Liste der Veranstaltungen

Der erste Teil der zweisemestrigen Grundvorlesung befasst sich zunächst mit den Grundbegriffen der Thermodynamik. Aufbauend auf dem ersten Hauptsatz der Thermodynamik werden Zustandsänderungen und Kreisprozesse betrachtet. Anschließend wird der zweite Hauptsatz der Thermodynamik eingeführt und dessen Konsequenzen für thermodynamische Prozesse besprochen. In den begleitenden Übungen werden die in der Vorlesung erworbenen Kenntnisse anhand der Bearbeitung ausgewählter Aufgaben gefestigt und vertieft.

Im zweiten Teil der zweisemestrigen Grundlagenvorlesung werden zunächst reale Stoffe und Mehrphasensysteme betrachtet. Darauf aufbauend folgt ein Kapitel über Wärme-Kraft-Prozesse, in dem z.B. Dampfkraftprozesse sowie deren Optimierungspotenziale betrachtet werden. Weiterhin wird insbesondere auf feuchte Luft als Beispiel für Gemische eingegangen. Die Thermodynamik der Verbrennung sowie die Betrachtung von Gleichgewichten in Gemischen schließen die Grundvorlesung ab. In den begleitenden Übungen werden die in der Vorlesung erworbenen Kenntnisse anhand der Bearbeitung ausgewählter Aufgaben gefestigt und vertieft.

Die Wärme- und Stoffübertragung zählt zu den Grundlagenvorlesungen der ingenieurwissenschaftlichen Ausbildung. Nach der Erarbeitung von Grundlagen und Begriffen der Wärme- und Stoffübertragung werden zunächst allgemein Mechanismen der Wärmeleitung betrachtet und anhand ausgewählter Beispiele erläutert. In einem weiteren Kapitel wird die konvektive Wärmeübertragung besprochen. Abschließend werden Analogien zwischen Wärme- und Stofftransport dargestellt. In der zugehörigen Übung sowie im Rahmen eines Praktikums wird das in der Vorlesung vermittelte Wissen auf ausgewählte Fallbeispiele angewendet und weiter vertieft.

Im ersten Teil der zweisemestrigen Vorlesung werden zum einen grundlegende Aspekte der Energieversorgung behandelt. Zum anderen wird der Fokus auf thermische, chemische und biologische Verfahren der Energietechnik gelegt. Die Inhalte sind gegliedert in die Kapitel Einführung, Gewinnung und Aufbereitung fossiler Energieträger, Biomasse, Verbrennung, regenerative Wärmequellen, Wärmekraftprozesse, Wärmepumpe und Kältemaschine, Wirtschaftlichkeitsrechnung sowie Energieeffizienz.

In dieser Vorlesung wird die Umwandelbarkeit von Energieformen unter Berücksichtigung des Zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik behandelt. Grundlegende Begriffe wie Exergie, Anergie oder Exergieverluste werden erläutert und die Visualisierung von Energieströmen in Exergieflussdiagrammen verdeutlicht. Eine Einführung in die Bewertung der Energieumwandlungsverfahren erfolgt nach dem Modell der Thermoökonomie. Bei diesem Vorgehen wird für Energieumwandlungsverfahren die exergetische Analyse direkt mit der ökonomischen Bewertung verknüpft. Die Vorlesung wie auch die zugehörige Übung verdeutlichen die Methodik an ausgewählten Fallbeispielen.

In dieser als Praktikum angelegten Lehrveranstaltung werden energietechnische Prozesse und Energiesysteme mittels einer Simulationssoftware erfasst, analysiert und bewertet. Hierbei werden sowohl thermodynamische und anlagentechnische wie auch wirtschaftliche Kriterien in einen ganzheitlichen Bewertungsansatz einbezogen. Die erzielten Ergebnisse werden in einer wissenschaftlichen Ausarbeitung und anhand eines wissenschaftlichen Posters präsentiert.

In diesem Seminar erarbeiten die Teilnehmer eigene Beiträge und Kurzpräsentationen zu ausgewählten energierelevanten Themenfeldern. Ausgerichtet auf jeweils aktuelle Fragestellungen werden Technologien und Systeme zur effizienten Bereitstellung, Wandlung, Speicherung und Nutzung von Energie thematisiert.

