Moses - Energiespeichersysteme

Anzeigesprache

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Modul / Version:
#40088 / #4

Gültigkeit:
SS 2017 - WiSe 2021/22

Standard-Anzeigesprache:
Deutsch/Englisch

Titel des Moduls:
Energiespeichersysteme

Leistungspunkte:
12

Modulverantwortliche*r:
Kowal, Julia

Benotung:
benotet

Prüfungsform:
Portfolioprüfung

Zugehörigkeit

Fakultät:
Fakultät IV

Institut:
Institut für Energie und Automatisierungstechnik

Fachgebiet:
34312100 FG Elektrische Energiespeichertechnik (EET)

Prüfungsausschuss:
Keine Angabe

Kontakt

Sekretariat:
EMH 2

Ansprechpartner*in:
Korth Pereira Ferraz, Pablo

E-Mail-Adresse:
julia.kowal@tu-berlin.de

Webseite:

http://www.eet.tu-berlin.de

Lernergebnisse

Die Studierenden sind in der Lage elektrische und elektrochemische Energiespeichersysteme auszulegen und zu simulieren (bei entsprechender Fachwahl) und die geeignete Technologie für eine gegebene Anwendung auszuwählen.

Lehrinhalte

In dem Modul werden verschiedene Energiespeichertechnologien bezüglich ihrer elektrischen Eigenschaften, Funktionsweise, Alterung und Eignung für verschiedene Anwendungen betrachtet. Wahlweise wird auch die Modellierung von Batterien vorgestellt. Inhalt von Energiespeichertechnologien für mobile Anwendungen: In dem Modul werden verschiedene Energiespeichertechnologien bezüglich ihrer elektrischen Eigenschaften und Eignung für verschiedene mobile Anwendungen betrachtet. Im begrenzten Umfang wird auch die Funktionsweise und die Alterung vorgestellt. Ein weiterer Schwerpunkt sind Auslegung von Speichersystemen und Batteriemanagement. Behandelte Technologien: Kondensatoren, Schwungräder, Bleibatterien, Lithiumbatterien, NiMH, Hochtemperaturbatterien, Metall-Luft-Batterien, Brennstoffzellen. Inhalt von Energiespeichertechnologien für stationäre Anwendungen: In dem Modul werden verschiedene Energiespeichertechnologien bezüglich ihrer elektrischen Eigenschaften und Eignung für verschiedene stationäre Anwendungen betrachtet. Im begrenzten Umfang wird auch die Funktionsweise und die Alterung vorgestellt. Kostenrechnungen werden vorgestellt. Behandelte Technologien: Kondensatoren, Spulen, Schwungräder, Pumpspeicherkraftwerke, Druckluft, Bleibatterien, Lithiumbatterien, NiCd, Hochtemperaturbatterien, Redox-Flow-Batterien, thermische Speicher, Brennstoffzellen. Inhalt von Grundlagen Batterietechnik: Es werden die Grundlagen des elektrochemischen Verhaltens und des Betriebs elektrochemischer Energiespeichersysteme auf Basis der Zellchemie vermittelt. Besonders betrachtet werden Bleibatterien, Lithium-Ionen-Batterien und Supercaps. Die resultierenden Anforderungen an den Betrieb und die Auswahl eines geeigneten Speichers für eine Anwendung werden behandelt. Inhalt von Modellierung und Simulation von Batterien: Elektrische Modellierung: Impedanzbasierte Modellierung, physikalisch-chemisch und Energieflussmodelle thermische Modellierung: ortsaufgelöste Wärmeerzeugung und -verteilung Alterungsmodellierung: physikalisch-chemische Modellierung und empirische Modellierung basierend auf dem Ah-Umsatz Die Besonderheiten von Bleibatterien, Lithium-Ionen-Batterien und Supercaps werden bei den verschiedenen Modellierungsarten vorgestellt.

Modulbestandteile

Wahlgruppe:

Aus den folgenden Veranstaltungen muss/müssen 12 Leistungspunkte abgeschlossen werden.

