Nach Abschluss dieses Moduls können die Studierenden
 - wichtige Definitionen und Sätze der Grundlagen der komplexen Analysis und der komplexen Differentialrechnung wiedergeben
und in Beispielen nachprüfen und anwenden;
 - komplexe Integrale berechnen sowie uneigentliche reelle Integrale mittels des Residuensatz berechnen;
 - den praktischen Nutzen der Theorie komplexer Funktionen und konformer Abbildungen für Anwendungen in der Elektrotechnik erkennen.

Die Studierenden erwerben die Kompetenz, Probleme aus der Höheren Mathematik, die über den Pflichtstoff der Mathematik I und der Mathematik II hinausgehen, zu erfassen, mathematisch zu formulieren und zu lösen. Sie können ihr mathematisches Wissen auf technische Fragestellungen anwenden und analytisch lösen. Der Umgang und die gewonnene Vertrautheit mit mathematischen Methoden und Denkweisen führt zum Erwerb von Kompetenzen, die die Studierenden weit über rein fachliche Aspekte hinaus helfen. Sie erlernen strukturierte und logische Problemanalyse- und Problemlösungstechniken sowie kritisches umfassendes Hinterfragen. Dies gehört zu den Schlüsselkompetenzen im Ingenieur*innenberuf.

Grundbegriffe der komplexen Analysis
 - Grenzwerte, Stetigkeit, Komplexe Funktionen, Konforme Abbildungen
Differenzierbarkeit im Komplexen
 - Holomorphe Funktionen, Cauchy-Riemannsche Differentialgleichungen,
 - Singuläre Punkte
Linien-, Kurvenintegral, Totales Differential
Integration im Komplexen
 - Cauchysches Integraltheorem, Cauchysche Integralformeln
Reihen, Potenzreihen, Taylorreihen
 - Reelle reihen, Komplexe Reihen
Laurentreihen
 - Laurent's Theorem, Klassifizierung von Singularitäten
Der Residuensatz mit Anwendungen
 - Das Residuumtheorem
 - Anwendungen: Uneigentliche Integrale, Fourierintegrale,
 - Integrale mit Unendlichkeitsstellen im Integranden

Eine Vorlesung vermittelt die wesentlichen Kenntnisse der Funktionentheorie. Die Vermittlung der theoretischen Grundlagen wird durch zahlreiche Beispiele und Aufgaben/Kontrollfragen unterstützt. In den Übungen beschäftigen sich die Studierenden selbstständig mit der Lösung von Aufgaben.

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung
Inhaltlich: Mathematik I + Mathematik II (aus Bachelorstudiengang)

Klausur

Modulprüfung muss bestanden sein

wird im studiengangsspezifischen Handbuch berechnet

Spiegel, Murray R. : Komplexe Variablen, 1977, Schaum's Outline, McGraw-Hill, ISBN 0-07-092016-8
Kreyszig, Erwin : Advanced Engineering Mathematics 9th Edition, 2006, John Wiley and Sons
Papula, Lothar : Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler, Band 2, Springer Vieweg, 2015 (14. Auflage), ISBN 978-3-658-07789-1
Papula, Lothar : Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler, Band 3, Springer Vieweg, 2016 (7. Auflage), ISBN 978-3-658-11923-2
Papula, Lothar :  Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler - Anwendungsbeispiele, Springer Vieweg, 2015 (7. Auflage), ISBN 978-3-658-10106-0
Needham Tristan : Anschauliche Funktonentheorie, 2001, Oldenbourg Wissenschaftverlag GmbH, ISBN 3-486-24578-3

Die Studierenden sind in der Lage, eine begrenzte ingenieurwissenschaftliche Aufgabe aus der gewählten Vertiefung weitgehend selbstständig und systematisch zu bearbeiten. Sie können eine gestellte technische Aufgabe eigenständig in Theorie und Praxis erfassen, abgrenzen und notwendige Aufgabenpakete zur Lösung des Problems identifizieren und bearbeiten. Hierfür wenden sie die üblichen Methoden der Informationsbeschaffung an. Die Studierenden können im Team zusammenarbeiten und Vorgehensweisen und Arbeitsergebnisse abstimmen und diskutieren. Die Studierenden sind in der Lage, eigene Arbeiten schriftlich aufzubereiten, zu präsentieren und die Vorgehensweise sowie die gewonnenen Ergebnisse gegenüber anderen zu vertreten.

Das Thema und der Inhalt der Projektarbeit 1 wird in Absprache mit einer betreuenden Professorin oder einem betreuenden Professor des Studiengangs Energiesysteme festgelegt. Die Bearbeitung der Projektarbeit 1 umfasst neben der Umsetzung der Aufgabenstellung auch deren Dokumentation und Präsentation.

Die Studierenden bearbeiten die Themenstellung der Projektarbeit 1 weitgehend selbstständig und werden organisatorisch durch die Wissenschaftlichen Mitarbeiterinnen und Wissenschaftlichen Mitarbeiter des Fachbereichs unterstützt. Ergänzend finden regelmäßige Seminare mit der betreuenden Professorin oder dem betreuenden Professor und den Wissenschaftlichen Mitarbeiterinnen und Wissenschaftlichen Mitarbeitern statt. Vorzugsweise sind die Projektarbeiten mit größeren Projektthemen verknüpft, die von den Labor- oder Fachgruppen bearbeitet werden. So kann in den Laboren mit jeweils unterschiedlichen Teilaufgaben in Projektteams gearbeitet werden.
Die Projektarbeit 1 kann inhaltlich abgestimmt mit der betreuenden Professorin oder dem betreuenden Professor in einem Labor oder einer Fachgruppe der Hochschule oder alternativ bei einem externen Industrieunternehmen durchgeführt werden.

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung

Modulprüfung Projektdokumentation (70%) und Kolloquium (30%)

Modulprüfung muss bestanden sein

wird im studiengangsspezifischen Handbuch berechnet

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Die Studierenden verfügen über vertiefte theoretische Kenntnisse der Merkmale von leistungselektronischen und elektromechanischen Systemen sowie von Regelsystemen und haben diese basierend auf den Grundkenntnissen in ihren Zusammenhängen verstanden.

Leistungselektronische und elektromechanische Systeme:
In der Lehrveranstaltung „Leistungselektronische und elektromechanische Systeme“ werden die Dimensionierung und der Einsatz elektromechanischer Antriebssysteme und die Wechselwirkungen der einzelnen Komponenten untereinander untersucht. Themen sind elektrische Maschinen, mechanische Elemente, leistungselektronische Komponenten und Regler, die mittels Entwurfsmethoden, Planungswerkzeugen und Software-Tools identifiziert, analysiert und simuliert werden. Praktische Untersuchungen ergänzen und vertiefen die Lehrinhalte.

Inhalt:
- Elektrische und mechanische Komponenten eines Antriebssystems
- Planungs- und Entwurfsmethoden
- Anwendungsorientierte Dimensionierung von Antriebssystemen
- Netzrückwirkung und Wechselwirkung der Komponenten

Regelsysteme:
In der Lehrveranstaltung „Regelsysteme“ werden die Grundlagen der Regelungstechnik kurz wiederholt und die Regelungstheorie  für Mehrgrößensysteme behandelt. Themen sind Zustandsraumdarstellung, Zustandsregler und -beobachter sowie deren Entwürfe, Anwendungen und Implementierungen, die an ausgewählten praktischen Beispielen diskutiert und rechnergestützt simuliert werden.

Inhalte:
- Beschreibungsformen und Eigenschaften dynamischer Systeme
- Stabilitätskriterien
- Entwurf von Zustandsregelung und -beobachtung
- Implemetierung beobachterbasierter Zustandsregelung
- Anwendungsbeispiele

Seminaristische Veranstaltung, Praktische messtechnische Untersuchungen an elektrischen Antrieben, Simulationsrechnungen (EMTP, Simplorer oder MicroCap) als Rechnerpraktikum.

