Modulhandbuch

Master

Energie- und Umwelttechnik

Kohorte: Wintersemester 2015

Stand: 12. Dezember 2016

Studiengangsbeschreibung

Inhalt

Das Studium der Energie- und Umwelttechnik mit Abschluss Master of Science an der TUHH bereitet seine Absolventinnen und Absolventen auf führende Positionen in der energieerzeugenden und -nutzenden Industrie sowie im Umweltschutz und auf selbständiges Arbeiten in der Forschung vor. Die Master-Ausbildung ist gekennzeichnet durch eine wissenschaftliche Ausrichtung, inhaltliche Schwerpunktbildung und die Aneignung von effektiven, strukturierten, interdisziplinären Arbeitsmethoden. Die inhaltlichen Schwerpunkte sind eng verknüpft mit den Forschungsthemen der Institute der teilnehmenden Studiendekanate Maschinenbau, Verfahrenstechnik und Bauwesen und spiegeln die Einheit von Forschung und Lehre wieder. Dies gewährleistet stets aktuelle Vorlesungsinhalte und Möglichkeiten zur Mitarbeit in der Forschung an der TUHH z. B. im Rahmen von Abschlussarbeiten, Seminarbeiträgen und des Projektierungskurses. Des Weiteren sind die inhaltlichen Schwerpunkte des Master-Studiengangs im Sinne eines konsekutiven Gesamtstudiengangs mit den Kernfächern des Bachelor-Studiengangs verknüpft.

Nach erfolgreichem Abschluss des Studiums sind die Absolventinnen und Absolventen in der Lage, Methoden und Verfahren aus den Kernkompetenzen Thermodynamik, Strömungsmechanik und Verfahrenstechnik in der Tiefe zu erklären, um in die fachlichen Vertiefungen der Energie- und Umwelttechnik einsteigen zu können. Dies beinhaltet sowohl konventionelle als auch regenerative Energiearten. Hierbei werden die theoretischen Kenntnisse durch praktische Tätigkeiten in Laborpraktika und Seminaren ergänzt. Die Absolventinnen und Absolventen können die fachrelevanten Methoden und Werkzeuge anwenden, um Prozesse und deren Komponenten zu bilanzieren und auszulegen.

Sie sind durch das Studium qualifiziert, Herausforderungen des energetisch und ökonomisch optimierten Betriebs von Energieanlagen unter Beachtung der zusätzlichen Kriterien von Ressourcenschonung, Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit zu identifizieren. Orientiert an den Zielen eines Projektes, eines Betriebes oder der Gesellschaft können sie optimale Lösungsansätze für den Anlagenbetrieb entwickeln. Die Absolventinnen und Absolventen sind fähig, Umweltauswirkungen einzuschätzen und erforderliche Maßnahmen zur Minimierung der Umweltbelastung zu treffen.

Die im Bachelor-Studium erworbenen personalen Kompetenzen werden im Master vertieft und ausgebaut. Die Absolventinnen und Absolventen sind dadurch in der Lage, Verantwortung für Gruppenarbeiten zu übernehmen, diese zu strukturieren, Teilaufgaben selbstständig und fristgerecht zu erarbeiten und Gesamtergebnisse adressatengerecht zu vertreten. Sie können sich eigenständig ein Fachthema erschließen und dieses mit Hilfe geeigneter Medien präsentieren oder anhand einer fundierten Abhandlung gemäß den Grundsätzen guter wissenschaftlicher Praxis darstellen.

Schließlich sind die Absolventinnen und Absolventen fähig, zeitlich begrenzte und ressourcenbeschränkte Forschungsaufgaben unter Reflexion des im Studium Erlernten eigenverantwortlich zu planen und durchzuführen und für die Ergebnisse die Verantwortung zu übernehmen.

Dadurch wird der Einstieg der Absolventinnen und Absolventen in Tätigkeiten in der Industrie oder der Forschung ermöglicht.

Fachmodule der Kernqualifikation

Ziel des Masterstudiengangs „Energie- und Umwelttechnik” (EUT) ist es, Studierende so auszubilden, dass sie energie- und umwelttechnische Problemstellungen qualifiziert bearbeiten können. Das Studium umfasst ein breites verfahrenstechnisches und maschinenbauliches Fachstudium sowie eine wissenschaftliche Vertiefung der Ausbildung und ist auf die Erfordernisse der Berufspraxis ausgerichtet, deren Anforderungen sich aus der technischen, wirtschaftlichen, ökologischen und gesellschaftlichen Entwicklung ergeben. Des Weiteren müssen die Studierenden im Rahmen der drei vorgegebenen Vertiefungen Wahlpflichtveranstaltungen auswählen. Bei dieser Auswahl können Sie Schwerpunkte in der Umwelttechnik, bei der regenerativen Energietechnik oder bei der konventionellen Energietechnik setzen, ohne jedoch die jeweils beiden anderen Bereiche zu vernachlässigen.

Als Kernqualifikation erwerben alle Absolventinnen und Absolventen durch Pflichtveranstaltungen vertiefte und umfangreiche ingenieurwissenschaftliche Kenntnisse in den Kerngebieten der Transportprozesse und der Strömungsmechanik. Die theoretischen Kenntnisse werden durch ein Fachlabor praxisbezogen erweitert. Inhalte des Fachlabors sind sowohl energietechnische Themen als auch angrenzende Aspekte der Umwelttechnik.

Einen weiteren Schwerpunkt der Kernqualifikation stellt die technische Kommunikation der Studierenden dar. Diese erfolgt im Rahmen des Seminars Energie- und Umwelttechnik, stärkt die „soft skills“ der Absolventinnen und Absolventen und bereitet sie für das eigenständige Arbeiten vor.

Der technische Inhalt der Kernqualifikation ist von einer Auswahl an Nichttechnischen Ergänzungskursen sowie Betrieb & Management Wahlpflichtfächern komplementiert. Diese erweitern die Kenntnisbasis der Absolventinnen und Absolventen mit Kompetenzen, welche wichtig für den erfolgreichen Berufseinstieg sind.


Modul M0523: Betrieb & Management

Modulverantwortlicher Prof. Matthias Meyer
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse Keine
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen
  • Die Studierenden sind in der Lage, ausgewählte betriebswirtschaftliche Spezialgebiete innerhalb der Betriebswirtschaftslehre zu verorten.
  • Die Studierenden können in ausgewählten betriebswirtschaftlichen Teilbereichen grundlegende Theorien, Kategorien und Modelle erklären.
  • Die Studierenden können technisches und betriebswirtschaftliches Wissen miteinander in Beziehung setzen.


Fertigkeiten
  • Die Studierenden können in ausgewählten betriebswirtschaftlichen Teilbereichen grundlegende Methoden anwenden.
  • Die Studierenden können für praktische Fragestellungen in betriebswirtschaftlichen Teilbereichen Entscheidungsvorschläge begründen.


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

--

Selbstständigkeit
  • Die Studierenden sind in der Lage, sich notwendiges Wissen durch Recherchen und Aufbereitungen von Material selbstständig zu erschließen.


Arbeitsaufwand in Stunden Abhängig von der Wahl der Lehrveranstaltungen
Leistungspunkte 6
Lehrveranstaltungen
Die Informationen zu den Lehrveranstaltungen entnehmen Sie dem separat veröffentlichten Modulhandbuch des Moduls.

Modul M0524: Nichttechnische Ergänzungskurse im Master

Modulverantwortlicher Dagmar Richter
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse Keine
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Der Studienbereich Nichttechnische Wahlpflicht­fächer 

vermittelt die in Hinblick auf das Ausbildungsprofil der TUHH nötigen Kompetenzen, die ingenieurwissenschaftliche Fachlehre fördern aber nicht abschließend behandeln kann: Eigenverantwortlichkeit, Selbstführung, Zusammenarbeit und fachliche wie personale Leitungsbefähigung der zukünftigen Ingenieurinnen und Ingenieure. Er setzt diese Ausbildungsziele in seiner Lehrarchitektur, den Lehr-Lern-Arrangements, den Lehrbereichen und durch Lehrangebote um, in denen sich Studierende wahlweise für spezifische Kompetenzen und ein Kompetenzniveau auf Bachelor- oder Masterebene qualifizieren können. Die Lehrangebote sind jeweils in einem Modulkatalog Nichttechnische Ergänzungskurse zusammengefasst. 

Die Lehrarchitektur

besteht aus einem studiengangübergreifenden Pflichtstudienangebot. Durch dieses zentral konzipierte Lehrangebot wird die Profilierung der TUHH Ausbildung auch im „Nichttechnischen Studienbereich“ gewährleistet.

Die Lernarchitektur erfordert und übt eigenverantwortliche Bildungsplanung in Hinblick auf den individuellen Kompetenzaufbau ein und  stellt dazu Orientierungswissen zu thematischen Schwerpunkten  von Veranstaltungen bereit.

Das über den gesamten Studienverlauf begleitend studierbare Angebot kann ggf. in ein-zwei Semestern studiert werden. Angesichts der bekannten, individuellen Anpassungsprobleme beim Übergang von Schule zu Hochschule in den ersten Semestern und um individuell geplante Auslandsemester zu fördern, wird jedoch von einer Studienfixierung in konkreten Fachsemestern abgesehen.

Die Lehr-Lern-Arrangements

sehen für Studierende - nach B.Sc. und M.Sc. getrennt - ein semester- und fachübergreifendes voneinander Lernen vor. Der Umgang mit Interdisziplinarität und einer Vielfalt von Lernständen in Veranstaltungen wird eingeübt - und in spezifischen Veranstaltungen gezielt gefördert.

Die Lehrbereiche

basieren auf Forschungsergebnissen aus den wissenschaftlichen Disziplinen Kulturwissenschaften, Gesellschaftswissenschaften, Kunst, Geschichtswissenschaften, Kommunikationswissenschaften, Nachhaltigkeitsforschung und aus der Fachdidaktik der Ingenieurwissenschaften. Über alle Studiengänge hinweg besteht im Bachelorbereich zusätzlich ab Wintersemester 2014/15 das Angebot, gezielt Betriebswirtschaftliches und Gründungswissen aufzubauen. Das Lehrangebot wird durch soft skill und Fremdsprachkurse ergänzt. Hier werden insbesondere kommunikative Kompetenzen z.B. für Outgoing Engineers gezielt gefördert.

Das Kompetenzniveau

der Veranstaltungen in den Modulen der nichttechnischen Ergänzungskurse unterscheidet sich in Hinblick auf das zugrunde gelegte Ausbildungsziel: Diese Unterschiede spiegeln sich in den verwendeten Praxisbeispielen, in den - auf unterschiedliche berufliche Anwendungskontexte verweisende - Inhalten und im für M.Sc. stärker wissenschaftlich-theoretischen Abstraktionsniveau. Die Soft skills für Bachelor- und für Masterabsolventinnen/ Absolventen unterscheidet sich an Hand der im Berufsleben unterschiedlichen Positionen im Team und bei der Anleitung von Gruppen.

Fachkompetenz (Wissen)

Die Studierenden können

  • ausgewähltes Spezialgebiete des jeweiligen nichttechnischen Bereiches erläutern,
  • in den im Lehrbereich vertretenen Disziplinen grundlegende Theorien, Kategorien, Begrifflichkeiten, Modelle,  Konzepte oder künstlerischen Techniken skizzieren,
  • diese fremden Fachdisziplinen systematisch auf die eigene Disziplin beziehen, d.h. sowohl abgrenzen als auch Anschlüsse benennen,
  • in Grundzügen skizzieren, inwiefern wissenschaftliche Disziplinen, Paradigmen, Modelle, Instrumente, Verfahrensweisen und Repräsentationsformen der Fachwissenschaften einer individuellen und soziokulturellen Interpretation und Historizität unterliegen,              
  • können Gegenstandsangemessen in einer Fremdsprache kommunizieren (sofern dies der gewählte Schwerpunkt im NTW-Bereich ist).



Fertigkeiten

Die Studierenden können in ausgewählten Teilbereichen

  • grundlegende und teils auch spezielle Methoden der genannten Wissenschaftsdisziplinen anwenden.
  • technische Phänomene, Modelle, Theorien usw. aus der Perspektive einer anderen, oben erwähnten Fachdisziplin befragen.
  • einfache und teils auch fortgeschrittene Problemstellungen aus den behandelten Wissenschaftsdisziplinen erfolgreich bearbeiten,
  • bei praktischen Fragestellungen in Kontexten, die den technischen Sach- und Fachbezug übersteigen, ihre Entscheidungen zu Organisations- und Anwendungsformen der Technik begründen.




Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden sind fähig ,

  • in unterschiedlichem Ausmaß kooperativ zu lernen
  • eigene Aufgabenstellungen in den o.g. Bereichen in adressatengerechter Weise in einer Partner- oder Gruppensituation zu präsentieren und zu analysieren,
  • nichttechnische Fragestellungen einer Zuhörerschaft mit technischem Hintergrund verständlich darzustellen
  • sich landessprachlich kompetent, kulturell angemessen und geschlechtersensibel auszudrücken (sofern dies der gewählte Schwerpunkt im NTW-Bereich ist)



Selbstständigkeit

Die Studierenden sind in ausgewählten Bereichen in der Lage,

  • die eigene Profession und Professionalität im Kontext der lebensweltlichen Anwendungsgebiete zu reflektieren,
  • sich selbst und die eigenen Lernprozesse zu organisieren,
  • Fragestellungen vor einem breiten Bildungshorizont zu reflektieren und verantwortlich zu entscheiden,
  • sich in Bezug auf ein nichttechnisches Sachthema mündlich oder schriftlich kompetent auszudrücken.
  • sich als unternehmerisches Subjekt zu organisieren,   (sofern dies ein gewählter Schwerpunkt im NTW-Bereich ist).




Arbeitsaufwand in Stunden Abhängig von der Wahl der Lehrveranstaltungen
Leistungspunkte 6
Lehrveranstaltungen
Die Informationen zu den Lehrveranstaltungen entnehmen Sie dem separat veröffentlichten Modulhandbuch des Moduls.

Modul M0540: Transport Processes

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Mehrphasenströmungen (L0104) Vorlesung 2 2
Reaktorauslegung unter Nutzung lokaler Transportprozesse (L0105) Problemorientierte Lehrveranstaltung 2 2
Wärme- und Stofftransport in der Verfahrenstechnik (L0103) Vorlesung 2 2
Modulverantwortlicher Prof. Michael Schlüter
Zulassungsvoraussetzungen none
Empfohlene Vorkenntnisse All lectures from the undergraduate studies, especially mathematics, chemistry, thermodynamics, fluid mechanics, heat- and mass transfer.
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Students are able to:

  • describe transport processes in single- and multiphase flows and they know the analogy between heat- and mass transfer as well as the limits of this analogy.
  • explain the main transport laws and their application as well as the limits of application.
  • describe how transport coefficients for heat- and mass transfer can be derived experimentally.
  • compare different multiphase reactors like trickle bed reactors, pipe reactors, stirring tanks and bubble column reactors.
  • are known. The Students are able to perform mass and energy balances for different kind of reactors. Further more the industrial application of multiphase reactors for heat- and mass transfer are known.
Fertigkeiten

The students are able to:

  • optimize multiphase reactors by using mass- and energy balances,
  • use transport processes for the design of technical processes,
  • to choose a multiphase reactor for a specific application.


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

The students are able to discuss in international teams in english and develop an approach under pressure of time.

Selbstständigkeit

Students are able to define independently tasks, to solve the problem "design of a multiphase reactor". The knowledge that s necessary is worked out by the students themselves on the basis of the existing knowledge from the lecture. The students are able to decide by themselves what kind of equation and model is applicable to their certain problem. They are able to organize their own team and to define priorities for different tasks.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 96, Präsenzstudium 84
Leistungspunkte 6
Prüfung Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang
Zuordnung zu folgenden Curricula Bioverfahrenstechnik: Kernqualifikation: Pflicht
Energie- und Umwelttechnik: Kernqualifikation: Pflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Energie- und Umwelttechnik: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Verfahrenstechnik und Biotechnologie: Wahlpflicht
Verfahrenstechnik: Kernqualifikation: Pflicht
Lehrveranstaltung L0104: Multiphase Flows
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Michael Schlüter
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Interfaces in MPF (boundary layers, surfactants)
  • Hydrodynamics & pressure drop in Film Flows
  • Hydrodynamics & pressure drop in Gas-Liquid Pipe Flows
  • Hydrodynamics & pressure drop in Bubbly Flows
  • Mass Transfer in Film Flows
  • Mass Transfer in Gas-Liquid Pipe Flows
  • Mass Transfer in Bubbly Flows
  • Reactive mass Transfer in Multiphase Flows
  • Film Flow: Application Trickle Bed Reactors
  • Pipe Flow: Application Turbular Reactors
  • Bubbly Flow: Application Bubble Column Reactors
Literatur

Brauer, H.: Grundlagen der Einphasen- und Mehrphasenströmungen. Verlag Sauerländer, Aarau, Frankfurt (M), 1971.
Clift, R.; Grace, J.R.; Weber, M.E.: Bubbles, Drops and Particles, Academic Press, New York, 1978.
Fan, L.-S.; Tsuchiya, K.: Bubble Wake Dynamics in Liquids and Liquid-Solid Suspensions, Butterworth-Heinemann Series in Chemical Engineering, Boston, USA, 1990.
Hewitt, G.F.; Delhaye, J.M.; Zuber, N. (Ed.): Multiphase Science and Technology. Hemisphere Publishing Corp, Vol. 1/1982 bis Vol. 6/1992.
Kolev, N.I.: Multiphase flow dynamics. Springer, Vol. 1 and 2, 2002.
Levy, S.: Two-Phase Flow in Complex Systems. Verlag John Wiley & Sons, Inc, 1999.
Crowe, C.T.: Multiphase Flows with Droplets and Particles. CRC Press, Boca Raton, Fla, 1998.

Lehrveranstaltung L0105: Reactor Design Using Local Transport Processes
Typ Problemorientierte Lehrveranstaltung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Michael Schlüter
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

In this Problem-Based Learning unit the students have to design a multiphase reactor for a fast chemical reaction concerning optimal hydrodynamic conditions of the multiphase flow. 

The four students in each team have to:

  • collect and discuss material properties and equations for design from the literature,
  • calculate the optimal hydrodynamic design,
  • check the plausibility of the results critically,
  • write an exposé with the results.

This exposé will be used as basis for the discussion within the oral group examen of each team.

Literatur see actual literature list in StudIP with recent published papers
Lehrveranstaltung L0103: Heat & Mass Transfer in Process Engineering
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Michael Schlüter
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Introduction - Transport Processes in Chemical Engineering
  • Molecular Heat- and Mass Transfer: Applications of Fourier's and Fick's Law
  • Convective Heat and Mass Transfer: Applications in Process Engineering
  • Unsteady State Transport Processes: Cooling & Drying
  • Transport at fluidic Interfaces: Two Film, Penetration, Surface Renewal
  • Transport Laws & Balance Equations  with turbulence, sinks and sources
  • Experimental Determination of Transport Coefficients
  • Design and Scale Up of Reactors for Heat- and Mass Transfer
  • Reactive Mass Transfer 
  • Processes with Phase Changes – Evaporization and Condensation 
  • Radiative Heat Transfer - Fundamentals
  • Radiative Heat Transfer - Solar Energy

Literatur
  1. Baehr, Stephan: Heat and Mass Transfer, Wiley 2002.
  2. Bird, Stewart, Lightfood: Transport Phenomena, Springer, 2000.
  3. John H. Lienhard: A Heat Transfer Textbook,  Phlogiston Press, Cambridge Massachusetts, 2008.
  4. Myers: Analytical Methods in Conduction Heat Transfer, McGraw-Hill, 1971.
  5. Incropera, De Witt: Fundamentals of Heat and Mass Transfer, Wiley, 2002.
  6. Beek, Muttzall: Transport Phenomena, Wiley, 1983.
  7. Crank: The Mathematics of Diffusion, Oxford, 1995. 
  8. Madhusudana: Thermal Contact Conductance, Springer, 1996.
  9. Treybal: Mass-Transfer-Operation, McGraw-Hill, 1987.




Modul M0542: Strömungsmechanik in der Verfahrenstechnik

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Anwendungen der Strömungsmechanik in der VT (L0106) Hörsaalübung 2 2
Strömungsmechanik II (L0001) Vorlesung 2 4
Modulverantwortlicher Prof. Michael Schlüter
Zulassungsvoraussetzungen keine
Empfohlene Vorkenntnisse
  • Mathematik I-III
  • Grundlagen der Strömungsmechanik
  • Technische Thermodynamik I-II
  • Wärme- und Stoffübertragung
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Studierende können verschiedene Anwendungen der Strömungsmechanik in den Vertiefungsrichtungen Verfahrenstechnik, Bioverfahrenstechnik, Energie- und Umwelttechnik und Regenerative Energien beschreiben. Sie können die Grundlagen der Strömungsmechanik den verschiedenen Anwendungen zuordnen und für konkrete Berechnungen abwandeln. Die Studierenden können einschätzen, welche strömungsmechanischen Probleme mit analytischen Lösungen berechnet werden können und welche alternativen Möglichkeiten (z.B. Selbstähnlichkeit am Beispiel des Freistrahls, empirische Lösungen am Beispiel der Forchheimer Gleichung, numerische Methoden am Beispiel der Large Eddy Simulation) zur Verfügung stehen. 

Fertigkeiten

Studierende sind in der Lage, die Grundlagen der Strömungsmechanik auf technische Prozesse anzuwenden. Insbesondere können sie Impuls- und Massenbilanzen aufstellen, um damit technische Prozesse hydrodynamisch zu optimieren. Sie sind in der Lage, einen verbal geschilderten Zusammenhang in einen abstrakten Formalismus umzusetzen.


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden können die vorgegebene Aufgabenstellungen in Kleingruppen diskutieren und einen gemeinsamen Lösungsweg erarbeiten.

Selbstständigkeit

Studierende sind in der Lage, eigenständig Aufgaben für strömungsmechanische Problemstellungen zu definieren und sich das zur Lösung dieser Aufgaben notwendige Wissen, aufbauend auf dem vermittelten Wissen, selbst zu erarbeiten.