Lehrveranstaltungen	Art	Nummer	Turnus	Sprache	SWS
Energiespeichertechnologien für mobile Anwendungen	VL	0430 L 113	WiSe	Keine Angabe	2
Stationary Energy Storage Technologies	VL	0430140	SoSe	Keine Angabe	2
Grundlagen Batterietechnik	VL	0430 L 111	SoSe	Keine Angabe	2
Modellierung und Simulation von Batterien	VL	0430 L 115	SoSe	Keine Angabe	2
Energiespeichertechnologien für mobile Anwendungen	UE	0430 L 114	WiSe	Keine Angabe	2
Stationary Energy Storage Technologies	UE	0430141	SoSe	Keine Angabe	2
Grundlagen Batterietechnik	UE	0430 L 112	SoSe	Keine Angabe	2
Modellierung und Simulation von Batterien	UE	0430 L 116	SoSe	Keine Angabe	2

Arbeitsaufwand und Leistungspunkte

Energiespeichertechnologien für mobile Anwendungen (VL):

Aufwandbeschreibung	Multiplikator	Stunden	Gesamt
			60.0h(~2 LP)
Präsenzzeit	15.0	2.0h	30.0h
Vor-/Nachbereitung	15.0	2.0h	30.0h

Stationary Energy Storage Technologies (VL):

Aufwandbeschreibung	Multiplikator	Stunden	Gesamt
			60.0h(~2 LP)
Präsenzzeit	15.0	2.0h	30.0h
Vor-/Nachbereitung	15.0	2.0h	30.0h

Grundlagen Batterietechnik (VL):

Aufwandbeschreibung	Multiplikator	Stunden	Gesamt
			105.0h(~4 LP)
Präsenzzeit	15.0	2.0h	30.0h
Prüfungsvorbereitung	1.0	30.0h	30.0h
Vor-/Nachbereitung	15.0	3.0h	45.0h

Modellierung und Simulation von Batterien (VL):

Aufwandbeschreibung	Multiplikator	Stunden	Gesamt
			75.0h(~3 LP)
Präsenzzeit	15.0	2.0h	30.0h
Vor-/Nachbereitung	15.0	3.0h	45.0h

Energiespeichertechnologien für mobile Anwendungen (UE):

Aufwandbeschreibung	Multiplikator	Stunden	Gesamt
			120.0h(~4 LP)
Gruppenarbeit, Präsentation, Dokumentation	1.0	60.0h	60.0h
Präsenzzeit	15.0	2.0h	30.0h
Vor-/Nachbereitung	15.0	2.0h	30.0h

Stationary Energy Storage Technologies (UE):

Aufwandbeschreibung	Multiplikator	Stunden	Gesamt
			120.0h(~4 LP)
Gruppenarbeit, Präsentation, Dokumentation	1.0	60.0h	60.0h
Präsenzzeit	15.0	2.0h	30.0h
Vor-/Nachbereitung	15.0	2.0h	30.0h

Grundlagen Batterietechnik (UE):

Aufwandbeschreibung	Multiplikator	Stunden	Gesamt
			75.0h(~3 LP)
Präsenzzeit	15.0	2.0h	30.0h
Vor-/Nachbereitung	15.0	3.0h	45.0h

Modellierung und Simulation von Batterien (UE):

Aufwandbeschreibung	Multiplikator	Stunden	Gesamt
			105.0h(~4 LP)
Präsentation der Ergebnisse	1.0	15.0h	15.0h
Präsenzzeit	15.0	2.0h	30.0h
Schriftliche Zusammenfassung	1.0	15.0h	15.0h
Vor-/Nachbereitung	15.0	3.0h	45.0h

Der Aufwand des Moduls summiert sich zu 360.0 Stunden. Damit umfasst das Modul 12 Leistungspunkte.

Beschreibung der Lehr- und Lernformen

Die Lehrveranstaltungen bestehen aus Vorlesung und Übung. Die Vorlesung vermittelt die theoretischen Grundlagen. In der Übung werden Beispiele gezeigt und berechnet. Die Veranstaltung Modellierung und Simulation von Batterien beinhaltet ein Simulationspraktikum, in dem die Studierenden ein Simulationsmodell erstellen und präsentieren. Energiespeichertechnologien für mobile Anwendungen und Stationary Energy Storage Technologies bestehen jeweils in der ersten Semesterhälfte aus Vorlesung und Übung. In der zweiten Semesterhälfte wählen die Studierenden in Gruppen eine Anwendung für Energiespeicher und führen eine Auswahl und Auslegung durch. Die Ergebnisse werden präsentiert und schriftlich zusammengefasst.

Voraussetzungen für die Teilnahme / Prüfung

Wünschenswerte Voraussetzungen für die Teilnahme an den Lehrveranstaltungen:

Inhaltlich werden Grundkenntnisse der Physik, Chemie und Elektrotechnik (Oberstufenniveau) vorausgesetzt. Für die erfolgreiche Teilnahme an Modellierung und Simulation von Batterien wird der Inhalt aus Grundlagen Batterietechnik vorausgesetzt.