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung

Klausur oder mündliche Prüfung (je nach Teilnehmerzahl und in Absprache mit dem ganzen Kurs)

Modulprüfung muss bestanden sein

wird im studiengangsspezifischen Handbuch berechnet

Specovius, J.: Grundkurs Leistungselektronik, Bauelemente, Schaltungen und Systeme,
2. Auflage, Vieweg+Teubner Verlag Wiesbaden, 2008
Brosch, P. F.: Moderne Stromrichterantriebe,
5. Auflage, Vogel Buchverlag Würzburg, 2008
Riefenstahl, U.: Elektrische Antriebssysteme,
2. Auflage, Vieweg+Teubner Verlag Wiesbaden, 2006
Kremser, A.: Elektrische Maschinen und Antriebe,
3. Auflage, Vieweg+Teubner Verlag Wiesbaden, 2008
Zacher, S.; Reuter, M.: Regelungstechnik für Ingenieure,
13. Auflage, Vieweg+Teubner Verlag Wiesbaden, 2011
Unbehauen, Heinz: Regelungstechnik I
Unbehauen, Heinz: Regelungstechnik II
Unbehauen, Heinz: Regelungstechnik III
Föllinger, Otto: Regelungstechnik

Die Studierenden sind mit dem Aufbau, der Funktion und den Anforderungen elektronischer Systeme im Bereich der Automatisierungstechnik vertraut. Sie wissen wie Informationen in der Automatisierungstechnik erfasst, aufbereitet, ausgewertet und weitergegeben werden. Sie kennen Komponenten zur Automatisierung von Produktionsanlagen und sind in der Lage, deren Zusammenspiel und deren Kommunikation untereinander zu verstehen.
Darüber hinaus können sie Problemstellungen der Fertigungsmesstechnik analysieren und grundlegende Lösungen hierfür entwickeln. Sie kennen dafür unterschiedliche Messprinzipien und Sensorsysteme, sowie Verfahren zur Steigerung der Auflösung und Genauigkeit der Messgrößen und können diese anwenden.
Die Studierenden sind in der Lage, technische Problemstellungem eigenständig und in Kleingruppen zu analysieren, zu diskutieren und die Ergebnisse zu präsentieren. Sie kennen unterschiedliche Kommunikationsarten und Präsentationstechniken und können diese in der beruflichen Praxis anwenden.

Veranstaltung Industrieelektronik und Automatisierungstechnik:
- Systeme und Komponenten der Automatisierungstechnik
- Anforderungen an elektronische Komponenten in der Automatisierungstechnik
- Industrielle Kommunikation und Interfaces (z.B. AS-Interface, Profibus, IO-Link)
- Abstandssensorik in der Automatisierungstechnik
- Optische Sender
- Zuverlässigkeit von Geräten und Systemen
- Risikoanalyse in der Elektronik und Automatisierungstechnik (z.B. Failure Modes and Effects Analysis; FMEA)

Veranstaltung Messsysteme und Sensoren:
- Wichtige Grundbegriffe und Verfahren der Fertigungsmesstechnik
- Grundprinzipien der analogen und digitalen Verarbeitung von Sensorsignalen
- Komponenten der Signalaufbereitung und -wandlung
- Systeme und Komponenten zur Signalgenerierung und -detektion
- Mess- und Prüftechnik zur zerstörungsfreien Prüfung
- Aufbau und Funktion ausgewählter Messsysteme der Automatisierungstechnik (z.B. NMR-Messsystem)

Seminaristische Veranstaltung mit Anwendungsbeispielen aus der industriellen Praxis. Ausgesuchte Fachinhalte werden von den Studierenden eigenständig erarbeitet und in praxisrelevanter Form (z.B. Team-Meeting, Online-Meeting) präsentiert. Das erlernte Fach- und Methodenwissen wird in Übungen durch geeignete Problemstellungen und Aufgaben weiter vertieft.

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung

Klausur oder mündliche Prüfung (je nach Teilnehmerzahl und in Absprache mit dem ganzen Kurs)

Modulprüfung muss bestanden sein

wird im studiengangsspezifischen Handbuch berechnet

Gevatter, Hans-Jürgen: Handbuch der Mess- und Automatisierungstechnik in der Produktion, Springer Verlag
Heinrich, Berthold: Grundlagen Automatisierung, Springer Verlag
Hering, Ekbert; Martin, Rolf: Photonik, Springer Verlag
Hesse, Stefan: Sensoren für die Prozess- und Fabrikautomation, Springer Verlag
Jahns, Jürgen: Photonik, Oldenbourg Wissenschaftsverlag
Keferstein, Claus P.: Fertigungsmesstechnik, Springer Verlag
Schiffner, Gerhard: Optische Nachrichtentechnik, Springer Verlag
Schnell, Gerhard: Bussysteme in der Automatisierungs- und Prozesstechnik, Vieweg+Teubner Verlag
Werdich, Martin: FMEA - Einführung und Moderation, Vieweg+Teubner Verlag
Wratil, Peter; Kieviet, Michael: Sicherheitstechnik für Komponenten und Systeme, VDE Verlag
Meyer, Martin: Signalverarbeitung, Springer Verlag
Blümich, Bernhard; Haber-Pohlmeier, Sabina; Zia, Wasif: Compact NMR, De Gruyter Verlag
Diverse wissenschaftliche Veröffentlichungen

Die Studierenden haben ihre kaufmännische Kompetenz im operativen und strategischen Controlling erweitert. Sie beherrschen die methodischen Grundlagen des Controllings und insbesondere des Projektcontrollings und können diese anwenden. Sie kennen die einzelnen Controllingprozesse und deren Interdependenzen.
Die Studierenden verfügen über ein grundlegendes Verständnis des strategischen Managements. Sie verstehen die Wirkungszusammenhänge zwischen Unternehmen und Märkten und können daraus langfristige Strategien ableiten. Sie können diese Strategien in der kurz- und mittelfristigen Planung unter Berücksichtigung der Marktgegebenheiten umsetzen.

Idealerweise auf dem Modul Energiebetriebswirtschaft aufbauend, werden u.a. Kenntnisse in den Bereichen: Grundlagen des Controllings, Kosten- und Erfolgscontrolling, Kennzahlensysteme, Planungs- und Berichtssysteme sowie strategisches Controlling und Projektcontrolling vertieft. Ebenso werden das Rollenverständnis der Controller sowie die Teilprozesse des Controllings, wie strategische Vision, operative Planung und Prognose behandelt. Anwendungsbeispiele ergänzen die Veranstaltung.
Im strategischen Management wird der Strategieentwicklungsprozess über die Bildung strategischer Ziele, der strategischen Analyse von Unternehmen und Umfeld, der Strategieformulierung und der Strategieimplementierung vermittelt. Es sollen sowohl die methodischen Grundlagen als auch die wichtigsten Entwicklungen und Herausforderungen dargestellt werden. Im Planspiel führen die Studierenden als Vorstandsmitglieder ein Unternehmen im Wettbewerb. Über bis zu 8 Planjahre müssen sie ihre zuvor entwickelten strategischen Ziele in konkrete Planungen umzusetzen und in der konkreten Entscheidungsfindung das erlernte Wissen einsetzen.

Vorlesungen mit Übungen und Unternehmensplanspiel

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung
Inhaltlich: Energiebetriebswirtschaft

Klausur oder mündliche Prüfung (je nach Teilnehmerzahl und in Absprache mit dem ganzen Kurs)

Modulprüfung muss bestanden sein

wird im studiengangsspezifischen Handbuch berechnet

Horváth, P.: Controlling, 11. Auflage München 2009
Camphausen, B.: Strategisches Management: Planung, Entscheidung, Controlling, Oldenbourg Verlag München, 2013
Däumler, K.-D.; Gräbe, J.: Kostenrechnung 1-3, NWB Verlag, 2013
Döring, U.; Buchholz, R.: Buchhaltung und Jahresabschluss: mit Aufgaben und Lösungen, Erich Schmidt Verlag, 2013
Freidank, C.: Kostenrechnung, 8. Auflage, München, Wien 2008
Haberstock, L.; Breithecker, V.: Kostenrechnung I., 13. Auflage, Erich Schmidt Verlag, Wiesbaden 2008
Haberstock, L.; Breithecker, V.: Kostenrechnung II., (Grenz-) Plankostenrechnung, 10. Auflage, Erich Schmidt Verlag, Wiesbaden 2008
Hutschenreuther, Th.: Allgemeine Betriebswirtschaftslehre: Grundlagen mit zahlreichen Praxisbeispielen, Springer Gabler, 2013
Reichmann, T.: Controlling mit Kennzahlen und Managementberichten – Grundlagen einer systemgestützten Controlling Konzeption, 7. Auflage, München 2006
Schreyögg, G.: Grundlagen des Managements: Basiswissen für Studium und Praxis, Gabler, 2010
Thommsen, J.-P.; Achleitner, A.-K.: Allgemeine Betriebswirtschaftslehre: Umfassende Einführung aus managementorientierter Sicht, 7. Auflage, Springer Gabler, 2012
Teilnehmerhandbuch zum Planspiel TOPSIM General Management II in der jeweils aktuellen Version der Fa. Tata Interactive Systems, Tübingen
Weber, J.; Schäffer, U.: Einführung in das Controlling, 12. Auflage, Stuttgart 2008