 

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 180 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Bioverfahrenstechnik: Vertiefung A - Allgemeine Bioverfahrenstechnik: Wahlpflicht
Energie- und Umwelttechnik: Kernqualifikation: Pflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Energie- und Umwelttechnik: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Verfahrenstechnik und Biotechnologie: Wahlpflicht
Verfahrenstechnik: Kernqualifikation: Pflicht
Lehrveranstaltung L0106: Anwendungen der Strömungsmechanik in der VT
Typ Hörsaalübung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Michael Schlüter
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt Die Hörsaalübung dient zur Überführung der stark theoretischen Lehrinhalte aus der Vorlesung auf die praktische Anwendung bei der Berechnung der Hausaufgaben. Hierfür werden exemplarische Beispielaufgaben an der Tafel vorgerechnet die aufzeigen, wie das theoriebasierte Wissen zur Lösung einer konkreten Verfahrenstechnischen Fragestellung genutzt werden kann. 
Literatur
  1. Brauer, H.: Grundlagen der Einphasen- und Mehrphasenströmungen. Verlag Sauerländer, Aarau, Frankfurt (M), 1971.
  2. Brauer, H.; Mewes, D.: Stoffaustausch einschließlich chemischer Reaktion. Frankfurt: Sauerländer 1972.
  3. Crowe, C. T.: Engineering fluid mechanics. Wiley, New York, 2009.
  4. Durst, F.: Strömungsmechanik: Einführung in die Theorie der Strömungen von Fluiden. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 2006.
  5. Fox, R.W.; et al.: Introduction to Fluid Mechanics. J. Wiley & Sons, 1994.
  6. Herwig, H.: Strömungsmechanik: Eine Einführung in die Physik und die mathematische Modellierung von Strömungen. Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 2006.
  7. Herwig, H.: Strömungsmechanik: Einführung in die Physik von technischen Strömungen: Vieweg+Teubner Verlag / GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden, 2008.
  8. Kuhlmann, H.C.:  Strömungsmechanik. München, Pearson Studium, 2007
  9. Oertl, H.: Strömungsmechanik: Grundlagen, Grundgleichungen, Lösungsmethoden, Softwarebeispiele. Vieweg+ Teubner / GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden, 2009.
  10. Schade, H.; Kunz, E.: Strömungslehre. Verlag de Gruyter, Berlin, New York, 2007.
  11. Truckenbrodt, E.: Fluidmechanik 1: Grundlagen und elementare Strömungsvorgänge dichtebeständiger Fluide. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 2008.
  12. Schlichting, H. : Grenzschicht-Theorie. Springer-Verlag, Berlin, 2006.
  13. van Dyke, M.: An Album of Fluid Motion. The Parabolic Press, Stanford California, 1882.  
  14. White, F.: Fluid Mechanics, Mcgraw-Hill, ISBN-10: 0071311211, ISBN-13: 978-0071311212, 2011.
Lehrveranstaltung L0001: Strömungsmechanik II
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 4
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 92, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Michael Schlüter
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Differenzialgleichungen zum Impuls-, Wärme- und Stoffaustausch   
  • Beispiele für Vereinfachungen der Navier-Stokes Gleichungen  
  • Instationärer Impulsaustausch
  • Freie Scherschichten, Turbulenz und Freistrahl 
  • Partikelumströmungen – Feststoffverfahrenstechnik
  • Kopplung Impuls- und Wärmetransport - Thermische VT
  • Kopplung Impuls- und Wärmetransport - Thermische VT
  • Rheologie – Bioverfahrenstechnik
  • Kopplung Impuls- und Stofftransport – Reaktives Mischen, Chemische VT
  • Strömung in porösen Medien – heterogene Katalyse
  • Pumpen und Turbinen - Energie- und Umwelttechnik 
  • Wind- und Wellenkraftanlagen - Regenerative Energien
  • Einführung in die numerische Strömungssimulation
Literatur
  1. Brauer, H.: Grundlagen der Einphasen- und Mehrphasenströmungen. Verlag Sauerländer, Aarau, Frankfurt (M), 1971.
  2. Brauer, H.; Mewes, D.: Stoffaustausch einschließlich chemischer Reaktion. Frankfurt: Sauerländer 1972.
  3. Crowe, C. T.: Engineering fluid mechanics. Wiley, New York, 2009.
  4. Durst, F.: Strömungsmechanik: Einführung in die Theorie der Strömungen von Fluiden. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 2006.
  5. Fox, R.W.; et al.: Introduction to Fluid Mechanics. J. Wiley & Sons, 1994.
  6. Herwig, H.: Strömungsmechanik: Eine Einführung in die Physik und die mathematische Modellierung von Strömungen. Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 2006.
  7. Herwig, H.: Strömungsmechanik: Einführung in die Physik von technischen Strömungen: Vieweg+Teubner Verlag / GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden, 2008.
  8. Kuhlmann, H.C.:  Strömungsmechanik. München, Pearson Studium, 2007
  9. Oertl, H.: Strömungsmechanik: Grundlagen, Grundgleichungen, Lösungsmethoden, Softwarebeispiele. Vieweg+ Teubner / GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden, 2009.
  10. Schade, H.; Kunz, E.: Strömungslehre. Verlag de Gruyter, Berlin, New York, 2007.
  11. Truckenbrodt, E.: Fluidmechanik 1: Grundlagen und elementare Strömungsvorgänge dichtebeständiger Fluide. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 2008.
  12. Schlichting, H. : Grenzschicht-Theorie. Springer-Verlag, Berlin, 2006.
  13. van Dyke, M.: An Album of Fluid Motion. The Parabolic Press, Stanford California, 1882.  

Modul M1036: Fachlabor Energie- und Umwelttechnik

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Fachlabor Energie- und Umwelttechnik (L1386) Laborpraktikum 6 6
Modulverantwortlicher Prof. Alfons Kather
Zulassungsvoraussetzungen

Keine

Empfohlene Vorkenntnisse

“Wärmekraftwerke“

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Das Fachlabor Energietechnik für EUT dient zur Vertiefung und Anwendung der in dem Bachelor erworbenen Kenntnisse in Energie- und Umwelttechnik. Ziel ist die Anwendung von Methoden und Verfahren zur praxisorientierten Analyse und Bewertung von Versuchsergebnissen.

Durch die Durchführung von Laborversuchen lernen die Studierenden die Ermittlung realitätsnaher Messdaten in realen Anlagen und die Protokollierung sowie Qualitätssicherung der Messergebnisse kennen. Anhand der gemessenen Parameter leiten die Studierenden qualitative Kennzahlen bezüglich der untersuchten Anlagen ab. Sie verfassen anschließend einen Laborbericht mit den Erkenntnissen und der kritischen Betrachtung der Anlage.

Im Rahmen dieser Gruppenarbeit können Studierende die erfassten Anlagen und chemische Phänomene beurteilen und bewerten. Durch Präsentationen des Versuchsverlaufs und der Ergebnisse mit anschließender Diskussion zwecks kritischer Ergebnisbewertung erlernen die Studierenden technische Kommunikation und fachliche Auseinandersetzung.


Fertigkeiten

Studierende müssen in der Gruppe die Verantwortung für Teilaspekte der Gruppenleistung übernehmen, die bei Nichterfüllung gravierende Konsequenzen für die gesamte Gruppe haben können. Dies stärkt die Team- und Kommunikationsfähigkeit der Teilnehmer und prägt deren Bereitschaft, Führungsverantwortung zu übernehmen.

Darüber hinaus lernen die Teilnehmenden die technische Protokollierung sowie die Durchführung von Auswertung und kritischer Bewertung von Messungen an zum Teil größeren Energieanlagen und erfahren somit realitätsnah den für den Beruf relevanten Anlagenmaßstab. Durch die dazu gehörende Vorbereitung von Laborprotokollen über den Versuchsaufbau und -ablauf erlernen die Studierenden technische Kommunikationstechniken auf schriftlicher Basis.

Im Rahmen einzelner Nachbesprechungen üben die Studierenden das Einsetzen von Präsentationstechniken, um fachliche Aspekte der durchgeführten Versuche darzustellen und sachlich zu diskutieren. Das Üben von analytischem und kritischem Denken bei der Erfüllung dieser Leistungen wird von den Studierenden erwartet.


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Durch die Organisation sowie die Protokollierung und Analyse der Versuche in Eigenverantwortung werden die Sozialkompetenzen der Studierenden innerhalb der Gruppe angewendet. Das Beherrschen der Lösungsmethodik und das Zergliedern in Teilprobleme wird in Teamarbeit durchgeführt. Bei der Vorbereitung des gemeinsamen Protokolls und der dazu gehörenden Aussagen über die Versuchsdurchführung werden Kommunikations- sowie Teamfähigkeiten verlangt.



Selbstständigkeit

Für die Auswahl der Protokollierenden sowie die Planung und fristgerechte Durchführung der Auswertung und Bewertung der Ergebnisse ist der Beitrag jedes Studierenden unerlässlich. Entsprechende Kurzpräsentationen bei einigen Versuchen stellen direkte Eigenleistungen des einzelnen Teilnehmers dar.



Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 96, Präsenzstudium 84
Leistungspunkte 6
Prüfung Schriftliche Ausarbeitung
Prüfungsdauer und -umfang Einreichung von Protokollen und Nachbesprechung (120 Minuten) mit Befragung der Studierenden
Zuordnung zu folgenden Curricula Energie- und Umwelttechnik: Kernqualifikation: Pflicht
Lehrveranstaltung L1386: Fachlabor Energie- und Umwelttechnik
Typ Laborpraktikum
SWS 6
LP 6
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 96, Präsenzstudium 84
Dozenten Dozenten des SD M, Dozenten des SD V
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

Im Fachlabor werden die folgenden Versuche angeboten:

  • Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung im TUHH-BHKW
  • Abnahmemessungen an einer Dampfkraftanlage
  • Messung von Feinstaubemissionen an einem Biomassekessel
  • Wärmeübertragung an ebener Platte
  • Energiebilanz an einem Brennwertkessel
  • Komplexbildung von Schwermetallen
Literatur

Skripte werden für jeden Versuch zur Verfügung gestellt.

Modul M1120: Seminar Energie- und Umwelttechnik

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Seminar Energie- und Umwelttechnik (L1456) Seminar 6 6
Modulverantwortlicher Prof. Alfons Kather
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Grundlegende Lehrveranstaltungen: Wärmeübertragung, Wärmekraftwerke.

Die Teilnahme an der Einführungsveranstaltung ist dringend erforderlich.




Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Studierenden können ein Thema aus dem Fachgebiet Energie- und Umwelttechnik aus Literaturquellen detailliert betrachten und es anschließend vor einem Fachpublikum zusammenfassend und ausführlich erklären. Insbesondere die Betrachtung von umwelttechnischen Themenstellungen sowie deren Verknüpfung mit unterschiedlichen Wissensgebieten werden bei dem Themenauswahl bevorzugt. Durch eine schriftliche Zusammenfassung können die Studierenden einen Überblick übermitteln und technisches Schreiben üben. Anhand der Diskussion übt der Studierende zusätzlich die wissenschaftliche Auseinandersetzung zu einem Fachthema.

Fertigkeiten

Der Studierende kann bei der Bearbeitung eines ihm nicht vertrauten Fachthemas:

  • die Literaturrecherche zu einem bestimmten Thema durchführen
  • relevante Informationen auswählen und kritisch bewerten
  • eine schriftliche Zusammenfassung erstellen
  • Ergebnisse vor Kommilitonen sowie Dozenten präsentieren
  • Quellen korrekt zitieren und referenzieren.


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz Der Studierende übt die kritische Auseinandersetzung mit Literatur zu einem vorgegebenen Themenkomplex und kann als Vortragender das eigene Fachthema für eine entsprechende Zielgruppe aufarbeiten und entsprechend präsentieren und diskutieren. Als Zuhörer kann er Fragen formulieren und mit dem Vortragenden diskutieren.

Die Bearbeitung der Aufgaben kombiniert Eigenarbeit mit Gruppen- und Teamarbeit.

Selbstständigkeit

Der Teilnehmer kann unter Anleitung eines Betreuers seinen Arbeits- und Lernstand kritisch reflektieren und selbstständig eine wissenschaftliche Ausarbeitung erstellen.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 96, Präsenzstudium 84
Leistungspunkte 6
Prüfung Schriftliche Ausarbeitung
Prüfungsdauer und -umfang Nach der Beteiligung an Diskussionen in der Gruppe und nach den einzelnen Präsentationen + Schriftliche Ausarbeitung.
Zuordnung zu folgenden Curricula Energie- und Umwelttechnik: Kernqualifikation: Pflicht
Lehrveranstaltung L1456: Seminar Energie- und Umwelttechnik
Typ Seminar
SWS 6
LP 6
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 96, Präsenzstudium 84
Dozenten Prof. Alfons Kather
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

- Einführungsveranstaltung mit Themenvergabe, Terminplanung etc.
- Literaturrecherche zum Thema
- Erstellung des Vortrages mit einer Präsentationssoftware wie z. B. Powerpoint
- Einreichung einer Kurzfassung von mindestens 12 und maximal 20 DIN A4 Seiten (ca. 18.000 bis 25.000 Zeichen ohne Leerzeichen), der verwendeten Literatur und des Vortrages in elektronischer Form

- Präsentation (15 Minuten) mit anschließender Diskussion (10 Minuten)

Literatur

Fachmodule der Vertiefung Energie- und Umwelttechnik

Diese Vertiefung, aus welcher drei Module auszuwählen sind, besteht aus Wahlpflichtveranstaltungen, die ein breites Spektrum berufsrelevanter Aspekte sowohl der Energietechnik als auch der Umwelttechnik vermitteln. Mit den gewählten Modulen kann der/die Studierende entweder die Energietechnik oder die Umwelttechnik vertiefen oder aber beide Schwerpunkte berücksichtigen.

Zum einen können die Absolventinnen und Absolventen sich weitere umfangreiche Kenntnisse über Kernthemen der Energietechnik – sowohl konventionelle als auch erneuerbare – aneignen. Zum anderen werden umwelttechnische Aspekte in Bezug auf Abfallbehandlung sowie Abwasser-Umwelttechnik ausführlich behandelt. Dies beinhaltet auch die nachhaltige Nutzung von Ressourcen, sodass Energieerzeugung umweltverträglich erfolgt.

Das Lehrangebot ist zusätzlich durch Lehrveranstaltungen in fachrelevanten spezialisierten Themen komplementiert. Diese beinhalten Feststoffverfahrenstechnologie, Abwasseranalytik und Membrantechnologie, die eine Basisrolle in der Energie- und Umwelttechnik spielen.

Die Vertiefung wird durch die Möglichkeit der Teilnahme an einem Projektierungskurs abgerundet. In diesem erfahren die Studierenden, wie man zur Lösung einer komplexen verfahrenstechnischen Aufgabe zusammenarbeitet, Spezialwerkzeuge für die Auslegung von Prozessen nutzt und welche Hindernisse und Schwierigkeiten bei der Auslegung eines verfahrenstechnischen Prozesses auftreten können.  


Modul M0801: Wasserressourcen und -versorgung

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Chemie der Trinkwasseraufbereitung (L0311) Vorlesung 2 1
Chemie der Trinkwasseraufbereitung (L0312) Hörsaalübung 1 2
Wasserressourcenmanagement (L0402) Vorlesung 2 2
Wasserressourcenmanagement (L0403) Gruppenübung 1 1
Modulverantwortlicher Prof. Mathias Ernst
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Kenntnis wasserwirtschaftlicher Maßnahmenfelder sowie der zentralen Prozesse der Trinkwasseraufbereitung

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Studierenden können Konfliktfelder wasserwirtschaftlichen Maßnahmen und deren gegenseitige Abhängigkeit für eine nachhaltige Wasserversorgung skizzieren. Sie können relevante ökonomische, ökologische und soziale Aspekte wiedergeben. Die Studierenden können Organisationsstrukturen von Wasserversorgungsunternehmen erläutern und einordnen. Sie können verfügbare Trinkwasseraufbereitungsverfahren in der Breite der Anwendungen erklären.

Fertigkeiten

Die Studierende können komplexe Problemfelder aus Sicht der Trinkwassergewinnung einordnen und Lösungsansätze für wasserwirtschaftliche sowie technische Maßnahmen aufstellen. Sie können hierfür anwendbare Bewertungsmethoden einordnen. Die Studierenden sind in der Lage wasserchemische Berechnungen für ausgewählte Aufbereitungsprozessen durchzuführen. Sie können ausgewählte allgemein anerkannte Regeln der Technik auf Prozesse der Trinkwasseraufbereitung anwenden.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden können in einer fachlich heterogenen Gruppe gemeinsam komplexe Lösungen für das Management sowie die Aufbereitung von Trinkwasser erarbeiten und dokumentieren. Sie können professionell z.B. als Vertreter/in von Nutzungsinteressen angemessen Stellung beziehen. Sie können in fachlich gemischten Teams gemeinsame Lösungen entwickeln und diese vor anderen vertreten.

Selbstständigkeit

Die Studierenden sind in der Lage selbstständig ein Thema zu erarbeiten und dieses zu präsentieren.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 96, Präsenzstudium 84
Leistungspunkte 6
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 60 min (Chemie) + Referat (WRM)
Zuordnung zu folgenden Curricula Bauingenieurwesen: Vertiefung Tragwerke: Wahlpflicht
Bauingenieurwesen: Vertiefung Tiefbau: Wahlpflicht
Bauingenieurwesen: Vertiefung Hafenbau und Küstenschutz: Wahlpflicht
Energie- und Umwelttechnik: Vertiefung Energie- und Umwelttechnik: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Energie- und Umwelttechnik: Wahlpflicht
Wasser- und Umweltingenieurwesen: Vertiefung Wasser: Pflicht
Wasser- und Umweltingenieurwesen: Vertiefung Umwelt: Wahlpflicht
Wasser- und Umweltingenieurwesen: Vertiefung Stadt: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0311: Chemie der Trinkwasseraufbereitung
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 2, Präsenzstudium 28
Dozenten Dr. Klaus Johannsen
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

In der Vorlesung wird das für die Praxis relevante wasserchemische Wissen mit Bezug auf die Wassergewinnung, -aufbereitung und -verteilung vermittelt.   

Die Themenschwerpunkte sind Löslichkeit von Gasen, Kohlensäure-Gleichgewicht, Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht, Entsäuerung, Mischung von Wässern, Enthärtung, Redoxprozesse, Werkstoffe sowie gesetzliche Anforderungen an die Aufbereitung.  Alle Themen werden vor dem Hintergrund der allgemein anerkannten Regeln der Technik (DVGW-Regelwerk, DIN-Normen) praxisnah behandelt.

Ein wesentlicher Teil der Veranstaltung sind Berechnungen anhand realer Analysendaten (z.B. Berechnung des pH-Wertes und der Calcitlösekapazität ).  Zu jeder Einheit gibt es Übungen und Hausaufgaben. Durch das Lösen der Hausaufgaben erhalten die Studierenden ein Feedback  und können Bonuspunkte für die Klausur erwerben.

Da Kenntnisse der Wasseraufbereitungsprozesse von großer Bedeutung sind, werden diese in Abstimmung mit der Vorlesung „Wasserressourcenmanagement“ zu Beginn des Semesters erklärt. 

Literatur

MHW (rev. by Crittenden, J. et al.): Water treatment principles and design. John Wiley & Sons, Hoboken, 2005.

Stumm, W., Morgan, J.J.: Aquatic chemistry. John Wiley & Sons, New York, 1996.

DVGW (Hrsg.): Wasseraufbereitung – Grundlagen und Verfahren. Oldenbourg Industrie Verlag, München, 2004.

Jensen, J. N.: A Problem Solving Approach to Aquatic Chemistry. John Wiley & Sons, Inc., New York, 2003.


Lehrveranstaltung L0312: Chemie der Trinkwasseraufbereitung
Typ Hörsaalübung
SWS 1
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 46, Präsenzstudium 14
Dozenten Dr. Klaus Johannsen
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L0402: Wasserressourcenmanagement
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Mathias Ernst
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

Die Vorlesung vermittelt weitergehende  Kenntnisse zur den Abhängigkeiten des Wasserressourcenmanagements mit Blick auf die Trinkwasserversorgung. Die aktuelle Situation der globalen Wasserressourcen wird dargestellt, Abhängigkeiten zwischen Nutzungsinteressen erarbeitet und internationale Beispiele für „Best-Pratice“ sowie unzureichenden Wasserressourcenmanagements präsentiert und diskutiert. Entsprechend werden den Studierenden notwendige Voraussetzungen und Rahmenbedingungen für ein „integriertes Wasser­ressourcenmanagement“ vermittelt. Mit Bezug zum EU Raum und insbesondere Deutschland werden weiterhin Aspekte relevanter Rechtsnormen, administrative Strukture der Wasserversorgung sowie Fragen der Organisation von Trinkwasser­versorgungs­unternehmen (kommunal, privat, public privat partnership) vermittelt. Management­instrumente wie das Life-Cycle Assessment, Modelle des Benchmarkings sowie der Wasserdargebotserfassungwerden für die Trinkwasserversorgung präsentiert und diskutiert. Die Inhalte der Vorlesung schließen wo möglich und sinnvoll, regionale Bezüge mit ein.

Literatur
  • Aktuelle UN World Water Development Reports
  • Branchenbild der deutschen Wasserwirtschaft, VKU (2011)
  • Aktuelle Artikel wissenschaftlicher Zeitschriften
  • Ppt der Vorlesung
Lehrveranstaltung L0403: Wasserressourcenmanagement
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Mathias Ernst
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M1037: Kernkraftwerke und Dampfturbinen

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Dampfturbinen in regenerativen und konventionellen Anwendungen (L1286) Vorlesung 2 2
Dampfturbinen in regenerativen und konventionellen Anwendungen (L1287) Gruppenübung 1 1
Physikalische Grundlagen und Konzepte von Kernkraftwerken (L1283) Vorlesung 2 2
Physikalische Grundlagen und Konzepte von Kernkraftwerken (L1285) Gruppenübung 1 1
Modulverantwortlicher Prof. Alfons Kather
Zulassungsvoraussetzungen

Keine

Empfohlene Vorkenntnisse

Für den Teil "Dampfturbinen" sind:

  • "Wärmekraftwerke"
  • "Technische Thermodynamik I & II"

erforderlich.

