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.

Antizyklisch zur Vorlesung und Übung Technische Thermodynamik I, die jeweils im Wintersemester stattfinden, werden in diesen Zusatz-Übungen wesentliche Lerninhalte in kompakter Form wiederholt und im Zuge der Bearbeitung früherer Klausuraufgaben angewendet. Die Lehrveranstaltung wendet sich vorrangig an Studierende, die im Prüfungszeitraum des Sommersemesters an der Klausur Technische Thermodynamik I oder an der Modulprüfung Technische Thermodynamik teilnehmen..

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.

Antizyklisch zur Vorlesung und Übung Technische Thermodynamik II, die jeweils im Sommersemester stattfinden, werden in diesen Zusatz-Übungen wesentliche Lerninhalte in kompakter Form wiederholt und im Zuge der Bearbeitung ausgewählter früherer Klausuraufgaben angewendet. Die Lehrveranstaltung wendet sich vorrangig an Studierende, die im Prüfungszeitraum des Wintersemesters an der Klausur Technische Thermodynamik II oder der Modul-Klausur teilnehmen.

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.

Antizyklisch zur Vorlesung und Übung Wärme- und Stoffübertragung, die jeweils im Wintersemester stattfinden, werden in diesen Zusatz-Übungen wesentliche Lerninhalte in kompakter Form wiederholt und im Zuge der Bearbeitung früherer Klausuraufgaben angewendet. Die Lehrveranstaltung wendet sich vorrangig an Studierende, die im Prüfungszeitraum des Sommersemesters an der Klausur Wärme- und Stoffübertragung teilnehmen.

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 aus der Vorlesung „Modelle und Simulation thermofluiddynamischer Prozesse“ erfolgt in einem nachgeschalteten Praktikum. Die Teilnehmer arbeiten sich in kleinen Gruppen in ein kommerzielles CFD-Softwaresystem ein und bearbeiten ein Kleinprojekt.

Die Vorlesung GES 2 umfasst eine ganzheitliche Betrachtung von gekoppelten Energiesystemen. Klassischerweise umfasst dies Anlagen zur Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung (KWKK) basierend auf unterschiedlichen Energieträgern wie Erdgas, Biomasse oder auch grünem Wasserstoff. Neben KWKK-Systemen werden auch innovative Verbundanlagen vorgestellt und diskutiert. Hier zählen beispielsweise PV-Batterie-Wärmepumpen-Systeme oder kalte Nahwärmenetze. Ausgehend von den Potentialen und der technischen Charakterisierung der jeweiligen Systemlösungen erfolgt auch eine Einordnung unter ökologischen und ökonomischen Gesichtspunkten. Abgerundet wird die Vorlesung durch die eigenständige Durchführung eines Fallbeispiels zur Auslegung einer Wärme- und Kältebereitstellung eines Industrieunternehmens im Rahmen der Übungseinheiten.

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.

Die Vorlesung behandelt die thermodynamischen, chemischen und fluiddynamischen Grundlagen der Verbrennung, einschließlich der Effizienzsteigerung von Brennern und Feuerungssystemen. Es werden sowohl die Verbrennung von fossilen und alternativen Energieträgern als auch die Prozesse in Otto- und Dieselmotoren mit ihren idealen und realen Abläufen erklärt. Zusätzlich wird auf die Entstehung von Schadstoffen und Emissionen sowie auf technische Maßnahmen zur Emissionsminderung und alternative Brennverfahren eingegangen.

Das Praktikum zur Vorlesung „Verbrennung und Verbrennungsmotoren“ wird an einem Motorprüfstand durchgeführt. Dieser ist mit einem handelsüblichen 4-Zylinder Serienmotor bestückt. Anhand von Versuchen bei unterschiedlichen Betriebspunkten des Motors werden hierbei Kenntnisse rund um die Funktionsweise, den Betrieb und die Regelung von Motoren vermittelt.

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.

Ergänzend zu der Vorlesung „Lasermessverfahren der Thermofluiddynamik“ werden die dort vorgestellten Messverfahren anhand ausgewählter Beispiele detailliert veranschaulicht. Dazu werden an Versuchsaufbauten in den Laserlaboren des Lehrstuhls Grundlagen zur Optik, Lasertechnik und -sicherheit, Bildverarbeitung und Datenauswertung mit Bezug zu aktuellen Forschungsfragen 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.

Die Studierenden befassen sich selbständig mit einem abgegrenzten Themengebiet, welches möglichen Gestaltungen zukünftiger Energieversorgungssysteme zuzuordnen ist. Dies beinhaltet eine kritische Reflexion des Standes des Wissens, der aktuellen Forschung und von Szenarien künftiger Entwicklungen. Darauf aufbauend erfolgt die Identifizierung und systematische Anwendung geeigneter Methoden und Kriterien zur vergleichenden Bewertung von Technologieoptionen in der künftigen, möglichst nachhaltigen Energieversorgung. Abgerundet wird das Seminar durch die schrittweise Ausarbeitung eines Fachvortrags zum Themenbereich und die mündliche Präsentation der Ergebnisse.

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.