Aufbau und Berechnung von Gleichstromsystemen at TU Braunschweig

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2. Erläutern Sie die Vor- und Nachteile der verschiedenen Netztopologien

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4. Welche Komponenten sind in einem DC-Netz nötig, um eine Last zu versorgen. (Zeichnung, Skizze)

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5. Wie lässt sich ein DC-Netz erweitern, wenn auch ein AC-Bus mit regelbaren Synchronmaschinen eingebracht wird.
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6. Welche Methodik gibt es zum Entwurf, Realisierung, Bewertung von Systemkonzepten unter Beachtung von wissenschaftlichen, technologischen und Managementmethoden?

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7. Welche grundlegenden Schritte sind nötig für die Anwendung dieser Methodik?

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8. Welche Komponenten zur Gleichstromerzeugung gibt es?

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11. Was sind die wesentlichen Verlustmechanismen bei einer Solarzelle?
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13. Nennen Sie allgemein technische Daten der Brennstoffzelle.

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14. Welche leistungselektronischen Baugruppen wurden in der Vorlesung vorgestellt?

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15. Zeichnen Sie die ESBs der verschiedenen Schaltungen.

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16. Erläutern Sie die grundlegende Wirkungsweise anhand des ESBs.
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17. Nennen Sie ein Beispiel für die Anwendung von Gleichspannungswandlern im PV-Bereich und erläutern Sie die Vorteile.

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Aufbau und Berechnung von Gleichstromsystemen

2. Erläutern Sie die Vor- und Nachteile der verschiedenen Netztopologien
Strahlennetz
Vorteile: einfacher Aufbau, kostengünstig
Nachteile: Spannungsfall zum Leitungsende, geringe Versorgungsichherheit
Anwendung: geringe Lastdichten, kleine Anschlussleistungen

Ringtopologie
Vorteile: gute Versorgungssicherheit
Nachteile: kostenintensiv, komplexer Aufbau (Redundanz), Spannungsfall zum Leitungsende
Anwendung: geringe Lastdichten, kleine Anschlussleistungen

Maschennetz
Vorteile: hohe Versorgungssicherheit, Spannungsstabilität
Nachteile: kostenintensiv, komplexer Aufbau, hohe Kurzschlussströme, schwierige Wiederinbetriebnahme
Anwendung: hohe Lastdichten, große Anschlussleistungen

Aufbau und Berechnung von Gleichstromsystemen

4. Welche Komponenten sind in einem DC-Netz nötig, um eine Last zu versorgen. (Zeichnung, Skizze)
A

Aufbau und Berechnung von Gleichstromsystemen

5. Wie lässt sich ein DC-Netz erweitern, wenn auch ein AC-Bus mit regelbaren Synchronmaschinen eingebracht wird.
A

Aufbau und Berechnung von Gleichstromsystemen

6. Welche Methodik gibt es zum Entwurf, Realisierung, Bewertung von Systemkonzepten unter Beachtung von wissenschaftlichen, technologischen und Managementmethoden?
A

Aufbau und Berechnung von Gleichstromsystemen

7. Welche grundlegenden Schritte sind nötig für die Anwendung dieser Methodik?
Was muss gemacht werden?
Womit fange ich an?
Wie muss es gemacht werden?
Wann fange ich womit an?
Wer macht was?

Aufbau und Berechnung von Gleichstromsystemen

8. Welche Komponenten zur Gleichstromerzeugung gibt es?
Gleichstromerzeuger sind Photovoltaik und die Brennstoffzelle

Aufbau und Berechnung von Gleichstromsystemen

11. Was sind die wesentlichen Verlustmechanismen bei einer Solarzelle?
Optisch:
  • Reflexion
  • Transmission
  • Absorption
Elektrisch:
  • Rekombination
  • Widerstände 

Aufbau und Berechnung von Gleichstromsystemen

13. Nennen Sie allgemein technische Daten der Brennstoffzelle.
  • Betriebspunktoptimierung über DC/DC-Wandler
  • Gut in DC-Netze mit moderner Leistungselektronik integrierbar
  • Leistungsdichte: 0,2 - 2 W/cm3 je nach Technologie
  • rein elektrisch: Wirkungsgrad bis 60%
  • In Kombination mit Wärmekreislauf höhere Wirkungsgrade möglich (>80%)
Vorteile:
  • Hohe Lebensdauer
  • Geräuscharm
  • Nachteile:
  • Wasserstoffdiffusion aus Speichern
  • Relativ teuer
  • Fehlende Infrastruktur
  • Herstellung bisher noch aus fossilen Energieträgern

Aufbau und Berechnung von Gleichstromsystemen

14. Welche leistungselektronischen Baugruppen wurden in der Vorlesung vorgestellt?

  • AC-DC-Wandler (Gleichrichter)
    • Eingang: bsp. 3-phasig 400 VAC
    • Ausgang: 380 VDC
  • DC-DC-Wandler (Gleichspannungswandler)
    • Eingang 380 VDC
    • Ausgang 48 VDC
  • DC-AC-Wandler (Wechselrichter)
    • Eingang 380 VDC
    • Ausgang 230 VAC

Aufbau und Berechnung von Gleichstromsystemen

15. Zeichnen Sie die ESBs der verschiedenen Schaltungen.
A

Aufbau und Berechnung von Gleichstromsystemen

16. Erläutern Sie die grundlegende Wirkungsweise anhand des ESBs.
A

Aufbau und Berechnung von Gleichstromsystemen

17. Nennen Sie ein Beispiel für die Anwendung von Gleichspannungswandlern im PV-Bereich und erläutern Sie die Vorteile.
Module Level Power Electronics (MLPE)
  • Eigener DC-DC-Steller an jedem Modul (nicht wie bei Zentral- oder Stringwechselrichter)
  • DC/DC-Steller übernimmt das Maximum Power Point Tracking (MPP)
  • MPP = optimaler Betriebspunkt wird eingestellt (Betriebspunkt nicht kostant)
  • Verschattete Module werden einzeln überwacht ->  bessere Ausbeute
  • Kombinierbar mit Stringwechselrichter

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