Verpflichtende Voraussetzungen für die Modulprüfungsanmeldung:

Keine Angabe

Abschluss des Moduls

Benotung

benotet

Prüfungsform

Art der Portfolioprüfung

100 Punkte insgesamt

Sprache

Deutsch/Englisch

Prüfungselemente

Name	Punkte	Kategorie	Dauer/Umfang
Wahlpflichtveranstaltung 1	50	flexibel	siehe Prüfungsformbeschreibung
Wahlpflichtveranstaltung 2	50	flexibel	siehe Prüfungsformbeschreibung

Notenschlüssel

1.0	1.3	1.7	2.0	2.3	2.7	3.0	3.3	3.7	4.0
95.0	90.0	85.0	80.0	75.0	70.0	65.0	60.0	55.0	50.0

Prüfungsbeschreibung (Abschluss des Moduls)

Insgesamt können 100 Portfoliopunkte erreicht werden. Es müssen zwei von vier Veranstaltungen bestehend aus jeweils Vorlesung und Übung gewählt werden. 1. Energiespeichertechnologien für mobile Anwendungen: 50 Punkte - (punktuelle Leistungsabfrage) schriftlicher Test 25 Punkte. Dauer: 30 Minuten/Gruppe - (Ergebnisprüfung) Vortrag 15 Punkte. Dauer: 30 Minuten/Gruppe - (Ergebnisprüfung) Ausarbeitung einer schriftlichen Zusammenfassung 10 Punkte. Dauer: 10 Seiten/Gruppe 2. Grundlagen Batterietechnik: 50 Punkte - (punktuelle Leistungsabfrage) schriftlicher Test 50 Punkte. Dauer: 2 h 3. Modellierung und Simulation von Batterien: 50 Punkte - (Ergebnisprüfung) drei Hausaufgaben mit je 5 Punkten, also insgesamt 15 Punkte - (Ergebnisprüfung) drei Zwischenabgaben mit je 2 Punkten, also insgesamt 6 Punkte. Dauer: 3-4 Seiten/Gruppe - (Ergebnisprüfung) Präsentation der Ergebnisse 15 Punkte. Dauer: 5 Min/Person - (Ergebnisprüfung) Ausarbeitung einer schriftlichen Zusammenfassung 14 Punkte. Dauer: 10 Seiten/Gruppe 4. Stationary Energy Storage Technologies: 50 Punkte - (punktuelle Leistungsabfrage) schriftlicher Test 25 Punkte. Dauer: 1 h - (Ergebnisprüfung) Vortrag 15 Punkte. Dauer: 30 Minuten/Gruppe - (Ergebnisprüfung) Ausarbeitung einer schriftlichen Zusammenfassung 10 Punkte. Dauer: 10 Seiten/Gruppe Die Gesamtnote gemäß § 47 (2) AllgStuPO wird nach dem Notenschlüssel 2 der Fakultät IV ermittelt

Dauer des Moduls

Für Belegung und Abschluss des Moduls ist folgende Semesteranzahl veranschlagt:
2 Semester.

Dieses Modul kann in folgenden Semestern begonnen werden:
Winter- und Sommersemester.

Maximale teilnehmende Personen

Dieses Modul ist nicht auf eine Anzahl Studierender begrenzt.

Anmeldeformalitäten

Die Prüfungsanmeldung erfolgt im Prüfungsamt bzw. über QISPOS.

Literaturhinweise, Skripte

Skript in Papierform

Verfügbarkeit: nicht verfügbar

Skript in elektronischer Form

Verfügbarkeit: verfügbar

Zusätzliche Informationen:
Die Folien werden in ISIS zum Download bereitgestellt.

Literatur

Empfohlene Literatur
Keine empfohlene Literatur angegeben

Zugeordnete Studiengänge

Semester:

Zeige auch ausgelaufene Studiengänge und StuPOs

Diese Modulversion wird in folgenden Studiengängen verwendet:

	Studiengang / StuPO	StuPOs	Verwendungen	Erste Verwendung	Letzte Verwendung
Dieses Modul findet in keinem Studiengang Verwendung.

Studierende anderer Studiengänge können dieses Modul ohne Kapazitätsprüfung belegen.

Sonstiges

Die Teilnehmerzahl für den Teil Modellierung und Simulation von Batterien ist auf 35 Studierende begrenzt. Anmeldung über www.eet.tu-berlin.de