gezeigt, wie jede Problemklasse in aktuellen Fragestellungen der Energietechnik

ihre Anwendung findet (Vorhersage von Preisen, erneuerbaren Energien und Verbrauchsmustern

in multimodalen Systemen, Fehlererkennung und -prädiktion, Datenvisualisierung in komplexen

Umgebungen, robuste Investitionsrechnung, Kundenanalyse, probabilistische Netzrechnung, …).

Danach werden Grundlagen der Optimierung und Wahrscheinlichkeitsrechnung wiederholt

sowie probabilistische graphische Modelle eingeführt. Auf dieser Basis werden dann für jede

Problemklasse des maschinellen Lernens verschiedene Verfahren in Tiefe vorgestellt und anhand

von Anwendungsbeispielen aus dem Energiebereich diskutiert. Es werden klassische Verfahren

wie lineare Regression, k-Means, Hauptkomponentenanalyse ebenso wie moderne Verfahren

(u.a. SVMs, Deep Learning, Collaborative filtering, …) dargestellt. Alle methodischen Schritte

werden in Übungen / einem Praktikum auf Basis von Matlab vertieft.


Die Studierenden kennen wesentliche Aufgabenstellungen und Methoden des maschinellen

Lernens und deren Einsatzmöglichkeiten im Energiebereich. Die Studierenden verstehen die

Funktionswiese entsprechender Algorithmen und sind in der Lage, diese eigenständig auf neue

Probleme (nicht nur aus dem Energiebereich) anzuwenden und entsprechend anzupassen.


Gute Kenntnisse der linearen Algebra und Grundlagen der numerischen Optimierung

(z.B. aus dem Kurs 18-st-2010 Energiemanagement & Optimierung)

Die aktive Nutzung von Matlab für die Übungen sollte kein Hindernis darstellen. Als

238

Vorübung kann der Kurzkurs 18-st-2030 Matlab Grundkurs besucht werden.

5 Prüfungsform




7 Benotung




MSc etit, MSc iST, MSc Wi-etit, MSc CE, MSc ESE

9 Literatur

A Géron: Hands on Machine Learning with scikit-learn and Tensorflow, 2017

Friedman, Hastie, Tibshirani: The elements of statistical learning, 2001

Koller, Friedmann: Graphical Models, 2009

10 Kommentar

239

Modulname

Policy-Analyse im Kontext von Energy Science und Engineering

Modul Nr.

02-23-3001

Kreditpunkte

5 CP

Arbeitsaufwand

150 h

Selbststudium

120 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes Semester

Sprache

Deutsch


PD Dr. phil. Björn Egner

1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

02-23-3001-ku Policy-Analyse im Kontext von

Energy Science und Engineering

0 Kurs 2

2 Lerninhalt

• exemplarische Anwendung von Analysekonzepten zur Staatstätigkeit (Policy-Analyse) im

Bereich der Umwelt-, Energie- und Klimapolitik

• Analyse zur Staatstätigkeit (Policy-Analyse) in Mehrebenensystemen im Bereich der Umwelt-,

Energie- und Klimapolitik

• wissenschaftliche Konzepte zur Binnenstruktur und Funktionsweise von Staat und

Verwaltung in Mehrebenensystemen im Bereich der Umwelt-, Energie- und Klimapolitik

• Formen politischer Entscheidungen und ihre administrativen Umsetzung in Mehrebenensystemen im Bereich der Umwelt-, Energie- und Klimapolitik


Studierende

• können die Analysekonzepte zur Staatstätigkeit auf die Umwelt-, Energie- und Klimapolitik

anwenden,

• kennen wissenschaftliche Konzepte zur Binnenstruktur und Funktionsweise von Verwaltung

sowie von Formen politischer Entscheidungen und ihrer administrativen Umsetzung in der

Umwelt-, Energie- und Klimapolitik,

• können Steuerungsformen auf dem Politikfeld der Umwelt-, Energie- und Klimapolitik

vergleichend diskutieren.


keine

5 Prüfungsform


[02-23-3001-ku] (Studienleistung, Hausarbeit, Standard)


Bestehen der definierten Studienleistung.

7 Benotung


[02-23-3001-ku] (Studienleistung, Hausarbeit, Gewichtung: 100%)

240


MSc Energy Science and Engineering

9 Literatur

wird vom Dozierenden bekanntgegeben

10 Kommentar

241

Modulname

Projektseminar Energieinformationssysteme

Modul Nr.

