Energiespeichersysteme

 

Battery Storage Systems [en, WS]/[de, SS]

Energiespeicher erlangen immer größere Bedeutung in den Bereichen mobiler Kommunikationsgeräte, Hybrid- und Elektrofahrzeugen oder zur Speicherung von elektrischer Energie in Netzen mit hohem Anteil erneuerbarer Energien.

  • Überblick - Anwendungen Speichersysteme - Überblick Batterietechnologien, Abgrenzung gegenüber nicht-chemischen Speichersystemen, Zentrale Fragestellungen in der Speichersystemtechnik
  • Grundlagen und Begrifflichkeiten in der Batterietechnik - Definition von Strömen und Kapazitäten, Bauformen, Ladeverfahren, Kennlinien, einfaches Batteriemodell, Aufbau einer Batteriezelle, Aufbau einer Batteriebank
  • Grundbegriffe Elektrochemie - Chemisches Rechnen, Thermodynamik, Nebenreaktionen, Kinetik der Elektrodenreaktionen, Alterungseffekte
  • Sekundärbatterien - Blei-Batterien, Lithium-Ionen-Batterien, SuperCaps
  • Batteriemanagement - Ladetechnik - Aufgaben des Batteriemanagements, Netzladegräte, Laderegler (PV-Anlagen), Ladungsausgleichssysteme, Zustandsanzeiger, Thermal Managemen
  • Grundlagen der Batteriemodellierung und von Lebensdauertests
  • Systembeispiele: Speicher in Netzen, Kostenberechnungen für Referenzfälle, Plug-in Hybride, Hybrid- und Elektrofahrzeuge

Weitere Informationen zur Vorlesung unter: RWTHonline

 

Seminar "Batterien, Speicher, Brennstoffzellen und Stromerzeuger" - Schwerpunkt: Energiespeicher [de, WS]

Speicherung von elektrischer Energie ist eine wesentliche Voraussetzung für eine zuverlässige Stromversorgung in mobilen Anwendungen, in Stromnetzen mit hohem Anteil erneuerbarer Energien, in autonomen Stromversorgungen und von Endverbrauchern.

Weitere Informationen zum Seminar unter: RWTHonline

 

Energiespeichertechnologien [de, WS]/[en, SS]

Die Studierenden sollen eine grundlegende Übersicht und ein fortgeschrittenes Verständnis über verschiedene Energiespeichertechnologien und deren Anwendungsbereiche erwerben.

  • Typische Anwendungsbereiche für elektrische und thermische Energiespeicher (portable Geräte, Consumerprodukte, Industrieprozesse, Solaranlagen, USV, Stromnetze, Fahrzeuge, Traktion, etc.)
  • Thermische Hoch- und Niedertemperaturspeichersysteme
  • Mechanische Speichersysteme für elektrische Energie (Schwungrad, Pumpspeicher, Druckluftspeicher)
  • Elektrische Speicher (Spulen, Kondensatoren, SuperCaps)
  • Elektrochemische Energiespeicher für elektrische Energie – Primärbatterien diverser Technologien
  • Wiederaufladbare elektrochemische Energiespeicher für elektrische Energie (Bleibatterien, Lithium-Ionen- Batterien, NiCd/NiMH, NaS / NaNICl (Hochtemperatur), Redox-Flow-Batterien)
  • Gasspeichersysteme (Wasserstoff, Methan)
  • Klassifizierung von Speichersystemen
  • Effizienzketten und intersektorielle Energiewandlung
  • Wirtschaftlichkeitsberechnungen für verschiedene Anwendungsbereiche

Weitere Informationen zur Vorlesung unter: RWTHonline

 

Ringvorlesung Future Energy Systems (ehemals Elektrische Energie aus regenerativen Quellen)

Future Energy System - Part 1: Power Generation from Renewable Energies [en, WS]

Die Ringvorlesung Future Energy System Part 1 wird gemeinsam von den Instituten ISEA, IAEW, IEM und ACS angeboten. In der Vorlesung werden die Grundlagen des heutigen und zukünftigen Stromnetzen beschrieben. Diese besteht aus der folgenden 14 Veranstaltungen.

Inhalt:

  • Introduction: Energy supply today and tomorrow (ISEA-ESS, Prof. Sauer)
  • Distribution System Integration of Renewable Energy Sources (IAEW-AEV, Prof. Ulbig)
  • Market integration of renewable energy sources (IAEW-ÜEW, Prof. Moser)
  • Technology and control of wind turbines (IEM, Prof. Hameyer)
  • Fundamentals and technology of hydro power plants (IEM, Prof. Hameyer)
  • Transmission grid integration (IAEW-ÜEW, Prof. Moser)
  • Fundamentals of silicon photovoltaics (ISEA-ESS, Prof. Sauer)
  • Alternative photovoltaic concepts and photovoltaic systems (ISEA-ESS, Prof. Sauer)
  • Offshore and onshore wind farms (IAEW-EAH, M.Sc. Patrick Düllmann)
  • Automation in the power supply systems (ACS, Prof. Monti)
  • Energy storage technologies (ISEA-ESS, Prof. Sauer)
  • Power electronics for wind and photovoltaic power plants (ISEA-LE, Prof. DeDoncker)
  • Power electronics for flexible DC distribution grids (ISEA-LE, Prof. DeDoncker)
  • Power, heat, gas, and fuels from biomass (ISEA-ESS, Prof. Sauer)

Weitere Informationen zur Vorlesung: RWTHonline

Future Energy System - Part 2: Sector Coupling [en,SS]

Die Ringvorlesung Future Energy System Part 2 wird gemeinsam von verschiedenen Instituten der RWTH Aachen und externen Forschungsinstituten angeboten. In der Vorlesung werden die Grundlagen des heutigen und zukünftigen Stromnetzen beschrieben. Diese besteht aus der folgenden 14 Veranstaltungen.

