t.BA.EU.TEGK.19HS (Thermische und elektrische Grundlagen der Kraftwerkstechnik) 
Modul: Thermische und elektrische Grundlagen der Kraftwerkstechnik
Diese Information wurde generiert am: 29.06.2022
Nr.
t.BA.EU.TEGK.19HS
Bezeichnung
Thermische und elektrische Grundlagen der Kraftwerkstechnik
Veranstalter
T IEFE
Credits
4

Beschreibung

Version: 3.0 gültig ab 01.02.2021
 

Kurzbeschrieb

Das Modul thermische und elektrische Grundlagen der Kraftwerkstechnik besteht aus einem thermischen und einem elektrischen Teil. Der thermische Teil beschäftigt sich mit den thermodynamischen Grundlagen verschiedener Wärmekraftwerkstypen und der Funktion einzelner Anlagenkomponenten. Im elektrischen Teil werden Grundlagen zur elektrischen Antriebs- und Generatortechnik vermittelt.

Modulverantwortung

Thomas Bergmann (begm)

Lernziele (Kompetenzen)

Ziel Kompetenzen Taxonomiestufen
Studierende kennen die thermodynamischen Grundlagen zur Umwandelbarkeit von Wärme in Arbeit und können thermische Energie qualitativ anhand des Exergie- und Anergieanteiles charakterisieren sowie Qualitätsverluste bei Energiewandlungs- und ­transportprozessen durch den Exergieverlust quantitativ bewerten. F, M K3
Studierende besitzen grundlegende Kenntnisse zum Clausius-Rankine-Prozess sowie Joule-Prozess und lernen Berechnungsmethoden zur Auslegung und Effizienzbewertung realer Kraftwerksprozesse (Dampfkraftprozess, Gasturbinenprozess) kennen. F, M K3
Studierende kennen den Einfluss thermodynamischer Randbedingungen auf die Effizienz realer Dampfkraft- und Gasturbinenprozesse und technische Möglichkeiten die Effizienz der Prozesse durch spezielle Prozessgestaltungen zu verbessern. Sie besitzen die Fähigkeit, Kraftwerksprozesse mit verschiedenen Schaltungsvarianten zu berechnen. F, M K3
Studierende kennen die Funktion von wesentlichen Kraftwerkskomponenten. F K1
Neben thermischen Kraftwerken auf Basis fossiler Energieträger und erneuerbarer Quellen lernen die Studenten den Aufbau und die Funktion von Kernkraftwerken kennen. F K1
Es werden physikalische Grundlagen der Kernkraftnutzung wiederholt, wobei auf Probleme der Kernkraftnutzung eingegangen wird. F, SO K2
Studierende kennen die Grundlagen für die Dimensionierung eines elektrischen Antriebes und können die benötigten Vorgaben ermitteln und in einer Auslegung anwenden. F, M K3
Studierende haben einen Überblick über die wichtigsten Antriebssysteme, können deren Funktion erläutern und mögliche Einsätze beurteilen. F K4
Studierende haben einen Überblick über die elektrischen Anlagen eines Kraftwerkes und sind mit den wichtigsten Sicherheitsaspekten vertraut. F, M K2
Studierende kennen die Besonderheiten der elektrischen Antriebe für den Einsatz in der Energieerzeugung (Dampf-, Wasser- und Windkraftanlagen) und können die wichtigsten Strukturen der drehzahlkonstanten und -variablen Generatoren skizzieren und erläutern. F K2