18-st-2040

Kreditpunkte

6 CP

Arbeitsaufwand

180 h

Selbststudium

135 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes Semester

Sprache

Deutsch



1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

18-st-2040-pj Projektseminar Energieinformation

ssysteme

0 Projektseminar 3

2 Lerninhalt

Selbständiges Einarbeiten in ein forschungsorientiertes Thema aus dem Gebiet der

Energieautomatisierung (ggfs. im Team) einschließlich einer schriftlichen Ausarbeitung und/oder

eines Vortrags zu dem Thema. Erarbeiten einer Lösung zu einem gestellten Projektthema.


Studierend stellen im Rahmen der Lehrveranstaltung selbständige und selbstorganisierte

Problemlösungskompetenz unter Beweis. Sie haben gelernt, Lösungsalternativen zu einem

gestellten Problem systematisch zu erarbeiten, kritisch zu hinterfragen und zielführende

Entscheidungen umzusetzen.


keine

5 Prüfungsform




Modulprüfung (Studienleistung, fakultativ, Standard BWS)


Bestehen der Modulabschlussprüfung

7 Benotung




MSc ETiT

242

9 Literatur

10 Kommentar

243

Modulname

Umweltinformationssysteme

Modul Nr.

13-F0-

M012

Kreditpunkte

6 CP

Arbeitsaufwand

180 h

Selbststudium

150 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

13-F0-0018-vl Umweltinformationssysteme 0 Vorlesung 1

13-F0-0019-ue Umweltinformationssysteme -

Übung

0 Übung 1

2 Lerninhalt

Kommunales GIS; (Mobile) Datenerfassung; Datenhaltungssysteme ,- auswertungen und -

management; GIS zur Grundwasserbewirtschaftung und -monitoring; Methoden der

Ingenieurinformatik für die Modellierung und Simulation energetischer Aspekte im Bau- und Umweltbereich.


Die Studierenden besitzen die Fähigkeit, fachspezifische Ingenieuraufgaben aus dem Bereich

Umwelt modellorientiert zu implementieren und visualisieren und nach wissenschaftlichen

Grundsätzen selbstständig zu bearbeiten sowie die Kompetenz große grafische und numerische

Datenmengen automatisiert zu verarbeiten und systemerkennend zu analysieren.


Grundkenntnisse in der Ingenieurinformatik

5 Prüfungsform





erfolgreiche Erbringung der Studienleistungen

7 Benotung





244

9 Literatur

Bill: Grundlagen der Geoinformationssystem, Wichmann; Warcup: Von der Landkarte zum GIS:

Eine Einführung in Geografische Informationssysteme, Points; Fürst: GIS in Hydrologie und

Wasserwirtschaft, Wichmann; Fischer-Stabel: Umweltinformationssysteme -Grund

10 Kommentar

245

Energienetze

Modulname

Berechnung transienter Vorgänge im elektrischen Energieversorgungsnetz

Modul Nr.

18-hs-2060

Kreditpunkte

6 CP

Arbeitsaufwand

180 h

Selbststudium

150 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch



1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

18-hs-2060-se Berechnung transienter Vorgänge

im elektrischen

Energieversorgungsnetz

0 Seminar 2

2 Lerninhalt

In zwei einführenden Vorlesungen werden Grundsätze zur Modellierung und Simulation von

Energieversorgungsnetzen bei transienten Vorgängen dargestellt. Anschließend wird das

Simulationsprogramm PSCAD/EMTDC vorgestellt und in Rechnerübungen von den

Teilnehmern angewendet.

Die Teilnehmer bearbeiten anschließend selbstständig eine vorgegebene Fragestellung aus dem

Gebiet der Modellierung und Simulation transienter Vorgänge im elektrischen

Energieversorgungssystem.


Die Lernziele sind:

Erarbeiten einer gegebenen technischen Fragestellung aus dem Bereich Netzplanung, -

berechnung

Angeleitetes und selbstständiges Aneignen eines Simulationsprogramms

Selbstständiges Ausarbeiten der Fragestellung

Logische Darstellung der Ergebnisse in einem Bericht

Präsentation des Berichts (Vortrag 10 min)


Stoff der Vorlesungen "Elektrische Energieversorgung“ I und II

5 Prüfungsform




246

7 Benotung





9 Literatur

Skript, Programmbeschreibung, Übungsaufgabe, Themenstellung der Projektaufgabe

10 Kommentar

247

Modulname

Energiekabelanlagen

Modul Nr.