Für den Teil "Physikalische Grundlagen und Konzepte von Kernkraftwerken" sind:

  • Kenntnisse der Grundlagen der Thermodynamik, Strömungslehre und Wärmekraftwerke

erforderlich


Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Nach dem erfolgreichen Absolvieren des Teils "Dampfturbinen" des Moduls sollten die Studierenden in der Lage sein:  

  • die wesentlichen Bauteile und Baugruppen von Dampfturbinen zu benennen und zu unterscheiden
  • die wesentlichen Randbedingungen für den Einsatz von Dampfturbinen zu beschreiben und zu erläutern
  • verschiedene Bauarten zu klassifizieren und zwischen Turbinen entsprechend der Baugrößen und deren Einsatzbereichen zu differenzieren
  • die thermodynamischen Vorgänge zu beschreiben und daraus konstruktive Merkmale sowie Charakteristika beim Einsatz abzuleiten
  • eine Turbinenstufe sowie eine Stufengruppe thermodynamisch zu berechnen
  • eeitere Teilsysteme der Turbine zu berechnen bzw. abzuschätzen und zu beurteilen
  • diagramme zum Beschreiben der Einsatzbereiche und konstruktive Merkmale zu skizzieren
  • den konstruktiven Aufbau zu untersuchen sowie aus thermodynamischen Anforderungen auf konstruktive Merkmale rückzuschließen
  • diskutieren und begründen von Einsatzbereichen unterschiedlicher Maschinentypen
  • grundlegend thermodynamische Auslegungen hinsichtlich der Einbindung in Wärmekreisläufe zu beurteilen 

Nach erfolgreicher Teilnahme an dem Teil des Moduls "Physikalische Grundlagen und Konzepte von Kernkraftwerken" haben die Studierenden folgendes Wissen erworben:

  • Kenntnis der grundlegenden physikalischen Prozesse der energetischen Nutzung der Kernenergie bis hin zur Nutzung der Kernspaltung in einem regelbaren Reaktor
  • Kenntnis der physikalischen und technischen Merkmale verschiedener Reaktortypen
  • Kenntnis des Aufbaus einer kerntechnischen Anlage zur Bereitstellung elektrischer Energie
  • Verstehen und Erläutern der Wärmeerzeugung in den Brennstäben und der Wärmeabfuhr an das Kühlmittel des Reaktors (Reaktorthermodynamik)
  •  Verstehen und Erläutern der Konzepte der Regelung wassergekühlter Reaktoren
  •  Kenntnis der Struktur und der grundlegenden Anforderungen des übergeordneten kerntechnischen Regelwerkes an die Technik und das Management von Kernkraftwerken
  • Konzeption von Sicherheitssystemen zur Gewährleistung der geforderten Zuverlässigkeit und grundsätzliche Konstruktionsmerkmale bestehender und neuer Kernkraftwerke
  • Sicherheitstechnische Anforderung an die Komponentenintegrität und deren Gewährleistung  im langfristigen Betrieb



Fertigkeiten

In dem Teil des Moduls "Dampfturbinen" erlernen die Studierenden die grundsätzliche Handhabung und Methoden bei der Auslegung und betriebliche Bewertung von komplexen Anlagen und sind mit der Suche von Optimierungen vertraut.

In dem Teil des Moduls "Physikalische Grundlagen und Konzepte von Kernkraftwerken" der Studierende:

  • Erwerbt die Fähigkeit zur Beurteilung der Potenziale der Kernenergienutzung aus energiewirtschaftlicher und technischer Sicht im Vergleich zur fossilen Erzeugung
  • Kann die Leistungsfähigkeit und technischen Grenzen des Einsatzes von Kernkraftwerken zur Versorgung des Netzes mit Grundlast und Regelenergie bewerten
  • Kann Aussagen über die Gefährdung durch radioaktive Strahlung sowie zum Verhalten radioaktiver Elemente mittels der Nuklidtabellen generieren
  • Kann die Wirksamkeit von Sicherheits-Systemen in Abhängigkeit der zu betrachtenden Ausfallursachen bewerten
  • Kann auf der Grundlage seiner Kenntnisse über die Auswirkungen des Kraftwerksbetriebes auf die Komponentenintegrität Anforderungen zur Vorsorge an die Vermeidung von Schäden benennen
  • Kann anhand der übergeordneten Anforderungen des kerntechnischen Regelwerkes wesentliche Anforderungen an das Management und die Auslegung von Kernkraftwerken benennen
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Durch das Teil des Moduls "Dampfturbinen" erlernen die Studierenden

  • das gemeinsame Erarbeiten von Lösungswegen
  • Hilfsbereitschaft gegenüber anderen Studierenden.

Durch das Teil des Moduls "Physikalische Grundlagen und Konzepte von Kernkraftwerken" erlernen die Studierenden das:

  • Führen von Diskussionen
  • Vertreten von Arbeitsergebnissen
  • Respektvolles Zusammenarbeiten im Team


Selbstständigkeit

Durch das Teil des Moduls "Dampfturbinen" erlernen die Studierenden das selbstständige Erarbeiten eines Themenkomplexes unter Berücksichtigung unterschiedlicher Aspekte sowie das eigenständige Übertragen von Einzelfunktionen in einen Systemzusammenhang.

Durch das Teil des Moduls "Physikalische Grundlagen und Konzepte von Kernkraftwerken" bekommen die Studierenden die Fähigkeit Wissen selbständig zu erschließen und das erworbene Wissen auch auf neue Fragestellungen transferieren zu können.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 96, Präsenzstudium 84
Leistungspunkte 6
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 180 Minuten
Zuordnung zu folgenden Curricula Energie- und Umwelttechnik: Vertiefung Energie- und Umwelttechnik: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Energie- und Umwelttechnik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Energietechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1286: Dampfturbinen in regenerativen und konventionellen Anwendungen
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Dr. Christian Scharfetter
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Einführung
  • Bauelemente einer Dampfturbine
  • Energieumsetzung in einer Dampfturbine
  • Dampfturbinen-Bauarten
  • Verhalten von Dampfturbinen
  • Stopfbuchssysteme bei Dampfturbinen
  • Axialschub
  • Regelung von Dampfturbinen
  • Festigkeitsberechnung der Beschaufelung
  • Schaufel- und Rotorschwingungen
  • Grundlagen für den sicheren Dampfturbinenbetrieb
  • Anwendungen in konventionellen und regenerativen  Kraftwerken 
Literatur
  • Traupel, W.: Thermische Turbomaschinen. Berlin u. a., Springer (TUB HH: Signatur MSI-105) 
  • Menny, K.: Strömungsmaschinen: hydraulische und thermische Kraft- und Arbeitsmaschinen. Ausgabe: 5. Wiesbaden, Teubner, 2006 (TUB HH: Signatur MSI-121)
  • Bohl, W.: Aufbau und Wirkungsweise. Ausgabe 6. Würzburg, Vogel, 1994 (TUB HH: Signatur MSI-109)
  • Bohl, W.: Berechnung und Konstruktion. Ausgabe 6. Aufl. Würzburg, Vogel, 1999 (TUB HH: Signatur MSI-110)


Lehrveranstaltung L1287: Dampfturbinen in regenerativen und konventionellen Anwendungen
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Dr. Christian Scharfetter
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L1283: Physikalische Grundlagen und Konzepte von Kernkraftwerken
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Dr. Uwe Kleen
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Physikalische Grundlagen - Kernphysik:
    1. Radioaktiver Zerfall, Halbwertszeit
    2. Energiebereitstellung aus Kernreaktionen
    3. Kernspaltung
    4. Neutronenbilanz
    5. Reaktorgleichung
  • Reaktortypen
  • Radioaktivität und Strahlenschutz
  • Kernbrennstoffkreislauf und Endlagerung
  • Reaktordynamik, Regelverhalten von Reaktoren
  • Reaktorthermodynamik wassergekühlter Reaktoren
  • Kerntechnisches Regelwerk, Sicherheitstechnische-Anforderungen
  • Sicherheitstechnische Auslegung, Sicherheitssysteme wassergekühlter Reaktoren
  • Komponentenintegrität
  • Betrieb und Wartung
  • Neue und zukünftige Reaktoren

Die Vertiefung des Vorlesungsstoffes erfolgt anhand von Beispielaufgaben sowie einer Exkursion.

Literatur
  • Fassbender, Einführung in die Reaktorphysik, Verlag Karl Thiemig, München
  • Ziegler, Lehrbuch der Reaktortechnik, Springer Verlag Berlin
  • Lamarsh, Introduction to Nuclear Engineering, Prentice Hall
Lehrveranstaltung L1285: Physikalische Grundlagen und Konzepte von Kernkraftwerken
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Dr. Uwe Kleen
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Physikalische Grundlagen - Kernphysik:
    1. Radioaktiver Zerfall, Halbwertszeit
    2. Energiebereitstellung aus Kernreaktionen
    3. Kernspaltung
    4. Neutronenbilanz
    5. Reaktorgleichung
  • Reaktortypen
  • Radioaktivität und Strahlenschutz
  • Kernbrennstoffkreislauf und Endlagerung
  • Reaktordynamik, Regelverhalten von Reaktoren
  • Reaktorthermodynamik wassergekühlter Reaktoren
  • Kerntechnisches Regelwerk, Sicherheitstechnische-Anforderungen
  • Sicherheitstechnische Auslegung, Sicherheitssysteme wassergekühlter Reaktoren
  • Komponentenintegrität
  • Betrieb und Wartung
  • Neue und zukünftige Reaktoren

Die Vertiefung des Vorlesungsstoffes erfolgt anhand von Beispielaufgaben sowie einer Exkursion.

Literatur
  • Fassbender, Einführung in die Reaktorphysik, Verlag Karl Thiemig, München
  • Ziegler, Lehrbuch der Reaktortechnik, Springer Verlag Berlin
  • Lamarsh, Introduction to Nuclear Engineering, Prentice Hall

Modul M0949: Resources Oriented Sanitation Systems

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Ländliche Entwicklung in unterschiedlichen Klimazonen (L0941) Vorlesung 2 2
Resourcenorientierte Abwassersysteme: High- und Low-Tech Optionen (L0942) Vorlesung 2 3
Ressourcenorientierte Abwassersysteme: High - und Low - Tech Optionen (L0504) Laborpraktikum 1 1
Modulverantwortlicher Prof. Ralf Otterpohl
Zulassungsvoraussetzungen

None

Empfohlene Vorkenntnisse

Basic knowledge of the global situation with rising poverty, soil degradation, lack of water resources and sanitation

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Students can describe resources oriented wastewater systems mainly based on source control in detail. They can comment on techniques designed for reuse of water, nutrients and soil conditioners.

Students are able to discuss a wide range of proven approaches in Rural Development from and for many regions of the world.


Fertigkeiten

Students are able to design low-tech/low-cost sanitation, rural water supply, rainwater harvesting systems, measures for the rehabilitation of top soil quality combined with food and water security. Students can consult on the basics of soil building through “Holisitc Planned Grazing” as developed by Allan Savory.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz
Selbstständigkeit

Students are in a position to work on a subject and to organize their work flow independently. They can also present on this subject.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 110, Präsenzstudium 70
Leistungspunkte 6
Prüfung Schriftliche Ausarbeitung
Prüfungsdauer und -umfang semesterbegleitend werden 5 Meilensteine erarbeitet, vorgetragen und schrfitlich festgehalten. Genaueres findet man ab jeweiligem Semesterbeginn im Stud Ip Kurs im herunterladbarem Modulhandbuch.
Zuordnung zu folgenden Curricula Bioverfahrenstechnik: Vertiefung A - Allgemeine Bioverfahrenstechnik: Wahlpflicht
Chemical and Bioprocess Engineering: Vertiefung Allgemeine Verfahrenstechnik: Wahlpflicht
Energie- und Umwelttechnik: Vertiefung Energie- und Umwelttechnik: Wahlpflicht
Environmental Engineering: Vertiefung Wasser: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Energie- und Umwelttechnik: Wahlpflicht
Joint European Master in Environmental Studies - Cities and Sustainability: Vertiefung Wasser: Wahlpflicht
Verfahrenstechnik: Vertiefung Umweltverfahrenstechnik: Wahlpflicht
Verfahrenstechnik: Vertiefung Allgemeine Verfahrenstechnik: Wahlpflicht
Wasser- und Umweltingenieurwesen: Vertiefung Wasser: Wahlpflicht
Wasser- und Umweltingenieurwesen: Vertiefung Umwelt: Wahlpflicht
Wasser- und Umweltingenieurwesen: Vertiefung Stadt: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0941: Rural Development in Different Climates
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Ralf Otterpohl
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Small Breakout Groups on “Rural Development” and presentation of results
  • Living Soil – THE key element of Rural Development
  • Permaculture Principles of Rural Development
  • Case Studies: Global Ecovillage Network, Complementary Currencies
  • Going Further: The TUHH Toolbox for Rural Development
  • Rainwater Harvesting, Participatory planning principles
  • Participant Workshop: Video contest: Participants groups search, introduce, show and discuss excellent short water videos
  • EMAS Technologies, Hand-Pump and wells
  • Practical Pump/Well-Building
  • Seminar: Participants prepare and give short 5 min presentations “Best Practice cases in Rural Development”
  • In Depth: Rural Drinking Water Supply (Dr. Bendinger)
  • cont. Rural Drinking Water Supply (Dr. Bendinger)
  • cont. Rural Drinking Water Supply (Dr. Bendinger)
  • Exam


Literatur
  • Miracle Water Village, India, Integrated Rainwater Harvesting, Water Efficiency, Reforestation and Sanitation: http://youtu.be/9hmkgn0nBgk
  • Montgomery, David R. 2007: Dirt: The Erosion of Civilizations, University of California Press
Lehrveranstaltung L0942: Resources Oriented Sanitation: High and Low-Tech Options
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Ralf Otterpohl
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Small Breakout Groups on “The horrific global situation in Sanitation ” and presentation of results
  • Keynote lecture: Resources Oriented Sanitation around the World
  • Participant Workshop: Video contest: Participants groups search, introduce, show and discuss excellent short water videos
  • In Depth: Terra Preta Sanitation, an emerging concept based on historic global best practice in the Amazon Region
  • Seminar: All participants prepare and give 10 min presentations (choice of topics)
  • cont.
  • cont.
  • cont.
  • Rehearsal and final panel discussion
  • Exam


Literatur
  • J. Lange, R. Otterpohl 2000: Abwasser - Handbuch zu einer zukunftsfähigen Abwasserwirtschaft. Mallbeton Verlag (TUHH Bibliothek)
  • Winblad, Uno and Simpson-Hébert, Mayling 2004: Ecological Sanitation, EcoSanRes, Sweden (free download)
  • Schober, Sabine: WTO/TUHH Award winning Terra Preta Toilet Design: http://youtu.be/w_R09cYq6ys
Lehrveranstaltung L0504: Resources Oriented Sanitation: High - and Low - Tech Options
Typ Laborpraktikum
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Dr. Holger Gulyas
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

- Construction of urine-diverting toilets

- Comparison of stored and fresh urine: ammonia concentration

- Comparison of stored and fresh urine: alkalinity

Literatur

Skript

Steven A. Esrey, Jean Gough, Dave Rapaport, Ron Sawyer, Mayling Simpson-Hébert, Jorge Vargas and Uno Winblad: Ecological Sanitation, SIDA, Stockholm 1998, http://www.ecosanres.org/pdf_files/Ecological_Sanitation.pdf


Modul M0512: Solarenergienutzung

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Kollektortechnik (L0018) Vorlesung 2 2
Solare Stromerzeugung (L0015) Vorlesung 2 2
Strahlung und Optik (L0016) Vorlesung 1 1
Strahlung und Optik (L0017) Gruppenübung 1 1
Modulverantwortlicher Prof. Martin Kaltschmitt
Zulassungsvoraussetzungen keine
Empfohlene Vorkenntnisse keine
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Mit Abschluss dieses Moduls können die Studierenden sich fachliche mit Grundlagen und mit aktuellen Fragen und Problemen aus dem Gebiet der Solarenergienutzung auseinandersetzen und diese unter Einbeziehung vorheriger Lehrinhalte und aktueller Problematiken erläutern und kritisch Stellung dazu beziehen. Sie können insbesondere die Prozesse innerhalb einer Solarzelle fachlich beschreiben und die Besonderheiten bei der Anwendung von Solarmodulen erläutern. Des Weiteren können sie einen Überblick über die Kollektortechnik in solarthermischen Anlagen geben.



Fertigkeiten

Die Studierenden können mit Abschluss dieses Moduls die erlernten Grundlagen auf beispielhafte solarstrahlungnutzende Energiesysteme anwenden und in diesem Zusammenhang unter anderem Potenziale und Grenzen solarer Energieerzeugungsanlagen für verschiedene geografische Bedingungen einschätzen und beurteilen. Sie sind in der Lage unter gegebenen Randbedingungen solare Energieerzeugungsanlagen technische effizient zu dimensionieren und mit der Nutzung modulübergreifendes Wissens ökonomisch und ökologisch zu beurteilen. Dafür notwendige Berechnungsmethoden innerhalb der Strahlungslehre können sie auswählen und aufgabenspezifisch anwenden. 

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz


Selbstständigkeit

Die Studierenden können sich selbstständig Quellen auf Basis der Vorlesungsschwerpunkte über das Fachgebiet erschließen und  Wissen aneignen. Des Weiteren können die Studierenden angeleitet durch Lehrende eigenständig Berechnungsmethoden zur Potenzialanalyse und technischen Auslegung von solaren Energiesystemen durchführen und auf dieser Basis Ihren jeweiligen Lernstand einschätzen und eventuell weitere Arbeitsschritte definieren.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 96, Präsenzstudium 84
Leistungspunkte 6
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 3 Stunden
Zuordnung zu folgenden Curricula Energie- und Umwelttechnik: Vertiefung Energie- und Umwelttechnik: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Regenerative Energien: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Energie- und Umwelttechnik: Wahlpflicht
Regenerative Energien: Kernqualifikation: Pflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Energietechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0018: Kollektortechnik
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Agis Papadopoulos
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt
  • Einführung: Energiebedarf und Anwendung der Sonnenenergie.
  • Wärmeübertragung in der Solarthermie: Wärmeleitung, Konvektion, Wärmestrahlung.
  • Kollektoren: Arten, Aufbau, Wirkungsgrad, Dimensionierung, konzentrierende Systeme.
  • Energiespeicher: Anforderungen, Arten.
  • Passive Sonnenenergienutzung: Komponenten und Systeme.
  • Solarthermische Niedertemperatursysteme: Kollektorvarianten, Aufbau, Berechnung.
  • Solarthermische Hochtemperatursysteme: Klassifizierung von Solarkraftwerke, Aufbau.
  • Solare Klimatisierung.


Literatur
  • Vorlesungsskript.
  • Kaltschmitt, Streicher und Wiese (Hrsg.). Erneuerbare Energien: Systemtechnik, Wirtschaftlichkeit, Umweltaspekte, 5. Auflage, Springer, 2013.
  • Stieglitz und Heinzel .Thermische Solarenergie: Grundlagen, Technologie, Anwendungen. Springer, 2012.
  • Von Böckh und Wetzel. Wärmeübertragung: Grundlagen und Praxis, Springer, 2011.
  • Baehr und Stephan. Wärme- und Stoffübertragung. Springer, 2009.
  • de Vos. Thermodynamics of solar energy conversion. Wiley-VCH, 2008.
  • Mohr, Svoboda und Unger. Praxis solarthermischer Kraftwerke. Springer, 1999.


Lehrveranstaltung L0015: Solare Stromerzeugung
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Martin Schlecht, Dietmar Obst
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt
  1. Einführung
  2. Primärenergien und Verbrauch, verfügbare Sonnenenergie
  3. Physik der idealen Solarzelle
  4. Lichtabsorption, PN-Übergang, charakteristische Größen der Solarzelle, Wirkungsgrad
  5. Physik der realen Solarzelle
  6. Ladungsträgerrekombination, Kennlinien, Sperrschichtrekombination, Ersatzschaltbild
  7. Erhöhung der Effizienz
  8. Methoden zur Erhöhung der Quantenausbeute und Verringerung der Rekombination
  9. Hetero- und Tandemstrukturen
  10. Hetero-Übergang, Schottky-, elektrochemische, MIS- und SIS-Zelle, Tandem-Zelle
  11. Konzentratorzellen
  12. Konzentrator-Optiken und Nachführsysteme, Konzentratorzellen
  13. Technologie und Eigenschaften: Solarzellentypen, Herstellung, einkristallines Silizium und Galliumarsenid, polykristalline Silizium- und Silizium-Dünnschichtzellen, Dünnschichtzellen auf Trägern (amorphes Silizium, CIS, elektrochemische Zellen)
  14. Module
  15. Schaltungen


Literatur
  • A. Götzberger, B. Voß, J. Knobloch: Sonnenenergie: Photovoltaik, Teubner Studienskripten, Stuttgart, 1995
  • A. Götzberger: Sonnenenergie: Photovoltaik : Physik und Technologie der Solarzelle, Teubner Stuttgart, 1994
  • H.-J. Lewerenz, H. Jungblut: Photovoltaik, Springer, Berlin, Heidelberg, New York, 1995
  • A. Götzberger: Photovoltaic solar energy generation, Springer, Berlin, 2005
  • C. Hu, R. M. White: Solar CelIs, Mc Graw HilI, New York, 1983
  • H.-G. Wagemann: Grundlagen der photovoltaischen Energiewandlung: Solarstrahlung, Halbleitereigenschaften und Solarzellenkonzepte, Teubner, Stuttgart, 1994
  • R. J. van Overstraeten, R.P. Mertens: Physics, technology and use of photovoltaics, Adam Hilger Ltd, Bristol and Boston, 1986
  • B. O. Seraphin: Solar energy conversion Topics of applied physics V 01 31, Springer, Berlin, Heidelberg, New York, 1995
  • P. Würfel: Physics of Solar cells, Principles and new concepts, Wiley-VCH, Weinheim 2005
  • U. Rindelhardt: Photovoltaische Stromversorgung, Teubner-Reihe Umwelt, Stuttgart 2001
  • V. Quaschning: Regenerative Energiesysteme, Hanser, München, 2003
  • G. Schmitz: Regenerative Energien, Ringvorlesung TU Hamburg-Harburg 1994/95, Institut für Energietechnik



Lehrveranstaltung L0016: Strahlung und Optik
Typ Vorlesung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Dr. Volker Matthias
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt
  • Einführung: Strahlungsquelle Sonne, Astronomische Grundlagen, Grundlagen der Strahlung
  • Aufbau der Atmosphäre
  • Eigenschaften und Gesetze von Strahlung
    • Polarisation
    • Strahlungsgrößen
    • Plancksches Strahlungsgesetz
    • Wiensches Verschiebungsgesetz
    • Stefan-Boltzmann Gesetz
    • Das Kirchhoffsche Gesetz
    • Helligkeitstemperatur
    • Absorption, Reflexion, Transmission
  • Strahlungsbilanz, Globalstrahlung, Energiebilanz
  • Atmosphärische Extinktion
  • Mie- und Rayleigh-Streuung
  • Strahlungstransfer
  • Optische Effekte in der Atmosphäre
  • Berechnung Sonnenstand und Berechnung Strahlung auf geneigte Flächen


Literatur
  • Helmut Kraus: Die Atmosphäre der Erde
  • Hans Häckel: Meteorologie
  • Grant W. Petty: A First Course in Atmosheric Radiation
  • Martin Kaltschmitt, Wolfgang Streicher, Andreas Wiese: Renewable Energy
  • Alexander Löw, Volker Matthias: Skript Optik Strahlung Fernerkundung


Lehrveranstaltung L0017: Strahlung und Optik
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Steffen Beringer
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt Anwendungen von Berechnungschritten innerhalb der Strahlungslehre.
Literatur siehe Vorlesungsscript

Modul M0513: Systemaspekte regenerativer Energien

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Brennstoffzellen, Batterien und Gasspeicher: Neue Materialien für die Energieerzeugung und -speicherung (L0021) Vorlesung 2 2
Energiehandel und Energiemärkte (L0019) Vorlesung 1 1
Energiehandel und Energiemärkte (L0020) Gruppenübung 1 1
Tiefe Geothermie (L0025) Vorlesung 2 2
Modulverantwortlicher Prof. Martin Kaltschmitt
Zulassungsvoraussetzungen keine
Empfohlene Vorkenntnisse keine
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Studierenden können mit Abschluss dieses Moduls die Prozesse im Energiehandel und die Gestaltung der Energiemärkte beschreiben und kritisch in Bezug zu aktuellen Problemstellungen bewerten. Des Weiteren sind sie in der Lage die thermodynamischen Grundlagen der elektrochemischen Energiewandlung in Brennstoffzellen zu erklären und den Bezug zu verschiedenen Bauarten von Brennstoffzellen und deren jeweiligem Aufbau herzustellen und zu erläutern. Die Studenten können diese Technologie mit weiteren Energiespeichermöglichkeiten vergleichen. Zusätzlich können die Studenten einen Überblick über die Verfahrensweise und der energetischen Einbindung von tiefer Geothermie geben.