Die Studierenden lernen anhand eines Fallbeispieles, anhand von Quartierskonzepten bzw. verallgemeinert dezentralen Systemen ein wichtiges Element zukünftiger Energieversorgung kennen. Sie verstehen die Anforderungen der sich verändernden Energiewelt, die zunehmend kleinere Erzeugungseinheiten und flexible Verbraucher sowie Speicher integriert.
Sie kennen die Charakteristika der verschiedenen insbesondere dezentralen Systeme zur Strom- und Wärmeerzeugung. Sie verstehen die unterschiedlichen technischen Konzepte zur Stromspeicherung. Dazu gehören auch die Konzepte die Wärmespeicherung zur Flexibilität von Stromerzeugung und -nutzung verwenden. Sie verstehen die Anforderungen an die Kommunikations- uind Steuerungstechnik, die sich aus der Aggregation vieler dezentraler Erzeugungs- und Speicheranlagen und flexibler Verbraucher ergeben.
Die Studierenden verstehen die wirtschaftlichen Anforderungen an dezentrale Systeme und mögliche Geschäftsmodelle für die Interaktion der Marktteilnehmer. Sie lernen die verschiedenen Schnittstellen und Anwendungen für dezentrale Systeme sowohl aus Sicht der Akteure in der Energieversorgung: Erzeugung, Handel, Vertrieb und Netze, als auch aus Sicht der Anwender in Unternehmen und Verwaltung kennen. Sie kennen die unterschiedlichen Märkte für dezentrale Syteme und kennen die Voraussetzungen an diesen Märkten erfolgreich aktiv zu werden. Alternative Vermarktungs- bzw. Nutzungskonzepte, wie Direktlieferung und Eigenverbrauch und deren wirtschafliche Bewertung werden verstanden.
Die Studierenden können mit einer im Markt üblichen üblichen Simulationssoftware dezentrale Systeme modellieren, optimieren und wirtschaftlich bewerten.

Energieerzeugungs- und Speichersysteme und andere Flexibilitätsmechanismen
- Technik dezentraler Energieerzeugung (Photovolatik, Wind, Biomasse, ...)
- Technik von Stromspeichern (Pumpspeicher, Batterien, Druckluftspeicher, Methan und Wasserstoffspeicher, ...)
- Beispiele für flexible Verbraucher (Elektrolyse, Elektromobilität, ...)
- Konzepte gemischter Systeme (BHKW oder Wärmepumpen mit Wärmespeichern, ...)
- Kommunikation und Steuerung dezentraler Systeme

Wirtschaft dezentraler Systeme
- Energiemärkte und Vermarktungspotentiale für dezentrale Erzeugung, Speicher und Flexibilität
- Märkte für Energie, Marktrollen und vertragliche Kommunikation
- Geschäftsmodelle für die definierten Marktrollen
- Wirtschaftliche Optimierung von dezentralen Systemen

Modellierung dezentraler Systeme
- Einführung in die genutzte Software
- Modellierung der Fallbeispiele
- Simulation und Optimierung
- wirtschaftlich/technische Bewertung

Vorlesungen und Seminar

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung

Projektarbeit: die Studierenden erstellen eine Konzeptstudie zu einem als Fallspiel gewählten Quartier

Modulprüfung muss bestanden sein

wird im studiengangsspezifischen Handbuch berechnet

Albersmann, J. et al.: Virtuelle Kraftwerke als wirkungsvolles Instrument für die Energiewende, PricewaterhouseCoopers, 2012
Graeber, D.R.: Handel mit Strom aus erneuerbaren Energien, Springer Gabler, Wiesbaden, 2014
Ströbele, W.; Pfaffenberger, W.; et al: Energiewirtschaft: Einführung in Theorie und Politik , 4. Auflage, Oldenbourg Verlag, 2020
Bhattacharyya, S. C.: Energy Economics - Concepts, Issues, Markets and Governance, 2. Auflage, Springer Verlag, 2019
Konstantin, Panos: Praxisbuch Energiewirtschaft, 4. Auflage, Springer Vieweg, 2017
Zenke, I.; Wollschläger, St.; Eder. J. (Hrsg): Preise und Preisgestaltung in der Energiewirtschaft, De Gruyter, Berlin, 2015
Swider, Derk Jan (2006): Handel an Regelenergie- und Spotmärkten, Dissertation an der Universität Stuttgart, Deutscher Universitäts-Verlag, Wiesbaden.
Quaschning, V., „Eneuerbare Energien und Klimaschutz“, Hanser Verlag 2013
Schmiegel, A, „Energiespeicher für die Energiewende“, Hanser Verlag 2019
Karle, A.,“Elektromobilität – Grundlagen und Praxis“, Hanser Verlag 2018

Die Studierenden kennen die charakteristischen Eigenschaften, Anwendungen und Anforderungen von elektrischen Erzeugungsanlagen und können diese vergleichsweise gegenüberstellen.Sie sind in der Lage, elektrische Erzeugungsanlagen technisch zu beschreiben und charakteristische Betriebsfälle zu benennen, sowie Betriebsgrenzen aufzuzeigen. Sie beherrschen deren grundlegende Auslegung und können diese berechnen.

Die Studierenden kennen die Eigenschaften von Technologien zur Energiespeicherung, können diese beschreiben und verfügen über das Wissen, unterschiedliche Technologien miteinander zu vergleichen.Sie beherrschen die rechnerische Auslegung elektrischer Energiespeichersysteme und können Betriebsgrenzen aufzeigen.

Elektrische Energieerzeugungsanlagen:
- Konventionelle Stromerzeugung (Braun- & Steinkohlekraftwerke, Kernkraftwerke)
- Gaskraftwerke- Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (Block-Heizkraftwerke, Industriekraftwerke, Brennstoffzellen)
- Regenerative Stromerzeugung (Wasserkraft, Photovoltaik und Windkraft sowie Solarthermie und Meereskraftwerke)
- Allgemeine Beschreibung der Technologien und eventuelle Charakteristische Unterschiede (z.B. Wirkungsweisen in Abhängigkeit der elektrischen Leistung, etc.)
- Spezielle Eigenschaften der Erzeugungskomponenten (Generatoren): Blindleistungsfähigkeit, Wirkungsgrad-Kennlinien
- Einsatz von Erzeugungsanlagen: Wirkleistungsabgabe, Teillastbetrieb, Phasenschieberbetrieb, Betrieb und Instandhaltung Management von Instandhaltungsprojekten

Energiespeichersysteme:
- Einsatzgebiete elektrischer Speicher
- Mechanische Energiespeicher (Pumpspeicherkraftwerke, Druckluftspeicher, Schwungradspeicher)
- Elektrische Energiespeicher (Kondensatoren, Doppelschichtkondensatoren, Supraleitende Spulen)
- Elektrochemische Speichersysteme (Wasserstoff, Batterien)
- Grundbegriffe der elektrischen Energiespeicherung (Kapazität, Ein-/Aus-Speicherleistung, Ladefaktor, Round-Trip-Efficiency, Ladezustand)
- Batteriespeichersystemtechnik: Komponenten eines Batteriespeichersystems, Batteriemanagementsy
steme, Messtechnik, Leistungselektronik

Seminaristische Vorlesung
Seminarvortrag (Optional)

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung

Klausur
Mündliche Prüfung
Referat

Modulprüfung muss bestanden sein

wird im studiengangsspezifischen Handbuch berechnet

Unterlagen zur Vorlesung
V. Quaschning: "Regenerative Energiesysteme", Carl Hanser Verlag, 2015
M. Kaltschmitt, W.Streicher, A.Wiese, "Erneuerbare Energien - Systemtechnik, Wirtschaftlichkeit, Umweltaspekte", Springer Verlag 2014
A.U. Schmiegel, "Energiespeicher für die Energiewende", Carl-Hanser-Verlag 2019
R. Korthauer, "Handbuch Lithium-Ionen-Batterien", Springer Vieweg Verlag 2013
A. Jossen, W. Weydanz, "Moderne Akkumulatoren richtig einsetzen", Matrix Media 2019
P. Kurzweil, "Elektrochemische Speicher: Superkondensatoren, Batterien, Elektrolyse-Wasserstoff, Rechtliche Rahmenbedingungen", Carl-Hanser-Verlag 2018

Die Studierenden haben Detailkenntnisse über die Sekundärtechnik in Stationen sowie die Steuerung und Überwachung von Versorgungsnetzen erlangt. Sie können technische und betriebliche Konzepte zur Netzsteuerung und –überwachung anwenden und kennen die Möglichkeiten rechnergestützter Netzführung. Dabei steht die Standardisierung der Schnittstellen moderner Energieinformationssysteme und die Modellierung des Prozesses im Vordergrund. Im Rahmen der Netzführung werden Höhere Entscheidungs- und Optimierungsfunktionen (HEO) sowie das dynamische Verhalten der Frequenz-Leistungsregelung betrachtet.
Neben den Fachkenntnissen haben die Studierenden in diesem Modul auch Schlüsselqualifikationen erlangt.