18-hi-2040

Kreditpunkte

3 CP

Arbeitsaufwand

90 h

Selbststudium

60 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache




1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

18-hi-2040-vl Energiekabelanlagen 0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

In der Vorlesung wird neben theoretischen Kenntnissen auch die Praxis der Kabel- und

garniturentechnik vermittelt. Dabei werden technische Fragen, wie z.B. Wasserempfindlichkeit

von Kunststoffkabeln, Kabelabnahme, Prüfung von bereits verlegten Kabeln oder neueste

Entwicklungen z.B. auf dem Gebiet der Supraleitung, u.ä. behandelt.

Die Inhalte der Vorlesung sind:

Kabelaufbau: Materialien/Anforderungen/Design

Kabelherstellung: Leiter / Extrusion / Schirm/Mantel (Öl-

Papierisolierung) Armierung

Qualitätsanforderungen: Routine- / Auswahl- / Typen- u. Langzeitprüfung

/ ISO 9001, Normen, Alterung, Lebensdauer

Garniturentechnik: Muffen/Endverschlüsse / Materialien / Feldsteuerung

/ Leiterverbindung

Kabelsystemtechnik: Belastbarkeit / mech. Anforderung / ind. Spannungen

/ Kurzschlussanforderung / transiente Anforderungen/Montagetechniken

Projektierung und Betrieb: Trassierung / Verlegung / Inbetriebnahme /

Monitoring / Wartung

Entwicklungstendenzen: Hochtemperatursupraleitung, Seekabel, DC-Kabel, forcierte

Kühlung, GIL


Die Studierenden lernen den grundsätzlichen Aufbau eines Kabels kennen. Sie lernen die

technischen Anforderungen an Material und Design eines Hochspannungskabels. Die Grundlagen

der Fertigungstechnik werden dabei ebenso erlernt wie die notwendigen Prüfungen. Die

Studenten sind zudem in der Lage neue Entwicklungstendenzen in der Kabeltechnik einschätzen

zu können.


BSc. ETiT, Vertiefung EET

248

5 Prüfungsform




7 Benotung




MSc ETiT

9 Literatur

Englischsprachige Folien, zzgl. Literaturquellen

10 Kommentar

249

Modulname

Statistische Physik von Netzwerken

Modul Nr.

05-27-2930

Kreditpunkte

5 CP

Arbeitsaufwand

150 h

Selbststudium

120 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch


Prof. Dr. rer. nat. Barbara Drossel

1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

05-27-1010-se Theorie von Netzwerken 0 Seminar 2

2 Lerninhalt

- Strukturelle Kenngrößen von Netzwerken

- Kleine-Welt-Netzwerke

- Skalenfreie Netzwerke

- Dynamik auf Booleschen Zufallsnetzen

- Wachstum von Netzwerken


Die Studierenden

• bekommen einen Überblick über die Physik von Netzwerken; dabei wird auf die Struktur, die

Dynamik und die Evolution von Netzwerken eingegangen, sie kennen Präsentationstechniken

und wissen um Grundlagen der wissenschaftlichen Diskussion,

• besitzen Fertigkeiten, sich in ein abgegrenztes Themengebiet unter Rücksprache mit einem

Betreuer selbständig einzuarbeiten, die physikalischen Sachverhalte zu durchdringen und sie für

ein studentisches Publikum anschaulich darzustellen und

• sind kompetent in der eigenständigen Bearbeitung, Präsentation und Diskussion auf

wissenschaftlichem Niveau.


5 Prüfungsform


Modulprüfung (Studienleistung, mündliche / schriftliche Prüfung, Standard)


Benotete Studienleistung

7 Benotung




MSc. Physics, 1. oder 2. Semester

250

Theorie-Seminar

9 Literatur

wird von Dozent(in) zu den konkreten Themen angegeben

10 Kommentar

251

Modulname

Überspannungsschutz und Isolationskoordination in Energieversorgungsnetzen

Modul Nr.

