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Modulbeschreibung

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Photovoltaik

Inhalt

Der Erwerb der genannten Kompetenzen und Fähigkeiten erfolgt durch Behandlung folgender Themen

  • Halbleiterphysik / pn-Ãœbergang

  • Funktionsweise Solarzelle

  • Verlustmechanismen und Optimierungsstrategien

  • Technologien / Modulverschaltung

  • Mess- / Charakterisierungsverfahren

  • Potenzial Photovoltaik für die Energieversorgung

  • Verschaltung von Modulen zu einem Strang

  • Anpassung der Strangauslegung an den Wechselrichter

  • Netzkopplung von Wechselrichtern und Systemdienstleistungen

  • Integration von Solarstrom in das Niederspannungsnetz

Lernergebnisse

Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls können die Studierenden

Fachkompetenz:

  • Die Funktionsweise von Solarzellen verstehen und bewerten

  • Verlustmechanismen von Solarzellen identifizieren und Optimierungsstrategien entwickeln

  • Modultechnologien beurteilen und hinsichtlich Zukunftsfähigkeit beurteilen

  • Kritische Pfade bei der Fertigung identifizieren

  • Die Zuverlässigkeit von Solarzellen einschätzen und optimieren

  • Das Potenzial von Photovoltaik diskutieren und kommunizieren

  • Die Komponenten einer netzgekoppelten Solarstromanlage auslegen

  • Den Energieertrag einer Solarstromanlage berechnen und bewerten

  • Wesentliche Tätigkeiten einer Inbetriebnahme kennengelernt

  • Mit der Konzeption und dem Leistungsumfang der technischen Betriebsführung in einer Laborübung vertraut gemacht

Methodenkompetenz:

  • Verlustanalyse in Solarzellen

  • Optoelektronische Simulation von Solarzellen

  • Elektrische und Materialanalyse von Solarzellen

  • Leistungsbestimmung von Solarmodulen mit Flasher bestimmen

  • Messung des Umwandlungswirkungsgrads eines Wechselrichters

  • Analyse des Einflusses von Temperatur und Verschattung auf die Kennlinie eines Solarmoduls

  • Fehleranalyse aus Betriebsmessungen an Solarstromanlagen

Sozial- und Selbstkompetenz:

  • Herstellung von Dünnschichtsolarzellen im Team

  • Durchführung von Laborversuchen im Team

ECTS

5 Punkte

Studien- und Prüfungsleistungen

Prüfungsleistungen:
  • Photovoltaik (mündliche Prüfung)
Studienleistungen:
  • Photovoltaik (Laborarbeit)

Lehr- und Lernformen

  • Photovoltaik (3 SWS, Vorlesung)
  • Photovoltaik (1 SWS, Labor)

Studiengänge

  • Energiesystemtechnik(EST) - Alternative Course Module
  • Fahrzeugtechnik, Schwerpunkt Konstruktion(FZ) - Wahlpflichtmodul
  • Fahrzeugtechnik, Schwerpunkt System- und Antriebstechnik(FZ) - Wahlpflichtmodul
  • Internationale Energiewirtschaft(IEW) - Wahlpflichtmodul
  • Maschinenbau, Schwerpunkt Automatisierung und Energietechnik(MB) - Alternative Course Module
  • Maschinenbau, Schwerpunkt Konstruktion(MB) - Wahlpflichtmodul
  • Mechatronik(MC) - Alternative Course Module
  • Produktionstechnik und Organisation(PO) - Wahlpflichtmodul

Modulverantwortliche

Prof. Dr.-Ing. Thomas Walter, Prof. Gerd Heilscher

Literatur

Martin Green. Solar Cells. , 1981.
S.M.Sze. Physics of semiconductor devices. , 2006.
D. Abou-Ras, T.Kirchartz, U.Rau. Advanced Characterization Techniques for Thin Film Solar Cells. , 2011.
T.Walter. Manuskript Photovoltaik.
G. Heilscher. Skript Photovoltaik Systemtechnik.
Volker Quaschning. Regenerative Energiesysteme. , 2013.
Heinrich Häberlin. Photovoltaik. VDE Verlag, 2007. ISBN 978-3-8007-3003-2.
Stefan Krauter. Solar Electric Power Generation. Springer, Berlin, Heidelberg, New York, 2005. ISBN 978-3-540-31345-8.

Quicklinks