Netzführung:
- Struktureller Aufbau netzleittechnischer und fernwirktechnischer Einrichtungen- Prozessdatenkommunikation auf Basis der Kommunikationsnorm IEC 60870-5-104
- SCADA-Funktionen und Prozessvisualisierung (Weltbilder, Zooming / Decluttering, Bedienfenster und Alarmierungskonzepte)
- HEO-Funktionen: Leistungsflussberechnung (Newton-Raphson-Verfahren), Optimal Power Flow (OPF) und State Estimation
- Frequenz-Leistungsregelung im Insel- und Verbundnetz

Sekundärtechnik und Netzautomation:
- Aufgaben der Schutztechnik und Stationsautomatisierung im Gesamtzusammenhang der Netzleittechnik und Netzführung
- Der zu führende Prozess mit seinen Betriebsmitteln und die informationstechnische Modellierung auf Prozess-, Feld-, Stations- und Netzleitebene
- Schnittstellen der Leittechnik und Entwicklung von der signalorientierten Sichtweise der Kommunikationsnorm IEC 60870 zur abstrakten Informationsmodellierung des Systemstandards IEC 61850
- Grundlagen XML-basierter Datenbeschreibungen und ihre Anwendung für Systembeschreibungen mit der „Substation Configuration Description Language, SCL“
- Engineering- und Testwerkzeuge, Projektabläufe
- Applikationen zur Stations- und Netzautomatisierung

Seminaristische Veranstaltung, Praktische Durchführung eines IEC 61850 Systemengineerings von der Spezifikation über die Systemkonfiguration bis zur Geräteparametrierung. Im Rahmen der Netzführung werden Systemmodellierungen mit Scilab/Xcos durchgeführt.

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung

Klausur oder mündliche Prüfung

Modulprüfung muss bestanden sein

wird im studiengangsspezifischen Handbuch berechnet

Normenreihe IEC 60870-5 „Fernwirkeinrichtungen und –systeme“
Normenreihe IEC 61850 „Communication networks and systems for power utility automation“, Edition 2, 2010
Brand, K.-P.; Lohmann, V.; Wimmer, W.: Substation Automation Handbook,
Jütte-Messedruck Leipzig, 2003
Schwab, A. J.: Elektroenergiesysteme, Springer Vieweg
Oeding D., Oswald, B.R.: Elektrische Kraftwerke und Netze, Springer
Heuck, K., Dettmann, K.D., Schulz, D.: Elektrische Energieversorgung, Springer Vieweg
Handschin, E. Elektrische Energieübertragungssysteme, Hüthig
Crastan, V., Westermann, D.: Elektrische Energieversorgung 3, Springer
Buchholz B. M., Styczynski, Z.: Smart Grids, Springer

Die Studierenden verfügen über vertiefte theoretische Kenntnisse der Merkmale von Energiesystemen und haben diese basierend auf den Grundkenntnissen in ihren Zusammenhängen verstanden. Die Studierenden können dieses Wissen auf konkrete Auslegungsplanungen und Systemsimulationen übertragen. Als wesentliche Qualifikation haben sie die Fähigkeit, Gesamtaspekte von leitungsgebundenen Energiesystemen mit dem Ziel eines Systemoptimums bezüglich Stabilität, Zuverlässigkeit und Energiequalität einordnen und bewerten zu können.

In der Veranstaltung „Ausgleichsvorgänge und Netzrückwirkungen“ werden die transienten Verläufe elektromagnetischer Größen im Netz als Folge von Schalthandlungen, Blitzeinschlägen und Kurzschlüssen analysiert. Systemtheoretisch geht es um Anregungsfunktionen und die zugehörigen Impulsantworten energietechnischer Netze. Bei den Netzrückwirkungen werden die Entstehung von Oberschwingungen und deren Auswirkungen auf das Netz dargestellt. Maßnahmen zur Verringerung der Netzrückwirkung und zur Verbesserung der Spannungsqualität werden behandelt.

In der Veranstaltung „Transport- und Verteilnetzsysteme“ werden netztechnische Aufgabenstellungen und Problemaspekte mit Hilfe von Planungswerkzeugen und Simulationen betrachtet und vertieft. Themen sind Lastfluss-, Kurzschluss-, Zuverlässigkeits- und Wirtschaftlichkeitsuntersuchungen von Netzkonzepten aller Spannungsebenen. Außerdem werden die Auswirkungen der Energiewende auf die Netztechnik und den Netzbetrieb im Transport - und Verteilnetzbereich anhand realer Netzbeispiele von den Studierenden eigenständig untersucht.

Seminaristische Veranstaltung, Simulationsrechnungen (Neplan, Netomac, EMTP, Simplorer oder Micro-Cap) als Rechnerpraktikum.

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung

Klausur oder mündliche Prüfung (je nach Teilnehmerzahl und in Absprache mit dem ganzen Kurs)

Modulprüfung muss bestanden sein

wird im studiengangsspezifischen Handbuch berechnet

Miri, A.M.: Ausgleichsvorgänge in Elektroenergiesystemen
Springer-Verlag, Berlin 2000
Hormann, W ; Just, W. ; Schlabbach, J. ; Cichowski, R. R. (Hrsg.)
Netzrückwirkungen, Anlagentechnik für elektrische Verteilungsnetze,
3. Auflage 2008
Flosdorff, R.; Hilgarth, G.: Elektrische Energieverteilung,
9. Auflage, Vieweg+Teubner Verlag Wiesbaden, 2008
Heuck, K.; Dettmann, K.-D.; Schulz, D.: Elektrische Energieversorgung,
8. Auflage, Vieweg+Teubner Verlag Wiesbaden, 2010
Oeding, D.; Oswald, B.R.: Elektrische Kraftwerke und Netze,
6. Auflage, Springer-Verlag Berlin, 2004
Schlabbach, J.: Elektroenergieversorgung,
3. Auflage, VDE-Verlag Berlin, 2009

Energiebetriebswirtschaft:
Die Studierenden kennen das Grundlagenwissen der modernen Betriebswirtschaft und können dieses unter anderem auf die Anforderungen der Energiewirtschaft anwenden. Sie kennen und verstehen Kosten- und Leistungsrechnung und den Aufbau von Planungsrechnungen im Unternehmen. Die Grundzüge des betrieblichen Rechnungswesens (GuV, Bilanz, Cash Flow) sind den Studierenden geläufig und können analysiert werden.

Energieanwendungsmanagement:
Die Studierenden sollen die Ziele und Methoden des Energiemanagements im Bereich der Energieanwendungstechnik kennen und in die Lage versetzt werden, selbstständig zu entscheiden, welche Methode der Kostenkalkulation jeweils am besten geeignet ist, um die Energie- und Kosteneffizienz von Maßnahmen zur Energieeinsparung zu bewerten, und diese Methoden auch anwenden können.

Energiebetriebswirtschaft:
Nach einem Überblick über die allgemeinen betriebswirtschaftlichen Grundlagen und die Abläufe in Betrieben werden die Besonderheiten der Energieversorgung, u.a. Leitungsgebundenheit und fehlende Produktdifferenzierung der Commodity Strom, diskutiert. Kosten und Leistungsrechnung (Kostenarten, Kostenstellen und Kostenträgerrechnung) werden behandelt. Betriebswirtschaftliche Planungen mit Gewinn- und Verlustrechnung, Bilanz, Cash-Flowrechnungen und Kennziffern zur Steuerung werden behandelt. Zudem werden betriebswirtschaftliche, aber auch volkswirtschaftliche Modelle vertieft, sofern sie eine besondere Bedeutung für die Energiewirtschaft haben (Bsp.: Angebot/ Nachfrage -> Merit Order, ...). Außerdem werden immer aktuelle Geschehnisse aus der Energiewirtschaft in den aktuellen Lehrstoff einbezogen (bsp.: Gasmangellage, Kernenergieausstieg, ...) und deren betriebs- und volkswirtschaftlichen Auswirkungen diskutiert und beleuchtet.

Energieanwendungsmanagement:
Vorlesung:
- Zusammenhang von Energieerzeugung und Energieanwendung
- Ökologische Aspekte der Energieanwendung
- Reduktion des CO2-Ausstoßes: Ziele und Maßnahmen
- Energiemanagementsysteme nach DIN EN ISO 50001
- Energieeffzienz
- Energieausweis
- Lastmanagement
- Energiebilanzen
- Prozessanalyse
- Physikalischer Mindestbedarf für Energie
- Beispiele für Energieeinsparungen
- Wirtschaftlichkeitsberechnung von Energiesparmaßnahmen
- Energie-Contracting
- Kosteneffizienz energiesparender Beleuchtung
Übungen:
- Abschätzung von Auswirkungen des Energieverbrauchs
- Energiebedarfsberechnung
- Berechnung der Kosteneffizienz

Seminaristische Vorlesungen mit Übungen.