18-hi-2030

Kreditpunkte

4 CP

Arbeitsaufwand

120 h

Selbststudium

75 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Englisch



1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

18-hi-2030-ue Überspannungsschutz und

Isolationskoordination in

Energieversorgungsnetzen

0 Übung 1

18-hi-2030-vl Überspannungsschutz und

Isolationskoordination in

Energieversorgungsnetzen

0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

[list] Ermittlung der repräsentativen Überspannungen

[list]

Normalverteilung der Auftrittswahrscheinlichkeiten und daraus ableitbare Größen

Langsam ansteigende Überspannungen

Eigenschaften von Überspannungsschutzgeräten

Wanderwellenvorgänge und Schutzbereich von Ableitern

Ermittlung der Koordinationsstehspannung

[list]

Nachweiskriterium

Ermittlung der erforderlichen Stehspannung

Allgemeines

Atmosphärische Korrektur

Sicherheitsfaktoren für innere und äußere Isolation

[/list]

Bemessungs-Stehspannungen und Prüfverfahren

o Allgemeines

o Prüfumrechnungsfaktoren

o Bestimmung und Nachweis der Durchschlagfestigkeit durch geeignete

Prüfverfahren

o Tabellen für Prüfspannungswerte und erforderliche Schlagweiten


Die Studierenden haben die wichtigsten Verfahren der Isolationskoordination auf der Grundlage

der einschlägigen IEC-Vorschriften (und wichtige Unterschiede zur Vorgehensweise entsprechend

252

den IEEE-Vorschriften) verstanden und sind damit in der Lage, die Betriebsmittel elektrischer

Energieversorgungsnetze bezüglich ihrer Festigkeit gegen mögliche auftretende Überspannungen

auszulegen. Dazu haben sie die Ursachen der verschiedenen Überspannungsarten kennengelernt

sowie die jeweilige elektrische Festigkeit der Betriebsmittel gegenüber diesen Überspannungen.

Die Wirkungsweise und Auslegung von Überspannungsableitern als wichtiges Hilfsmittel der

Isolationskoordination in Energieversorgungsnetzen sind verstanden worden. Das theoretische

Wissen über die Vorgehensweise bei der Isolationskoordination ist durch praktische Fallbeispiele

untermauert und vertieft worden. Damit sind die Studierenden grundsätzlich in der Lage, eine

Isolationskoordination in beliebigen Anwendungsfällen selbständig durchzuführen.


Hochspannungstechnik I und II

5 Prüfungsform




7 Benotung





9 Literatur

Die IEC-Vorschriften können während der Vorlesungzeit ausgeliehen werden. Die

Vorlesungsfolien sowie weiteres unterstützendes Lehrmatterial können von der HST-Homepage

heruntergeladen werden: www.hst.tu-darmstadt.de.

10 Kommentar

http://www.hst.tu-darmstadt.de/

253

Physikalische und chemische Grundlagen

Modulname

Chemische Kinetik (M.PC8)

Modul Nr.

07-04-0009

Kreditpunkte

4 CP

Arbeitsaufwand

120 h

Selbststudium

75 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 3. Semester

Sprache

Deutsch


1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

07-04-0009-ue Übung Chemische Kinetik (M.PC8) 0 Übung 1

07-04-0009-vl Chemische Kinetik (M.PC8) 0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

Formale Reaktionskinetik, Zeitgesetze einfacher und zusammengesetzter Reaktionen,

Experimentelle Methoden der Reaktionskinetik, Reaktionsgeschwindigkeit in Gleichgewichtsnähe

und Relaxation, Übergang von der makroskopischen zur mikroskopischen Kinetik,

Potentialflächen, Reaktionen in Molekularstrahlen und Laserspektroskopie, Stoßtheorie

bimolekularer Gasphasenreaktionen, Theorie und Spektroskopie des Übergangszustandes,

Temperaturabhängigkeit von Geschwindigkeitskonstanten, uni-molekulare Reaktionsdynamik,

Reaktionen in kondensierten Phasen, heterogene Reaktionen, photochemische Kinetik,

Kettenreaktionen, nicht-lineare Dynamik und oszillierende chemische Reaktionen


Studierende erwerben eine Überblick über die wichtigsten kinetischen Methoden zum Studium

von einfachen und zusammengesetzten Reaktionen und verfügen über vertiefte Kenntnisse vor

allem in der mikroskopischen Interpretation von kinetischen Daten.


5 Prüfungsform




7 Benotung



100%)


254

9 Literatur


10 Kommentar

255

Modulname

Chemische Produktionsverfahren (M.TC7)

Modul Nr.