Fertigkeiten

Die Studierenden können das erlernte Wissen zur Speicherung überschüssiger Energie anwenden, um für unterschiedlicher Energiesysteme Lösungsansätze für eine versorgungssichere Energiebereitstellung erläutern. Insbesondere können sie diesbezüglich häusliche, gewerbliche und industrielle Beheizungsanlagen unter Anwednung von Speichern energiesparend planen und berechnen, und im Bezug zu komplexen Energiesystemen beurteilen. In diesem Zusammenhang können die Studierenden die Potenziale und Grenzen von Geothermieanlagen einschätzen und deren Funktionsweise erläutern.

Des Weiteren sind die Studierenden in der Lage die Vorgehensweisen und Strategien zur Vermarktung von Energie zu erläutern und im Kontext anderer Module auf erneuerbare Energieprojekte anwenden. In diesem Zusammenhang können die Studierenden eigenständig Analysen zur Bewertung von Energiehandel und Energiemärkten erstellen. 

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz
Selbstständigkeit

Die Studierenden können sich selbstständig Quellen über die Schwerpunkte der Vorlesungen erschließen und sich das darin enthaltene Wissen aneignen.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 96, Präsenzstudium 84
Leistungspunkte 6
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 3 Stunden
Zuordnung zu folgenden Curricula Bioverfahrenstechnik: Vertiefung A - Allgemeine Bioverfahrenstechnik: Wahlpflicht
Energie- und Umwelttechnik: Vertiefung Energie- und Umwelttechnik: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Regenerative Energien: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Energie- und Umwelttechnik: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Verfahrenstechnik und Biotechnologie: Wahlpflicht
Regenerative Energien: Kernqualifikation: Pflicht
Verfahrenstechnik: Vertiefung Umweltverfahrenstechnik: Wahlpflicht
Verfahrenstechnik: Vertiefung Allgemeine Verfahrenstechnik: Wahlpflicht
Wasser- und Umweltingenieurwesen: Vertiefung Wasser: Wahlpflicht
Wasser- und Umweltingenieurwesen: Vertiefung Umwelt: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0021: Brennstoffzellen, Batterien und Gasspeicher: Neue Materialien für die Energieerzeugung und -speicherung
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Michael Fröba
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt
  1. Einführung in die elektrochemische Energiewandlung
  2. Funktion und Aufbau von Elektrolyten
  3. Die Niedertemperatur-Brennstoffzellen
    • Bauformen
    • Thermodynamik der PEM-Brennstoffzelle
    • Kühl- und Befeuchtungsstrategie
  4. Die Hochtemperatur-Brennstoffzelle
    • Die MCFC
    • Die SOFC
    • Integrationsstrategien und Teilreformierung
  5. Brennstoffe
    • Bereitstellung von Brennstoffen
    • Reformierung von Erdgas und Biogas
    • Reformierung von flüssigen Kohlenwasserstoffen
  6. Energetische Integration und Regelung von Brennstoffzellen-Systemen


Literatur
  • Hamann, C.; Vielstich, W.: Elektrochemie 3. Aufl.; Weinheim: Wiley – VCH, 2003


Lehrveranstaltung L0019: Energiehandel und Energiemärkte
Typ Vorlesung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Michael Sagorje, Jörg Seidel
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt
  • Grundbegriffe und handelbare Produkte in Energiemärkten
  • Primärenergiemärkte
  • Strommärkte
  • Europäisches Emissionshandelssystem
  • Einfluss von Erneuerbaren Energien
  • Realoptionen
  • Risikomanagement
Literatur
Lehrveranstaltung L0020: Energiehandel und Energiemärkte
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Michael Sagorje, Jörg Seidel
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L0025: Tiefe Geothermie
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Dr. Ben Norden
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt
  1. Einführung in die tiefe geothermische Nutzung
  2. Geologische Grundlagen I
  3. Geologische Grundlagen II
  4. Geologisch-thermische Aspekte
  5. Gesteinsphysikalische Aspekte
  6. Geochemische Aspekte
  7. Exploration tiefer geothermischer Reservoire
  8. Bohrungstechnologien, Verrohrung und Ausbau
  9. Bohrlochgeophysik
  10. Untertägige Systemcharakterisierung und Reservoirengineering
  11. Mikrobiologie und Obertägige Systemkomponenten
  12. Angepasste Anlagenkonzepte, Kosten und Umweltaspekt


Literatur
  • Dipippo, R.: Geothermal Power Plants: Principles, Applications, Case Studies and Environmental Impact. Butterworth Heinemann; 3rd revised edition. (29. Mai 2012)
  • www.geo-energy.org
  • Edenhofer et al. (eds): Renewable Energy Sources and Climate Change Mitigation; Special Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, 2012.
  • Kaltschmitt et al. (eds): Erneuerbare Energien: Systemtechnik, Wirtschaftlichkeit, Umweltaspekte. Springer, 5. Aufl. 2013.
  • Kaltschmitt et al. (eds): Energie aus Erdwärme. Spektrum Akademischer Verlag; Auflage: 1999 (3. September 2001)
  • Huenges, E. (ed.): Geothermal Energy Systems: Exploration, Development, and Utilization. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA; Auflage: 1. Auflage (19. April 2010)


Modul M0721: Klimaanlagen

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Klimaanlagen (L0594) Vorlesung 3 5
Klimaanlagen (L0595) Hörsaalübung 1 1
Modulverantwortlicher Prof. Gerhard Schmitz
Zulassungsvoraussetzungen keine
Empfohlene Vorkenntnisse Technische Thermodynamik I, II, Strömungsmechanik, Wärmeübertragung
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Studierende kennen die verschiedenen Arten von Klimaanlagen und die dazugehörenden Regelungskonzepte für stationäre und mobile Anwendungen. Sie beherrschen die Zustandsänderungen feuchter Luft im h1+x,x-Diagramm. Sie sind in der Lage die aus hygienischen Gründen notwendigen Luftvolumenströme für Aufenthaltsräume von Personen zu bestimmen und können dazu die geeigneten Filterverfahren auswählen. Ihnen sind grundlegende Raumströmungszustände bekannt und sie können einfache Verfahren zur Berechnung einer Strömung in Räumen anwenden. Sie wissen, wie ein Kanalnetz ausgelegt und berechnet wird. Sie sind mit verschiedenen Verfahren zur Erzeugung von Kälte vertraut und können die entsprechenden Prozesse in den geeigneten thermodynamischen Diagrammen darstellen. Sie kennen die verschiedenen Umweltbewertungskriterien für Kältemittel.


Fertigkeiten

Studierende beherrschen die Berechnung von Klimaanlagen für stationäre und mobile Anwendungen. Sie können eine Kanalnetzberechnung durchführen und sind befähigt, einfache Planungsaufgaben selbstständig unter Berücksichtigung der Einbindung natürlicher Wärmequellen und –senken durchzuführen. Sie sind in der Lage aktuelle Forschungsergebnisse in die Praxis zu übertragen und wissenschaftliche Arbeiten auf dem Gebiet der Klimatechnik selbstständig durchzuführen.


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden können in Kleingruppen diskutieren und einen Lösungsweg erarbeiten.



Selbstständigkeit

Studierende sind in der Lage, eigenständig Aufgaben zu definieren, hierfür notwendiges Wissen aufbauend auf dem vermittelten Wissen selbst zu erarbeiten sowie geeignete Mittel zur Umsetzung einzusetzen.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 60 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Energie- und Umwelttechnik: Vertiefung Energie- und Umwelttechnik: Wahlpflicht
Energietechnik: Vertiefung Energiesysteme: Wahlpflicht
Energietechnik: Vertiefung Schiffsmaschinenbau: Wahlpflicht
Flugzeug-Systemtechnik: Vertiefung Flugzeug-Systemtechnik: Wahlpflicht
Flugzeug-Systemtechnik: Vertiefung Kabinensysteme: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Energie- und Umwelttechnik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Energietechnik: Wahlpflicht
Verfahrenstechnik: Vertiefung Allgemeine Verfahrenstechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0594: Klimaanlagen
Typ Vorlesung
SWS 3
LP 5
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 108, Präsenzstudium 42
Dozenten Prof. Gerhard Schmitz
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

1. Überblick über Klimaanlagen 1.1 Einteilung von Klimaanlagen1.2 Lüftung1.3 Aufbau und Funktion von Klimaanlagen2. Thermodynamische Prozesse in Klimaanlagen2.1 Das h,x-Diagramm für feuchte Luft2.2 Mischkammer, Vorwärmer, Nachwärmer2.3 Luftkühler2.4 Luftbefeuchter2.5 Darstellung des konventionellen Klimaanlagenprozesses im h,x-Diagramm2.6 Sorptionsgestützte Klimatisierung3. Berechnung der Heiz- und Kühlleistung3.1 Heizlast und Heizleistung3.2 Kühllasten und Kühlleistung3.3 Berechnung der inneren Kühllast3.4 Berechnung der äußeren Kühllast4. Lufttechnische Anlagen4.1 Frischluftbedarf4.2 Raumluftströmung4.3 Kanalnetzberechnung4.4 Ventilatoren4.5 Filter5. Kälteanlagen5.1. Kaltdampfkompressionskälteanlagen5.2Absorptionskälteanlagen

Literatur
  • Schmitz, G.: Klimaanlagen, Skript zur Vorlesung
  • VDI Wärmeatlas, 11. Auflage, Springer Verlag, Düsseldorf 2013
  • Herwig, H.; Moschallski, A.: Wärmeübertragung, Vieweg+Teubner Verlag, Wiesbaden 2009
  • Recknagel, H.;  Sprenger, E.; Schrammek, E.-R.: Taschenbuch für Heizung- und Klimatechnik 2013/2014, 76. Auflage, Deutscher Industrieverlag, 2013



Lehrveranstaltung L0595: Klimaanlagen
Typ Hörsaalübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Gerhard Schmitz
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M0749: Abfallbehandlung und Feststoffverfahrenstechnik

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Feststoffverfahrenstechnik für Biomassen (L0052) Vorlesung 2 2
Thermische Abfallbehandlung (L0320) Vorlesung 2 2
Thermische Abfallbehandlung (L1177) Hörsaalübung 1 2
Modulverantwortlicher Prof. Kerstin Kuchta
Zulassungsvoraussetzungen keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Grundlagen der Thermodynamik, 

Grundlagen Strömungsmechanik

Grundlagen der Chemie

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Studierende können aktuellen Frage- und Problemstellungen aus dem Gebiet der thermischen Abfallbehandlungstechnik und der Feststoffverfahrenstechnik beschreiben. 

Die großtechnische Anwendung verfahrenstechnischer Grundoperationen wird an aktuellen Beispielen der Abfallverbrennung und der Verarbeitung fester Biomassen demonstriert. Hierzu gehören unter anderem: Zusammensetzung, Zerkleinern, Fördern und Dosieren, Trocknen und Agglomerieren nachwachsender Rohstoffe und Abfällen im Rahmen der Herstellung von Brennnstoffen, der Bioethanolerzeugung, der Gewinnung und Veredelung von Pflanzenölen, von Biomass-to-liquid-Prozessen sowie der Herstellung von wood-plasic-composites, elektrischem Strom, Wärme und mineralischen Rezyklaten.

Fertigkeiten

Die Studierenden sind in der Lage, geeignete Verfahren für die Behandlung bestimmter Abfälle oder Rohstoffe in Abhängigkeit von deren Charakteristika und den Zielsetzungen auszuwählen. Sie können den technischen Aufwand und die ökologischen Folgen der Technologien  abschätzen .

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden können

  • respektvoll in der Gruppe lernen und technische Fragestellungen diskutieren, 
  • wissenschaftliche Aufgabenstellungen fachspezifische und fachübergreifende diskutieren,
  • gemeinsame Lösungen entwickeln,
  • fachliche konstruktives Feedback geben und mit Rückmeldungen zu ihrem eigenen Leistungen umgehen.
Selbstständigkeit

Die Studierenden können sich selbstständig Quellen über das jeweilige Fachgebiet erschließen, sich das darin enthaltene Wissen aneignen und auf neue Fragestellungen transformieren. Sie sind fähig in Rücksprache mit Lehrenden ihren jeweiligen Lernstand konkret zu beurteilen und dieser Basis weitere Fragestellungen und für die Lösung notwendigen Arbeitsschritte zu definieren. 

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 110, Präsenzstudium 70
Leistungspunkte 6
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 120 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Bioverfahrenstechnik: Vertiefung A - Allgemeine Bioverfahrenstechnik: Wahlpflicht
Energie- und Umwelttechnik: Vertiefung Energie- und Umwelttechnik: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Verfahrenstechnik und Biotechnologie: Wahlpflicht
Regenerative Energien: Vertiefung Bioenergie: Wahlpflicht
Verfahrenstechnik: Vertiefung Chemische Verfahrenstechnik: Wahlpflicht
Verfahrenstechnik: Vertiefung Allgemeine Verfahrenstechnik: Wahlpflicht
Wasser- und Umweltingenieurwesen: Vertiefung Umwelt: Pflicht
Wasser- und Umweltingenieurwesen: Vertiefung Stadt: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0052: Feststoffverfahrenstechnik für Biomassen
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Werner Sitzmann
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt Die großtechnische Anwendung verfahrenstechnischer Grundoperationen wird an aktuellen Beispielen der Verarbeitung fester Biomassen demonstriert. Hierzu gehören unter anderem: Zerkleinern, Fördern und Dosieren, Trocknen und Agglomerieren nachwachsender Rohstoffe im Rahmen der Herstellung von Brennnstoffen, der Bioethanolerzeugung, der Gewinnung und Veredelung von Pflanzenölen, von Biomass-to-liquid-Prozessen sowie der Herstellung von wood-plasic-composites. Aspekte zum Explosionsschutz und zur Anlagenplanung ergänzen die Vorlesung.
Literatur

Kaltschmitt M., Hartmann H. (Hrsg.): Energie aus Bioamsse, Springer Verlag, 2001, ISBN 3-540-64853-4

Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz, Schriftenreihe Nachwachsende Rohstoffe,

Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. www.nachwachsende-rohstoffe.de

Bockisch M.: Nahrungsfette und -öle, Ulmer Verlag, 1993, ISBN 380000158175


Lehrveranstaltung L0320: Thermal Waste Treatment
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Kerstin Kuchta, Dr. Joachim Gerth, Dr. Ernst-Ulrich Hartge
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt
  • Introduction, actual state-of-the-art of waste incineration, aims. legal background, reaction principals
  • basics of incineration processes: waste composition, calorific value, calculation of air demand and flue gas composition 
  • Incineration techniques: grate firing, ash transfer, boiler
  • Flue gas cleaning: Volume, composition, legal frame work and emission limits, dry treatment, scrubber, de-nox techniques, dioxin elimination, Mercury elimination
  • Ash treatment: Mass, quality, treatment concepts, recycling, disposal
Literatur

Thomé-Kozmiensky, K. J. (Hrsg.): Thermische Abfallbehandlung Bande 1-7. EF-Verlag für Energie- und Umwelttechnik, Berlin, 196 - 2013.

Lehrveranstaltung L1177: Thermal Waste Treatment
Typ Hörsaalübung
SWS 1
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 46, Präsenzstudium 14
Dozenten Dr. Ernst-Ulrich Hartge, Dr. Joachim Gerth
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M0906: Molecular Modeling and Computational Fluid Dynamics

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Numerische Strömungssimulation - Übung mit OpenFoam (L1375) Gruppenübung 1 1
Numerische Strömungssimulation in der Verfahrenstechnik (L1052) Vorlesung 2 2
Statistische Thermodynamik und molekulare Modellierung (L0099) Vorlesung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Michael Schlüter
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse
  • Mathematics
  • Basic knowledge in Fluid Mechanics
  • Basic knowledge in chemical thermodynamics
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

After successful completion of the module the students are able to

  • explain the the basic principles of statistical thermodynamics (ensembles, simple systems) 
  • describe the main approaches in classical Molecular Modeling (Monte Carlo, Molecular Dynamics) in various ensembles
  • discuss examples of computer programs in detail,
  • evaluate the application of numerical simulations,
  • list the possible start and boundary conditions for a numerical simulation.
Fertigkeiten

The students are able to:

  • set up computer programs for solving simple problems by Monte Carlo or molecular dynamics,
  • solve problems by molecular modeling,
  • set up a numerical grid,
  • perform a simple numerical simulation with OpenFoam,
  • evaluate the result of a numerical simulation.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

The students are able to

  • develop joint solutions in mixed teams and present them in front of the other students,
  • to collaborate in a team and to reflect their own contribution toward it.




Selbstständigkeit

The students are able to:

  • evaluate their learning progress and to define the following steps of learning on that basis,
  • evaluate possible consequences for their profession.
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 110, Präsenzstudium 70
Leistungspunkte 6
Prüfung Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 1 Stunde Gruppenprüfung
Zuordnung zu folgenden Curricula Bioverfahrenstechnik: Vertiefung A - Allgemeine Bioverfahrenstechnik: Wahlpflicht
Bioverfahrenstechnik: Vertiefung B - Industrielle Bioverfahrenstechnik: Wahlpflicht
Chemical and Bioprocess Engineering: Vertiefung Chemische Verfahrenstechnik: Wahlpflicht
Chemical and Bioprocess Engineering: Vertiefung Allgemeine Verfahrenstechnik: Wahlpflicht
Energie- und Umwelttechnik: Vertiefung Energie- und Umwelttechnik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Verfahrenstechnik: Vertiefung Chemische Verfahrenstechnik: Wahlpflicht
Verfahrenstechnik: Vertiefung Allgemeine Verfahrenstechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1375: Computational Fluid Dynamics - Exercises in OpenFoam
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Michael Schlüter
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt
  • generation of numerical grids with a common grid generator
  • selection of models and boundary conditions
  • basic numerical simulation with OpenFoam within the TUHH CIP-Pool


Literatur OpenFoam Tutorials (StudIP)
Lehrveranstaltung L1052: Computational Fluid Dynamics in Process Engineering
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Michael Schlüter
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt
  • Introduction into partial differential equations
  • Basic equations
  • Boundary conditions and grids
  • Numerical methods
  • Finite difference method
  • Finite volume method
  • Time discretisation and stability
  • Population balance
  • Multiphase Systems
  • Modeling of Turbulent Flows
  • Exercises: Stability Analysis 
  • Exercises: Example on CFD - analytically/numerically 
Literatur

Paschedag A.R.: CFD in der Verfahrenstechnik: Allgemeine Grundlagen und mehrphasige Anwendungen, Wiley-VCH, 2004 ISBN 3-527-30994-2.

Ferziger, J.H.; Peric, M.: Numerische Strömungsmechanik. Springer-Verlag, Berlin, 2008, ISBN: 3540675868.

Ferziger, J.H.; Peric, M.: Computational Methods for Fluid Dynamics. Springer, 2002, ISBN 3-540-42074-6


Lehrveranstaltung L0099: Statistical Thermodynamics and Molecular Modelling
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Dr. Sven Jakobtorweihen
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt
  • Some lectures will be carried out as computer exercises
  • Introduction to Statistical Mechanics
  • The ensemble concept
  • The classical limit
  • Intermolecular potentials, force fields
  • Monte Carlo simulations (acceptance rules) (Übungen im Rechnerpool) (exercises in computer pool)
  • Molecular Dynamics Simulations (integration of equations of motion, calculating transport properties) (exercises in computer pool)
  • Molecular simulation of Phase equilibria (Gibbs Ensemble)
  • Methods for the calculation of free energies
Literatur

Daan Frenkel, Berend Smit: Understanding Molecular Simulation, Academic Press

M. P. Allen, D. J. Tildesley: Computer Simulations of Liquids, Oxford Univ. Press 

A.R. Leach: Molecular Modelling – Principles and Applications, Prentice Hall, N.Y.