Klausur oder mündliche Prüfung

Modulprüfung muss bestanden sein

wird im studiengangsspezifischen Handbuch berechnet

Bartsch, M.; Röhling, H.; Salje, P.; Scholz, U..: Stromwirtschaft: Ein Praxishandbuch, Carl Heymanns Ver
lag, 2008Burghardt, M.: Projektmanagement, Siemens, 8. Auflage, 2008
Däumler, K.-D.; Gräbe, J.: Kostenrechnung 1-3, NWB Verlag , 2013
Döring, U.; Buchholz, R.: Buchhaltung und Jahresabschluss: mit Aufgaben und Lösungen, Erich Schmidt Verlag, 2013
Haberstock, L.; Breithecker, V.: Kostenrechnung I., 13. Auflage, Erich Schmidt Verlag, Wiesbaden 2008
Haberstock, L.; Breithecker, V.: Kostenrechnung II., (Grenz-) Plankostenrechnung, 10. Auflage, Erich Schmidt Verlag, Wiesbaden 2008
Homepage der Lehrveranstaltung / Elearning Plattform ILIAS mit Studienmaterial (Skripte, Präsentationen, Standards, Internetquellen, case studies, ... )
Hutzschenreuther, Th.: Allgemeine Betriebswirtschaftslehre: Grundlagen mit zahlreichen Praxisbeispielen, Springer Gabler, 6. Aufl., 2015
Kerzner, H.: Project Management, 10th Edition, 2009
PMI: Project Management Body of Knowledge (PMBOK), 4. Auflage, 2008
Schelle, H.; Ottmann, R.; Pfeifer, A.: Projektmanager, GPM, 2005
Thommsen, J.-P.; Achleitner, A.-K.: Allgemeine Betriebswirtschaftslehre: Umfassende Einführung aus managementorientierter Sicht, 7. Auflage, Springer Gabler, 2012
Wanke, A.; Trenz, S.: Energiemanagement für mittelständische Unternehmen, Fachverlag Deutscher Wirtschaftsdienst, Köln (2001)
Rudolph, M.; Wagner, U.: Energieanwendungstechnik, Springer, Berlin (2008)
Blesl, Kessler: Energieeffizienz in der Industrie, Springer, Berlin (2017)
Bernd Schieferdecker (Hrsg.): Energiemanagement-Tools, Springer, Berlin (2006)
Bemmann, U.; Schädlich, S.; (Hrsg.): Contracting Handbuch 2003, Fachverlag Deutscher Wirtschafts
dienst, Köln (2003)
Deutsches Institut für Normung: DIN EN ISO 50001: Energiemanagementsysteme –Anforderungen mit Anleitung zur Anwendung, Beuth Verlag, Berlin (2018)

Die Studierenden kennen die wesentlichen mit Hochspannung beanspruchten Betriebsmittel des Energietransports und können die aus deren betrieblichen Beanspruchung resultierenden Designmerkmale, insbesondere der Isolier- und Lichtbogenanordnungen, erläutern und begründen. Auf der Grundlage eines eingehenden Verständnisses der grundlegenden Alterungs- und Versagensmechanismen sind die Studierenden in der Lage, Isolier- und Lichtbogenanordnungen zu analysieren, zu optimieren und selbständig oder im Team weiter zu entwickeln. Zur Überprüfung der Lösungen und zur betrieblichen Überwachung können die Studierenden Hochspannungsprüfungen und Diagnoseverfahren vorschlagen. Die Studierenden können die an ausgewählten Betriebsmittelbeispielen erlernten Kenntnisse und Methoden auch auf andere Betriebsmittel übertragen.
Die Studierenden verfügen über Kenntnisse zur Wirkung und Rückwirkung von Regelkomponenten und Kompensationseinheiten in Netzen.
Sie verfügen über Kenntnisse zur Auslegung und Simulation von Netzregelanlagen.
Sie sind in der Lage komplexe Aufgabenstellungen durch eigenständige Wahl geeigneter Hilfsmittel (z.B. Software-Tools MicroCap, Simplorer, NETOMAC oder NEPLAN) zu lösen.

Technologie des Energietransports:
- Betriebsmittel des Energietransports und deren Beanspruchungsarten (AC, DC, Mischbeanspruchung)
- Eigenschaften von Isoliergasen
- Teilentladungs- und Duchschlagprozesse gasförmiger Isolieranordnungen
- Design und Bemessung äußerer Isolierstrecken am Beispiel von Freiluftisolatoren
- Eigenschaften von Fesstoffisolierungen
- Alterungs- und Versagensmechnismen bei Fesstoffisolierungen
- Design und Bemessung innere Isolierstrecken am Beispiel von Gießharz isolierten Wandlern
- Eigenschaften von Isolierflüssigkeiten
- Alterungs- und Versagensmechnismen flüssigkeitsisolierter Isolieranordnungen
- Design und Bemssung der inneren Isolation von Transformatoren
- Physik der Gasentladung und des Lichtbogens
- Lichtbogemodellierung und Lichtbogenlöschung
- Design und Bemessung von Lichtbogenanordnungen am Beispiel von Trenn-, Last-, und Leistungschaltern, sowie Ableiterfunkenstrecken
- Überwachung und Diagnose der Isolieranordnungen in den Betriebsmitteln

Netzregelung:
- Wirkleistungs- und Frequenzregelung
   - Primärregelung
   - Sekundärregelung
   - Verbundbetrieb
- Blindleistungs- und Spannungsregelung
   - Spannungsqualität
   - Generatorregelung
   - Transformatorregelung
   - Kompensatoren
   - STATCOM und SVC
   - Leistungselektronische Bauelemente der Energietechnik

Seminaristische Veranstaltung

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung

Klausur oder mündliche Prüfung (je nach Teilnehmerzahl und in Absprache mit dem ganzen Kurs)

Modulprüfung muss bestanden sein

wird im studiengangsspezifischen Handbuch berechnet

Beyer, Boeck, Möller, Zaengl, Hochspannungstechnik
Küchler, Andreas, Hochspannungstechnik
Schwab, Adolf, Hochspannungsmesstechnik
Spring, Eckhardt: Elektrische Energienetze, Energieübertragung und Verteilung
Heuck, Dettmann, Schulz: Elektrische Energieversorgung
Flosdorff, Hilgarth: Elektrische Energieverteilung
Schwab, A. J.: Elektroenergiesysteme

Die Studierenden kennen die charakteristischen Eigenschaften, Anwendungen und Anforderungen von Mini- und Mikronetzen und können diese gegenüber den klassischen Verbundnetzen abgrenzen.Sie kennen auch die Eigenschaften der dezentralen Verbrauchs-, Erzeuger- und Speichersysteme und können diese beschreiben. Sie können damit ein einfaches Mini- oder Micronetz dimensionieren.Insbesondere kennen sie grundlegende Anforderungen an dezentrale Speichersysteme und können geeignete Speichertechnologien auswählen und grob dimensionieren. Die Studierenden kennen die charakteristischen Betriebsfälle von Mirco- und Mininetzen und können deren Betriebsgrenzen aufzeigen und einfache Rechnungen zur wirtschaftlichen und technischen Auslegung und Optimierung durchführen.Im Bereich der AC/DC-Systeme kennen die Studierenden die Besonderheiten, Abgrenzungen und Anwendungsbereiche der beiden Stromsysteme. Sie kennen die beiderseitigen Vor- und Nachteile und können Sie gegenüberstellen. Des Weiteren verfügen Sie über Kenntnisse der für beide Stromsysteme notwendigen technischen Betriebsmittel.

