Prof. Dr.-Ing. Detlev Patzwald

Gebäude: Haldener Straße 182
Raum: A-U06
Ansprechpartner: Laboringenieur Theodor Gödde

Arbeitsgebiete

Energieerzeugung

• Studien zu dezentralen Energieerzeugungsanlagen
• Untersuchung und Optimierung von Energiespeichermöglichkeiten für stationäre und mobile Anwendungen

Energieverteilung

• Lastfluss- und Kurzschlussberechnungen in elektrischen Energieversorgungssystemen
• Untersuchung von Netzrückwirkungen durch Einspeiser und Verbraucher

Energiewirtschaft

• Energiewirtschaftliche Bewertung von konventionellen und fortschrittlichen Energieerzeugungssystemen
• Optimierung des Energieeinsatzes in Industrie und Haushalt

Laborausstattung

• Netzberechnungssoftware NEPLAN
• Analoges System zur Netznachbildung
• Smart Grid - Simulationsumgebung
• Simulationssystem für selektiven Netzschutz
• Mobiles Messsystem zur Langzeitaufzeichnung von Energieverbräuchen
• Messstand zur automatisierten Untersuchung von Batterie-Ladeverfahren
• Diverse PC-Systeme mit umfangreichen Peripheriegeräten
• Diverse Messgeräte zur Messung elektrischer Größen

Gebäude: Haldener Straße 182
Raum: M-U02
Ansprechpartner: Laboringenieur Theodor Gödde

Arbeitsgebiete

• Untersuchungen zur Nutzung regenerativer Energien für die Stromerzeugung
• Bewertung und Optimierung von Anlagen zur Nutzung regenerativer Energien (Windkraft, Photovoltaik, Wasserkraft)

Laborausstattung

• Photovoltaik-Testanlage mit umfangreicher Messsensorik, Messwertauswertung und -präsentation
  Aktuelle und archivierte Betriebsdaten
• Künstliche Sonne groß (PV-Modul-Messplatz)
• Künstliche Sonne klein (PV-Kleinmodul-Mess- und Praktikumsplatz)
• Diverse PV-Testmodule (monokristallin, polykristallin, amorph)
• Simulationssoftware für die Auslegung von PV-Anlagen
• Windmessystem (30 m - Windmessmast, Sensorik, Datenlogger)
• Windsystemsimulation
• Wetterkamera (Blick über den westlichen Himmel von Hagen)

Abschluss- und Projektarbeiten werden bevorzugt mit Industrieunternehmen der hiesigen Region durchgeführt.

Bei Interesse nehmen Sie bitte persönlichen Kontakt auf zur Absprache eines geeigneten Themas.

In letzter Zeit abgeschlossene als auch in Bearbeitung befindliche Abschlussarbeiten

• Zukünftige Anforderungen von Offshore-Windkraftanlagen an das nachgeschaltete Stromtransportnetz
• Strategische Anforderungen an ein Netzleitsystem unter besonderer Berücksichtigung regenerativer Einspeisung
• Vergleich elektrochemischer Energiespeichertechnologien bei der Energieversorgung aus regenerativen Energiequellen
• Analyse der lokalen Energiespeicherung in Kombination mit einer Photovoltaikanlage am Beispiel eines Einfamilienhauses und eines Gewerbebetriebes
• Schaltnetzteil für LED-Module auf Basis eines Festfrequenz-Sperrwandlers
• Anschlussvarianten für einen 20 MW Windpark an das Mittelspannungsnetz eines regionalen Verteilungsnetzbetreibers
• Analyse und Auswirkung der neuen VDE-Anwendungsregel „Erzeugungsanalgen am Niederspannungsnetz“ auf die Berechnungsverfahren der Anschlussprüfung
• Entwicklung eines Schaltnetzteils für einen Photovoltaik-Wechselrichter unter Berücksichtigung wirtschaftlicher Randbedingungen
• Die VDE-Anwendungsregel “Erzeugungsanlagen am Niederspannungsnetz” und deren Auswirkungen am Beispiel des Netzanschlussprozesses eines regionalen Verteilungs- netzbetreibers