D. A. McQuarrie: Statistical Mechanics, University Science Books

T. L. Hill: Statistical Mechanics , Dover Publications 


Modul M0847: Analytical Methods and Treatment Technologies for Wastewaters

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Kosteneffiziente Methoden der Wasser- und Abwasseranalytik (L0505) Vorlesung 2 3
Nichtbiologische Reinigungsverfahren (L0482) Vorlesung 2 3
Modulverantwortlicher NN
Zulassungsvoraussetzungen none
Empfohlene Vorkenntnisse Fundamental knowledge in chemistry and physics (knowledge acquired at school)
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen The students know some non-biological processes for the treatment of water and wastewater as well as the fundamentals of mass transfer which is essential for many treatment processes. They have knowledge about analytical procedures which can be applied even without the availability of a laboratory and which are useful for evaluating the performance of (waste)water treatment processes and the assessment of surface water quality in an economically feasible way.
Fertigkeiten The students are able to select suitable processes for the treatment of wastewaters with respect to their characteristics. They can evaluate the efforts and costs for analytical procedures for the characterization of waters/wastewaters and select economically feasible analytical procedures.
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz The students have the competence to plan and to perform wastewater analyses together with colleagues in small groups and to efficiently distribute the respective tasks within the group.
Selbstständigkeit The students are capable to make their own decisions with respect to the selection of suitable water/wastewater treatment processes as well as economically feasible analytical procedures for water/wastewater characterization.
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Prüfung Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Bioverfahrenstechnik: Vertiefung A - Allgemeine Bioverfahrenstechnik: Wahlpflicht
Energie- und Umwelttechnik: Vertiefung Energie- und Umwelttechnik: Wahlpflicht
Environmental Engineering: Vertiefung Wasser: Wahlpflicht
Joint European Master in Environmental Studies - Cities and Sustainability: Vertiefung Wasser: Wahlpflicht
Verfahrenstechnik: Vertiefung Umweltverfahrenstechnik: Wahlpflicht
Verfahrenstechnik: Vertiefung Allgemeine Verfahrenstechnik: Wahlpflicht
Wasser- und Umweltingenieurwesen: Vertiefung Wasser: Wahlpflicht
Wasser- und Umweltingenieurwesen: Vertiefung Umwelt: Wahlpflicht
Wasser- und Umweltingenieurwesen: Vertiefung Stadt: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0505: Low-Cost Procedures for Water and Wastewater Analysis
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Studienleistung Fachpraktische Arbeit: Vorbereitung und Durchführung des praktischen Vorlesungsteils (Vergleich von vier verschiedenen Methoden zur Phosphatanalyse sowie Ermittlung der Kosten pro Analyse und Beurteilung der Zuverlässigkeiten der verschiedenen Analyseverfahren) sowie Ausarbeitung eines Versuchsprotokolls (ca. 15 Seiten).
Dozenten NN
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

1 Introduction

2 Costing of wastewater and water analyses

3 Parameters routinely measured in municipal wastewater effluents

4 Surrogate parameters

5 Field methods

6 Basic laboratory instruments and equipment

6.1 Balances

6.2 Volumetric dosing instruments

6.3 Photometer

6.3.1 General

6.3.2 Principle of photometry

6.3.3 Elements of a photometer

6.4 Deionised water supply

6.5 Safety equipment

7 Inorganic parameters

7.1 Inorganic parameters by probes/electrodes

7.1.1 Dissolved oxygen

7.1.1.1 Polarographic measurement of dissolved oxygen

7.1.1.2 Optical probe for measuring dissolved oxygen utilising luminescence quenching of oxygen

7.1.1.3 Titrimetric determination of dissolved oxygen

7.1.2 pH

7.1.3 Alkalinity

7.1.4 Electric conductivity/salinity

7.2 Nitrogen and phosphorus compounds (nutrients)

7.2.1 Colorimetric methods without expensive instruments

7.2.2 Reflectometric methods

7.2.3 Photometric methods

8 Particles in water and wastewater

9 Organic sum parameters

9.1 Overview

9.2 Chemical Oxygen Demand: Why to avoid COD analyses by the dichromate method?

9.3 TOC cuvette tests

9.4 Absorption of UV light (254 nm) as a surrogate parameter for COD

9.5 Volatile Solids as surrogate for COD

9.6 Biological oxygen demand

10 Microbiological parameters determined in a low-cost way

11 Toxicity toward activated sludge

Literatur Skript auf StudIP
Lehrveranstaltung L0482: Physico-Chemical Water Treatment
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten NN
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

- Stripping
- Evaporation
- Wastewater Incineration
- Wet Air Oxidation

- Ozonation
- Advanced Oxidation Processes

Literatur

Physical-Chemical Treatment of Water and Wastewater, A.P. Sincero, G.A. Sincero, CRC Press, Boca Raton 2003;
Handbook of Separation Techniques for Chemical Engineers, P.A. Schweitzer, ed., McGraw-Hill, New York 1988
Perry´s Chemical Engineers´ Handbook, R.H. Perry, D.W. Green, J.O. Maloney, eds., McGraw-Hill, New York 1984
Chemical Engineering, Vol. 2, J.M. Coulson, J.F. Richardson, Pergamon Press, Oxford 1991
Ozone in Water Treatment, B. Langlais, D.A. Reckhow, D.R. Brink, eds., Lewis Publishers, Chelsea 1991

Modul M0900: Ausgewählte Prozesse der Feststoffverfahrenstechnik

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Grundlagen der Wirbelschichttechnologie (L0431) Vorlesung 2 2
Praktikum Wirbelschichttechnologie (L1369) Laborpraktikum 1 1
Technische Anwendungen der Partikeltechnologie (L0955) Vorlesung 2 2
Übungen zur Wirbelschichttechnologie (L1372) Gruppenübung 1 1
Modulverantwortlicher Prof. Stefan Heinrich
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse Kenntnisse aus dem Modul Partikletechnologie I
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Nach Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage, beispielhaft die Zusammenstellung von Prozessen der Feststoffverfahrenstechnik aus Apparaten und Verfahren der Partikeltechnologie zu beschreiben und das Zusammenwirken einzelner Teilprozesse in einem Gesamtprozess erläutern.

Fertigkeiten

Die Studierenden sind in der Lage, Aufgabenstellungen in der Feststoffverfahrenstechnik zu analysieren und geeignete Prozessketten zusammenzustellen.



Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz Studierende sind in der Lage fachspezifische Inhalte in wissenschaftlicher Weise zu diskutieren.
Selbstständigkeit
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 96, Präsenzstudium 84
Leistungspunkte 6
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 120 Minuten
Zuordnung zu folgenden Curricula Bioverfahrenstechnik: Vertiefung A - Allgemeine Bioverfahrenstechnik: Wahlpflicht
Energie- und Umwelttechnik: Vertiefung Energie- und Umwelttechnik: Wahlpflicht
Regenerative Energien: Vertiefung Bioenergie: Wahlpflicht
Regenerative Energien: Vertiefung Bioenergie: Wahlpflicht
Verfahrenstechnik: Vertiefung Chemische Verfahrenstechnik: Wahlpflicht
Verfahrenstechnik: Vertiefung Allgemeine Verfahrenstechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0431: Fluidization Technology
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Stefan Heinrich
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

Introduction: definition, fluidization regimes, comparison with other types of gas/solids reactors
Typical fluidized bed applications
Fluidmechanical principle
Local fluid mechanics of gas/solid fluidization
Fast fluidization (circulating fluidized bed)
Entrainment
Solids mixing in fluidized beds
Application of fluidized beds to granulation and drying processes


Literatur

Kunii, D.; Levenspiel, O.: Fluidization Engineering. Butterworth Heinemann, Boston, 1991.


Lehrveranstaltung L1369: Practical Course Fluidization Technology
Typ Laborpraktikum
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Studienleistung Verpflichtender Praktikumsbericht: drei Berichte (pro Versuch ein Bericht) à 5-10 Seiten.
Dozenten Prof. Stefan Heinrich
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

Experiments:

  • Determination of the minimum fluidization velocity
  • heat transfer
  • granulation
  • drying


Literatur

Kunii, D.; Levenspiel, O.: Fluidization Engineering. Butterworth Heinemann, Boston, 1991.


Lehrveranstaltung L0955: Technische Anwendungen der Partikeltechnologie
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Werner Sitzmann
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt Auf der Basis physikalischer Grundlagen werden die Grundoperationen Mischen, Trennen, Agglomerieren und Zerkleinern hinsichtlich ihrer technischen Anwendung aus Sicht des Praktikers diskutiert. Es werden Maschinen und Apparate vorgestellt, deren Aufbau und Wirkungsweise erklärt und ihre Einbindung in Produktionsprozesse der Chemie, der Lebens- und Futtermitteltechnik sowie der Endsorgungs- und Recyclingindustrie veranschaulicht.
Literatur Stieß M: Mechanische Verfahrenstechnik I und II, Springer - Verlag, 1997
Lehrveranstaltung L1372: Exercises in Fluidization Technology
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Stefan Heinrich
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

Exercises and calculation examples for the lecture Fluidization Technology


Literatur

Kunii, D.; Levenspiel, O.: Fluidization Engineering. Butterworth Heinemann, Boston, 1991.


Modul M0904: Projektierungskurs

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Projektierungskurs (L1050) Projektierungskurs 6 6
Modulverantwortlicher Dozenten des SD V
Zulassungsvoraussetzungen keine
Empfohlene Vorkenntnisse
  • Partikeltechnologie und Feststoffverfahrenstechnik  
  • Transportprozesse  
  • Prozess- und Anlagentechnik II  
  • Strömungsmechanik in der Verfahrenstechnik  
  • Chemische Reaktionstechnik - Vertiefung  
  • Bioprozess- und Biosystemstechnik  


Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Nach erfolgreicher Teilnahme am Projektierungskurs wissen die Studierenden:

  • wie ein Team zur Bearbeitung einer komplexen verfahrenstechnischen Aufgabe zusammenarbeitet
  • welche Planungswerkzeuge für die zur Auslegung eines verfahrenstechnischen Prozesses benötigt werden
  • welche Hindernisse und Schwierigkeiten bei der Auslegung eines verfahrenstechnischen Prozesses auftreten


Fertigkeiten

Studierende sind nach erfolgreicher Teilnahme in der Lage:

  • Auslegungswerkzeuge auf eine konkrete verfahrenstechnische Aufgabenstellung anzuwenden,
  • Verfahrenstechnische Anlagenkomponenten für ein Gesamtsystem auszuwählen und zu verknüpfen,
  • Alle wesentlichen Daten für die ökonomische und ökologische Bewertung eines Anlagenkonzeptes zusammenzustellen,
  • Methoden des Projektmanagements auf verfahrenstechnische Vorhaben anzuwenden.
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden können in international besetzten teams auf englisch diskutieren und unter Zeitdruck einen Lösungsweg erarbeiten.

Selbstständigkeit

Studierende sind in der Lage, eigenständig Aufgaben zu definieren, hierfür notwendiges Wissen aufbauend auf dem vermittelten Wissen selbst zu erarbeiten sowie geeignete Mittel zur Umsetzung einzusetzen. Sie können sich selbst im Team organisieren und Prioritäten vergeben.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 96, Präsenzstudium 84
Leistungspunkte 6
Prüfung Projektarbeit
Prüfungsdauer und -umfang
Zuordnung zu folgenden Curricula Bioverfahrenstechnik: Kernqualifikation: Pflicht
Chemical and Bioprocess Engineering: Kernqualifikation: Pflicht
Energie- und Umwelttechnik: Vertiefung Energie- und Umwelttechnik: Wahlpflicht
Verfahrenstechnik: Kernqualifikation: Pflicht
Lehrveranstaltung L1050: Projektierungskurs
Typ Projektierungskurs
SWS 6
LP 6
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 96, Präsenzstudium 84
Dozenten NN
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

Im Projektierungskurs sollen die Studierenden in Arbeitsgruppen den Gesamtkomplex einer energie- oder verfahrenstechnischen Anlage planen, die einzelnen Anlagenkomponenten auslegen und berechnen sowie eine vollständige Kostenkalkulation erarbeiten. Bei der Projektierung sind sicherheitstechnische Aspekte zu berücksichtigen sowie das Genehmigungsverfahren/Behördenengineering.

Literatur

Modul M0802: Membrane Technology

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Membrantechnologie (L0399) Vorlesung 2 3
Membrantechnologie (L0400) Gruppenübung 1 2
Membrantechnologie (L0401) Laborpraktikum 1 1
Modulverantwortlicher Prof. Mathias Ernst
Zulassungsvoraussetzungen

None

Empfohlene Vorkenntnisse

Basic knowledge of water chemistry. Knowledge of the core processes involved in water, gas and steam treatment

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Students will be able to rank the technical applications of industrially important membrane processes. They will be able to explain the different driving forces behind existing membrane separation processes. Students will be able to name materials used in membrane filtration and their advantages and disadvantages. Students will be able to explain the key differences in the use of membranes in water, other liquid media, gases and in liquid/gas mixtures.

Fertigkeiten

Students will be able to prepare mathematical equations for material transport in porous and solution-diffusion membranes and calculate key parameters in the membrane separation process. They will be able to handle technical membrane processes using available boundary data and provide recommendations for the sequence of different treatment processes. Through their own experiments, students will be able to classify the separation efficiency, filtration characteristics and application of different membrane materials. Students will be able to characterise the formation of the fouling layer in different waters and apply technical measures to control this. 

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Students will be able to work in diverse teams on tasks in the field of membrane technology. They will be able to make decisions within their group on laboratory experiments to be undertaken jointly and present these to others. 

Selbstständigkeit

Students will be in a position to solve homework on the topic of membrane technology independently. They will be capable of finding creative solutions to technical questions.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Bioverfahrenstechnik: Vertiefung A - Allgemeine Bioverfahrenstechnik: Wahlpflicht
Bioverfahrenstechnik: Vertiefung B - Industrielle Bioverfahrenstechnik: Wahlpflicht
Chemical and Bioprocess Engineering: Vertiefung Chemische Verfahrenstechnik: Wahlpflicht
Chemical and Bioprocess Engineering: Vertiefung Allgemeine Verfahrenstechnik: Wahlpflicht
Energie- und Umwelttechnik: Vertiefung Energie- und Umwelttechnik: Wahlpflicht
Environmental Engineering: Vertiefung Wasser: Wahlpflicht
Joint European Master in Environmental Studies - Cities and Sustainability: Vertiefung Wasser: Wahlpflicht
Verfahrenstechnik: Vertiefung Umweltverfahrenstechnik: Wahlpflicht
Verfahrenstechnik: Vertiefung Allgemeine Verfahrenstechnik: Wahlpflicht
Wasser- und Umweltingenieurwesen: Vertiefung Wasser: Wahlpflicht
Wasser- und Umweltingenieurwesen: Vertiefung Umwelt: Wahlpflicht
Wasser- und Umweltingenieurwesen: Vertiefung Stadt: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0399: Membrane Technology
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Mathias Ernst
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

The lecture on membrane technology supply provides students with a broad understanding of existing membrane treatment processes, encompassing pressure driven membrane processes, membrane application in electrodialyis, pervaporation as well as membrane distillation. The lectures main focus is the industrial production of drinking water like particle separation or desalination; however gas separation processes as well as specific wastewater oriented applications such as membrane bioreactor systems will be discussed as well.

Initially, basics in low pressure and high pressure membrane applications are presented (microfiltration, ultrafiltration, nanofiltration, reverse osmosis). Students learn about essential water quality parameter, transport equations and key parameter for pore membrane as well as solution diffusion membrane systems. The lecture sets a specific focus on fouling and scaling issues and provides knowledge on methods how to tackle with these phenomena in real water treatment application. A further part of the lecture deals with the character and manufacturing of different membrane materials and the characterization of membrane material by simple methods and advanced analysis.

The functions, advantages and drawbacks of different membrane housings and modules are explained. Students learn how an industrial membrane application is designed in the succession of treatment steps like pre-treatment, water conditioning, membrane integration and post-treatment of water. Besides theory, the students will be provided with knowledge on membrane demo-site examples and insights in industrial practice. 

Literatur
  • T. Melin, R. Rautenbach: Membranverfahren: Grundlagen der Modul- und Anlagenauslegung (2., erweiterte Auflage), Springer-Verlag, Berlin 2004.
  • Marcel Mulder, Basic Principles of Membrane Technology, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, The Netherlands
  • Richard W. Baker, Membrane Technology and Applications, Second Edition, John Wiley & Sons, Ltd., 2004
Lehrveranstaltung L0400: Membrane Technology
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 46, Präsenzstudium 14
Studienleistung Freiwillige Einreichung von Lösungen zu Übungsaufgaben. Über die Abgabe von Lösungen können Bonuspunkte für die Klausur gesammelt werden. Detailliertere Informationen erhalten die Studierenden bei Veranstaltungsbeginn.
Dozenten Prof. Mathias Ernst
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L0401: Membrane Technology
Typ Laborpraktikum
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Studienleistung Protokoll: Verpflichtende Abgabe eines Versuchsprotokolls über die durchgeführten Experimente.
Dozenten Prof. Mathias Ernst
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M1294: Bioenergie

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Biokraftstoffverfahrenstechnik (L0061) Vorlesung 1 1
Biokraftstoffverfahrenstechnik (L0062) Gruppenübung 1 1
Thermische Biomassenutzung (L1767) Vorlesung 2 2
World Market for Agricultural Commodities (L1769) Vorlesung 1 1
Zukunftsfähige Mobilität (L0010) Vorlesung 2 1
Modulverantwortlicher Prof. Martin Kaltschmitt
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

keine

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Studierenden können die Grundlagen der Energiegewinnung aus Biomasse, über aerobe und anaerobe Abfallbehandlungsverfahren, die dabei gewonnenen Produkte und die Behandlung der jeweils entstehenden Emissionen wiedergeben. 

Fertigkeiten

Die Studierenden können das erlernte Wissen über biomasse-basierte Energierzeugungsanlagen anwenden, um für unterschiedliche Fragestellungen, beispielsweise bezüglich der Dimensionierung und Auslegung von Anlagen, die Zusammenhänge zu erläutern. In diesem Zusammenhang sind die Studierenden auch in der Lage Berechnungsaufgaben zur Verbrennung, Vergasung und Biogas-, Biodiesel- und Bioethanolnutzung zu lösen. 

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz


Selbstständigkeit

Die Studierenden können sich zur Aufarbeitung der Vorlesungschwerpunkte selbstständig Quellen über das Fachgebiet erschließen, Wissen auswählen und aneignen. Des Weiteren können die Studierenden, unter Hilfestellung der Lehrenden, eigenständig Berechnungen zu biomasse-nutzenden Energiesysteme erfüllen und so Ihren jeweiligen Lernstand einschätzen und auf dieser Basis weitere Arbeitsschritte definieren.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 82, Präsenzstudium 98
Leistungspunkte 6
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 3 Stunden
Zuordnung zu folgenden Curricula Bioverfahrenstechnik: Vertiefung A - Allgemeine Bioverfahrenstechnik: Wahlpflicht
Energie- und Umwelttechnik: Vertiefung Energie- und Umwelttechnik: Wahlpflicht
Energietechnik: Vertiefung Energiesysteme: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Regenerative Energien: Wahlpflicht
Regenerative Energien: Kernqualifikation: Pflicht
Verfahrenstechnik: Vertiefung Umweltverfahrenstechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0061: Biokraftstoffverfahrenstechnik
Typ Vorlesung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Dr. Oliver Lüdtke
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Allgemeine Einleitung
  • Was sind Biokraftstoffe?
  • Märkte & Entwicklungen
  • Gesetzliche Rahmenbedingungen
  • Treibhausgaseinsparungen
  • Generationen der Biokraftstoffe
    • Bioethanol der ersten Generation
      • Rohstoffe
      • Fermentation
      • Destillation
    • Biobutanol / ETBE
    • Bioethanol der zweiten Generation
      • Bioethanol aus Stroh
    • Biodiesel der ersten Generation
      • Rohstoffe
      • Produktionsprozess
      • Biodiesel & Rohstoffe
    • HVO / HEFA
    • Biodiesel der zweiten Generation
      • Biodiesel aus Algen
  • Biogas als Kraftstoff
    • Biogas der ersten Generation
      • Rohstoffe
      • Fermentation
      • Reinigung zu Biomethan
    • Biogas der zweiten Generation & Vergasungsverfahren
    • Methanol / DME aus Holz und Tall oil©


Literatur
  • Skriptum zur Vorlesung
  • Drapcho, Nhuan, Walker; Biofuels Engineering Process Technology
  • Harwardt; Systematic design of separations for processing of biorenewables
  • Kaltschmitt; Hartmann; Energie aus Biomasse: Grundlagen, Techniken und Verfahren
  • Mousdale; Biofuels - Biotechnology, Chemistry and Sustainable Development
  • VDI Wärmeatlas


Lehrveranstaltung L0062: Biokraftstoffverfahrenstechnik
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Dr. Oliver Lüdtke
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Ökobilanzen
    • Exemplarisches Beispiel zur Bewertung von CO2 Einsparungspotentialen durch alternative Kraftstoffe -- Wahl der Systemgrenzen und Datenbanken
  • Bioethanolherstellung
    • Anwendungsaufgabe in der die Grundlagen der thermischen Trennverfahren (Rektifikation, Extraktion) thematisiert werden. Dabei liegt der Fokus auf einer Kolonnenauslegung, inkl. Wärmebedarf, Stufenanzahl, Rücklaufverhältnis...
  • Biodieselherstellung
    • Verfahrenstechnische Optionen der Fest/Flüssigtrennung, inklusive Grundgleichungen zum Abschätzen von Leistung, Energiebedarf, Trennschärfe und Durchsatz
  • Biomethanproduktion
    • Chemische Reaktionen, die bei der Herstellung von Biokraftstoffen relevant sind, inklusive Gleichgewichte, Aktivierungsenergien, shift-Reaktionen


Literatur

Skriptum zur Vorlesung

Lehrveranstaltung L1767: Thermische Biomassenutzung
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Martin Kaltschmitt
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

Ziel dieses Kurses ist es, die physikalischen, chemischen und biologischen als auch die technischen, wirtschaftlichen und ökologischen Grundlagen aller Optionen der Energieerzeugung aus Biomasse aus deutscher und internationaler Sicht zu diskutieren. Zusätzlich unterschiedlichen Systemansätze zur Nutzung von Biomasse für die Energieerzeugung, Aspekte der Bioenergie im Energiesystem zu integrieren, technische und wirtschaftliche Entwicklungspotenziale und die aktuelle und erwartete zukünftige Verwendung innerhalb des Energiesystems vorgestellt.
Der Kurs ist wie folgt aufgebaut:

  • Biomasse als Energieträger im Energiesystem, die Nutzung von Biomasse in Deutschland und weltweit, Übersicht über den Inhalt des Kurses
  • Photosynthese , die Zusammensetzung der organischen Stoffe , Pflanzenproduktion , Energiepflanzen , Reststoffen, organischen Abfällen
  • Biomasse Bereitstellung Ketten für holzige und krautige Biomasse , Ernte und Bereitstellung , Transport, Lagerung, Trocknung
    - Thermo - chemische Umwandlung von biogenen Festbrennstoffen
    • Grundlagen der thermo- chemischen Umwandlung
    • Direkte thermo- chemische Umwandlung durch Verbrennung: Verbrennungstechnologien für kleine und Großanlagen , Strom- Erzeugungstechnologien , Abgasbehandlungstechnologien, Asche und ihre Verwendun
    • Vergasung: Vergasungstechnologien, Gasreinigungstechnologien, Optionen zur Nutzung des gereinigten Gases für die Bereitstellung von Wärme, Strom und/oder Brennstoffe
    • Schnelle und langsame Pyrolyse : Technologien für die Bereitstellung von Bio-Öl und / oder für die Bereitstellung von Kohle -, Öl- Reinigungstechnologien , Optionen um die Pyrolyse- Öl und Kohle als Energieträger als auch als Rohstoff verwenden
  • Physikalisch-chemische Umwandlung von Biomasse , die Öle und / oder Fette : Grundlagen , Ölsaaten und Ölfrüchte, Pflanzenölproduktion , die Produktion von Biokraftstoff mit standardisierten Merkmalen ( Umesterung , Hydrierung, Co-Processing in bestehenden Raffinerien) , Optionen der Nutzung dieser Kraftstoffe, Optionen zur Verwendung der Rückstände (d.h. Mehl, Glycerin)
    • Bio- chemische Umwandlung von Biomasse
    • Grundlagen der bio- chemische Umwandlung
    • Biogas : Prozess- Technologien für Anlagen mit landwirtschaftlichen Rohstoffen , Klärschlamm ( Klärgas ), organische Abfallfraktion (Deponiegas ) , Technologien für die Bereitstellung von Biomethan , die Verwendung des aufgeschlossenen Schlamm
    • Ethanol-Produktion : Prozesstechnologien für Einsatzmaterial, Zucker, Stärke oder Cellulose , die Verwendung von Ethanol als Kraftstoff, Verwendung der Schlempe
Literatur

Kaltschmitt, M.; Hartmann, H. (Hrsg.): Energie aus Biomasse; Springer, Berlin, Heidelberg, 2009, 2. Auflage

Lehrveranstaltung L1769: World Market for Agricultural Commodities
Typ Vorlesung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Thomas Mielke
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt
Literatur
Lehrveranstaltung L0010: Zukunftsfähige Mobilität
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 2, Präsenzstudium 28
Dozenten Dr. Karsten Wilbrand
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Globale Megatrends und zukünftige Herausforderungen der Energieversorgung
  • Energieszenarien bis 2060 und Bedeutung für den Mobilitätssektor
  • Nachhaltiger Luft-, Schiffs-, Schienen und Strassenverkehr
  • Entwicklungen bei Fahrzeug- und Antriebs-Technologie
  • Überblick Heutige Kraftstoffe (Produktion und Einsatz)
  • Biokraftstoffe der 1. und 2. Generation (Verfügbarkeit, Produktion, Verträglichkeit)
  • Erdgas (GTL, CNG, LNG)
  • Elektromobilität mit Batterie und Wasserstoff-Brennstoffzelle
  • Well-to-Wheel CO2 Analysen der verschiedenen Optionen
  • Rechtlicher Rahmen für Personen und Güterverkehr


Literatur
  • Eigene Unterlagen
  • Veröffentlichungen
  • Fachliteratur


Fachmodule der Vertiefung Energietechnik

Diese Vertiefung, aus welcher drei Module auszuwählen sind, besteht aus Wahlpflichtveranstaltungen, die ein breites Spektrum berufsrelevanter Aspekte der Energietechnik vermitteln. Schwerpunktmäßig konzentriert diese Vertiefung auf die Stromerzeugung aus konventionellen und aus erneuerbaren Energiequellen und berücksichtigt zudem auch die Stromverteilung.