Micro- und Mininetze:
- Definition und Abgrenzung von Micro-, Mini- und Verbundnetzen, AC-Micronetze, DC-Micronetze
- Komponenten (Erzeugunseinheiten, Speichereinheiten, Lasten) in Mini- und Micronetzen, Komponentenanforderungen
- Anwendungsfälle (industrielles Micronetz, lastgeführtes erneuerbares Kraftwerk, Basiselektrifizierung in netzfernen Gebieten, Stabilisierung der Versorgung in schwachen Netzen,...)
- Design und Betrieb von Mini- und Micronetzen als Inselnetz
- Design und Betrieb von Mini- und Micronetzen mit ständiger Verbindung zum Verbundnetz
- Design und Betrieb von Mini- und Micronetzen, die zeitweise als Inselnetz und zeitweise netzparellel geschaltet sind
- Lastcharakterisierung in Mini- und Micronetzen
- Charakterisierung von Erzeugungseinheiten und Anlagen in Mini- und Micronetzen
- Dimensionierung von Speichersystemen in Mini- und Micronetzen
- Wirtschaftliche Betriebsführung durch optimierten Speichereinsatz, Prognoseverfahren
- Anwendung unterschiedlicher Grid Codes bei Netzparallelbetrieb

AC / DC - Systeme:
- Technologieüberblick und Anwendungen
- Mischsysteme im Verbundnetz: HGÜ, FACTS- Mischsysteme bei dezentralen Einspeisern: Solarwechselrichter, Batteriewechselrichter, Brennstoffzellenwechselrichter, schnelle Netztransferschalter zum Wechseln zwischen Inselnetz- und Netzparallelbetrieb, Buck-Boost-Konverter für DC-Subnetze
- Systemverhalten und -dienstleistungen im ungestörten Betrieb
- Kurzschlussverhalten und Netzstützung im Fehlerfall

Seminaristische Vorlesung
Übung
Seminarvortrag (optional)
Exkursion (optional & nach Abstimmung)

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung

Klausur oder mündliche Prüfung (je nach Teilnehmerzahl und in Absprache mit dem ganzen Kurs)

Modulprüfung muss bestanden sein

wird im studiengangsspezifischen Handbuch berechnet

AC/DC-systeme: Unterlagen zur Vorlesung
Microgrids: Unterlagen zur Vorlesung,
N. Tabatabaei, E. Kabalci, N.Bizon, „Microgrid Architectures, Control and Protection Methods“, Springer Vieweg Verlag
N. Hatzargyriou, „Microgrids Architecture and Control“, Wiley Verlag
W.Kiank, W. Fruth, „Planungsleitfaden für Energieverteilungsanlagen“, Siemens

Die Studierenden haben Detailkenntnisse über die Anforderungen und Ausführungen von sicheren IT-Systemen und robusten Datensystemen für die Steuerung und Überwachung von kritischen Infrastrukturen. Sie kennen insbesondere die gesetzlichen Anforderungen des IT-Sicherheitsgesetzes, BSI-Gesetzes, BSI-Kritis-Verordnungen, IT-Sicherheitskataloges (EnWG §11Abs. 1a) und (EnWG §11Abs. 1b) sowie die Ausführungshinweise der Normen DIN ISO/IEC 27001, DIN ISO/IEC 27002 und DIN ISO/IEC TR 27019 für die Assets des Geltungsbereiches, wie z. B. Steuerungs-und Telekommunikationssysteme, IT-Bestandssysteme, wie EDM-, GIS-, Marktkommunikations- und Prozessleit-Systeme. Es können die notwendigen technischen wie auch organisatorischen Maßnahmen zum sicheren Betrieb der kritischen Infrastruktur abgeleitet sowie eine umfassende Risikoanalyse, -bewertung und -behandlung erstellt werden. Hierzu gehören Maßnahme zur Datensicherung, Testverfahren, hardware- als auch softwareseitige Systemhärtung sowie auch der Einsatz von krypthografischer Verfahren. Neben den Fachkenntnissen haben die Studierenden in diesem Modul auch Schlüsselqualifikationen erlangt. Im Teilmodul Data Science erlernen die Studierenden zunächst die Grundprinzipien der digitalen Aufbereitung, Analyse und Darstellung von Datenstrukturen vor dem Hintergrund technischer Prozessdaten. Daran anschliessend werden verschiedene Algorithmen und Techniken zur Mustererkennung, Klassifikation und Vorhersage auf der Basis dieser digitalen Datenstrukturen behandelt und das Wissen anhand praktischer Beispiele sowie selbst durchgeführter Implementierungen vertieft. Ein Fokus des Moduls Data Science liegt auf dem Gebiet des maschinellen Lernens, bei dem Entscheidungsstrukturen anhand von trainierten Daten getroffen werden und keine explizite Programmierung durchgeführt wird.

IT-(Informationssicherheit)-Sicherheit in Energienetzen:
- Bedrohungslage und Gefährdungspotenziale kritischer Infrastrukturen, insbesondere Energienetze (ÜBN, VNB) (weitere Betrachtung um den intelligenten Messstellenbetreiber (iMSB) und Energieanlagen)
- gesetzte Anforderungen (IT-Sicherheitsgesetz, BSI-Gesetz, BSI-Kritis-Verordnungen, IT-Sicherheitskatalog (EnWG §11Abs. 1a), IT-Sicherheitskatalog (EnWG §11Abs. 1b), BSI Technische Richtlinie (TR-03109))
- kritische Geschschäftsprozesse und deren Modellierung (Notation: EPK, BPMN2.0, ...)
- Normen (DIN ISO/IEC 27001, DIN ISO/IEC 27002, DIN ISO/IEC TR 27019, TR-3109-x (BSI))
- Managementsystem (Informationssicherheit und Datenschutz)
- Risikomanagement (Schutzbedarf, Assets, Bedrohung, Schwachstellen, Schadenskategorien nach dem IT-Sicherheitskatalog der BNetzA (Bundennetzagentur))
- Maßnahme zur Informationsicherheit (kryptografische Verfahren, Protokollierung und Überwachung, Kontrolle des Zugriffs auf Systeme und Anwendungen / Hashfunktionen)

Data Science:
- Datenprozessierung: Roh- und Fertigdaten
- Merkmale, Variablendaten sowie fehlende Daten (Ersatzwerte)
- Datenimporte und verschiedene Datenformate
- Datendarstellung (grafisch, tabellarisch), Datencockpit
- Regressions und Klassifikationsalgorithmen
- Überwachtes und unüberwachtes Lernen
- Aktivierungsfunktionen

Seminaristische Veranstaltung, Praktische Durchführung des Aufbaus und des Tests eines sicheren und robusten Datensystems zur Steuerung und Überwachung von Energienetzen.

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung

Klausur oder mündliche Prüfung (je nach Teilnehmerzahl und in Absprache mit dem ganzen Kurs)

Modulprüfung muss bestanden sein

wird im studiengangsspezifischen Handbuch berechnet

Appelrath, H, u.a. 2012. IT-Architekturentwicklung im Smart Grid.
bitkom und VKU. 2015. Praxisleitfaden IT-Sicherheits-katalog.
BDEW: Whitepaper- Anforderungen an sichere Steuerungs- und Telekommunikationssysteme

Multicore Architekturen:
Die Studierenden erhalten einen Überblick über den Aufbau und die Funktionsweise von Multicore Architekturen, sowie deren Anwendungsgebiete in der Industrie. Dabei lernen die Teilnehmer die Modellierung und Simulation von solchen Systeme kennen. Darüber hinaus können sie eigene eingebettete Multi-Core Architekturen mit Hilfe von programmierbaren Chips entwickeln. Die Studierenden lernen zudem parallele Anwendungen mittels Middleware Software zu implementieren.
Hardwarenahe Programmierung
Die Studierenden vertiefen Ihre C/C++ Kenntnisse mit dem Fokus auf eingebettete Systeme. Ergänzend zu den Konzepten der hardwarenahen Programmierung machen sich die Studierenden mit Versionsmanagementtools vertraut. Zudem lernen sie eingebettete Betriebssysteme und deren Bestandteile kennen. Dabei werden sie befähigt die Betriebssysteme abhängig von den Applikationsanforderungen auszuwählen und zu entwerfen. Neben der hardwarenahen Programmierung von Prozessoren, sind die Studierenden ebenso vertraut mit der Beschleunigung von Codesegmenten durch den Einsatz moderner Entwurfsmethodiken für heterogene eingebettete Systeme.

Veranstaltung Multicore Architekturen:
- Industrielle Anwendungsgebiete, Klassifizierung und Performanz Abschätzung von Multicore Architek
turen
- Aufbau und Komponenten von Multicore Architekturen
- Kommunikationsinfrastrukturen (z.B. Bus, Network-on-Chip)
- Modellierung und Simulation von Kommunikations- und Rechnerarchitekturen
- Entwurf von Multiprozessorsystemen und Hardwarebeschleunigern mittels FPGAs
- Parallele Programmierung Hardwarenahe Programmierung

Veranstaltung Hardwarenahe Programmierung:
- Umgang mit Versionierungstools (z. B. Git)
- Hardwarenahe Programmiertechniken in C/C++
- Aufbau und Funktionsweise von eingebetteten Betriebssystemen (z. B. Petalinux, FreeRTOS)
- Hardware/Software Partitionierung
- Methoden der FPGA Programmierung für die Signalverarbeitung

Volesung, Übung, Seminar, Praktikum

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung

Klausur oder mündliche Prüfung (je nach Teilnehmerzahl und in Absprache mit dem ganzen Kurs)

Modulprüfung muss bestanden sein

wird im studiengangsspezifischen Handbuch berechnet

P. Marwedel: "Embedded Systen Design - Embedded Systems Foundations of Cyber-Physical Systems, and the Internet of Things", 4th Edition, 2021.
J. L. Hennessy, D. A. Patterson: "Computer Architecture - A Quantitative Approach"; Morgan Kaufmann Publishers, Fifth Edition, 2012.
S. Pasricha, N. Dutt: "On-Chip Communication Architectures - System-on-Chip Interconnect"; Morgan Kaufmann Series in Systems-on-Silicon, 2008.
W. J. Dally, B. P. Towles: "Principles and Practices of Interconnection Networks"; 2. Edition, Morgan Kaufmann Series in Computer Architecture and Design, 2004
V. Sujeevan: "Versionsverwaltung mit Git"; Mitp, Third Edition, 2021.
E. White: "Making Embedded Systems: Design Patterns for Great Software", O'Reilly Media, 2011.
J. Quade: "Embedded Linux lernen mit dem Raspberry Pi: Linux Systeme selber bauen und programmieren", dpunkt.verlag, First Edition, 2014.
R. Kastner, J. Matai, S. Neuendorffer: "Parallel Programming for FPGAs", ArXiv e-prints, First Edition, 201

Die Studierenden verfügen über vertiefte theoretische und praktische Kenntnisse zur Entwicklung, Dimensionierung und Programmierung moderner elektronischer Antriebe in der Antriebs- und Automatisierungstechnik. Sie sind befähigt, geeingente Regelalgorithmen auf der Basis der vorhandenen praktischen Aufgabenstellung zu entwickeln und bei der Umsetzung die Eigenschaften der vorhandenen Komponenten zu berücksichtigen.

