Labor für Erneuerbare Energien

Lehre

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Studierende im Einsatz im Labor für Erneuerbare Energien

Lehrinhalte

Theorie eng mit Praxisübungen verzahnen - auch im Labor für Erneuerbare Energien setzen die Professoren und Mitarbeiter diesen Grundsatz der Aalener Elektrotechnik um.

Mit Hilfe der technischen Ausstattung des Labors simulieren Studierende Energieerzeugung, –speicherung und –übertragung. In den Laborübungen werden photovoltaische und windenergetische Systemen und Speichertechnologien einzeln oder miteinander verbunden realitätsnah dargestellt (Maßstab 1:1000). Dies geschieht an Modulen zu den Themen

    • Photovoltaik
    • Windenergie
    • Wasserpumpspeicher
    • Smart Grid
    • Energiemanagement
    • Energieübertragung
    • HGÜ Hochspannungs-Gleichstromübertragung (HVDC)

die einzeln oder im Verbund in Betrieb genommen werden können. Mit diesen führen Studierende Versuche durch, die vermitteln wie reale Komponenten von Energieversorgungssystemen arbeiten. Die Studierenden lernen im Kontext Energietechnik Prozesse der Steuerungs- und Regelungstechnik sowie der modernen Leistungselektronik kennen und interpretieren Messdaten, die rechnergestützt erfasst und ausgewertet werden.


Technische Ausstattung des Labors für Erneuerbare Energien (Auswahl):


Photovoltaikanlage

Photovoltaikanlagen speichern die durch Sonneneinstrahlung entstandene Wärmeenergie und wandeln sie in elektrische Energie um. Die im Labor Erneuerbare Energien vorhandene Photovoltaikanlage besteht aus einem Solarmodul und einem Wechselrichter. Die gewonnene Energie kann im Direktbetrieb genutzt oder in das Netz eingespeist werden.

1.) Untersuchung von Solarmodulen

2.) Inselbetrieb einer Photovoltaikanlage

3.) Netzparallelbetrieb einer Photovoltaikanlage


Windkraftanlagen mit doppeltgespeistem Asynchongenerator (DFIG)

Windkraftanlagen wandeln die durch den Wind erzeugte Bewegungsenergie in elektrische Energie um. Anhand eines Windkraftanlagenmodells werden im Labor der Aufbau und die Funktion einer modernen Windkraftanlage vermittelt. Am Modul Windkraftanlage wird der Wind realitätsnah mit einem Servoantrieb an der Welle eines DFIG simuliert. Mittels Frequenzumrichter wird die abgegebene Frequenz konstant gehalten, sowie eine Blindleistungssteuerung vorgenommen.


1.) Funktion eines doppeltgespeisten Asynchrongenerators

2.) Wirkleistungssteuerung

3.) Blindleistungssteuerung

4.) Windkraftanlage betreiben

5.) Fault Ride-Through in Windkraftanlagen


Pumpspeicherkraftwerk

Pumpspeicherkraftwerke nehmen überschüssige Energie aus dem Stromnetz auf und führen diese bei Bedarf wieder dem Stromnetz zu. Wenn das Werk elektrische Energie aufnimmt, wird Wasser vom Unterbecken in das Oberbecken gepumpt (Pumpbetrieb). Um die elektrische Energie wieder abzugeben, fließt das Wasser vom Oberbecken zum Unterbecken und treibt einen Generator an. Diese elektrische Energie wird dann wieder ins Netz gespeist (Generatorbetrieb). Pumpspeicherkraftwerke sind unverzichtbare Energiespeicher, um die Energieversorgung zu stabilisieren.


1.) Funktionsweise von Pumpspeicherkraftwerken

  • Motorbetrieb
  • Generatorbetrieb

2.) Pumpspeicherkraftwerkt betreiben


Lehrveranstaltungen:

    • Elektrische Netze
    • Labor Erneuerbare Energien

Bachelor- und Masterarbeiten (Auswahl)

  • „Konzept für eine optimale Netzauslastung einer energieautarken Gemeinde“(Herr Rauch)
  • Auslegung einer kleinen Biogasanlage zur Erlangung der Energieautarkie im ländlichen Raum, („Smart Village“) am Beispiel Rainau (Frau Stelzenmüller)
  • Analyse und Optimierung der elektrischen, pneumatischen und thermischen Energienutzung (Hr. Tuzcu – Maschinenbau)