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Lehrveranstaltung
Energietechnisches Praktikum
Prof. Dr.-Ing. Mario Adam
E² - Erneuerbare Energien und Energieeffizienz
Fachbereich Maschinenbau und Verfahrenstechnik
Fachhochschule Düsseldorf
Überblick über die Praktikumsversuche
adam
Energietechnisches Praktikum Überblick 1
Solaranlagen - Simulationen mit TSol und PVSol
Hintergründe
• Software wird oft in Ingenieurbüros
genutzt (Marktführer)
• Vergleichsweise einfache Handhabung
• Jahressimulationen des Anlagenbetriebs
dauern nur wenige Sekunden
Aufgaben
• Parametrierung eines Modells (thermische
Solaranlage bzw. Photovoltaikanlage) und
Lösen kleiner Arbeitsaufgaben
Organisation
• im Rechnerraum S3
• in 2 - 4 Gruppen
Beispiel einer Solaranlage zur Warmwasserbereitung aus der TSol-Bibliothek
• jeder löst (unterschiedliche) Aufgaben
alleine am Rechner, Besprechung direkt in
der Stunde, kein Praktikumsbericht
• Anwesenheitspflicht + jeweils 2 LP
adam
Energietechnisches Praktikum Überblick 2
Experimente mit PV-Zellen und WKA-Modellen
Hintergründe
• Verhalten von Einzelzellen sind charakteristisch für das Verhalten ganzer Module
Aufgaben
• Photovoltaik-Zellen: Vermessung
elektrischer Eigenschaften
- Strom-/Spannungskennlinie
- Serien-/Parallelschaltung
- Verhalten bei Verschattung,
unterschiedlicher Einstrahlung, etc.
Organisation
• im Rechnerraum S3
• in 2 - 4 Gruppen (weiter in Kleingruppen)
• Kurzpräsentation und Besprechung der
Ergebnisse direkt in der Stunde (kein
Praktikumsbericht)
• Anwesenheitspflicht + 2 LP
adam
Energietechnisches Praktikum Überblick 3
Ökologische Bewertung mit Ökobilanztool GEMIS
Hintergründe
Ergebnisse der Gemis Szenarienrechnung
• GEMIS ist ein allgemein anerkanntes
Bewertungstool für Ökobilanzen
• Datenbank mit sehr großem Datenfundus
Aufgaben
• Lösen kleiner Arbeitsaufgaben zur
Ökobilanz energetischer Systeme
Organisation
• im Rechnerraum S3
• Installation von GEMIS aus dem Internet
auf dem eigenen Laptop
CO2-Äquivalente Emissionen [g/kWh]
• Wird ständig weiter gepflegt
• in 2 – 4 Gruppen
• jeder löst die Aufgaben alleine am
Rechner, Besprechung direkt in der
Stunde (kein Praktikumsbericht)
HolzStückeHzg
• Anwesenheitspflicht + 2 LP
adam
HolzHS-Hzg
HolzPelletHzg
Vakuumkollektor
Geothermie
Energietechnisches Praktikum Überblick 4
Solaranlagen - Simulation mit Matlab-Simulink-Carnot
Hintergründe
• Komplexes Simulationstool, Jahressimulationen können Stunden dauern
• Matlab/Simulink = Industriestandard
Carnot = Modellbibliothek für Komponenten
• Wichtige F&E-Kompetenz bei Herstellern +
Arbeitsgruppe E² (Projekt-/BA-Arbeit, …)
Aufgaben
• Erstellung eines eigenen Modells einer
thermischen Solaranlage (Hauptaufgabe)
• Lösen kleiner Simulationsaufgaben dazu
Organisation
• Einführung in 2 – 4 Gruppen, in S3
• Dann eigenständiges Arbeiten an FHDLaptops im Energietechnik-Labor 9-17 Uhr,
Beratung dazu Mi. 9-11 Uhr, Fr. 13-15 Uhr
• Ergebnisorientierter Bericht (keine Prosa)
Auszug aus dem Modell-Schaltbild einer thermischen
Solaranlage unter Matlab-Simulink-Carnot
• 20 LP
adam
Energietechnisches Praktikum Überblick 5
Wahl-Aufgabe: Labor-Experiment, Datenauswertung, …
Hintergründe
HIL-LaborPrüfstand
für eine
Wärmepumpe
• Wichtige F&E-Kompetenzen bei
Geräteherstellern und in der Arbeitsgruppe
E² (Praxisphase, Projekt-/BA-Arbeit, …)
Aufgaben zur Auswahl
• Messungen an Labor-Prüfständen
− Wärmepumpe
− Pelletkessel
− Biogas
Solaranlage - Ein- und Austrittstemperaturen
• Auswertung von Messdaten
− Solaranlagen: Betriebsverhalten,
Solarertrag, etc.
über betrachteten Auswertungszeitraum
100,0
90,0
80,0
Organisation
• Einführung mit den zuständigen Betreuern
Temperatur [°C]
70,0
60,0
50,0
40,0
30,0
• Selbstständige Bearbeitung mit Betreuung
nach individueller Terminvereinbarung
20,0
10,0
0,0
• Ergebnisorientierter Bericht (keine Prosa)
6.8.09 4:48
6.8.09 6:00
6.8.09 7:12
6.8.09 8:24
6.8.09 9:36 6.8.09 10:48 6.8.09 12:00 6.8.09 13:12 6.8.09 14:24
Zeit [TT.MM.JJJJ hh:mm:ss]
T 1 Eintritt
T 6 Austritt
• 20 LP
adam
T 2 Austritt
T 7 Eintritt
T 3 Eintritt
T 8 Austritt
T 4 Austritt
T 9 Eintritt
T 5 Eintritt
T 10 Austritt
Energietechnisches Praktikum Überblick 6
Besichtigung energietechnischer Anlagen an der FH D
Hintergründe
• Gute Anschauungsobjekte im eigenen
Hause
• FH D betreibt eigene Solaranlagen
- Warmwasser-Solaranlage (L-Trakt)
- Anlage zur Solaren Kühlung (L-Trakt)
- Photovoltaik-Anlage (H-Trakt)
• Arbeitsgruppe E² ist in Forschung und
Dienstleistung sehr aktiv
• Anknüpfungspunkte für WF-, Projekt- und
Abschlussarbeiten in der Arbeitsgruppe E²
Organisation
• Vorstellung der Arbeitsgruppe E² Erneuerbare Energien und Energieeffizienz
• Führung in 1 bis 2 Gruppen
• kein Pflichttermin (nur für Interessierte)
adam
Energietechnisches Praktikum Überblick 7