Modulinhalte

Thermischer Kraftwerksprozess
  • Thermodynamische Grundlagen (Wärme-Kraft-Maschine, Carnot-Wirkungsgrad, Anergie & Exergie, Exergieverlust, Clausius-Rankine-Prozess, Joule-Prozess)
  • Verbesserungsmöglichkeiten am Dampfkraftprozess (Frischdampfparameter, Zwischenüberhitzung, Regenerative Speisewasservorwärmung)
  • Optimierung von Gasturbinenanlagen (Regeneration, optimales Druckverhältnis, Mehrstufigkeit)
  • Kombination von Gasturbine und Dampfkraftprozess (GUD, STIG)
Spezielle Arten Thermischer Kraftwerke
  • Thermische Kraftwerke auf Basis fossiler Energieträger - Kraftwerkskomponenten (Dampferzeuger, Kondensator / Kühlung, Turbine, Abgasreinigung, Brennstoffaufbereitung)
  • Kernkraftwerk (physikalische Grundlagen, Aufbau von Kernreaktoren / Bauarten von Kernkraftwerken, Aufbereitung / Endlagerung, Radioaktivität - Probleme der Kernkraftnutzung)
Elektrische Maschinen und Leistungselektronik
  • Magnetfelder in elektrischen Maschinen
  • Drehfelder, Entstehung und Wirkung
  • Aufbau, Funktion und Eigenschaften von Synchron- und Asynchronmaschinen
  • Funktion von fremdgeführten Stromrichterschaltungen, Modulationsarten in der Antriebstechnik
Antriebssysteme
  • elektrische und mechanische Grössen
  • Berechnungen für die Dimensionierung
  • Strukturen und deren Anwendungen
  • Betriebsarten von Antriebssystemen und deren Eigenschaften und Einstellungen
  • Auswahl, Dimensionierung und Installation
Generatoren
  • Verhalten von Synchrongeneratoren am starren Netz, Synchronisierung
  • die Asynchronmaschine als Generator
  • Besonderheiten der Kaskadenschaltung für die Energieerzeugung
  • Generatoren mit leistungselektronischen Umrichtern
Kraftwerksanlagen
  • Aufbau von elektrischen Kraftwerksanlagen
  • Einführung in Schalt- und Schutzkomponenten

Lehrmittel/Materialien

Colotti, Alberto; Jenni, Felix: Elektrische Antriebe: Effizient bewegen und fördern. Faktor Verlag Zürich, 2014.
Knies, Wilfried, Schierack Klaus: Elektrische Anlagentechnik. Hanser, 2012
Arbeitsblätter, Übungen, ergänzende Unterlagen

Ergänzende Literatur

 

Zulassungs-voraussetzungen 

Der Stoff baut auf Kenntnisse der Module FTH1, FTH2, ELHL1, ELHL2 und WSSN auf.

Unterrichtssprache

(X) Deutsch ( ) Englisch

Teil des Internationalen Profils

( ) Ja (X) Nein

Modulausprägung

Typ 2a
  Details siehe unter: T_RL_Richtlinie_Modulauspraegungen_Stundengutschriften

Leistungsnachweise

Bezeichnung Art Form Umfang Bewertung Gewichtung
Leistungsnachweise während Studiensemester Projektarbeit oder Klausur schriftlich ca. 4 bis 6 Seiten / 1 Lektion Note 40%
Semesterendprüfung Klausur schriftlich 2 Lektionen Note 60%

Bemerkungen

 

Rechtsgrundlage

Die Modulbeschreibung ist neben Rahmenprüfungsordnung und Studienordnung Teil der Rechtsgrundlage. Sie ist verbindlich. Eine in der ersten Unterrichtswoche des Semesters schriftlich festgehaltene und kommunizierte Modulvereinbarung kann die Modulbeschreibung präzisieren. Die Modulvereinbarung ersetzt nicht die Modulbeschreibung.

Hinweis

Kurs: Thermische und elektrische Grundlagen der Kraftwerkstechnik - Vorlesung
Nr.
t.BA.EU.TEGK.19HS.V
Bezeichnung
Thermische und elektrische Grundlagen der Kraftwerkstechnik - Vorlesung

Hinweis

  • Für das Stichdatum 01.08.2099 ist kein Modulbeschreibungstext im System verfügbar.