Inhalt:

  • Flexibilities and sector coupling in future energy system (ISEA, Prof. Sauer)
  • Introduction to solarthermal power plants (DLR, Prof. Pitz-Paal)
  • Energy infrastructures and geothermal systems (Fraunhofer IEG, Prof. Wagner/Prof. Strozyk)
  • Integrated Energy Infrastructures (IAEW, Prof. Ulbig)
  • Natural and synthetic gas systems (IAEW, Prof. Moser)
  • Hydrogen: a versatile tool for battling climate change (ISEA, Prof. Figgemeier)
  • The digital energy revolution (ACS, Prof. Monti)
  • Distributed intelligent systems (ACS, Prof. Ponci)
  • Energy demand and supply concepts in industrial processes and industrial parks (AVT, Dr. Bongartz)
  • Life-Cycle-Assessment (ESE, Prof. Praktiknjo)
  • Mobility (ISEA, Prof. Sauer)
  • Demand, generation, storage, and distribution of heat in buildings and districts (EBC, Prof. Müller)
  • Power-to-Fuel technologies (VKA, Prof. Pischinger)
  • New energy services, business models and energy policy challenges in a 4D world (FCN, Prof. Madlener)

Weitere Informationen zur Vorlesung: RWTHonline

 

Grundgebiete der Elektrotechnik 1 - Einführung in die Schaltungsanalyse [de, WS]

Weitere Informationen zur Vorlesung: RWTHonline

 

Industrieller Produktentwicklungsprozess am Beispiel von Batteriesystemen für Hybrid- und Elektrofahrzeugen [en, SS]

Die Vorlesung orientiert sich am Produktentstehungsprozess einer Batterie. Dabei liegt der Fokus nicht auf den technischen Herausforderungen, sondern es sollen vor allem die organisatorischen und strategischen Vorgänge eines industriellen Entwicklungsprozesses näher beleuchtet werden. Dabei sollen die nachstehenden Abläufe bei der Entstehung einer Batterie vom Konzept bis zur Produktion aufgezeigt und die jeweiligen Themen aufgeführt. Auch wenn als Beispiel hier der Entwicklungsprozess einer Batterie dargestellt wird, so ist es auch zentrales Ziel, diesen Prozess als exemplarisch für Produktentstehungsprozesse in der Automobilindustrie zu verstehen.

Produktkonzeption: Anforderungen, Gesamtkonzept und „key performance parameters (KPI's) (Package, Gewicht, Sicherheit, Kosten, Entwicklungszeit), Lastenhefterstellung, Agree & Disagree-Prozess (Iterationen in der Lastenhefterstellung)

Entwicklung: Produktionsentwicklungsprozess (PEP), V-Model für die Entwicklung, automotive SPICE, IOS 26262, Monitoring am Beispiel von Lithium-Ionen-Zellen: Performance, Alterung, Kosten und Sicherheit (Relevante Kriterien für automotiven Einsatz), Vom Batterie-Lastenheft zum Komponentenlastenheft, Was ist ein BTV? (Verantwortung, Rechte & Pflichten), Testing von Lithium-Ionen-Batterien: Konzeptvalidierung, Designvalidierung, funktionales Testing, Safety-Testing und Lifecycle, Was sind A-, B-, C -und D-Muster und was müssen sie erfüllen?, Patentwesen

Produktionsplanung und Controlling: Design to Cost, Einkaufsprozess, Toleranzenmanagement, Produktionsschritte (z.B. Schweißen vs. Schrauben und der Aufwand von Steckverbindungen), Planung der Produktionsanlagen, Stationen und Mitarbeitern, Aufbau von Produktionslinien, Bedingungen an die Produktionsstätte: Arbeitssicherheit / Klimabedin

Serienanlauf: Prüfstandstechnik - Sicherstellung eines fehlerfreies Produkts, Hochlauf einer Produktionslinie und deren Optimierung, Schulung der Mitarbeiter

Serienbetreuung: Qualitäts- und Lieferantenmanagement, Produktbetreuung, Befundung / Ausfallanalyse im Feld, Felderfahrung - wie wird das Produkt im Feld verwendet? Waren die Konzepte richtig?

Vorlesung: 14.09 bis 17.09.2020
Prüfung: 18.09. und 21.09.2020

Die Vorlesung wird von Dr. Wilstermann gehalten. Weitere Informationen zum Dozent finde sie hier: Link

Weitere Informationen zur Vorlesung unter: RWTH Online