Solartechnik

Studiengänge mit diesem Modul: Wirtschaftsingenieurwesen - Energiewirtschaft (M.Sc.)

Kurzbeschreibung: Die Solarstrahlung bietet die größte regenerative Energiequelle auf der Erde. Die Nutzung der Solarstrahlung kann passiv (solare Architektur) oder aktiv (Solarthermie und Photovoltaik) erfolgen. Bei der Solarthermie wird die Solarstrahlung in thermische Energie und bei der Photovoltaik in elektrische Energie gewandelt. Die Solarthermie ist eine der wichtigsten Quellen zur Erzeugung von regenerativer Gebäudewärme, besitzt aber auch ein nennenswertes Potenzial für die industrielle Prozesswärme. Die Photovoltaik hat in den letzten Jahren eine steile Lernkurve durchlaufen und bietet heute ein großes Potenzial zum Beitrag regenerativer Stromerzeugung.Die Studierenden lernen das theoretische Angebot der Sonne und die verschiedenen Nutzungsmöglichkeiten kennen. Der Schwerpunkt der Veranstaltung liegt auf der Kenntnis der Grundlagen der Wandlungskette von Solarthermie und Photovoltaik. Die Studierenden lernen neben der Technologie das Potenzial und die energetische Gesamtbewertung von Solarthermie- und Photovoltaikanlagen kennen. Dazu gehört auch die Anwendung typischer Planungssoftware.

Lehrinhalte: 1. Angebot der Sonne
1.1. Sonnenstand und Sonnenstrahlung
1.2. Sonnenspektrum und Wellenlänge
1.3. Messsysteme
1.4. Standortauswahl und –bewertung
2. Passive Solarenergienutzung
2.1. Energiebilanz Solarstrahlung
2.2. Passive Solarenergienutzung in Gebäuden
2.3. Entwicklung und Stand der Anwendung
2.4. Potenzial
3. nicht-konzentrierende Solarthermie
3.1. Grundlagen der Solarthermie (Prinzip und Komponenten)
3.2. Entwicklung und Stand der Anwendung solarthermischer Anlagen
3.3. Potenzial der Solarthermie
3.4. Förderung
3.5. Energiebilanz Solarthermieanlagen
4. konzentrierende Solarthermie
4.1. Grundlagen solarthermischer Kraftwerke
4.2. Stand der Nutzung und Potenzial
5. Photovoltaik
5.1. Grundlagen der Photovoltaik (Prinzip und Komponenten)
5.2. Entwicklung und Stand der Anwendung PV
5.3. Potenzial PV
5.4. Förderung
5.5. Energiebilanz Photovoltaikanlagen
6. Hybridsysteme

Lernergebnisse / Kompetenzziele: Wissensverbreiterung
Die Studierenden, die dieses Modul erfolgreich studiert haben, verfügen über einen Überblick über die Möglichkeiten der Nutzung der Solarenergie. Sie sind in der Lage, praxisnahe Publikationen des Gebietes zu verstehen und zu bewerten.
Wissensvertiefung
ie Studierenden kennen die technischen Anlagen zur Erzeugung von thermischer und elektrischer Energie aus der Solarstrahlung. Sie lernen darüber hinaus, die Technologien Solarthermie und Photovoltaik gesamtenergetisch zu bewerten.
Können - instrumentale Kompetenz
Die Studierenden, die dieses Modul erfolgreich studiert haben, können den Einsatz von Solarthermie- und Photovoltaikanlagen an konkreten Standorten bewerten.
Können - kommunikative Kompetenz
Die Studierenden, die dieses Modul erfolgreich studiert haben, können die technischen Herausforderungen bei der Realisierung von Solarthermie- und Photovoltaikanlagen identifizieren. Sie können aktiv und fundiert an der energiepolitischen Diskussion um den Einsatz von Solarthermie und PV teilnehmen.
Können - systemische Kompetenz
Die Studierenden, die dieses Modul erfolgreich studiert haben wenden ihr Wissen über die besonderen Herausforderungen bei der Realisierung von Solarenergieanlagen kreativ an, um eine den Praxisanforderungen entsprechende Realisierung zu schaffen.

Lehrende

Lehr-/Lernkonzept

Workload Dozentengebunden
Std. Workload	Lehrtyp
18	Vorlesungen
2	Übungen
2	Prüfungen
Workload Dozentenungebunden
Std. Workload	Lehrtyp
45	Literaturstudium
28	Kleingruppen
30	Prüfungsvorbereitung

Literatur: Robert Stieglitz, Volker Heinzel: Thermische Solarenergie: Grundlagen, Technologie, Anwendungen. Springer VerlagKonrad Mertens: Photovoltaik, Lehrbuch zu Grundlagen, Technologien und Praxis. Carl-Hanser VerlagMartin Kaltschmitt, Wolfgang Streicher, Andreas Wiese: Erneuerbare Energien, Systemtechnik, Wirtschaftlichkeit, Umweltaspekte. Springer VerlagQuaschning, V.: Regenerative Energiesysteme. Technologie – Berechnung – Simulation. Hanser-Verlag

Folienskript sowie Artikel aus Fachzeitschriften wie z.B. VDI-Nachrichten, Sonne, Wind und Wärme, FachzeitschriftNeue Energie, Fachzeitschrift

Prüfungsleistung

Bemerkung zur Prüfungsform: Die Prüfungsform wird zu Beginn der Lehrveranstaltung durch die/den Lehrenden bekanntgegeben.