Modul M0742: Wärmetechnik

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Wärmetechnik (L0023) Vorlesung 3 5
Wärmetechnik (L0024) Hörsaalübung 1 1
Modulverantwortlicher Prof. Gerhard Schmitz
Zulassungsvoraussetzungen keine
Empfohlene Vorkenntnisse Technische Thermodynamik I, II, Strömungsmechanik, Wärmeübertragung
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Studierende kennen die verschiedenen Energiewandlungsstufen und den Unterschied zwischen einem Wirkungsgrad und einem Nutzungsgrad. Sie verfügen über vertiefte Grundkenntnisse in  der Wärme- und Stoffübertragung, insbesondere hinsichtlich der Anwendung im Gebäude- und Fahrzeugbau. Sie sind mit dem Aufbau und dem Inhalt der Energiesparverordnung und weiterer Technischer Regeln vertraut. Sie wissen verschiedene Beheizsysteme in den Bereichen Haushalt und Kleinverbraucher, Gewerbe und Industrie zu unterscheiden und wie ein Beheizungssystem geregelt wird. Sie können für einen Feuerraum ein Modell mit den entsprechenden Wärmeströmen aufstellen und damit zeitliche Temperaturverläufe ermitteln. Sie beherrschen die Grundlagen der Schadstoffbildung bei Brennern von Kleinfeuerungen und wissen, wie Abgase gefahrlos abgeführt werden. Darüber hinaus sind sie mit objektorientierten Modellierungsarten von thermodynamischen Systemen vertraut.


Fertigkeiten

Studierende sind in der Lage, den Wärmebedarf für unterschiedliche Beheizungsaufgaben zu ermitteln und die entsprechenden Komponenten eines Heizungssystems auszulegen. Sie können eine Rohrnetzberechnung durchführen und sind befähigt, einfache Planungsaufgaben unter Einbeziehung von Solarenergie selbstständig durchzuführen. Sie schreiben zur Lösung dynamischer Probleme selbst einfache Modelica-Programme und sind in der Lage, aktuelle Forschungsergebnisse in die Praxis zu übertragen bzw. wissenschaftliche Arbeiten auf dem Gebiet der Wärmetechnik selbstständig durchzuführen.


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden können in Kleingruppen diskutieren und einen Lösungsweg erarbeiten.

Selbstständigkeit

Studierende sind in der Lage, eigenständig Aufgaben zu definieren, hierfür notwendiges Wissen aufbauend auf dem vermittelten Wissen selbst zu erarbeiten sowie geeignete Mittel zur Umsetzung einzusetzen.

  


Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 60 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Bioverfahrenstechnik: Vertiefung A - Allgemeine Bioverfahrenstechnik: Wahlpflicht
Energie- und Umwelttechnik: Vertiefung Energietechnik: Wahlpflicht
Energietechnik: Vertiefung Energiesysteme: Pflicht
Energietechnik: Vertiefung Schiffsmaschinenbau: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Energie- und Umwelttechnik: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Regenerative Energien: Kernqualifikation: Pflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Energietechnik: Wahlpflicht
Verfahrenstechnik: Vertiefung Allgemeine Verfahrenstechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0023: Wärmetechnik
Typ Vorlesung
SWS 3
LP 5
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 108, Präsenzstudium 42
Dozenten Prof. Gerhard Schmitz
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

1. Einleitung

2. Grundlagen der Wärmetechnik 2.1 Wärmeleitung 2.2 Konvektiver Wärmeübergang 2.3. Wärmestrahlung 2.4. Wärmedurchgang 2.5. Verbrennungstechnische Kennzahlen 2.6 Elektrische Erwärmung 2.7 Wassdampfdiffusion

3. Heizungssysteme 3.1. Warmwasserheizungen 3.2 Anlagen zur Warmwasserbereitung 3.3 Rohrnetzberechnung 3.4 Wärmeerzeuger 3.5 Warmluftheizungen 3.6 Strahlungsheizungen

4. Wärme- und Wärmebehandlungssysteme 4.1 Industrieöfen 4.2 Schmelzanlagen 4.3 Trocknungsanlagen 4.4 Schadstoffemissionen 4.5 Schornsteinberechnungsverfahren 4.6 Energiemesssysteme

5. Verordnung und Normen 5.1 Gebäude 5.2 Industrielle und gewerbliche Anlagen

Literatur
  • Schmitz, G.: Klimaanlagen, Skript zur Vorlesung
  • VDI Wärmeatlas, 11. Auflage, Springer Verlag, Düsseldorf 2013
  • Herwig, H.; Moschallski, A.: Wärmeübertragung, Vieweg+Teubner Verlag, Wiesbaden 2009
  • Recknagel, H.;  Sprenger, E.; Schrammek, E.-R.: Taschenbuch für Heizung- und Klimatechnik 2013/2014, 76. Auflage, Deutscher Industrieverlag, 2013
Lehrveranstaltung L0024: Wärmetechnik
Typ Hörsaalübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Gerhard Schmitz
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M0511: Stromerzeugung aus Wind- und Wasserkraft

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Regenerative Energieprojekte in neuen Märkten (L0014) Projektseminar 1 1
Wasserkraftnutzung (L0013) Vorlesung 1 1
Windenergieanlagen (L0011) Vorlesung 2 3
Windenergienutzung - Schwerpunkt Offshore (L0012) Vorlesung 1 1
Modulverantwortlicher Dr. Joachim Gerth
Zulassungsvoraussetzungen keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Thermodynamik, Strömungsmechanik, Grundlagen der Strömungsmaschinen


Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Mit Abschluss dieses Moduls können die Studierenden vertieftes Kenntnisse über Windenergieanlagen mit besonderem Fokus der Windenergienutzung unter den Offshore-Bedingungen detailliert erklären und unter Einbeziehung aktueller Problemstellung kritisch dazu Stellung beziehen. Desweiteren sind sie in der Lage die Nutzung der Wasserkraft zur Stromerzeugung grundlegend zu beschreiben. Die Studieren können das grundsätzliche Vorgehen bei der Umsetzung regenerativer Energieprojekte im außereuropäischen Ausland wiedergeben und erklären.


Fertigkeiten

Die Studierenden können mit Abschluss dieses Moduls die erlernten theoretischen Grundlagen auf beispielhafte Wasser- oder Windkraftsysteme anwenden und die sich ergebenden Zusammenhänge bezüglich der Auslegung und des Betriebs dieser Anlagen fachlich einschätzen und beurteilen. Die besondere Verfahrensweise zur Umsetzung erneuerbarer Energieprojekte im außereuropäischen Ausland können sie grundsätzliche mit der in Europa angewendeten Vorgehensweise kritisch vergleichen und auf beispielhafte Projekte theoretisch anwenden. 

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden können wissenschaftliche Aufgabenstellungen innerhalb eines Seminars fachspezifisch und fachübergreifend diskutieren.

Selbstständigkeit

Die Studierenden können sich selbstständig auf Basis der Schwerpunkte des Vorlesungsmaterials Quellen über das Fachgebiet erschließen, dieses zur Nachbereitung der Vorlesung nutzen und sich Wissen aneignen. 

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 110, Präsenzstudium 70
Leistungspunkte 6
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 3 Stunden
Zuordnung zu folgenden Curricula Bauingenieurwesen: Vertiefung Tragwerke: Wahlpflicht
Bauingenieurwesen: Vertiefung Tiefbau: Wahlpflicht
Bauingenieurwesen: Vertiefung Hafenbau und Küstenschutz: Wahlpflicht
Energie- und Umwelttechnik: Vertiefung Energietechnik: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Regenerative Energien: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Energie- und Umwelttechnik: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktentwicklung: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktion: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Werkstoffe: Wahlpflicht
Regenerative Energien: Kernqualifikation: Pflicht
Wasser- und Umweltingenieurwesen: Vertiefung Umwelt: Pflicht
Wasser- und Umweltingenieurwesen: Vertiefung Stadt: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0014: Regenerative Energieprojekte in neuen Märkten
Typ Projektseminar
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Dr. Andreas Wiese
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt
  1. Einführung
    • Entwicklung der erneuerbaren Energien weltweit
      • Historie
      • Zukünftige Märkte
    • Besondere Herausforderungen in neuen Märkten - Übersicht
  2. Beispielprojekt Windpark Korea
    • Übersicht
    • Technische Beschreibung
    • Projektphasen und Besonderheiten
  3. Förder- und Finanzierungsinstrumente für EE Projekten in neuen Märkten
    • Übersicht Fördermöglichkeiten
    • Übersicht Länder mit Einspeisegesetzen
    • Wichtige Finanzierungsprogramme
  4. CDM Projekte – Warum, wie, Beispiele
    • Übersicht CDM Prozess
    • Beispiele
    • Übungsaufgabe CDM
  5. Ländliche Elektrifizierung und Hybridsysteme – ein wichtiger Zukunftsmarkt für EE
    • Ländliche Elektrifizierung – Einführung
    • Typen von Elektrizifierungsprojekten
    • Die Rolle der EE
    • Auslegung von Hybridsystemen
    • Projektbeispiel: Hybridsystem Galapagos Inseln
  6. Ausschreibungsverfahren für EE Projekte – Beispiele
    • Südafrika
    • Brasilien
  7. Ausgewählte Projektbeispiele aus der Sicht einer Entwicklungsbank – Wesley Urena Vargas, KfW Entwicklungsbank
    • Geothermie
    • Wind oder CSP
Literatur Folien der Vorlesung
Lehrveranstaltung L0013: Wasserkraftnutzung
Typ Vorlesung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Dr. Stephan Heimerl
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt
  • Einführung; Bedeutung der Wasserkraft im nationalen und globalen Kontext
  • Physikalische Grundlagen: Bernoulli-Gleichung, nutzbare Fallhöhe, hydrologische Grundlagen, Verlustmechanismen, Wirkungsgrade
  • Einteilung der Wasserkraft: Lauf- und Speicherwasserkraft, Nieder- und Hochdruckanlagen
  • Aufbau von Wasserkraftanlagen: Darstellung der einzelnen Komponenten und ihres systemtechnischen Zusammenspiels
    • Bautechnische Komponenten; Darstellung von Dämmen, Wehren, Staumauern, Krafthäusern, Rechenanlagen etc.
    • Energietechnische Komponenten: Darstellung der unterschiedlichen Arten der hydraulischen Strömungsmaschinen, der Generatoren und der Netzanbindung
  • Wasserkraft und Umwelt
  • Beispiele aus der Praxis


Literatur
  • Schröder, W.; Euler, G.; Schneider, K.: Grundlagen des Wasserbaus; Werner, Düsseldorf, 1999, 4. Auflage
  • Quaschning, V.: Regenerative Energiesysteme: Technologie – Berechnung - Simulation; Carl Hanser, München, 2011, 7. Auflage
  • Giesecke, J.; Heimerl, S.; Mosony, E.: Wasserkraftanlagen ‑ Planung, Bau und Betrieb; Springer, Berlin, Heidelberg, 2009, 5. Auflage
  • von König, F.; Jehle, C.: Bau von Wasserkraftanlagen – Praxisbezogene Planungsunterlagen; C. F. Müller, Heidelberg, 2005, 4. Auflage
  • Strobl, T.; Zunic, F.: Wasserbau: Aktuelle Grundlagen – Neue Entwicklungen; Springer, Berlin, Heidelberg, 2006


Lehrveranstaltung L0011: Windenergieanlagen
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Dr. Rudolf Zellermann
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt
  • Historische Entwicklung
  • Wind: Entstehung, geographische und zeitliche Verteilung, Standorte
  • Leistungsbeiwert, Rotorschub
  • Aerodynamik des Rotors
  • Betriebsverhalten
  • Leistungsbegrenzung, Teillast, Pitch und Stall, Regelung
  • Anlagenauswahl, Ertragsprognose, Wirtschaftlichkeit
  • Exkursion


Literatur

Gasch, R., Windkraftanlagen, 4. Auflage, Teubner-Verlag, 2005


Lehrveranstaltung L0012: Windenergienutzung - Schwerpunkt Offshore
Typ Vorlesung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Martin Skiba
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt
  • Einführung , Bedeutung der Offshore-Windstromerzeugung, Besondere Anforderungen an die Offshore-Technik
  • Physikalische Grundlagen zur Nutzung der Windenergie
  • Aufbau und Funktionsweise von Offshore-Windenergieanlagen, Vorstellung unterschiedlicher Konzepte von Offshore-Windenergieanlagen, Darstellung der einzelnen Systemkomponenten und deren systemtechnisches Zusammenspiel
  • Gründungstechnik, Offshore-Baugrunderkundung, Vorstellung unterschiedlicher Konzepte von Offshore-Gründungsstrukturen, Planung und Fabrikation von Gründungsstrukturen
  • Elektrische Infrastruktur eines Offshore-Windparks, Innerpark-Verkabelung, Offshore-Umspannwerk, Netzanbindung
  • Installation von Offshore-Windparks, Installationstechniken und Hilfsgeräte, Errichtungslogistik
  • Entwicklung und Planung eines Offshore-Windparks
  • Betrieb und Optimierung von Offshore-Windparks
  • Tagesexkursion


Literatur
  • Gasch, R.; Twele, J.: Windkraftanlagen – Grundlagen, Entwurf, Planung und Betrieb; Vieweg + Teubner, Stuttgart, 2007, 7. Auflage
  • Molly, J. P.: Windenergie – Theorie, Anwendung, Messung; C. F. Müller, Heidel-berg, 1997, 3. Auflage
  • Hau, E.: Windkraftanalagen; Springer, Berlin, Heidelberg, 2008, 4.Auflage
  • Heier, S.: Windkraftanlagen – Systemauslegung, Integration und Regelung; Vieweg + Teubner, Stuttgart, 2009, 5. Auflage
  • Jarass, L.; Obermair, G.M.; Voigt, W.: Windenergie: Zuverlässige Integration in die Energieversorgung; Springer, Berlin, Heidelberg, 2009, 2. Auflage


Modul M0641: Dampferzeuger

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Dampferzeuger (L0213) Vorlesung 3 5
Dampferzeuger (L0214) Hörsaalübung 1 1
Modulverantwortlicher Prof. Alfons Kather
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Vorkenntnisse in Thermodynamik, Wärmeübertragung, Strömungsmechanik und Wärmekraftwerke


Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Studierende kennen die thermodynamischen Grundlagen und die Dampferzeugerbauarten. Sie können die technischen Grundlagen des Dampferzeugers wiedergeben und die Feuerungen sowie der Brennstoffaufbereitung für fossil befeuerte Kraftwerke skizzieren. Sie können wärmetechnische Berechnungen und die Auslegung der Wasser-Dampf-Seite durchführen und die konstruktive Gestaltung des Dampferzeugers definieren. Studierende können das Betriebsverhalten von Dampferzeugern beschreiben und evaluieren, und diese unter Einbeziehung fachangrenzender Kontexte erläutern.

Fertigkeiten

Studierende werden in der Lage sein, anhand von vertieften Kenntnissen in der Berechnung, Auslegung und Konstruktion von Dampferzeugern, verknüpft mit einem breiten theoretischen und methodischen Fundament, die Auslegungs- und Konstruktionsmerkmale von Dampferzeugern zu erkennen. Durch das Erkennen und Formalisieren von Problemen, Prozessmodellierung und Beherrschen der Lösungsmethodik von Teilproblemen wird eine Übersicht über diesen Kernbestandteil des Kraftwerks gewonnen.

Im Rahmen der Übung gewinnen die Studierenden Fähigkeiten für die Bilanzierung und Dimensionierung des Dampferzeugers sowie dessen Komponenten. Dabei werden kleine realitätsannähernde Aufgaben gelöst, um Aspekte der Auslegung von Dampferzeugern zu veranschaulichen.


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Es wird angestrebt, interessierten Studierenden eine Exkursion im Rahmen der Vorlesung anzubieten. In dieser kommen die Studierenden in direkten Kontakt mit dem gesamten Berufsfeld von Dampferzeugern. Durch Rede und Antwort mit den Anlagenbetreuern gewinnen sie einen Überblick über tägliche Betriebsprobleme und deren Lösung.


Selbstständigkeit

Studierende sind fähig mit Hilfe von Hinweisen eigenständig Grundberechnungen für Teilaspekte des Dampferzeugers durchzuführen. Dabei werden die theoretischen und praktischen Kenntnisse aus der Vorlesung fundiert und mögliche Auswirkungen von unterschiedlichen Gestaltungszusammensätzen und Randbedingungen veranschaulicht.


Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 120 Minuten
Zuordnung zu folgenden Curricula Energie- und Umwelttechnik: Vertiefung Energietechnik: Wahlpflicht
Energietechnik: Vertiefung Energiesysteme: Wahlpflicht
Energietechnik: Vertiefung Schiffsmaschinenbau: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Energie- und Umwelttechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0213: Dampferzeuger
Typ Vorlesung
SWS 3
LP 5
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 108, Präsenzstudium 42
Dozenten Prof. Alfons Kather
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt
  • Thermodynamische Grundlagen
  • Technische Grundlagen des Dampferzeugers
  • Dampferzeugerbauarten
  • Brennstoffe und Feuerungen
  • Mahltrocknung
  • Betriebsweisen
  • Wärmetechnische Berechnungen
  • Strömungstechnik für Dampferzeuger
  • Auslegung der Wasser-Dampf-Seite
  • Konstruktive Gestaltung
  • Festigkeitsrechnungen
  • Speisewasser für Dampferzeuger
  • Betriebsverhalten von Dampferzeugern
Literatur
  • Dolezal, R.:Dampferzeugung. Springer-Verlag, 1985
  • Thomas, H.J.: Thermische Kraftanlagen. Springer-Verlag, 1985
  • Steinmüller-Taschenbuch: Dampferzeuger-Technik. Vulkan-Verlag, Essen, 1992
  • Kakaç, Sadık: Boilers, Evaporators and Condensers. John Wiley & Sons, New York, 1991
  • Stultz, S.C. and Kitto, J.B. (Ed.): Steam – its generation and use. 40th edition, The Babcock & Wilcox Company, Barberton, Ohio, USA, 1992
Lehrveranstaltung L0214: Dampferzeuger
Typ Hörsaalübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Alfons Kather
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M1000: Kraft-Wärme-Kopplung und Verbrennungstechnik

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Kraft-Wärme-Kopplung und Verbrennungstechnik (L0216) Vorlesung 3 5
Kraft-Wärme-Kopplung und Verbrennungstechnik (L0220) Hörsaalübung 1 1
Modulverantwortlicher Prof. Alfons Kather
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Vorkenntnisse in Thermodynamik inkl. von Verbrennungsrechnungen, Wärmeübertragung und Strömungsmechanik

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Studierende kennen die thermodynamischen und chemischen Grundlagen von Verbrennungsprozessen. Anhand von Kenntnissen über die Eigenschaften unterschiedlicher Brennstoffe und der Reaktionskinetik können sie Merkmale über das Verhalten von Vormischflammen und nicht-vorgemischten Flammen ableiten, um die Grundlagen der Feuerraumauslegung bei Gas-, Öl- und Kohlefeuerungen zu beschreiben. Studierende sind ferner in der Lage die NOx-Bildung und die NOx-Reduktion durch primäre Maßnahmen zu skizzieren sowie gesetzliche Vorschriften und Grenzwerte zu evaluieren.

Studierende stellen den Aufbau, die Auslegung und die Wirkungsweise von Kraftwerken mit Wärmeauskopplung dar und können Dampfturbinenheizkraftwerke mit Gegendruckturbinen, Entnahmegegendruckturbinen oder Entnahmekondensationsturbinen, Gasturbinenheizkraftwerke, kombinierte Gas- und Dampfturbinenheizkraftwerke sowie Motorenheizkraftwerke kategorisieren und gegenüberstellen. Studierende erläutern und analysieren ferner Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung Lösungen und beschreiben den Aufbau der dafür benötigten Hauptkomponenten des Kraftwerks. Durch dieses Fachwissen sind sie in der Lage die ökonomische und ökologische Bedeutung der KWK sowie die Wirtschaftlichkeit zu beurteilen.


Fertigkeiten

Studierende werden in der Lage sein, anhand von thermodynamischen Berechnungen und der Betrachtung der Reaktionskinetik interdisziplinäre Zusammenhänge in thermodynamischen und chemischen Prozessen bei Verbrennungsvorgängen zu erkennen. Damit sind grundlegende Berechnungen der Verbrennung von gasförmigen, flüssigen und festen Brennstoffen möglich, womit die emittierten Abgase in Mengen und Konzentrationen ermittelt werden.

Darüber hinaus werden in diesem Modul der erste Schritt zur Nutzung eines Energieträgers (Verbrennung) sowie Möglichkeiten der Nutzenergiebereitstellung (Strom und Wärme) behandelt. Ein Verständnis beider Vorgänge ermöglicht es den Studierenden, ganzheitliche Betrachtungen der Energienutzung vorzunehmen. Beispiele aus der Praxis, wie die Energieversorgung der TUHH und das Fernwärmenetz in Hamburg, werden verwendet, um die möglichen Potenziale von Kraftanlagen mit ausgekoppelter Wärme zu veranschaulichen.