Eine Auswahl von früher abgeschlossenen Abschlussarbeiten

• Leistungsfaktorkorrektur (PFC) für LED-Leuchtennetzteile im Bereich von 50 W bis 150 W
• Überplanung und Realisierung eines 15kV Mittelspannungsnetzes – Berechnung der Netzkuppelschaltungen
• Vor- und Nachteile einer umrichtergesteuerten Drehstromasynchronmaschine beim Einsatz in einem Elektromobil
• Untersuchung Lastmanagement und zugehörige Kommunikationsanforderungen an AC-Ladesysteme für Elektromobilität
• Entwicklung eines Systems zum optimierten Einsatz von Erzeugungsanlagen zur Lieferung von Minutenreserveleistung
• Realisierung von Blitzschutzkonzepten baulicher Anlagen nach aktueller europäischer Norm
• Bewertung von Netzoberschwingungen in IT- und TN- Industrienetzen mit Blick auf den Zubau von Netzkomponenten
• Technische und wirtschaftliche Bewertung von Versorgungs-Netzkonzessionen eines Regionalversorgers im Rahmen der Anreizregulierung

Neue Technologien zur elektrischen Energieerzeugung und -nutzung

Thematik

Aufgrund der drohenden Klimakatastrophe und einer absehbaren Verknappung der Energieressourcen rückt eine rationelle Energieverwendung und ein Einsatz regenerativer Energiequellen zunehmend in das Blickfeld der öffentlichen und privaten Energieverbraucher.

Ein wichtiger Schritt zur Reduktion des Primärenergieverbrauchs und damit zur Senkung von Schadstoff- und CO2-Emissionen ist die Einsparung von Energie in Industrie und Haushalt. Bei der Umwandlung elektrischer Energie in Nutzenergie wie z.B. Licht, Wärme, mechanische Bewegung usw. können durch neue Technologien und Konzepte große Einsparpotentiale erschlossen werden. Neben den ökologischen Verbesserungen ergeben sich hierbei für den Verbraucher vielfach auch ökonomische Vorteile.

Die Nutzungsmöglichkeiten der umweltfreundlichen Energieträger Sonne, Wind und Wasser sind derzeit noch sehr gering, obwohl das Energieangebot allein der Sonne ein Vielfaches des jährlichen Weltenergiebedarfs ausmacht. Die geringe Nutzung ist bedingt durch unzureichende technische Energieumwandlungssysteme sowie durch den niedrigen Preis fossiler Brennstoffe. Allein die Weiterentwicklung der vorhandenen Erzeugungs- und Umwandlungstechnik zur Steigerung des Wirkungsgrades und der Senkung der Stromgestehungskosten kann den regenerativen Energien einen größeren Anteil bei der Energieerzeugung verschaffen.

An der Fachhochschule Südwestfalenwerden eine großen Anzahl von Projekten und Diplomarbeiten auf dem Gebiet der neuen Technologien zur umweltfreundlichen Energieerzeugung und -umwandlung sowie Energieeinsparung durchgeführt.

Beteiligte Hochschullehrer am Forschungs- und Entwicklungsschwerpunkt:

• Prof. Dr.-Ing. D. Patzwald, Lehrgebiet Elektrische Energieversorgung der Fachhochschule Südwestfalen, Abt. Hagen
• Prof. Dr.-Ing. U. Kuipers, Lehrgebiet Elektrische Messtechnik und Elektronik der Fachhochschule Südwestfalen, Abt. Hagen

Abgrenzung des vorgesehenen Arbeitsgebietes:

Es sollen Verfahren und Geräte zur rationellen Umwandlung elektrischer Energie in Nutzenergie sowie zur regenerativen Energieerzeugung fachübergreifend untersucht, verbessert und einer breiten Anwendung zugänglich gemacht werden.

Dabei sollen insbesondere folgende Themen behandelt werden:

• Weiterentwicklung von Anlagen und Geräten zur Umwandlung elektrischer Energie in Nutzenergie mit der Zielsetzung einer Energieeinsparung.
• Aufnahme von Istzuständen der Energienutzung in Industrie und Haushalt; Erstellung von individuell angepaßten Konzepten zur Energieeinsatzoptimierung.
• Untersuchung der Einsatzmöglichkeit dezentraler Erzeugungseinheiten.
• Weiterentwicklung von Anlagen zur Nutzung regenerativer Energie sowie von fortschrittlichen Umwandlungstechnologien im Sinne einer energietechnischen Optimie-rung für eine zukünftig umweltfreundliche Energieversorgung.
• Untersuchung und Optimierung von Energiespeichermöglichkeiten für stationäre und mobile Anwendungen
• Energiewirtschaftliche Bewertung (Jahresbenutzungsdauer, Verfügbarkeit, Ausfallzeiten, Stromgestehungskosten etc.) von neuen Technologien zur Energieerzeugung.

Zudem soll ein Technologie- und Wissenstransfer zwischen Fachhochschule Südwestfalen und Wirtschaft und Bevölkerung z.B. durch Seminarveranstaltungen und Teilnahme bei Ausstellungen erfolgen.