Labor für Elektroenergiesysteme und Energiemanagement

Labor: Raum 1.1.65

Lehre

Praktikum Energiesysteme (BET)

In dem Praktikum werden Energienetze berechnet und simuliert.

  • Mit der Software ELAPLAN wird ein Niederspannungsnetz eines Industriebetriebes projektiert und berechnet sowie die Schutztechnik ausgewählt und auf Selektivität überprüft
  • Ein Mittelspannungsnetz wird mit der Software SINCAL bezüglich des Lastflusses berechnet und simuliert und das Verhalten bei Ausfällen überprüft sowie Maßnahmen überprüft, um deren Auswirkungen zu reduzieren

Vorlesung Einführung Elektrische Energiesysteme (BET)

Vermittelt werden den Studierenden Kenntnisse bei Entwicklung, Auslegung, Fertigung, Prüfung und Betrieb energietechnischer Geräte und Netze und sie analysieren und bewerten die beim Einsatz hoher Spannungen erforderlichen Maßnahmen und Methoden.

Die Themen sind:

  • Einführung Energiewirtschaft
  • Erzeugung elektrischer Energie
  • Speicherung elektrischer Energie
  • Übertragung elektrischer Energie (Höchstspannungsnetze, HGÜ)
  • Verteilung elektrischer Energie (Hoch- und Mittelspannungsnetze)
  • Netzbetrieb

Vorlesung Energiemanagement (BET/MET)

Vertieft werden die Themen aus der Einführung Elektrische Energiesysteme:

  • Erzeugung, Speicherung, Übertragung und Verteilung von Elektroenergie
  • Netzstrukturen in NS, MS und HS Netzen
  • Verhalten von Netzen im Normalbetrieb (Lastfluss) und bei Störungen (Kurzschluss) im symmetrischen und unsymmetrischen Betrieb
  • Drehstromübertragung, Leitungen (lang u. kurz), Belastungen
  • Kompensation, Oberschwingungen, FACTS
  • Gleichstromübertragung, HGÜ
  • Betriebsmittel (Leitungen, Kabel, Transformatoren, Sicherung, Schalter, Überspannungsableiter)
  • Netzschutz, Schutztechnik, Leittechnik
  • Netzbetrieb, Smart Grids, Energiemanagement

Vorlesung Regenerative Energien (BET/MET)

Die Studierenden betrachten die Entwicklung, Auslegung, Fertigung, Prüfung und Betrieb regenerativer Energieanlagen und sie analysieren und bewerten die praktischen Fragen ihrer Einbindung in die Elektroenergiesysteme.

  • Einführung und Verfügbarkeit
  • Wasserkraft
  • Windkraft
  • Photovoltaik
  • Solarthermie, Geothermie, Biomasse
  • Speichermöglichkeiten

Forschungs- und Entwicklungsschwerpunkte

Leitungsgeführte Störgrößen

Messung und Analyse von Oberschwingungen bis zur 49. OS und leitungsgeführten Störgrößen im Frequenzbereich bis 30 MHz bei Geräten mit Niederspannungsanschluss bis 16 A und in Einzeladern bis 100 A.

Messplatz zur Messung leitungsgeführter Störgrößen auf Niederspannungsleitungen, hier als Messobjekt ein kleines Stecker-Schaltnetzteil
Messplatz zur Messung leitungsgeführter Störgrößen auf Niederspannungsleitungen, hier als Messobjekt ein kleines Stecker-Schaltnetzteil
Messaufbauten der Schirmkabine, dass keine elektrischen Störungen nach draußen gelangen
Messaufbauten der Schirmkabine, dass keine elektrischen Störungen nach draußen gelangen

EMVU

Messung und Analyse von elektrischen und magnetischen Feldern im Bereich von der Netzfrequenz hin bis in den HF-Bereich.

Regenerative Energiesysteme

Forschungstätigkeiten auf dem Gebiet der Modellierung und Berechnung von Energieübertragungssystemen. Hierzu zählen elektrisch/thermische Energiesimulationen von Wohngebäuden. Besonderer Fokus liegt hierbei auf dem Zusammenspiel zwischen regenerativer Energieerzeugung und dem Einsatz von Elektromobilen. Für die Validierung der Ergebnisse wird ein automatisiertes Messsystem mit einer Vielzahl an Schnittstellen zur Erfassung aller relevanten Daten eingesetzt. Aktuell ist eine Erweiterung der bestehenden Modelle zur Simulation von elektrischen Teilnetzen mit hohem Anteil erneuerbarer Energie geplant. Hierdurch können die Wechselwirkungen unterschiedlicher Verbraucher (z. B. Haushalte, Gewerbekunden) untereinander abgebildet und Betriebsstrategien abgeleitet werden.

Kernkompetenzen

  • Energetische Gebäudesimulation:
    • thermisch und elektrisch
  • Simulation von (erneuerbaren) Energiequellen:
    • Photovoltaikanlagen
    • Blockheizkraftwerke
    • Wärmepumpen
    • Batteriespeicher
Konzept des NEEMO-Systems mit Solaranlage, Blockheizkraftwerk, Hausspeicher und Lademöglichkeit für ein E-Auto
Solaranlage auf einem Hausdach
Lastgangs- und Leistungskurven des Hausspeichers über 50 Stunden
Rechnerarbeitsplatz mit Monitoren, auf denen die Simulationskurven angezeigt werden

Laufendes Projekt

NEEMO:

Null-Energie-Elektromobilität - Simulationen, Betriebsstrategien und Messungen von teilautarken Elektroenergiesystemen

Student bei der Entwicklung eines Aufzeichnungssystems für Energiedaten, um die Simulationen zu validieren. An der Wand sieht man auch einen Teil der Stromzähler des Museums.
Student bei der Entwicklung eines Aufzeichnungssystems für Energiedaten, um die Simulationen zu validieren. An der Wand sieht man auch einen Teil der Stromzähler des Museums.

Ausstattung

Ausstattung und Equipment umfassen unter anderem

Simulations- und Berechnungstools:

  • Matlab/Simulink
  • SINCAL
  • Elaplan

Messtechnik:

  • Leistungsmessequipment 
  • weitere Messtechnik zur hochgenauen und dynamischen Messung relevanter Größen
  • Precompliance Messungen von leitungsgeführten Störgrößen
  • Magnetfeldstärkemessungen
  • Lautstärkemessung von Anlagen

Nach einem Projekt zum neuen elektronischen Haushaltszäher eHZ konnte eine ansehnliche Anzahl von verschiedenen Stromzählern der letzten 60 Jahre gesammelt werden, die an einer Wand in dem Labor aufgehängt werden konnten. Dazu gibt es natürlich noch ein geöffnetes Exemplar des neuen eHZ.

Team

Name E-Mail Details
Prof. Dr. Bernhard Arndt
Kontaktinformationen

Prof. Dr. Bernhard Arndt

Hochschule für angewandte Wissenschaften
Würzburg-Schweinfurt
FE
Raum 1.1.65
Ignaz-Schön-Straße 11
97421 Schweinfurt

Telefon +49 9721 940-8451
E-Mail bernhard.arndt[at]fhws.de

E-Mail anzeigen
Thomas Göpfert
Kontaktinformationen

Thomas Göpfert

Hochschule für angewandte Wissenschaften
Würzburg-Schweinfurt
FE
Raum 1.E.17
Ignaz-Schön-Straße 11
97421 Schweinfurt

Telefon +49 9721 940-8430
E-Mail thomas.goepfert[at]fhws.de

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