Elektronische Antriebe:
In der Lehrveranstaltung „Elektronische Antriebe“ werden modernen elektronische Antriebe in Aufbau und Funktion vorgestellt. Hierbei wird detailliert auf die leistungselektronischen Komponenten eingegangen und die unterschiedlichen Steuer- und Regelmethoden der zugehörigen Hardware erklärt. Praktische Untersuchungen, Simulationen und Dimensionierungsbeispiele ergänzen und vertiefen die Lehrinhalte.

Inhalte:
- Sensoren der Antriebstechnik
- Servoregler und Frequenzumrichter
- Modellbildung, Pulsmustererzeugung und Regelungverfahren
- Elektronische Antriebe (BLDC, Servomotoren, Schrittmotoren)
- Konzepte zur energieeffizienten Nutzung von Antriebssystemen
- Anwendungsbeispiele

Moderne Antriebssteuerungen:
In der Lehrveranstaltung „Moderne Antriebssteuerungen“ werden zunächst verschiedene Regelkreisstrukturen und Auslegungsmethoden, typische Anwendungsprobleme der Regelung mit möglichen Lösungsansätzen behandelt. Danach werden die Anwendungen der Methoden auf Regelung elektrischer Antriebe mit Beispielen ausführlich erklärt und rechnergestützt simuliert.

Inhalte:
- Regelkreisstrukturen
- Typische regelungstechnische Anwendungsprobleme
- Drehzahl-, Drehmoment -und Positionsregelung
- Regelung der Gleichstrommaschine
- Regelverfahren für Drehfeldmaschinen

Seminaristische Veranstaltung, Praktische messtechnische Untersuchungen an elektronischen Antriebs
systemen,Simulationen

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen PrüfungsordnungInhaltlich: Besuch der Veranstaltung Antriebssystemtechnik

Klausur oder mündliche Prüfung (je nach Teilnehmerzahl und in Absprache mit dem ganzen Kurs)

Modulprüfung muss bestanden sein

wird im studiengangsspezifischen Handbuch berechnet

Brosch: Moderne Stromrichterantriebe
Schröder: Elektrische Antriebe - Regelung von Antriebssystemem
Riefenstahl.: Elektrische Antriebssysteme
Teigelkötter: Energieeffizient elektrische Antriebe
Probst: Servoantriebe in der Automatisierungstechnik
Zirn, Weikert: Modellbildung und Simulation hochdynamischer Fertigungssysteme

Die Studierende erlernen die Methodik für den Entwurf integrierter Schaltungen sowohl im Kontext analoger als auch digitaler Systeme. Darüber hinaus werden die Studierenden in die Lage versetzt, beide Entwurfswelten zu kombinieren und komplexe Mixed-Signal Systeme zu erstellen. Die Studierenden sind nach Besuch der Veranstaltung in der Lage CMOS Schaltungen zu analysieren und das erworbene Wissen kreativ beim Entwurf einzusetzen. Zusätzlich erhalten die Studierenden eine intensive Einführung in die Nutzung professioneller Entwurfswerkzeuge, welche sich als Standardanwendung in der Industrie durch gesetzt haben. Teilnehmer erhalten einen Einblick in gängige Mixed-Signal Design Blöcke wie beispielsweise Analog-Digital bzw. Digital-Analog Converter oder Phase-Lock bzw. Delay-Lock Loops. Etablierte Verifikationsmethoden wie die Unified Verification Methodology wird den Studierenden nahe gebracht.

Teilmodul: Digital CMOS Design
-Übersicht Desing Flow
-Hardwarebeschreibungssprachen: Verilog, System-C, Mixed-Language
-Synthese
-Design Constraints
-Place & Route
-Design For Testibility (DFT)

Teilmodul: Analog CMOS Schaltungsentwurf
- MOS Transistor Modell
- Kurzkanaleffekte
- Rauschen
- Stromspiegel
- Arbeitspunkteinstellung
- Invertierender Verstärker
- Differentieller Verstärker
- Bandgap-Spannungsreferenz
- Linearregler

Nach Vermittlung der grundlegenden Themen werden weitere Einblicke lehrveranstaltungsübergreifend an Hand von konkreten Mixed-Signal Schaltungsbeispielen wie ADC, DAC, PLL, DLL Bausteinen vermittelt und mit gängigen Verifkationsmethoden untersucht.

Vorlesung, Übung, Seminar, Praktikum

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung

Klausur oder mündliche Prüfung (je nach Teilnehmerzahl und in Absprache mit dem ganzen Kurs)

Modulprüfung muss bestanden sein

wird im studiengangsspezifischen Handbuch berechnet

Razavi, Design Of Analog Cmos Integrated Circuit , 2Nd Edition, McGraw-Hill
Baker, Cmos: Circuit Design, Layout, and Simulation, 4th Edition, Wiley-Blackwell
Allen, Holberg, CMOS Analog Circuit Design, Oxford University Press
Sansen, Analog Design Essentials, Springer
Hubert Kaeslin: "Top-Down Digital VLSI Design", Morgan Kaufmann, December 2014
Erik Brunvand, Digital VLSI Chip Design with Cadence and Synopsys CAD Tools, Pearson Education
Weste, Harris, CMOS VLSI Design, 4th edition, Addison-Wesley
Nikolic, Rabae, Chandrakasan, Digital Integrated Circuits: A Design Perspective, Pearson Education

Ziel der Vorlesung "Modellbildung elektrischer Antriebssysteme" ist die Erlangung der Kenntnis über und analytische und numerische Methoden zur Auslegung elektrischer Antriebssysteme und Simulation des Betriebsverhaltens. Die theoretischen Grundlagen analytischer und numerischer Modelle werden erarbeitet und in praxisnahen Simulationsbeispielen angewendet. Durch das Erlernen der zwei unterschiedlichen Methoden (analytisch und numerisch) mit Ihren Vor- und Nachteilen sind die Studierenden in der Lage, diese anwendungsspezifisch gegeneinander abzuwägen und eine Entscheidung zu treffen.

Numerische Modellierung elektrischer Antriebssysteme:

Analytische Modellierung elektrischer Antriebssysteme:
Die Lehrveranstaltung besteht aus den Kapiteln Modellierung, Simulation, Modelica, Anwendung von Modelica in der elektrischen Antriebstechnik. Im Rahmen der systemtheoretischen Grundlagen wird die physikalische Modellierung mit Hilfe von Fluss- und Potentialgrößen erarbeitet. Anschließend wird die objektorienterte Beschreibungssprache Modelica eingeführt, die auf dieses Prinzip aufsetzt. Nach Erlernen der wichtigsten Sprachbestandteile und Besonderheiten von Modelica werden die Studierenden angeleitet, Modellierungen und Simulationen aus dem Bereich der elektrischen Antriebstechnik selbstständig mit der Software Dymola oder auch OpenModelica durchzuführen.

Seminaristische Veranstaltung

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung

Klausur oder mündliche Prüfung (je nach Teilnehmerzahl und in Absprache mit dem ganzen Kurs)

Modulprüfung muss bestanden sein

wird im studiengangsspezifischen Handbuch berechnet

Janschek, K.: Systementwurf mechatronischer Systeme, Springer, 2010
Isermann, R.: Mechatronische Systeme, Springer, 2007
Fritzon, P.: Introduction to modeling and simulation of technical and physical systems, Wiley, 2012

Die Studierenden sind in der Lage, aufbauend auf der Projektarbeit 1 eine weitergehende Aufgabe aus der gewählten Vertiefung weitgehend selbstständig und systematisch zu bearbeiten. Sie können eine gestellte technische Aufgabe eigenständig in Theorie und Praxis erfassen, abgrenzen und notwendige Aufgabenpakete zur Lösung des Problems identifizieren und bearbeiten. Hierfür wenden sie gängige Methoden der Informationsbeschaffung an. Die Studierenden können im Team zusammenarbeiten sowie Vorgehensweisen und Arbeitsergebnisse abstimmen und diskutieren. Sie sind in der Lage ggf. an der weitergehenden Aufgabenstellung für andere Studierende mitzuwirken.
Die Studierenden sind in der Lage, eigene Arbeiten schriftlich aufzubereiten, zu präsentieren und gewonnene Ergebnisse gegenüber anderen zu vertreten.