07-06-0008

Kreditpunkte

3 CP

Arbeitsaufwand

90 h

Selbststudium

60 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 3. Semester

Sprache

Deutsch


1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

07-06-0008-vl Chemische Produktionsverfahren

(M.TC7)

0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

Struktur der chemischen Industrie; Historie; Produktstammbäume; wichtige petrochemische

Verfahren zur Herstellung von Grundchemikalien, Zwischenprodukten, Fein- und

Spezialchemikalien sowie Wirkstoffen; Verfahrensentwicklung, -bewertung und -auswahl;

wichtige chemische Reaktionsklassen mit technischen Beispielen; Alternativen zur Petrochemie:

C1-Chemie und Nachwachsende Rohstoffe; Konzept der Bioraffinerie mit realisierten Verfahren

und der Stand der aktuellen Forschung.


Studierende erwerben einen Überblick über die Struktur der chemischen Industrie im Laufe der

Geschichte. Es werden die stofflichen Aspekte der Technischen Chemie und die Grundlagen der

Entwicklung neuer Prozesse vermittelt. Wesentlich ist dabei die Behandlung chemischer

Produktionsverfahren an ausgewählten Beispielen unter übergeordneten Gesichtspunkten wie

Rohstoffversorgung, Verwertung von Nebenprodukten, Anlagensicherheit und Wirtschaftlichkeit

des Gesamtprozesses. Die Darstellung wichtiger Prozesse aus den verschiedenen

Produktionszweigen der chemischen Industrie geht besonders auf neuere Entwicklungen wie

nachwachsende Rohstoffe und C1-Chemie ein.

Die Studierenden sollen in der Lage sein, in den alten (Kohle, Erdöl) und neuen (Erdgas,

Nachwachsende Rohstoffe) Produktionsstammbäumen zu denken und diese weiterzuentwickeln.


5 Prüfungsform




7 Benotung



256

100%)


9 Literatur


10 Kommentar

257

Modulname

Chemische Reaktionstechnik (M.TC6)

Modul Nr.

07-06-0007

Kreditpunkte

3 CP

Arbeitsaufwand

90 h

Selbststudium

60 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 3. Semester

Sprache

Deutsch


1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

07-06-0007-vl Chemische Reaktionstechnik

(M.TC6)

0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

Masse-, Energie- und Impulsbilanz als Grundlage der Reaktorberechnung, Lösung von

gekoppelten DGL-Systemen, Chemische Thermodynamik von Simultangleichgewichten, Kinetik

homogener und heterogener Reaktionen, Messung und Auswertung kinetischer Daten,

Reaktionsnetzwerke, Transport von Stoff, Wärme und Impuls, Zusammenwirkung von

chemischer Reaktion- und Stofftransport, Verweilzeitverhalten, Typen chemischer

Reaktionsapparate und deren Modellierung. Scale up Probleme.


Studierende sollen in der Lage sein, chemische Reaktionsapparate sinnvoll für eine gegebene

chemische Aufgabenstellung auszuwählen und diese Reaktoren für eine vorgegebene Kinetik

mathematisch zu Modellierung.


5 Prüfungsform




7 Benotung



100%)


9 Literatur


258

10 Kommentar

259

Modulname

Elektrochemie (M.PC5)

Modul Nr.

07-04-0006

Kreditpunkte

4 CP

Arbeitsaufwand

120 h

Selbststudium

75 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 3. Semester

Sprache

Deutsch


1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

07-04-0006-ue Übung Elektrochemie (M.PC5) 0 Übung 1

07-04-0006-vl Elektrochemie (M.PC5) 0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

Elektrolyte (Solvatation von Ionen, elektrolytische Leitfähigkeit, Zusammenhang von Migration

und Diffusion, Hittorfsche Überführungszahlen, Interionische Wechselwirkungen und Debye-

Hückel-Theorie), elektrochemische Zellen (Elektromotorische Kraft, Nernst-Gleichung,

Diffusionspotential, Spannungsreihe), Elektrodenkinetik (Modelle der elektrochemischen

Doppelschicht, Elektrokapillarität, elektrochemische Reaktionen, Butler-Volmer-Gleichung, Elektronentransfer, Marcus-Theorie, Passivität von Metallen, Mischpotentiale), Anwendungen

(Metallabscheidung, Brennstoffzellen, Nervenleitung)


Studierende erwerben einen Überblick über Eigenschaften ionischer Lösungen und chemischer

Reaktionen an Elektroden. Neben meist im Rahmen der klassischen Thermodynamik

formulierten Grundlagen sollen auch moderne mikroskopische Vorstellungen über

Elektrodenprozesse wiedergegeben werden können.


5 Prüfungsform




7 Benotung



100%)


260

9 Literatur


10 Kommentar

261

Modulname

Elektromagnetische Verträglichkeit

Modul Nr.