Aufwändige Experimente werden zunehmend durch Computersimulation substituiert. Sogenannte CFD-Programme (Computational Fluid Dynamics) finden heute auch in der Energie- und Umwelttechnik breite Anwendung. Die Vorlesung vermittelt Grundlagen zur numerischen Simulation von thermofluiddynamischen Prozessen mittels CFD-Programmen. Verschiedene Diskretisierungsverfahren wie Finite Elemente und Finite Volumen werden behandelt. Auch eine problemorientierte Definition von Anfangs- und Randbedingungen wird diskutiert. Ferner werden Ansätze zur Turbulenzmodellierung vorgestellt. Die Anwendung und Vertiefung der Kenntnisse erfolgt in einem nachgeschalteten Praktikum. Die Teilnehmer arbeiten sich in kleinen Gruppen in ein kommerzielles CFD-Softwaresystem ein und bearbeiten ein Kleinprojekt.

Die Vorlesung umfasst eine ganzheitliche Betrachtung der Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung (KWKK) unter technischen, ökologischen und ökonomischen Gesichtspunkten. Nach den Grundlagen und den Potenzialen der KWKK wird detailliert auf technische Konzepte eingegangen. Ziel ist es, Chancen und Risiken der KWKK in unterschiedlichen Anwendungsfällen zu analysieren und zu bewerten.

Die Vorlesung behandelt Grundlagen, Anwendungen und Beispiele thermischer Speichersysteme. Einbezogen werden dabei sowohl sensible und thermochemische Speicher wie auch Latentwärmespeicher. Thematisiert wird ebenso die Bestimmung von Stoffdaten für Speichermaterialien sowie die Konzeption, Auslegung und Simulation von Speicherkonzepten. Die erworbenen Fachkenntnisse werden im begleitenden Praktikum angewendet und vertieft.

In der Vorlesung werden thermodynamische, chemische und fluiddynamische Grundlagen der Verbrennung von Energieträgern behandelt. Ebenso wird auf die Entstehung von Schadstoffen bei der Verbrennung eingegangen und es werden Maßnahmen zur Emissionsminderung diskutiert. Schließlich wird noch das energieeffiziente Design von Brennern und Feuerungsanlagen erörtert.

In dieser Vorlesung werden unterschiedliche optische Messverfahren vorgestellt, um beispielsweise berührungslos durch Laserlicht die Zusammensetzung, Ausbreitung und Vermischung von Gasen sowie deren Temperatur zu bestimmen. Solche Verfahren werden nicht nur in Forschungseinrichtungen, sondern in zunehmendem Maße auch in der Industrie eingesetzt.

Die Vorlesung beinhaltet zunächst eine Einführung in die Thermodynamik von Kraftmaschinen. Für den Otto- und Dieselmotor werden sowohl ideale Vergleichsprozesse als auch die realen Abläufe beschrieben. Davon ausgehend werden technische Möglichkeiten der Effizienzsteigerung erörtert und die Bildung luftverunreinigender Spurenstoffe behandelt. Schließlich werden auch alternative Brennverfahren vorgestellt und charakterisiert. Im nachgeschalteten Praktikum wird das in der Vorlesung bereits erworbene Wissen ergänzt und vertieft. Das Praktikum wird an einem Motorprüfstand durchgeführt, welcher mit einem handelsüblichen Serienmotor bestückt ist. Es werden hierbei Kenntnisse rund um die Funktionsweise, den Betrieb und die Regelung von Motoren vermittelt.

Die Vorlesung ist Bestandteil des Technikwissenschaftlichen Zusatzstudiums (TeWiZ) für Studierende der Rechtswissenschaft an der Universität Bayreuth. In der Vorlesung werden zunächst energierelevante Grundbegriffe erörtert sowie die Entwicklung und aktuelle Situation der nationalen und globalen Energieversorgung diskutiert. Anschließend werden thermodynamische Grundlagen sowie ausgewählte thermodynamische (Kreis-)Prozesse behandelt. Schließlich wird der Fokus auf Technologien zur Nutzung erneuerbarer Energien gelegt. Eingebettet in die Vorlesung ist eine Besichtigung der Forschungslaboratorien des Lehrstuhls für Technische Thermodynamik und Transportprozesse.

In diesem Seminar stellen externe Referenten aus Industrie und Wissenschaft aktuelle Entwicklungen aus Forschung und Praxis dar. Somit besteht eine sehr gute Möglichkeit, Einblicke in eine breite Palette an energierelevanten Fragestellungen zu gewinnen und ggfls. erste persönliche Kontakte zu knüpfen.

Die Besichtigung ausgewählter Anlagen von Energieversorgungsunternehmen sowie energietechnisch interessanter Betriebe im Rahmen einer zweitägigen Exkursion ist integraler Bestandteil des praxisnahen Studienangebotes im Masterstudiengang Energietechnik. Abhängig vom Platzangebot besteht auch für Studierende anderer Masterstudiengänge die Möglichkeit zu Teilnahme.