Im Rahmen der Übungen wird den Studierenden zunächst die Fähigkeit vermittelt, Verbrennungsprozesse energetisch und stofflich zu bilanzieren. Zudem erlangen die Studierenden ein tieferes Verständnis der Verbrennungsvorgänge durch die Berechnung von Reaktionskinetiken und die Grundlagen der Brennerauslegung. Zwecks weiterer Analysen von Kraft-Wärme-Kopplungskonzepten lernen die Studierenden die Nutzung der spezialisierten Softwaresuite EBSILON ProfessionalTM kennen. Dabei werden kleine realitätsannähernde Aufgaben selbstständig am PC gelöst, um Aspekte der Auslegung und Bilanzierung von Wärmekreisläufen zu veranschaulichen. Darüber hinaus werden KWK-Technologien in wirtschaftlichem und gesellschaftlichem Umfeld eingeordnet.


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Insbesondere im Rahmen der Übungen wird auf Kommunikation mit der Lehrperson Wert gelegt. Die Studierenten werden somit angeregt über ihr vorhandenes Fachwissen zu reflektieren sowie gezielte Fragen zu stellen, um den eigenen Wissenstand zu verbessern. 

Selbstständigkeit

Studierende sind fähig mit Hilfe von Hinweisen eigenständig Simulationsmodelle zu entwickeln und Szenarioanalysen sowie überschlägige Berechnungen durchzuführen. Dabei werden die theoretischen und praktischen Kenntnisse aus den Vorlesungen gefestigt und mögliche Auswirkungen von unterschiedlichen Gestaltungszusammensätzen und Randbedingungen veranschaulicht.





Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 120 Minuten
Zuordnung zu folgenden Curricula Energie- und Umwelttechnik: Vertiefung Energietechnik: Wahlpflicht
Energietechnik: Vertiefung Energiesysteme: Pflicht
Energietechnik: Vertiefung Schiffsmaschinenbau: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Energie- und Umwelttechnik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Energietechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0216: Kraft-Wärme-Kopplung und Verbrennungstechnik
Typ Vorlesung
SWS 3
LP 5
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 108, Präsenzstudium 42
Dozenten Prof. Alfons Kather
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

In dem Themenbereich von "Kraft-Wärme-Kopplung" werden die folgenden Themen behandelt:

  • Aufbau, Auslegung und Wirkungsweise von Kraftwerken mit Wärmeauskopplung
  • Dampfturbinenheizkraftwerke mit Gegendruckturbinen, Entnahmegegendruckturbinen und Entnahmekondensationsturbinen
  • Gasturbinenheizkraftwerke
  • Kombinierte Gas- und Dampfturbinenheizkraftwerke
  • Motorenheizkraftwerke
  • Geothermische Strom- und Wärmeerzeugung
  • Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung
  • Aufbau der Hauptkomponenten
  • Gesetzliche Vorschriften und Grenzwerte
  • Ökonomische Bedeutung der KWK und Wirtschaftlichkeitsberechnungen

während der Themenbereich "Verbrennungstechnik" beinhaltet:

  • Thermodynamische und chemische Grundlagen
  • Brennstoffe
  • Reaktionen, Gleichgewichte
  • Reaktionskinetik
  • Vormischflammen
  • Nicht-vorgemischte Flammen
  • Feuerungen für gasförmige Brennstoffe
  • Feuerungen für flüssige Brennstoffe
  • Feuerungen für feste Brennstoffe
  • Feuerraumauslegung
  • NOx-Minderung


Literatur

Bezüglich des Themenbereichs "Kraft-Wärme-Kopplung":

  • W. Piller, M. Rudolph: Kraft-Wärme-Kopplung, VWEW Verlag
  • Kehlhofer, Kunze, Lehmann, Schüller: Handbuch Energie, Band 7, Technischer Verlag Resch
  • W. Suttor: Praxis Kraft-Wärme-Kopplung, C.F. Müller Verlag
  • K. W. Schmitz, G. Koch: Kraft-Wärme-Kopplung, VDI Verlag
  • K.-H. Suttor, W. Suttor: Die KWK Fibel, Resch Verlag

und für die Grundlagen der "Verbrennungstechnik":

  • Warnatz Jürgen, Maas Ulrich, Dibble Robert W.; Technische Verbrennung :
    physikalisch-chemische Grundlagen, Modellbildung, Schadstoffentstehung.
    Berlin [u. a.] : Springer, 2001




Lehrveranstaltung L0220: Kraft-Wärme-Kopplung und Verbrennungstechnik
Typ Hörsaalübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Alfons Kather
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M1235: Elektrische Energiesysteme I

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Elektrische Energiesysteme I (L1670) Vorlesung 3 4
Elektrische Energiesysteme I (L1671) Hörsaalübung 2 2
Modulverantwortlicher Prof. Christian Becker
Zulassungsvoraussetzungen keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Grundlagen der Elektrotechnik

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Studierenden können einen Überblick über die konventionelle und moderne elektrische Energietechnik geben. Technologien der elektrischen Energieerzeugung, -übertragung, -speicherung und -verteilung sowie Integration von Betriebsmitteln können detailliert erläutert und kritisch bewertet werden. 

Fertigkeiten

Mit Abschluss dieses Moduls sind die Studierenden in der Lage, das erlernte Fachwissen in Aufgabenstellungen zur Auslegung, Integration oder Entwicklung elektrischer Energiesysteme angemessen anzuwenden und die Ergebnisse einzuschätzen und zu beurteilen.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden können fachspezifische und fachübergreifende Diskussionen führen, Ideen weiterentwicklen und ihre eigenen Arbeitsergebnissen vor anderen vertreten. 

Selbstständigkeit

Die Studierenden können sich selbstständig Quellen über die Schwerpunkte der Vorlesung erschließen und das darin enthaltene Wissen aneignen. 

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 110, Präsenzstudium 70
Leistungspunkte 6
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 - 150 Minuten
Zuordnung zu folgenden Curricula Allgemeine Ingenieurwissenschaften (7 Semester): Vertiefung Elektrotechnik: Wahlpflicht
Elektrotechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Energie- und Umwelttechnik: Vertiefung Energietechnik: Wahlpflicht
Energietechnik: Vertiefung Energiesysteme: Wahlpflicht
Energietechnik: Vertiefung Energiesysteme: Wahlpflicht
General Engineering Science (7 Semester): Vertiefung Elektrotechnik: Wahlpflicht
Informatik-Ingenieurwesen: Vertiefung Ingenieurwissenschaften: Wahlpflicht
Regenerative Energien: Kernqualifikation: Pflicht
Regenerative Energien: Kernqualifikation: Pflicht
Lehrveranstaltung L1670: Elektrische Energiesysteme I
Typ Vorlesung
SWS 3
LP 4
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 78, Präsenzstudium 42
Studienleistung keine
Dozenten Prof. Christian Becker
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Aufbau und Entwicklungstendenzen der elektrischen Energieversorgung 
  • Aufgaben und historische Entwicklung
  • symmetrische Drehstromsysteme
  • Grundlagen und Modellierung von Netzen
    • Leitungen
    • Transformatoren
    • Synchrongeneratoren
    • Netzaufbau und Schaltanlagen
  • Grundlagen der Energieumwandlung
    • Elektromechanische Energiewandlung
    • Thermodynamische Grundlagen
    • Kraftwerkstechnik
    • Regenerative Energieumwandlung
  • Bordnetzstrukturen
  • Netzberechnung
    • Netzmodellierung
    • Lastflussrechnung
    • Ausfallkriterium
  • Symmetrische Kurzschlussberechnung, Kurzschlussleistung
  • Unsymmetrische Kurzschlussberechnung
    • symmetrische Komponenten
    • Berechnung unsymmetrischer Fehler
  • Netz- und Kraftwerksregelung
  • Isolationskoordination und Schutzmaßnahmen
  • Grundlagen der Netzplanung
  • Grundlagen der elektrischen Energiewirtschaft und -märkte
Literatur

K. Heuck, K.-D. Dettmann, D. Schulz: "Elektrische Energieversorgung", Vieweg + Teubner, 9. Auflage, 2014

A. J. Schwab: "Elektroenergiesysteme", Springer, 3. Auflage, 2012

R. Flosdorff: "Elektrische Energieverteilung" Vieweg + Teubner, 9. Auflage, 2005

Lehrveranstaltung L1671: Elektrische Energiesysteme I
Typ Hörsaalübung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Studienleistung keine
Dozenten Prof. Christian Becker
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Aufbau und Entwicklungstendenzen der elektrischen Energieversorgung 
  • Aufgaben und historische Entwicklung
  • symmetrische Drehstromsysteme
  • Grundlagen und Modellierung von Netzen
    • Leitungen
    • Transformatoren
    • Synchrongeneratoren
    • Netzaufbau und Schaltanlagen
  • Grundlagen der Energieumwandlung
    • Elektromechanische Energiewandlung
    • Thermodynamische Grundlagen
    • Kraftwerkstechnik
    • Regenerative Energieumwandlung
  • Bordnetzstrukturen
  • Netzberechnung
    • Netzmodellierung
    • Lastflussrechnung
    • Ausfallkriterium
  • Symmetrische Kurzschlussberechnung, Kurzschlussleistung
  • Unsymmetrische Kurzschlussberechnung
    • symmetrische Komponenten
    • Berechnung unsymmetrischer Fehler
  • Netz- und Kraftwerksregelung
  • Isolationskoordination und Schutzmaßnahmen
  • Grundlagen der Netzplanung
  • Grundlagen der elektrischen Energiewirtschaft und -märkte
Literatur

K. Heuck, K.-D. Dettmann, D. Schulz: "Elektrische Energieversorgung", Vieweg + Teubner, 9. Auflage, 2014

A. J. Schwab: "Elektroenergiesysteme", Springer, 3. Auflage, 2012

R. Flosdorff: "Elektrische Energieverteilung" Vieweg + Teubner, 9. Auflage, 2005

Fachmodule der Vertiefung Umwelttechnik

Diese Vertiefung, aus welcher drei Module auszuwählen sind, besteht aus Wahlpflichtveranstaltungen, die ein breites Spektrum berufsrelevanter Aspekte der Umwelttechnik vermitteln Schwerpunktmäßig konzentriert diese Vertiefung auf die Umweltschutztechnologien in den Bereichen Boden, Wasser und Luft. Es wird ein umfangreicher Überblick über technische Lösungen in diesen Bereichen angeboten, um die Absolventinnen und Absolventen für die spätere Berufspraxis des Umweltschutzingenieurs optimal vorzubereiten.


Modul M0830: Environmental Protection and Management

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Integrierter Umweltschutz (L0502) Vorlesung 2 2
Sicherheits-, Gesundheits- und Umweltmanagement (L0387) Vorlesung 2 3
Sicherheits-, Gesundheits- und Umweltmanagement (L0388) Gruppenübung 1 1
Modulverantwortlicher NN
Zulassungsvoraussetzungen none
Empfohlene Vorkenntnisse
  • Environmental Technologies
  • Environmental Legislation
  • Environmental Assessment


Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

The students are able to describe the basics of regulations, economic instruments, voluntary initiatives, fundamentals of HSE legislation ISO 14001, EMAS and Responsible Care ISO 14001 requirements. They can analyse and discuss industrial processes, substance cycles and approaches from end-of-pipe technology to eco-efficiency and eco-effectiveness, showing their sound knowledge of complex industry related problems. They are able to judge environmental issues and to widely consider, apply or carry out innovative technical solutions, remediation measures and further interventions as well as conceptual problem solving approaches in the full range of problems in different industrial sectors.


Fertigkeiten

Students are able to assess current problems and situations in the field of environmental protection. They can consider the best available techniques and to plan and suggest concrete actions in a company- or branch-specific context. By this means they can solve problems on a technical, administrative and legislative level.


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

The students can work together in international groups.


Selbstständigkeit

Students are able to organize their work flow to prepare themselves for presentations and contributions to the discussions. They can acquire appropriate knowledge by making enquiries independently.


Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 110, Präsenzstudium 70
Leistungspunkte 6
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Energie- und Umwelttechnik: Vertiefung Umwelttechnik: Wahlpflicht
Environmental Engineering: Kernqualifikation: Pflicht
International Production Management: Vertiefung Management: Wahlpflicht
Joint European Master in Environmental Studies - Cities and Sustainability: Vertiefung Wasser: Wahlpflicht
Joint European Master in Environmental Studies - Cities and Sustainability: Vertiefung Energie: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktentwicklung: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktion: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Werkstoffe: Wahlpflicht
Wasser- und Umweltingenieurwesen: Vertiefung Umwelt: Pflicht
Wasser- und Umweltingenieurwesen: Vertiefung Stadt: Pflicht
Lehrveranstaltung L0502: Integrated Pollution Control
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Stephan Köster
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

The lecture focusses on:

  • The Regulatory Framework
  • Pollution & Impacts, Characteristics of Pollutants
  • Approaches of Integrated Pollution Control
  • Sevilla Process, Best Available Technologies & BREF Documents
  • Case Studies: paper industry, cement industry, automotive industry
  • Field Trip
Literatur
Lehrveranstaltung L0387: Health, Safety and Environmental Management
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Hans-Joachim Nau
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Objectives of and benefit from HSE management From dilution and end-of-pipe technology to eco-efficiency and eco-effectiveness Behaviour control: regulations, economic instruments and voluntary initiatives Fundamentals of HSE legislation ISO 14001, EMAS and Responsible Care ISO 14001 requirements Environmental performance evaluation Risk management: hazard, risk and safety Health and safety at the workplace Crisis management
Literatur C. Stephan: Industrial Health, Safety and Environmental Management, MV-Verlag, Münster, 2007/2012 (can be found in the library under GTG 315)
Lehrveranstaltung L0388: Health, Safety and Environmental Management
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Hans-Joachim Nau
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M0902: Abwasserreinigung und Luftreinhaltung

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Biologische Abwasserreinigung (L0517) Vorlesung 2 3
Technologie der Luftreinhaltung (L0203) Vorlesung 2 3
Modulverantwortlicher Dr. Ernst-Ulrich Hartge
Zulassungsvoraussetzungen


Empfohlene Vorkenntnisse

Grundlagen der Biologie und Chemie

Grundlagen der Feststoffverfahrenstechnik und der Trenntechnik

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Studierenden sind nach erfolgreichem Abschluss des Moduls in der Lage,

  • biologische Verfahren der Abwasserbehandlung zu benennen und zu erklären,
  • Abwasser und Schlamm zu charakterisieren,

  • gesetzliche Vorgaben im Bereich der Emission und Immsision zu erläutern
  • Verfahren zur Abgasreinigung zu klassieren und deren Einsatzbereich zu benennen
Fertigkeiten

Studenten sind in der Lage

  • Prozesschritte zur Abwasserbehandlung auszuwählen und auszulegen,
  • Anlagen zur Behandlung in Abhängigkeit der Schadkomponenten zusammenzustellen und auszulegen
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz
Selbstständigkeit
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Bioverfahrenstechnik: Vertiefung A - Allgemeine Bioverfahrenstechnik: Wahlpflicht
Chemical and Bioprocess Engineering: Vertiefung Allgemeine Verfahrenstechnik: Wahlpflicht
Energie- und Umwelttechnik: Vertiefung Umwelttechnik: Wahlpflicht
Environmental Engineering: Vertiefung Abfall und Energie: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Energie- und Umwelttechnik: Wahlpflicht
Joint European Master in Environmental Studies - Cities and Sustainability: Vertiefung Wasser: Wahlpflicht
Verfahrenstechnik: Vertiefung Umweltverfahrenstechnik: Wahlpflicht
Verfahrenstechnik: Vertiefung Allgemeine Verfahrenstechnik: Wahlpflicht
Wasser- und Umweltingenieurwesen: Vertiefung Wasser: Wahlpflicht
Wasser- und Umweltingenieurwesen: Vertiefung Umwelt: Pflicht
Wasser- und Umweltingenieurwesen: Vertiefung Stadt: Pflicht
Lehrveranstaltung L0517: Biologische Abwasserreinigung
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Dr. Joachim Behrendt
Sprachen DE/EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

Charakterisierung von Abwasser
Stoffwechseltypen von Mikroorganismen
Kinetik biologischer Stoffumwandlung
Berechnung von Bioreaktoren zur Abwasserreinigung
Konzepte in der biologischen Abwasserreinigung
Design WWTP
Exkursion zur Kläranlage Seevetal Klüsing
Biofilme
Biofilmreaktoren
Anaerobe Verfahren
Resoursen orientierte Sanitärtechnik
Zukünftige Herausforderungen in der Abwasserforschung

Literatur

Gujer, Willi
Siedlungswasserwirtschaft : mit 84 Tabellen
ISBN: 3540343296 (Gb.) URL: http://www.gbv.de/dms/bs/toc/516261924.pdf URL: http://deposit.d-nb.de/cgi-bin/dokserv?id=2842122&prov=M&dok_var=1&dok_ext=htm
Berlin [u.a.] : Springer, 2007
TUB_HH_Katalog
Henze, Mogens
Wastewater treatment : biological and chemical processes
ISBN: 3540422285 (Pp.)
Berlin [u.a.] : Springer, 2002
TUB_HH_Katalog
Imhoff, Karl (Imhoff, Klaus R.;)
Taschenbuch der Stadtentwässerung : mit 10 Tafeln
ISBN: 3486263331 ((Gb.))
München [u.a.] : Oldenbourg, 1999
TUB_HH_Katalog
Lange, Jörg (Otterpohl, Ralf; Steger-Hartmann, Thomas;)
Abwasser : Handbuch zu einer zukunftsfähigen Wasserwirtschaft
ISBN: 3980350215 (kart.) URL: http://www.gbv.de/du/services/agi/52567E5D44DA0809C12570220050BF25/000000700334
Donaueschingen-Pfohren : Mall-Beton-Verl., 2000
TUB_HH_Katalog
Mudrack, Klaus (Kunst, Sabine;)
Biologie der Abwasserreinigung : 18 Tabellen
ISBN: 382741427X URL: http://www.gbv.de/du/services/agi/94B581161B6EC747C1256E3F005A8143/420000114903
Heidelberg [u.a.] : Spektrum, Akad. Verl., 2003
TUB_HH_Katalog
Tchobanoglous, George (Metcalf & Eddy, Inc., ;)
Wastewater engineering : treatment and reuse
ISBN: 0070418780 (alk. paper) ISBN: 0071122508 (ISE (*pbk))
Boston [u.a.] : McGraw-Hill, 2003
TUB_HH_Katalog
Henze, Mogens
Activated sludge models ASM1, ASM2, ASM2d and ASM3
ISBN: 1900222248
London : IWA Publ., 2002
TUB_HH_Katalog
Kunz, Peter
Umwelt-Bioverfahrenstechnik
Vieweg, 1992
Bauhaus-Universität., Arbeitsgruppe Weiterbildendes Studium Wasser und Umwelt (Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall, ;)
Abwasserbehandlung : Gewässerbelastung, Bemessungsgrundlagen, Mechanische Verfahren, Biologische Verfahren, Reststoffe aus der Abwasserbehandlung, Kleinkläranlagen
ISBN: 3860682725 URL: http://www.gbv.de/dms/weimar/toc/513989765_toc.pdf URL: http://www.gbv.de/dms/weimar/abs/513989765_abs.pdf
Weimar : Universitätsverl, 2006
TUB_HH_Katalog
Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall
DWA-Regelwerk
Hennef : DWA, 2004
TUB_HH_Katalog
Wiesmann, Udo (Choi, In Su; Dombrowski, Eva-Maria;)
Fundamentals of biological wastewater treatment
ISBN: 3527312196 (Gb.) URL: http://deposit.ddb.de/cgi-bin/dokserv?id=2774611&prov=M&dok_var=1&dok_ext=htm
Weinheim : WILEY-VCH, 2007
TUB_HH_Katalog

Lehrveranstaltung L0203: Air Pollution Abatement
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Dr. Ernst-Ulrich Hartge
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

In the lecture methods for the reduction of emissions from industrial plants are treated. At the beginning a short survey of the different forms of air pollutants is given. In the second part physical principals for the removal of particulate and gaseous pollutants form flue gases are treated. Industrial applications of these principles are demonstrated with examples showing the removal of specific compounds, e.g. sulfur or mercury from flue gases of incinerators.

Literatur

Handbook of air pollution prevention and control, Nicholas P. Cheremisinoff. - Amsterdam [u.a.] : Butterworth-Heinemann, 2002
Atmospheric pollution : history, science, and regulation, Mark Zachary Jacobson. - Cambridge [u.a.] : Cambridge Univ. Press, 2002
Air pollution control technology handbook, Karl B. Schnelle. - Boca Raton [u.a.] : CRC Press, c 2002
Air pollution, Jeremy Colls. - 2. ed. - London [u.a.] : Spon, 2002

Modul M0703: Boden- und Grundwasserkontamination

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Kontamination und Sanierung (L0547) Projektseminar 3 3
NAPL in Boden und Grundwasser (L0545) Vorlesung 1 1
NAPL in Boden und Grundwasser (L0546) Gruppenübung 2 2
Modulverantwortlicher Prof. Wilfried Schneider
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Grundwasserhydrologie, Hydromechanik

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Studierenden sind in der Lage, die Schadensfälle in Boden und Grundwasser ingenieurmäßig zu analysieren. Sie können Sanierungskonzepte wie Monitored Natural Attenuation und Pump and Treat-Maßnahmen aufstellen.

Fertigkeiten

Die Studierenden sind in der Lage, mit speziellen ingenieurmäßigen Methoden Kontaminationen in Boden und Grundwasser zu erkunden, zu analysieren und zu bewerten. Es ist ihnen möglich, Sickerwasserprognosen und Grundwasser-Gefährdungsabschätzungen vorzunehmen und die Wirkung von Sanierungsmaßnahmen zu bewerten. Sie sind in der Lage die Verteilung, die Mobilität und die Sanierung von nicht wässrigen Phasen (NAPL) in Boden und Grundwasser vorherzusagen.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden können einen komplexen Boden- und Grundwasserschadensfall in Teamarbeit ingenieurmäßig aufbereiten und Sanierungsmaßnahmen erarbeiten.