18-hi-2060

Kreditpunkte

4 CP

Arbeitsaufwand

120 h

Selbststudium

75 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Deutsch



1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

18-hi-2060-ue Elektromagnetische Verträglichkeit 0 Übung 1

18-hi-2060-vl Elektromagnetische Verträglichkeit 0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

Grundbegriffe der Elektromagnetischen Verträglichkeit, Störquellen, Koppelmechanismen und

Gegenmaßnahmen, Entstörkomponenten, Elektromagnetische Schirme, EMV-Mess- und

Prüftechnik, Exkursion zur VDE-Prüfstelle Offenbach


Die Studierenden wissen, dass von jedem elektromagnetischen System eine Beinflussung ausgeht

und dass jedes elektromagnetische (und auch biologische) System davon beeinflusst werden

kann; sie können unterscheiden zwischen typischen Stör-Quellen und -Senken; sie kennen die

typischen Kopplungspfade und können diese identifizieren und mathematisch beschreiben; sie

kennen die grundsätzlichen Maßnahmen zur Vermeidung von Störungen auf Seite der Quellen

und können aus diesem grundsätzlichen Verständnis heraus eigene Maßnahmen ableiten; sie

kennen die grundsätzlichen Abhilfemaßnahmen zur Vermeidung von Beeinflussungen auf Seite

der Senken und können ebenfalls weitere Maßnahmen daraus ableiten; sie sind in der Lage,

Kopplungspfade zu erkennen und gezielt zu beeinflussen bzw. sie völlig zu unterbrechen; sie

kennen die Situation der EMV-Normung und wissen im Grundsatz, welche Anforderungen zu

erfüllen sind bzw. wie dabei vorzugehen ist (auch z.B. um einem Gerät ein CE-Kennzeichen zu

geben); sie haben die wichtigsten EMV- Prüf- und Messverfahren theoretisch und auf der

Exkursion auch praktisch kennen gelernt.


BSc

5 Prüfungsform




7 Benotung


262




9 Literatur

Sämtliche VL-Folien (ca. 500 Stück) downloadbar

Adolf J. Schwab: Elektromagnetische Verträglichkeit, Springer-Verlag

Clayton R. Paul: Introduction to Electromagnetic Compatibility, Wiley & Sons

10 Kommentar

263

Modulname

Homogene Katalyse (M.AC4)

Modul Nr.

07-03-0023

Kreditpunkte

3 CP

Arbeitsaufwand

90 h

Selbststudium

60 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 3. Semester

Sprache

Deutsch


1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

07-03-0005-vl Homogene Katalyse (M.AC4) 0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

Liganden und Metalle für Katalysatorkomplexe, Elementarschritte der Katalyse, katalysierte

Umwandlungen: Hydrogenierung, Isomerisierung, Carbonylierung, Hydroformylierung, Alkene:

Oligomerisierung und Polymerisation, HX-Additionen (Hydrosilylierung, Hydrocyanierung,

Hydroaminierung), Carbonylierung, Kreuzkupplungsreaktionen, Epoxidierung,

Oxidationsreaktionen, Alken- und Alkin-Metathese, CH-Aktivierung, C-C-Aktivierung,

Mechanismen und Kinetik der Katalyse, homogene Katalyse in großtechnischen Verfahren und

für die Feinchemikalienherstellung, neue Entwicklungen


Ziel der Veranstaltung ist es, den Studierenden einen umfassenden Überblick über das Gebiet der

homogenen Katalyse zu bieten. Dieses Basiswissen soll in den Kontext der industriellen

Produktion von Chemikalien eingebettet werden und dabei auch aktuelle Probleme und

Entwicklungen der Katalyseforschung vertiefen.


5 Prüfungsform




7 Benotung



100%)


9 Literatur


264

10 Kommentar

265

Modulname

Materials Chemistry

Modul Nr.