Das Thema und der Inhalt der Projektarbeit 2 wird in Absprache mit einer betreuenden Professorin oder einem betreuenden Professor des Studiengangs Energiesysteme festgelegt. Die Projektarbeit 2 soll möglichst inhaltlich auf der Projektarbeit 1 aufsetzen und das Aufgabengebiet erweitern.
Die Bearbeitung der Projektarbeit 2 umfasst neben der Umsetzung der Aufgabenstellung auch deren Dokumentation und Präsentation.

Die Studierenden bearbeiten die Themenstellung der Projektarbeit 2 weitgehend selbstständig und werden organisatorisch durch die Wissenschaftlichen Mitarbeiterinnen und Wissenschaftlichen Mitarbeiter des Fachbereichs unterstützt. Ergänzend finden regelmäßige Seminare mit der betreuenden Professorin oder dem betreuenden Professor und den Wissenschaftlichen Mitarbeiterinnen und Wissenschaftlichen Mitarbeitern statt. Vorzugsweise sind die Projektarbeiten mit größeren Projektthemen verknüpft, die von den Labor- oder Fachgruppen bearbeitet werden. So kann in den Laboren mit jeweils unterschiedlichen Teilaufgaben in Projektteams gearbeitet werden.
Die Projektarbeit 2 kann inhaltlich abgestimmt mit der betreuenden Professorin oder dem betreuenden Professor in einem Labor oder einer Fachgruppe der Hochschule oder alternativ bei einem externen Industrieunternehmen durchgeführt werden.

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung

Modulprüfung Projektdokumentation (70%) und Kolloquium (30%)

Modulprüfung muss bestanden sein

wird im studiengangsspezifischen Handbuch berechnet

/

Beherrschung feldtheoretischer Zusammenhänge über die Maxwellschen Gleichungen und Anwendung vorwiegend analytischer Lösungsmethoden.
Es kann der Zusammenhalt zwischen verschiedenen elektrotechnischen Fachgebieten, ihre Begründung sowie ihre Grenzen verstanden und herstellen werden.
Fähigkeit zur Kommunikation und Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern und Fachkräften im Bereich der Elektrotechnik.

- Grundlagen der klassischen elektromagnetischen Feldtheorie
- Elektrostatik, stationäres Strömungsfeld, Magnetostatik, Induktionseffekte, Wellenausbreitung
- Maxwellsche Gleichungen in Differential- und Integralform, Randbedingungen, Wellengleichungen und ihre Lösungen
- Methodik/Verfahren zur Lösung elektromagnetischer Feldprobleme

Vorlesung/seminaristische Veranstaltung und Übung.

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung

Klausur

Modulprüfung muss bestanden sein

MA Elektrotechnik und Energiesysteme

5,33%

P. Leuchtmann, Einführung in die elektromagnetische Feldtheorie, Pearson, 2005
D. J. Griffiths, Elektrodynamik, Pearson, 2015
M. Leone, Theoretische Elektrotechnik, Springer, 2018
S. Roth, A.Stahl , Elektrizität und Magnetismus, Springer, 2018

Die Studierenden sind in der Lage, begrenzte ingenieurwissenschaftliche Aufgaben innerhalb der gewählten Vertiefung selbstständig und systematisch zu bearbeiten. Sie können eine gestellte technische Aufgabe eigenständig erfassen, abgrenzen und notwendige Aufgabenpakete zur Lösung des Problems identifizieren, strukturieren und bearbeiten. Zur Erarbeitung der hierfür notwendigen Grundlagen, wenden sie die üblichen Methoden der Informationsbeschaffung, wie Literatur , Internet  und Patentrecherche an.
Die Studierenden sind in der Lage, eigene Arbeiten schriftlich aufzubereiten, zu dokumentieren, zu präsentieren und gewonnene Ergebnisse gegenüber anderen zu vertreten.

Das Thema und der Inhalt der Masterstudienarbeit wird in Absprache mit einer betreuenden Professorin oder einem betreuenden Professor des Studiengangs Energiesysteme festgelegt. Die Bearbeitung der Masterstudienarbeit umfasst neben der Umsetzung der Aufgabenstellung auch deren Dokumentation und Präsentation.

Die Studierenden bearbeiten die Themenstellung der Masterstudienarbeit weitgehend selbstständig und werden organisatorisch durch die Wissenschaftlichen Mitarbeiterinnen und Wissenschaftlichen Mitarbeiter des Fachbereichs unterstützt. Ergänzend finden regelmäßige Seminare mit der betreuenden Professorin oder dem betreuenden Professor und den Wissenschaftlichen Mitarbeiterinnen und Wissenschaftlichen Mitarbeitern statt.
Die Masterstudienarbeit kann inhaltlich abgestimmt mit der betreuenden Professorin oder dem betreuenden Professor in einem Labor oder einer Fachgruppe der Hochschule oder alternativ bei einem externen Industrieunternehmen durchgeführt werden.

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung

Modulprüfung Projektdokumentation (70%) und Kolloquium (30%)

Modulprüfung muss bestanden sein

wird im studiengangsspezifischen Modulhandbuch berechnet

/

Thesis:
Die Studierenden sind in der Lage, ingenieurwissenschaftliche Aufgaben selbstständig und systematisch zu lösen. Sie können eine gestellte technische Aufgabe eigenständig erfassen, abgrenzen und notwendige Aufgabenpakete zur Lösung des Problems identifizieren und bearbeiten. Hierbei wenden sie zur Erarbeitung der Grundlagen Methoden der Informationsbeschaffung durch Literatur, Internet und Patentrecherche an.
Die Studierenden sind in der Lage, eigene Arbeiten zu planen, in Theorie und Praxis in Arbeitsschritte zu unterteilen, Teilaufgaben zu extrahieren und Vorgaben z.B. für Versuche und Realisierungen von Testumgebungen zu erstellen. Sie können weiterhin ihre Untersuchungen schriftlich aufbereiten, präsentieren und gewonnene Ergebnisse in der fachlichen Diskussion in Fachgruppenseminaren und Fachkonferenzen vertreten.

Kolloquium:
Die Studierenden beherrschen Techniken zur Darstellung, Erläuterung und Verteidigung der erzielten Ergebnisse zu einem zuvor in der Thesis bearbeiteten komplexen Arbeitsgebiet innerhalb der gewählten Vertiefung.

Thesis:
Das Thema und der Inhalt der Thesis wird in Absprache mit einer betreuenden Professorin oder einem betreuenden Professor der gewählten Vertiefung im Studiengang Energiesysteme festgelegt. Die Bearbeitung der Thesis umfasst die Lösung der gestellten Aufgabe und deren Dokumentation hinsichtlich der Vorgehensweise, der Randbedingungen und des erzielten Ergebnisses.

Kolloquium:
Das thematisch abgegrenzte Aufgabengebiet der Thesis wird mit ingenieurwissenschaftlichen Methoden aufgearbeitet und präsentiert. Argumentationsketten für die gewählte Vorgehensweise und die inhaltliche Vorgehensweise bei der Bearbeitung werden gebildet.

Thesis:
Die Studierenden bearbeiten die Themenstellung der Thesis weitgehend selbstständig und werden organisatorisch durch die Wissenschaftlichen Mitarbeiterinnen und Wissenschaftlichen Mitarbeiter des Fachbereichs unterstützt. Ergänzend finden regelmäßige Seminare mit der betreuenden Professorin oder dem betreuenden Professor und den Wissenschaftlichen Mitarbeiterinnen und Wissenschaftlichen Mitarbeitern statt.
Die Thesis kann inhaltlich abgestimmt mit der betreuenden Professorin oder dem betreuenden Professor in einem Labor oder einer Fachgruppe der Hochschule oder alternativ bei einem externen Industrieunter nehmen durchgeführt werden.

Kolloquium: Seminar

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung

Thesis: Modulprüfung Projektdokumentation
Kolloquium: Ausarbeitung einer Präsentation und mündliche Prüfung

Thesis: Modulprüfung muss bestanden sein
Kolloquium: Mündliche Prüfung muss bestanden sein

wird im studiengangsspezifischen Handbuch berechnet

/