Leistungselektronik für dezentrale Energieversorgung - Gleichspannungsnetze (LEE-DE-DC)5 ECTS
(englische Bezeichnung: Power Electronics for DC Micro-Grids)

Lehrveranstaltungen:

• • Leistungselektronik für dezentrale Energieversorgung - Gleichspannungsnetze
    (Vorlesung mit Übung, 4 SWS, Martin März et al., Mo, 12:15 - 13:45, Hans-Georg-Waeber-Saal; Do, 8:15 - 9:45, Hans-Georg-Waeber-Saal; Vorlesung und Übung im Waeber-Saal am Fraunhofer-IISB, Schottkystr. 10.)

Empfohlene Voraussetzungen:

Grundlagen der Elektrotechnik I-III, Leistungselektronik

Inhalt:

Einführung

• Netztopologien

• Spannungsebenen, Schutz- und Erdungskonzepte

• Anwendungsbeispiele

Komponenten lokaler Gleichspannungsnetze

• Batteriespeicher (Technologien, Eigenschaften, elektrisches Impedanzverhalten, Ersatzschaltbilder, Schutz- und Überwachungsschaltungen)

• Elektrischen Eigenschaften regenerativer Stromquellen (PV, Brennstoffzellen)

• Nicht isolierende Gleichspannungswandler (Grundlagen, Topologien)

• Isolierende Gleichspannungswandler (Grundlagen, Topologien)

• AC/DC-Wandler (Grundlagen, Topologien)

• Schalter, Stecker und Schutzgeräte für Gleichspannung, Lichtbogeneigenschaften

Regelung lokaler Gleichspannungsnetze und Stabilitätsanalyse

• Regelverfahren für Gleichspannungsnetze

• Verfahren zur Impedanzmessung unter Last

• Modellierung des Frequenzverhaltens von Schaltwandlern und Netzen

• Analyse des Stabilitätsverhaltens
  

Lernziele und Kompetenzen:

Die Studierenden

• kennen den Aufbau und die Topologien lokaler Niederspannungs-Gleichstromnetze, die wichtigsten Eigenschaften und Fehlerszenarien

• kennen die elektrischen Eigenschaften von Batteriespeichern und regenerativen Stromquellen

• kennen die Grundschaltungen der verschiedenen leistungselektronischen Wandler in einem Gleichspannungsnetz (DC/DC- und AC/DC-Wandler)

• analysieren die Schaltungsoptionen bezüglich ihrer Vor- und Nachteile

• verstehen die Lichtbogenproblematik

• kennen Lösungen zur Realisierung von gleichspannungstauglichen Steckern, Schaltern und Schutzgeräten

• kennen Verfahren zur Regelung lokaler Gleichspannungsnetze

• können Schaltwandler und Netze bezügliche ihres dynamischen Verhaltens modellieren

• kennen Verfahren zur Impedanzmessung in Netzen „unter Last“

• können Stabilitätsbetrachtungen an Gleichspanungsnetzen durchführen

• kennen moderne Gerätestromversorgungslösungen mit Schutzkleinspannung
  

Literatur:

Skript zur Vorlesung "Leistungselektronik für dezentrale Energieversorgung - Gleichspannungsnetze"

Bemerkung:

V/UE (2+2 SWS)

Weitere Informationen:

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:
Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:

1. Artificial Intelligence (Master of Science)
   (Po-Vers. 2021s | TechFak | Artificial Intelligence (Master of Science) | Gesamtkonto | Nebenfach | Nebenfach Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik | Leistungselektronik | Leistungselektronik für dezentrale Energieversorgung I - Gleichspannungsnetze)
2. Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2007 | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science) | Studienrichtungen (Wahlpflichtmodule) | Studienrichtung Elektrische Energie- und Antriebstechnik | Vertiefungsmodule Elektrische Energie- und Antriebstechnik | Leistungselektronik für dezentrale Energieversorgung I - Gleichspannungsnetze)
3. Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2007 | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science) | Studienrichtungen (Wahlpflichtmodule) | Studienrichtung Leistungselektronik | Vertiefungsmodule Leistungselektronik | Leistungselektronik für dezentrale Energieversorgung I - Gleichspannungsnetze)
4. Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2009 | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science) | Wahlfächer | Technische Wahlfächer (aus dem Angebot der Technischen Fakultät frei wählbar) | Leistungselektronik für dezentrale Energieversorgung I - Gleichspannungsnetze)
5. Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2009 | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science) | Studienrichtungen | Studienrichtung Elektrische Energie- und Antriebstechnik | Vertiefungsmodule (Wahlpflichtmodule) Elektrische Energie- und Antriebstechnik | Leistungselektronik für dezentrale Energieversorgung I - Gleichspannungsnetze)
6. Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2009 | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science) | Studienrichtungen | Studienrichtung Leistungselektronik | Vertiefungsmodule (Wahlpflichtmodule) Leistungselektronik | Leistungselektronik für dezentrale Energieversorgung I - Gleichspannungsnetze)
7. Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2017w | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science) | Technische Wahlfächer (aus dem Angebot der Technischen Fakultät frei wählbar) | Leistungselektronik für dezentrale Energieversorgung I - Gleichspannungsnetze)
8. Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2017w | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science) | Studienrichtung Elektrische Energie- und Antriebstechnik | Vertiefungsmodule Elektrische Energie- und Antriebstechnik | Leistungselektronik für dezentrale Energieversorgung I - Gleichspannungsnetze)
9. Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2017w | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science) | Studienrichtung Leistungselektronik | Vertiefungsmodule Leistungselektronik | Leistungselektronik für dezentrale Energieversorgung I - Gleichspannungsnetze)
10. Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. 2019w | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Wahlfächer | Technische Wahlfächer (aus dem Angebot der Technischen Fakultät frei wählbar) | Leistungselektronik für dezentrale Energieversorgung I - Gleichspannungsnetze)
11. Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. 2019w | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Studienrichtung Elektrische Energie- und Antriebstechnik | Kern- und Vertiefungsmodule Elektrische Energie- und Antriebstechnik | Vertiefungsmodule Elektrische Energie- und Antriebstechnik | Leistungselektronik für dezentrale Energieversorgung I - Gleichspannungsnetze)
12. Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. 2019w | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Studienrichtung Leistungselektronik | Kern- und Vertiefungsmodule Leistungselektronik | Vertiefungsmodule Leistungselektronik | Leistungselektronik für dezentrale Energieversorgung I - Gleichspannungsnetze)
13. Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2015s | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Master of Science) | Gesamtkonto | Studienrichtung Elektrische Energie- und Antriebstechnik | Vertiefungsmodule Elektrische Energie- und Antriebstechnik | Leistungselektronik für dezentrale Energieversorgung I - Gleichspannungsnetze)
14. Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2015s | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Master of Science) | Gesamtkonto | Studienrichtung Leistungselektronik | Vertiefungsmodule Leistungselektronik | Leistungselektronik für dezentrale Energieversorgung I - Gleichspannungsnetze)
15. Energietechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2015w | TechFak | Energietechnik (Master of Science) | Gesamtkonto | Wahlmodul aus den Modulen der technischen und naturwissenschaftlichen Fakultät | Leistungselektronik für dezentrale Energieversorgung I - Gleichspannungsnetze)
16. Energietechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2015w | TechFak | Energietechnik (Master of Science) | Gesamtkonto | Studienrichtung Elektrische Energietechnik | Modulgruppe: Leistungselektronische Systemtechnik (LS) | Leistungselektronik für dezentrale Energieversorgung I - Gleichspannungsnetze)
17. Energietechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2018w | TechFak | Energietechnik (Master of Science) | Gesamtkonto | Studienrichtung Elektrische Energietechnik | Modulgruppe Leistungselektronische Systemtechnik (LS) | Leistungselektronik für dezentrale Energieversorgung I - Gleichspannungsnetze)
18. Informatik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2010 | TechFak | Informatik (Master of Science) | Gesamtkonto | Nebenfach | Nebenfach Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik | Leistungselektronik | Leistungselektronik für dezentrale Energieversorgung I - Gleichspannungsnetze)
19. Mechatronik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2012 | TechFak | Mechatronik (Master of Science) | Mechatronik (Studienbeginn bis 30.09.2020) | Gesamtkonto | M3 Technische Wahlmodule | Leistungselektronik für dezentrale Energieversorgung I - Gleichspannungsnetze)
20. Mechatronik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2012 | TechFak | Mechatronik (Master of Science) | Mechatronik (Studienbeginn bis 30.09.2020) | Gesamtkonto | M1-M2 Vertiefungsrichtungen | 3 Elektrische Antriebe und Leistungselektronik | 3 Elektrische Antriebe und Leistungselektronik | Leistungselektronik für dezentrale Energieversorgung I - Gleichspannungsnetze)
21. Mechatronik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2020w | TechFak | Mechatronik (Master of Science) | Mechatronik (Studienbeginn ab 01.10.2020) | Gesamtkonto | M1-M2 Vertiefungsrichtungen | 3 Elektrische Antriebe und Leistungselektronik | Leistungselektronik für dezentrale Energieversorgung I - Gleichspannungsnetze)
22. Mechatronik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2020w | TechFak | Mechatronik (Master of Science) | Mechatronik (Studienbeginn ab 01.10.2020) | Gesamtkonto | M3 Technische Wahlmodule | Leistungselektronik für dezentrale Energieversorgung I - Gleichspannungsnetze)
23. Wirtschaftsingenieurwesen (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. 2009 | TechFak | Wirtschaftsingenieurwesen (Bachelor of Science) | Studienrichtung Informations- und Kommunikationssysteme | weiterer Bachelorprüfungen | Ingenieurwissenschaftlicher Bereich | Wahlbereich | Technische Wahlmodule | Technische Wahlmodule | Leistungselektronik für dezentrale Energieversorgung I - Gleichspannungsnetze)
24. Wirtschaftsingenieurwesen (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. 2009 | TechFak | Wirtschaftsingenieurwesen (Bachelor of Science) | Studienrichtung Maschinenbau | weitere Bachelorprüfungen | Ingenieurwissenschaftlicher Bereich | Wahlbereich | Technische Wahlmodule | Technische Wahlmodule | Leistungselektronik für dezentrale Energieversorgung I - Gleichspannungsnetze)
25. Wirtschaftsingenieurwesen (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. 2018w | TechFak | Wirtschaftsingenieurwesen (Bachelor of Science) | Studienrichtung Maschinenbau (Studienbeginn ab 01.10.2018) | Gesamtkonto | Technische Wahlmodule und Hochschulpraktikum | Technische Wahlmodule | Leistungselektronik für dezentrale Energieversorgung I - Gleichspannungsnetze)
26. Wirtschaftsingenieurwesen (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. 2018w | TechFak | Wirtschaftsingenieurwesen (Bachelor of Science) | Studienrichtung Elektrotechnik (Studienbeginn ab 01.10.2018) | Gesamtkonto | Ingenieurwissenschaftlicher Wahlpflichtbereich | Schwerpunkt Elektrische Energietechnik | Wahlpflichtbereich Elektrische Energietechnik | Leistungselektronik für dezentrale Energieversorgung I - Gleichspannungsnetze)
27. Wirtschaftsingenieurwesen (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. 2018w | TechFak | Wirtschaftsingenieurwesen (Bachelor of Science) | Studienrichtung Elektrotechnik (Studienbeginn ab 01.10.2018) | Gesamtkonto | Technische Wahlmodule und Hochschulpraktikum | Technische Wahlmodule | Leistungselektronik für dezentrale Energieversorgung I - Gleichspannungsnetze)
28. Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science)
    (Po-Vers. 2009 | TechFak | Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science) | Masterstudiengang Wirtschaftsingenieurwesen (bis 30.09.2018) | Gesamtkonto | Ingenieurwissenschaftliche Studienrichtungen | Technische Wahlmodule | Technische Wahlmodule | Leistungselektronik für dezentrale Energieversorgung I - Gleichspannungsnetze)
29. Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science)
    (Po-Vers. 2018w | TechFak | Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science) | Masterstudiengang Wirtschaftsingenieurwesen (Studienbeginn ab 01.10.2018) | Gesamtkonto | Studienrichtung Maschinenbau | Technische Wahlmodule und Hochschulpraktikum | Technische Wahlmodule | Leistungselektronik für dezentrale Energieversorgung I - Gleichspannungsnetze)
30. Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science)
    (Po-Vers. 2018w | TechFak | Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science) | Masterstudiengang Wirtschaftsingenieurwesen (Studienbeginn ab 01.10.2018) | Gesamtkonto | Studienrichtung Elektrotechnik | Schwerpunkt Elektrische Energietechnik | 1.+ 2. Wahlpflichtmodul | Leistungselektronik für dezentrale Energieversorgung I - Gleichspannungsnetze)
31. Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science)
    (Po-Vers. 2018w | TechFak | Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science) | Masterstudiengang Wirtschaftsingenieurwesen (Studienbeginn ab 01.10.2018) | Gesamtkonto | Studienrichtung Elektrotechnik | Schwerpunkt Elektrische Energietechnik | Wahlpflichtmodul 8 | Leistungselektronik für dezentrale Energieversorgung I - Gleichspannungsnetze)
32. Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science)
    (Po-Vers. 2018w | TechFak | Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science) | Masterstudiengang Wirtschaftsingenieurwesen (Studienbeginn ab 01.10.2018) | Gesamtkonto | Studienrichtung Elektrotechnik | Technische Wahlmodule und Hochschulpraktikum | Technische Wahlmodule | Leistungselektronik für dezentrale Energieversorgung I - Gleichspannungsnetze)
33. Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science)
    (Po-Vers. 2021w | TechFak | Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science) | Masterstudiengang Wirtschaftsingenieurwesen Studienrichtung Elektrotechnik (Studienbeginn ab 01.10.2021) | Studienrichtung Elektrotechnik | Technische Wahlmodule und Hochschulpraktikum | Technische Wahlmodule | Leistungselektronik für dezentrale Energieversorgung I - Gleichspannungsnetze)
34. Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science)
    (Po-Vers. 2021w | TechFak | Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science) | Masterstudiengang Wirtschaftsingenieurwesen Studienrichtung Elektrotechnik (Studienbeginn ab 01.10.2021) | Studienrichtung Elektrotechnik | Schwerpunkt Elektrische Energietechnik | 1.+ 2. Wahlpflichtmodul | Leistungselektronik für dezentrale Energieversorgung I - Gleichspannungsnetze)
35. Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science)
    (Po-Vers. 2021w | TechFak | Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science) | Masterstudiengang Wirtschaftsingenieurwesen Studienrichtung Elektrotechnik (Studienbeginn ab 01.10.2021) | Studienrichtung Elektrotechnik | Schwerpunkt Elektrische Energietechnik | Wahlpflichtmodul 8 | Leistungselektronik für dezentrale Energieversorgung I - Gleichspannungsnetze)
36. Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science)
    (Po-Vers. 2021w | TechFak | Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science) | Masterstudiengang Wirtschaftsingenieurwesen Studienrichtung Maschinenbau (Studienbeginn ab 01.10.2021) | Studienrichtung Maschinenbau | Technische Wahlmodule und Hochschulpraktikum | Technische Wahlmodule | Leistungselektronik für dezentrale Energieversorgung I - Gleichspannungsnetze)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Leistungselektronik für dezentrale Energieversorgung - Gleichspannungsnetze (Prüfungsnummer: 66901)

(englischer Titel: powerelectronics for decentraliced power supply - DC-Networks)

Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

Prüfungssprache: Deutsch

Erstablegung: SS 2021, 1. Wdh.: WS 2021/2022

1. Prüfer:

Martin März

Termin: 30.07.2021, 11:00 Uhr, Ort: H 11
Termin: 19.04.2022, 11:00 Uhr, Ort: Waebersaal am Fraunhofer-IISB