Selbstständigkeit keine
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 96, Präsenzstudium 84
Leistungspunkte 6
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang Klausur 60 min; Referat 15 min;
Zuordnung zu folgenden Curricula Energie- und Umwelttechnik: Vertiefung Umwelttechnik: Wahlpflicht
Wasser- und Umweltingenieurwesen: Vertiefung Wasser: Wahlpflicht
Wasser- und Umweltingenieurwesen: Vertiefung Umwelt: Wahlpflicht
Wasser- und Umweltingenieurwesen: Vertiefung Stadt: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0547: Kontamination und Sanierung
Typ Projektseminar
SWS 3
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 48, Präsenzstudium 42
Dozenten Prof. Wilfried Schneider
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt Ingenieurmäßige Bearbeitung eines komplexen Boden- und Grundwasserschadenfalles. Studierende führen unter Anleitung sämtliche Datenauswertungen zur Schadensfallerfassung sowie zur Grundwassergefährdungsanalyse und zur Konzeption von Sanierungsmaßnahmen an einem realen Schadensfall durch. 
Literatur entfällt
Lehrveranstaltung L0545: NAPL in Boden und Grundwasser
Typ Vorlesung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Wilfried Schneider
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt Kapillardruckkonzept, Mehrphasenverteilung in porösen Medien, Residualsättigung, relative Permeabilitäten, Infiltration von NAPL in den Boden, Vertikale Verteilung von LNAPL, spezifisches Volumen
Literatur

Charbeneau, R.J. (2000): Groundwater Hydraulics and pollutant Transport

Lehrveranstaltung L0546: NAPL in Boden und Grundwasser
Typ Gruppenübung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Wilfried Schneider
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M0874: Abwassersysteme

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Abwassersysteme - Erfassung, Behandlung und Wiederverwendung (L0934) Vorlesung 2 2
Abwassersysteme - Erfassung, Behandlung und Wiederverwendung (L0943) Hörsaalübung 1 1
Physikalische und chemische Abwasserbehandlung (L0357) Vorlesung 2 2
Physikalische und chemische Abwasserbehandlung (L0358) Hörsaalübung 1 1
Modulverantwortlicher Prof. Ralf Otterpohl
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Kenntnis abwasserwasserwirtschaftlicher Maßnahmenfelder sowie der zentralen Prozesse der Abwasserwasseraufbereitung

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Studierenden können die ganze Breite der Anlagentechniken bei siedlungswasserwirtschaftlichen Maßnahmen und deren gegenseitige Abhängigkeit für einen nachhaltigen Gewässerschutz beschreiben. Sie können relevante ökonomische, ökologische und soziale Aspekte wiedergeben.

Fertigkeiten

Studierende können verfügbare Abwasseraufbereitungsverfahren in der Breite der Anwendungen für Vorentwürfe auslegen und erklären, sowohl für kommunale als auch für einige industrielle Anlagen.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz
Selbstständigkeit

Die Studierenden sind in der Lage selbstständig und planvoll ein Thema zu erarbeiten und dieses zu präsentieren.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 96, Präsenzstudium 84
Leistungspunkte 6
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 120 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Bauingenieurwesen: Vertiefung Tragwerke: Wahlpflicht
Bauingenieurwesen: Vertiefung Tiefbau: Wahlpflicht
Bauingenieurwesen: Vertiefung Hafenbau und Küstenschutz: Wahlpflicht
Bioverfahrenstechnik: Vertiefung A - Allgemeine Bioverfahrenstechnik: Wahlpflicht
Energie- und Umwelttechnik: Vertiefung Umwelttechnik: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Energie- und Umwelttechnik: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Verfahrenstechnik und Biotechnologie: Wahlpflicht
Verfahrenstechnik: Vertiefung Umweltverfahrenstechnik: Wahlpflicht
Verfahrenstechnik: Vertiefung Allgemeine Verfahrenstechnik: Wahlpflicht
Wasser- und Umweltingenieurwesen: Vertiefung Wasser: Pflicht
Wasser- und Umweltingenieurwesen: Vertiefung Umwelt: Wahlpflicht
Wasser- und Umweltingenieurwesen: Vertiefung Stadt: Pflicht
Lehrveranstaltung L0934: Wastewater Systems - Collection, Treatment and Reuse
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Ralf Otterpohl
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt •Understanding the global situation with water and wastewater

•Regional planning and decentralised systems

•Overview on innovative approaches

•In depth knowledge on advanced wastewater treatment options for different situations, for end-of-pipe and reuse

•Mathematical Modelling of Nitrogen Removal

•Exercises with calculations and design

Literatur

Henze, Mogens:
Wastewater Treatment: Biological and Chemical Processes, Springer 2002, 430 pages

George Tchobanoglous, Franklin L. Burton, H. David Stensel:
Wastewater Engineering: Treatment and Reuse, Metcalf & Eddy
McGraw-Hill, 2004 - 1819 pages

Lehrveranstaltung L0943: Wastewater Systems - Collection, Treatment and Reuse
Typ Hörsaalübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Ralf Otterpohl
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L0357: Physikalische und chemische Abwasserbehandlung
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Dr. Joachim Behrendt
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

Überblick über weitergehende Abwasserreinigung

Wiederverwendung aufbereiteten kommunalen Abwassers

Fällung

Flockung

Tiefenfiltration

Membranverfahren

Aktivkohleadsorption

Ozonisierung

"Advanced Oxidation Processes"

Desinfektion

Literatur

Metcalf & Eddy, Wastewater Engineering: Treatment and Reuse, McGraw-Hill, Boston 2003

Wassertechnologie, H.H. Hahn, Springer-Verlag, Berlin 1987

Membranverfahren: Grundlagen der Modul- und Anlagenauslegung, T. Melin und R. Rautenbach, Springer-Verlag, Berlin 2007

Trinkwasserdesinfektion: Grundlagen, Verfahren, Anlagen, Geräte, Mikrobiologie, Chlorung, Ozonung, UV-Bestrahlung, Membranfiltration, Qualitätssicherung, W. Roeske, Oldenbourg-Verlag, München 2006

Organische Problemstoffe in Abwässern, H. Gulyas, GFEU, Hamburg 2003
Lehrveranstaltung L0358: Physikalische und chemische Abwasserbehandlung
Typ Hörsaalübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Dr. Joachim Behrendt
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

Organische Summenparameter

Industrieabwasser

Verfahren zur Industrieabwasserbehandlung

Fällung

Flockung

Aktivkohleadsorption

Refraktäre organische Stoffe

Literatur

Metcalf & Eddy, Wastewater Engineering: Treatment and Reuse, McGraw-Hill, Boston 2003

Wassertechnologie, H.H. Hahn, Springer-Verlag, Berlin 1987

Membranverfahren: Grundlagen der Modul- und Anlagenauslegung, T. Melin und R. Rautenbach, Springer-Verlag, Berlin 2007

Trinkwasserdesinfektion: Grundlagen, Verfahren, Anlagen, Geräte, Mikrobiologie, Chlorung, Ozonung, UV-Bestrahlung, Membranfiltration, Qualitätssicherung, W. Roeske, Oldenbourg-Verlag, München 2006

Organische Problemstoffe in Abwässern, H. Gulyas, GFEU, Hamburg 2003

Modul M0857: Geochemical Engineering

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Altlasten und Deponierung (L0906) Vorlesung 2 2
Altlasten und Deponierung (L0907) Hörsaalübung 1 2
Ingenieurgeochemie (L0904) Vorlesung 2 2
Modulverantwortlicher Dr. Joachim Gerth
Zulassungsvoraussetzungen none
Empfohlene Vorkenntnisse Fundamentals of inorganic/organic chemistry and biology
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

With the completion of this module students acquire profound knowledge of biogeochemical processes, the fate of pollutants in soil and groundwater, and techniques to deposit contaminated waste material. They are able to describe in principle the behaviour of chemicals in the environment. Students can explain and report the approach to remediate contaminated sites.

Fertigkeiten

With the completion of this module students can apply the acquired theoretical knowledge to model cases of site pollution and critically assess the situation technically and conceptually. They are able to draw comparisons on different remediation strategies and techniques. Model projects can be devised and treated.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

 Students can discuss technical and scientific tasks within a seminar subject specific and interdisciplinary .

Selbstständigkeit

Students can independently exploit sources , acquire the particular knowledge of the subject and apply it to new problems.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 110, Präsenzstudium 70
Leistungspunkte 6
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 2 Stunden
Zuordnung zu folgenden Curricula Energie- und Umwelttechnik: Vertiefung Umwelttechnik: Wahlpflicht
Environmental Engineering: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Wasser- und Umweltingenieurwesen: Vertiefung Wasser: Wahlpflicht
Wasser- und Umweltingenieurwesen: Vertiefung Umwelt: Wahlpflicht
Wasser- und Umweltingenieurwesen: Vertiefung Stadt: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0906: Contaminated Sites and Landfilling
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Dr. Joachim Gerth, Dr. Marco Ritzkowski
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt

The part Contaminated Sites gives an introduction into different scales of pollution and identifies key pollutants.  Geochemical attenuation  mechanisms and the role of organisms are highlighted affecting the fate of pollutants in leachate and groundwater. Techniques for site characterization and remediation are discussed including economical aspects.

The part Landfilling is introduced by discussing fundamental aspects and the worldwide situation of waste management. The lecture highlights transformation processes in landfill bodies, emissions of gases and leachate, and the long-term behaviour of landfill sites with measures of aftercare.

Literatur

1) Waste Management. Bernd Bilitewski; Georg Härdtle; Klaus Marek (Eds.), ISBN: 9783540592105 , Springer Verlag
Lehrbuchsammlung der TUB, Signatur     USH-305

2) Solid Waste Technology and Management. Thomas Christensen (Ed.), ISBN: 978-1-4051-7517-3 , Wiley Verlag
Lesesaal 2: US - Umweltschutz, Signatur     USH-332 

3) Natural attenuation of fuels and chlorinated solvents in the subsurface. Todd H. Wiedemeier(Ed.), ISBN: 0471197491  

Lesesaal 2: US - Umweltschutz, Signatur USH-844

Lehrveranstaltung L0907: Contaminated Sites and Landfilling
Typ Hörsaalübung
SWS 1
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 46, Präsenzstudium 14
Dozenten Dr. Joachim Gerth, Dr. Marco Ritzkowski
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L0904: Geochemical Engineering
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Dr. Joachim Gerth
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt

As an introduction cases are presented in which geochemical engineering was used to solve environmental problems. Environmentally important minerals are discussed and methods for their detection. It is demonstrated how solution equilibria can be modified to eliminate elevated concentrations of unwanted species in solution and how carbon dioxide concentration affects pH and the dissolution of carbonate minerals. Modifications of redox conditions, pH, and electrolyte concentration are shown to be effective tools for controlling the mobility and fate of hazardous species in the environment.



Literatur

Geochemistry, groundwater and pollution. C. A. J. Appelo; D. Postma

Leiden [u.a.] Balkema 2005

Lehrbuchsammlung der TUB, Signatur GWC-515

Modul M0519: Partikeltechnologie und Feststoffverfahrenstechnik

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Partikeltechnologie II (L0050) Vorlesung 2 2
Partikeltechnologie II (L0051) Gruppenübung 1 1
Praktikum Partikeltechnologie II (L0430) Laborpraktikum 3 3
Modulverantwortlicher Prof. Stefan Heinrich
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse Grundkenntnisse der Partikeltechnologie und Feststoffverfahrenstechnik, Kenntnis der grundlegenden Verfahren
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Studierenden sind nach Abschluss des Moduls in der Lage, basierend auf der Kenntnis der Mikroprozesse auf Partikelebene die Prozesse der Feststoffverfahrenstechnik sehr detailliert zu beschreiben und zu erläutern.

Fertigkeiten

Die Studenten sind in der Lage, die notwendigen Verfahren und Apparate zur gezielten Prozessierung von Feststoffen in Abhängigkeit von den spezifischen Partikeleigenschaften auszuwählen, zu modifizieren und zu modellieren

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden sind in der Lage Aufgaben im Bereich der Feststoffverfahrenstechnik in kleinen Gruppen zu bearbeiten und die gesammelten Ergebnisse anschließend mündlichen zu präsentieren. Die Studierenden sind befähigt, fachliches Wissen mit wissenschaftlichen Kollegen zu diskutieren.

Selbstständigkeit
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 96, Präsenzstudium 84
Leistungspunkte 6
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 Minuten
Zuordnung zu folgenden Curricula Bioverfahrenstechnik: Vertiefung A - Allgemeine Bioverfahrenstechnik: Wahlpflicht
Bioverfahrenstechnik: Vertiefung B - Industrielle Bioverfahrenstechnik: Wahlpflicht
Energie- und Umwelttechnik: Vertiefung Umwelttechnik: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Verfahrenstechnik und Biotechnologie: Wahlpflicht
Materialwissenschaft: Vertiefung Nano- und Hybridmaterialien: Wahlpflicht
Verfahrenstechnik: Kernqualifikation: Pflicht
Lehrveranstaltung L0050: Partikeltechnologie II
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Stefan Heinrich
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Übung in Form von "Project based Learning": selbstständiges Lösen von Problemstellungen der Feststoffverfahrenstechnik
  • Kontaktkräfte, interpartikuläre Kräfte
  • vertiefte Behandlung von Kornzerkleinerung
  • CFD Methoden zur Beschreibung von Fluid/Feststoffströmungen, Euler/Euler-Methode, Discrete Particle Modeling
  • Behandlung von Problemen mit verteilten Stoffeigenschaften, Lösung von Populationsbilanzen
  • Fließschemasimulation von Feststoffprozessen


Literatur

Schubert, H.; Heidenreich, E.; Liepe, F.; Neeße, T.: Mechanische Verfahrenstechnik. Deutscher Verlag für die Grundstoffindustrie, Leipzig, 1990.

Stieß, M.: Mechanische Verfahrenstechnik I und II. Springer Verlag, Berlin, 1992.


Lehrveranstaltung L0051: Partikeltechnologie II
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Studienleistung Eine PBL-Aufgabe wird zu Beginn des Semesters über StudIP zur Verfügung gestellt. Die Aufgabe kann während des Semesters freiwillig unter wöchentlicher Betreuung eines Tutors selbstständig erarbeitet werden. Durch die Präsentation der Ergebnisse anhand eines Posters an einem gemeinsamen Termin können 5 - 10 Punkte Bonuspunkte für die Klausur (insg. ca. 100 Punkte) erhalten werden.
Dozenten Prof. Stefan Heinrich
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L0430: Praktikum Partikeltechnologie II
Typ Laborpraktikum
SWS 3
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 48, Präsenzstudium 42
Studienleistung Verpflichtender Praktikumsbericht: fünf Berichte (pro Versuch ein Bericht) à 5-10 Seiten.
Dozenten Prof. Stefan Heinrich
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Fluidisation
  • Agglomeration
  • Granulation
  • Trocknung
  • Bestimmung der mechanische Eigenschaften von Agglomeraten


Literatur

Schubert, H.; Heidenreich, E.; Liepe, F.; Neeße, T.: Mechanische Verfahrenstechnik. Deutscher Verlag für die Grundstoffindustrie, Leipzig, 1990.

Stieß, M.: Mechanische Verfahrenstechnik I und II. Springer Verlag, Berlin, 1992.


Modul M0619: Abfallbehandlungstechnologien

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Abfall- und Umweltchemie (L0328) Laborpraktikum 2 2
Biologische Abfallbehandlung (L0318) Problemorientierte Lehrveranstaltung 3 4
Modulverantwortlicher Prof. Kerstin Kuchta
Zulassungsvoraussetzungen keine
Empfohlene Vorkenntnisse chemische und biologische Grundkenntnisse
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Ziel ist der Erwerb von Kenntnissen zur Planung von biologischen Abfallbehandlungsverfahren. Die Studierenden können Techniken der anaeroben und aeroben Abfallbehandlung detailliert beschreiben, unterschiedliche Designs von Abluftbehandlung für biologische Abfallbehandlungsverfahren erläutern und abfallanalytischen Verfahren und Versuche erläutern.

Fertigkeiten

Die Studierenden beherrschen die technische Auslegung sowie die kritische Bewertung von Techniken sowie der Qualitätskontrolle bzw. Messung von Abfallbehandlungsanlagen. Die Studierenden können relevante Literatur und Daten zu gegebenen Fragestellungen auswählen und bewerten sowie zusätzlich Untersuchungen bzw. Versuche planen und durchführen.

Die Studierenden sind in der Lage, Ergebnisse zu präsentieren und sachlich zu diskutieren.



Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden können wissenschaftliche Aufgabenstellungen fachspezifisch und fachübergreifend diskutieren, gemeinsame Lösungen in Kleingruppen entwickeln sowie ihre eigenen Arbeitsergebnissen vor Kommilitonen vertreten.

Sie können fachlich konstruktives Feedback an Kommilitonen geben und mit Rückmeldungen zu ihren eigenen Leistungen umgehen.


Selbstständigkeit

Die Studierenden können selbstständig Quellen aus Literatur und Geschäfts- oder Versuchsberichten recherchieren und erschließen, sich das darin enthaltene Wissen aneignen und auf das jeweilige Projekt transformieren. Sie sind fähig, in Rücksprache mit Lehrenden oder der Zwischenpräsentation ihren jeweiligen Lernstand konkret zu beurteilen und auf dieser Basis weitere Fragestellungen für die Lösungen der notwendigen Arbeitsschritte zu definieren. 

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 110, Präsenzstudium 70
Leistungspunkte 6
Prüfung Projektarbeit
Prüfungsdauer und -umfang Ausarbeitung und Präsentation (15-25 Minuten in Gruppen), erfolgreiche Teilnahme am Praktikum
Zuordnung zu folgenden Curricula Bauingenieurwesen: Vertiefung Tragwerke: Wahlpflicht
Bauingenieurwesen: Vertiefung Tiefbau: Wahlpflicht
Bauingenieurwesen: Vertiefung Hafenbau und Küstenschutz: Wahlpflicht
Energie- und Umwelttechnik: Vertiefung Umwelttechnik: Wahlpflicht
Environmental Engineering: Kernqualifikation: Pflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Energie- und Umwelttechnik: Wahlpflicht
Joint European Master in Environmental Studies - Cities and Sustainability: Vertiefung Energie: Wahlpflicht
Wasser- und Umweltingenieurwesen: Vertiefung Umwelt: Wahlpflicht
Wasser- und Umweltingenieurwesen: Vertiefung Stadt: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0328: Abfall- und Umweltchemie
Typ Laborpraktikum
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Kerstin Kuchta
Sprachen DE/EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

Die Studierenden werden in Gruppen aufgeteilt. Jede Gruppe bereitet ein Protokoll für jeden durchgeführten Versuch vor, das danach im Rahmen einer Nachbesprechung und Diskussion der Ergebnisse als Bewertungsbasis für die Gruppe sowie die einzelnen Studierenden dient.

An manchen Versuchen sind Präsentationen des Versuchsverlaufs und der Ergebnisse vorgesehen, mit anschließender Diskussion zwecks kritischer Ergebnisbewertung.

Versuche sind zum Beispiel:

Siebversuche,

Fos/Tac

AAS

Heizwert

Literatur Scripte
Lehrveranstaltung L0318: Biological Waste Treatment
Typ Problemorientierte Lehrveranstaltung
SWS 3
LP 4
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 78, Präsenzstudium 42
Dozenten Prof. Kerstin Kuchta
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt
  1. Introduction
  2. biological basics
  3. determination process specific material characterization
  4. aerobic degradation ( Composting, stabilization)
  5. anaerobic degradation (Biogas production, fermentation)
  6. Technical layout and process design
  7. Flue gas treatment
  8. Plant design practical phase
Literatur

Thesis

Modul M-002: Masterarbeit

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Modulverantwortlicher Professoren der TUHH
Zulassungsvoraussetzungen
  • Laut ASPO § 24 (1):

    Es müssen mindestens 78 Leistungspunkte im Studiengang erworben worden sein. Über Ausnahmen entscheidet der Prüfungsausschuss.


Empfohlene Vorkenntnisse keine
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen
  • Die Studierenden können das Spezialwissen (Fakten, Theorien und Methoden) ihres Studienfaches sicher zur Bearbeitung fachlicher Fragestellungen einsetzen.
  • Die Studierenden können in einem oder mehreren Spezialbereichen ihres Faches die relevanten Ansätze und Terminologien in der Tiefe erklären, aktuelle Entwicklungen beschreiben und kritisch Stellung beziehen.
  • Die Studierenden können eine eigene Forschungsaufgabe in ihrem Fachgebiet verorten, den Forschungsstand erheben und kritisch einschätzen.


Fertigkeiten
  • Die Studierenden sind in der Lage, für die jeweilige fachliche Problemstellung geeignete Methoden auszuwählen, anzuwenden und ggf. weiterzuentwickeln.
  • Die Studierenden sind in der Lage, im Studium erworbenes Wissen und erlernte Methoden auch auf komplexe und/oder unvollständig definierte Problemstellungen lösungsorientiert anzuwenden.
  • Die Studierenden können in ihrem Fachgebiet neue wissenschaftliche Erkenntnisse erarbeiten und diese kritisch beurteilen.


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Studierende können

  • eine wissenschaftliche Fragestellung für ein Fachpublikum sowohl schriftlich als auch mündlich strukturiert, verständlich und sachlich richtig darstellen.
  • in einer Fachdiskussion Fragen fachkundig und zugleich adressatengerecht beantworten und dabei eigene Einschätzungen überzeugend vertreten.


Selbstständigkeit

Studierende sind fähig,

  • ein eigenes Projekt in Arbeitspakete zu strukturieren und abzuarbeiten.
  • sich in ein teilweise unbekanntes Arbeitsgebiet des Studiengangs vertieft einzuarbeiten und dafür benötigte Informationen zu erschließen.
  • Techniken des wissenschaftlichen Arbeitens umfassend in einer eigenen Forschungsarbeit anzuwenden.


Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 900, Präsenzstudium 0
Leistungspunkte 30
Prüfung laut FSPO
Prüfungsdauer und -umfang laut FSPO
Zuordnung zu folgenden Curricula Bauingenieurwesen: Abschlussarbeit: Pflicht
Bioverfahrenstechnik: Abschlussarbeit: Pflicht
Chemical and Bioprocess Engineering: Abschlussarbeit: Pflicht
Computer Science: Abschlussarbeit: Pflicht
Elektrotechnik: Abschlussarbeit: Pflicht
Energie- und Umwelttechnik: Abschlussarbeit: Pflicht
Energietechnik: Abschlussarbeit: Pflicht
Environmental Engineering: Abschlussarbeit: Pflicht
Flugzeug-Systemtechnik: Abschlussarbeit: Pflicht
Global Innovation Management: Abschlussarbeit: Pflicht
Informatik-Ingenieurwesen: Abschlussarbeit: Pflicht
Information and Communication Systems: Abschlussarbeit: Pflicht
International Production Management: Abschlussarbeit: Pflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Abschlussarbeit: Pflicht
Joint European Master in Environmental Studies - Cities and Sustainability: Abschlussarbeit: Pflicht
Logistik, Infrastruktur und Mobilität: Abschlussarbeit: Pflicht
Materialwissenschaft: Abschlussarbeit: Pflicht
Mechanical Engineering and Management: Abschlussarbeit: Pflicht
Mechatronics: Abschlussarbeit: Pflicht
Mediziningenieurwesen: Abschlussarbeit: Pflicht
Microelectronics and Microsystems: Abschlussarbeit: Pflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Abschlussarbeit: Pflicht
Regenerative Energien: Abschlussarbeit: Pflicht
Schiffbau und Meerestechnik: Abschlussarbeit: Pflicht
Ship and Offshore Technology: Abschlussarbeit: Pflicht
Theoretischer Maschinenbau: Abschlussarbeit: Pflicht
Verfahrenstechnik: Abschlussarbeit: Pflicht
Wasser- und Umweltingenieurwesen: Abschlussarbeit: Pflicht