11-01-7292

Kreditpunkte

4 CP

Arbeitsaufwand

120 h

Selbststudium

90 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 2. Semester

Sprache

Englisch


Prof. Dr. Ralf Riedel

1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

11-01-7292-vl Materials Chemistry 0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

• Introduction

• Silicon: Methods for the Preparation of High Purity Silicon

• Reaction in the Gas Phase: Mond-Process, van-Arkel-de-Boer Process, CVD (Thermodynamics

of CVD Examples), Spray Pyrolysis

• Solvothermal Syntheses

• Silicones and Silazanes: Synthesis from Organo Chloro Silanes,

• Silicon-Containing Polymers: Polysiloxanes, Polysilazanes, Polysilylcarbodiimides,

Polysilanes, Polycarbosilanes • Boron-Containing Polymers

• Polymer-Derived Ceramics and Their Applications (Fibers, Ceramic Brake Disc)

• High Pressure Syntheses, Diamond Anvil Cell

• Sol-Gel Processing I (Alkoxides, Transalkoholyse, Base- und Acid-Induced Catalysis of

Si(OR)4/H2O)

• Sol-Gel Processing II (Polycondensation, Cross-Condensation),

• Organic Light Emitting Diodes

• Biomineralisation


The student has gained an overview on and remembers different synthesis techniques for

inorganic materials. Furthermore, he/she has gained the competence to evaluate the relationship

between the synthesis method and the properties of the inorganic materials materials. The

student has the competence to evaluate experimental and theoretical methods for goal-oriented

research in the area of inorganic materials. The student has a first insight in modern preparative

techniques for inorganic materials and a beginner’s competence to follow advanced textbooks

and scientific literature.


None

5 Prüfungsform




266

passing of exam

7 Benotung





9 Literatur

1. U. Schubert, N. Hüsing: „Synthesis of Inorganic Materials“, Wiley-VCH, Weinheim, 2000 2. David Segal: „Chemical Synthesis of Advanced Ceramic Materials“, Cambridge University

Press, 1991

3. Bill, Wakai, Aldinger, „Precursor-Derived Ceramics“, Wiley-VCH, 1996

10 Kommentar


267

Modulname

Mesoskopische Chemie (M.AC5)

Modul Nr.

07-03-0024

Kreditpunkte

3 CP

Arbeitsaufwand

90 h

Selbststudium

60 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 3. Semester

Sprache

Deutsch


1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

07-03-0006-vl Mesoskopische Chemie (M.AC5) 0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

Begriffsbestimmung, Einordnung. Experimentelle Techniken: Gasphasensynthese,

Solvothermalsynthese; Synthesen in überkritischen Medien und ionischen Flüssigkeiten. Sol-Gel

Chemie (wässrig, nicht-wässrig); Chemie mit Hochtemperaturspezies, arrestierte

Bildungsprozesse von Mesomaterialien. Materialklassen: Oxide, Halbleiter, Metallpartikel,

Nanoröhren, Nanostäbe; Nanodrähte; Nanoporöse Materialien. Anorganisch/Organische

Hybridmaterialien. Methoden zur Anordnung und Strukturierung von Materie,

Selbstorganisation und Templatmethoden; Katalyse mit nanoskaligen Partikeln, Photonische

Kristalle.


Ziel der Veranstaltung ist es, den Studierenden einen Überblick über Materialien und Methoden

der mesoskopischen Chemie zu geben. Anhand ausgewählter aktueller technischer Aspekte soll

die Bedeutung größenabhängiger Eigenschaften von Materialien in anwendungsrelevanten

Prozessen verdeutlicht werden.


5 Prüfungsform




7 Benotung



100%)


268

9 Literatur


10 Kommentar

269

Modulname

Physikalische Festkörperchemie - Kondensierte Materie A (M.PC9)

Modul Nr.

07-04-0010

Kreditpunkte

4 CP

Arbeitsaufwand

120 h

Selbststudium

75 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 3. Semester

Sprache

Deutsch


1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

07-04-0010-ue Übung Physikalische Chemie des

Festkörpers - Kondensierte Materie

A (M.PC9)

0 Übung 1

07-04-0010-vl Physikalische Chemie des

Festkörpers - Kondensierte Materie

A (M.PC9)

0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

Klassifikation von Festkörpern, Struktur und Strukturbestimmung des Festkörpers (Translations- und Punktsymmetrie, Beugungsmethoden), Gitterdynamik des Festkörpers (Gitterschwingungen,

Dispersionsrelationen, Zustandsgleichung), Elektronenstruktur des Festkörpers (Bandstruktur der

Metalle, Halbleiter und Isolatoren, Donor- und Akzeptorniveaus), spektroskopische, magnetische

und optische/dielektrische Eigenschaften, Defekte (Punktdefekte, Versetzungen, Struktur von

Ober- und Grenzflächen, Nanokristalle, Thermodynamik), Transport im Festkörper (Diffusion,

Leitfähigkeit), Festkörperreaktionen und Festkörperkinetik (Kröger-Vink-Notation, fest-fest, fest-

gasförmig), Anwendungen (Sensoren, Brennstoffzelle, Displays, Wasserstoffspeicher)


Die Studierenden haben erlernt, welche Parameter des Festkörpers (Struktur, Elektronenstruktur,

Schwingungsstruktur, Zusammensetzung, Defektstruktur, Morphologie) mit welchen Material-

eigenschaften zusammenhängen. Sie können beurteilen, welche Möglichkeiten man zur

Verfügung hat, um die Materialeigenschaften aufzuklären und gegebenenfalls zu verändern und

welche Probleme dabei auftreten.


