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Power Electronics for Decentral Energy Systems (LEE-DE-DC)5 ECTS (englische Bezeichnung: Power Electronics for Decentral Energy Systems)
Modulverantwortliche/r: Thomas Eberle Lehrende:
Martin März, Thomas Eberle, Melanie Lavery
Startsemester: |
SS 2022 | Dauer: |
1 Semester | Turnus: |
jährlich (SS) |
Präsenzzeit: |
60 Std. | Eigenstudium: |
90 Std. | Sprache: |
Deutsch |
Lehrveranstaltungen:
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Power Electronics for Decentral Energy Systems
(Vorlesung, 2 SWS, Martin März, Di, 10:15 - 11:45, Hans-Georg-Waeber-Saal; Vorlesung und Übung im Waeber-Saal am Fraunhofer-IISB, Schottkystr. 10. Audioaufzeichnung und Skript stehen auch in deutscher Sprache zur Verfügung)
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Exercises on Power Electronics for Decentral Energy Systems
(Übung, 2 SWS, Thomas Eberle et al., Di, 12:15 - 13:45, Hans-Georg-Waeber-Saal; Vorlesung und Übung im Waeber-Saal am Fraunhofer-IISB, Schottkystr. 10. Audioaufzeichnung und Skript stehen auch in deutscher Sprache zur Verfügung)
Empfohlene Voraussetzungen:
Grundlagen der Elektrotechnik I-III, Leistungselektronik
Inhalt:
ENGLISCH DESCRIPTION:
Introduction, motivation
AC vs. DC grids, DC grid topologies
Application examples, voltage levels
Protection and earthing concepts
Control methods for local DC grids
Modeling the frequency characteristic of switch-mode converters
Impedance measuring under load
Stability analysis in DC grids
Components of local DC grids:
Battery storages (technologies, technical properties, electrical impedance characteristics and equivalent circuits, battery management, monitoring and protection systems (BMS))
Regenerative power sources (PV, fuel cells) and their electrical characteristics
Non-isolating DC/DC converters (basic topologies and properties)
Isolating DC converters (basic topologies and properties)
AC/DC converter (basic topologies and properties)
Switches, plugs and protection devices for DC grids
Arc discharges and their characteristics
DEUTSCHE INHALTSBESCHREIBUNG
Einführung
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:
ENGLISH DESCRIPTION:
Students who participate in this course will become familiar with the basics of decentral energy systems, their components and operation. After successfully completing this module, students:
know the structure and topologies of local low-voltage direct current grids, the most important properties and error scenarios
know the electrical properties of battery storage and regenerative power sources
know the basic circuits of the various power electronic converters in a DC grid (DC / DC and AC / DC converters), their advantages and disadvantages
understand the arc problem
know solutions for the implementation of DC-compatible plugs, switches and protective devices
know procedures for controlling decentral DC grids
can model switch-mode converters and grids with regard to their dynamic behavior
know procedures for impedance measurement in grids "under load"
can carry out stability studies on DC grids
are familiar with modern device power supply solutions using protective extra-low voltage
During the practicum students learn:
dealing with power electronics measurement equipment
measuring typical characteristics and important parameters of a power electronic circuit
how to avoid the most common measurement problems
safety rules when dealing with power electronics
GERMAN DESCRIPTION: 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:
www: https://www.studon.fau.de/studon/ilias.php?ref_id=2274220&cmd=frameset&cmdClass=ilrepositorygui&cmdNode=rt&baseClass=ilRepositoryGUI
Studien-/Prüfungsleistungen:
Power electronics for decentral energy systems (Prüfungsnummer: 29041)
(englischer Titel: Power electronics for decentral energy systems)
- Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet
- Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %
- Prüfungssprache: Englisch
- Erstablegung: SS 2022, 1. Wdh.: WS 2022/2023
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