5 Prüfungsform




7 Benotung



270

100%)


9 Literatur


10 Kommentar

271

Modulname

Physikalische Chemie der weichen Materie - Kondensierte Materie B (M.PC10/M.TH8/M.MC4)

Modul Nr.

07-04-0011

Kreditpunkte

4 CP

Arbeitsaufwand

120 h

Selbststudium

75 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 3. Semester

Sprache

Deutsch


1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

07-04-0011-ue Übung Physikalische Chemie der

weichen Materie - Kondensierte

Materie B (M.PC10)

0 Übung 1

07-04-0011-vl Physikalische Chemie der weichen

Materie - Kondensierte Materie B

(M.PC10)

0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

Polymere: Klassen und Eigenschaften von Polymeren, technische Verwendung, Polymere in

Lösung, Eigenschaften von Polymerschmelzen, statistische Mechanik von Polymeren.

Kolloide: Stabilisierung von Kolloiden sowie deren Lösungseigenschaften, Phasenübergänge,

Dynamik.

Tenside: Eigenschaften von Tensiden, Phasenübergänge, Morphologie.

Weiche Grenzflächen: Adsorption an Grenzflächen, Benetzung von Grenzflächen.

Methodik: Streumethoden, Rheologie, Computersimulation.


Studierende verfügen über einen Überblick über die wichtigsten Vertreter der weichen

kondensierten Materie, ihre Eigenschaften und ihre Einsatzmöglichkeiten. Sie können an Hand

von Beispielen die Beziehung zwischen mikroskopischer oder molekularer Struktur der Bausteine

und dem beobachteten makroskopischen Verhalten der Materialien erläutern. Sie sollen den

Umgang mit quantitativen Methoden zur Beschreibung von weichen Materialien beherrschen, vor

allem solchen aus dem Bereich der statistischen Mechanik. Sie sind orientiert über die

wichtigsten experimentellen und computersimulations-basierten Strategien zur Charakterisierung

weicher Materialien.


5 Prüfungsform




272

7 Benotung



100%)


9 Literatur


10 Kommentar

273

Modulname

Spektroskopie (M.PC4)

Modul Nr.

07-04-0005

Kreditpunkte

4 CP

Arbeitsaufwand

120 h

Selbststudium

75 h

Moduldauer

1 Semester

Angebotsturnus

Jedes 3. Semester

Sprache

Deutsch


1 Kurse des Moduls


Lehrform SWS

07-04-0005-ue Übung Chemische Spektroskopie

(M.PC4)

0 Übung 1

07-04-0005-vl Chemische Spektroskopie (M.PC4) 0 Vorlesung 2

2 Lerninhalt

Strahlungsinduzierte Übergänge (elektromagnetisches Spektrum, zeitabhängige Störungstheorie,

spektrale Auswahlregeln, Linienform), apparative Grundlagen, Rotationsspektroskopie (2- und

mehr-atomige Moleküle), Schwingungspektroskopie (harmonischer/anharmonischer Oszillator,

Isotopeneffekt), Ramanspektroskopie (Rotations/Vibrations-Feinstruktur, Kernspineffekte), elektronische Übergänge (Franck-Condon Analyse, metastabile Zustände,

Einzelmolekülspektroskopie), Magnetische Resonanz (Grundlagen der NMR und EPR,

Fourierspektroskopie, Spindynamik, Grundlagen mehrdimensionaler Verfahren)


Studierende erwerben eine vertiefte Kenntnis der Prinzipien und Anwendungsmöglichkeiten

moderner spektroskopischer Verfahren. Sie sind in der Lage, den Aufbau kommerzieller

Spektrometer zu diskutieren und können Grenzen der analytischen Verfahren aufzeigen.


5 Prüfungsform




7 Benotung



100%)


274

9 Literatur


10 Kommentar

Documents

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