Windenergie-Ingenieurwesen

Basiskompetenz Maschinenbau

Maschinenbauingenieure analysieren den Wind und machen dessen kinetische Energie als mechanische Energie nutzbar.

Studienschwerpunkte im Kompetenzbereich Wind und mechanische Energiewandlung sind daher zum Beispiel Aerodynamik & Aeroelastik, Struktur­mechanik und -dynamik sowie Faserverbundtechnologie.

Im Kompetenzbereich Projektierung, Fertigung, Bau und Betrieb liegt der Fokus auf planerischen und wirtschaftlichen Aspekten, die mit ingenieurwissenschaftlichen Modulen ergänzt werden können.

Kompetenzbereiche

Wind und mechanische Energiewandlung
Projektierung, Fertigung, Bau und Betrieb

Allgemeine Auswahlregeln

Übersicht: Auswahlregeln
  Fachübergreifende Inhalte: 40 ± 2 LP
abhängig von der Basiskompetenz
Pflichtmodule: 32 LP
Wahlmodule: 8 ± 2 LP
davon Studium generale bis zu 5 LP
Master­studium
120 LP
Fachspezifische Inhalte: 40 ± 2 LP
abhängig von der Basiskompetenz
Pflichtmodule: 22 ± 2 LP
Wahlmodule: 22 ± 4 LP
davon andere KB bis zu 10 LP
  Wissenschaftliche Arbeiten: 40 LP Projektarbeit: 10 LP
Masterarbeit: 30 LP

Fachübergreifende Module

Auswahregeln: fachübergreifende Module
Masterstudium
120LP
Fachübergreifende Inhalte: 40 ± 2 LP
abhängig von der Basisikompetenz
Pflichtmodule: 32 LP
Wahlmodule: 8 ± 2 LP
davon Studium generale bis zu 5 LP
Pflichtmodule Maschinenbau
Fachübergreifende Kompetenzbereiche und Module Maschinen­bau  
    Projekt Wind S/W LP
Windenergie Windenergietechnik I     w 6
Windenergietechnik II     s 6
Bauingenieur­wesen Grundlagen des konstruktiven Ingenieurbaus I     s 6
Elektro­technik Grundlagen der elektrischen Energieversorgung     s 5
Grundlagen der elektromagnetischen Energiewandlung     w 5
Maschinen­bau Maschinendynamik     w 4
Wahlmodule Maschinenbau
Fachübergreifende Kompetenzbereiche und Module Maschinen­bau  
    Projekt Wind S/W LP
Bauingenieur­wesen Tragwerksdynamik     s 6
Bodenmechanik und Gründungen     w 6
Projekt- und Vertragsmanagement     s 6
Massivbau     s 6
Stahlbau     s 6
Elektro­technik Steuerung und Regelung von WEA     s 6
Hochspannungstechnik I     w 5
Leistungselektronik I     w 5
Regelungstechnik I     s 4
Elektrische Energieversorgung I     w 5
Studium generale Schlüsselkompetenzen / sinnvolle Ergänzungen zum Studium        

Wissenschaftliche Arbeiten

Auswahregeln: wissenschaftliche Arbeiten
Masterstudium
120 LP
Wissenschaftliche Arbeiten: 40 LP Projektarbeit: 10 LP
Masterarbeit: 30 LP
Projekt- und Masterarbeit
Wissent­schaftliche Arbeiten Projektarbeit   10 LP
Masterarbeit   30 LP
Im Rahmen des Studiums verfassen Sie eine wissenschaftliche Projektarbeit (10 LP) und eine Masterarbeit (30 LP) an. Beide Arbeiten können in Kooperation mit Unternehmen im In- und Ausland angefertigt werden.   

 

Kompetenzbereich: Wind und mechanische Energiewandlung

Maschinenbauingenieure sind typischerweise für die mechanische Energiewandlung zuständig. Sie stellen die kinetische Energie des Windes als nutzbare mechanische Energie zur Verfügung.

Ihr Aufgabenfeld erstreckt sich daher von der probabilistischen Erfassung des Windfeldes, der aerodynamischen und strukturellen Auslegung der Rotorblätter bis hin zur Auslegung der Triebstrangkomponenten wie etwa Nabe, Lager und Getriebe.

Dank aeroelastischer Simulationen der gesamten Anlage können die Ingenieure Interaktionen zwischen der Anlage und dem Wind oder auch zwischen

Anlagenkomponenten untereinander analysieren, ein hohes Maß an Systemverständis aufbauen und Optimierungspotentiale entdecken.

Studierende erwerben während des Studiums umfassende Softwarekenntnisse. Excel und Matlab gehören als Ingenieurtools zu den Standards. Vorkenntnisse sind nicht erforderlich. Je nach Vertiefung und persönlichem Interesse kommen weitere Anwendungen hinzu. Mehr dazu in den Modulbeschreibungen.

Zum Softwarekatalog mit kostengünstigen und kostenlosen Angeboten für Studierende der Leibniz Universität Hannover geht es hier. Die Institute und der IT Service der Universität bieten außerdem regelmäßig Software-Tutorien an.

Fachspezifische Module

Auswahregeln: fachspezifische Inhalte
Masterstudium
120 LP
Fachspezifische Inhalte: 40 ± 2 LP
abhängig von der Basiskompetenz
Pflichtmodule: 22 ± 2 LP
Wahlmodule: 22 ± 4 LP
davon andere KB bis zu 10 LP
Pflichtmodule: Wind und mechanische Energie­wandlung
      S/W LP
Wind und mechanische Energie­wandlung Aerodynamik und Aeroelastik von WEA   w 4
Faserverbund-Leichtbaustrukturen   W 6
Finite Elements I   w 4
Numerische Strömungsmechanik   W 4
Strömungsmechanik II   w 4

 

Wahlmodule: Wind und mechanische Energie­wandlung
      S/W LP
Wind und mechanische Energie­wandlung Aeroakustik und Aeroelastik der Strömungs­maschinen   S 4
Einführung in die Meteorologie I   W 4
Konstruktionswerkstoffe   w 5
Kontinuumsmechanik I   W 5
Lokalklimate   w 4
Mehrkörpersysteme   w 5
Rotorblatt-Entwurf für Windenergieanlagen   s 6
Strömungs­messtechnik und Versuchstechnik   s 4
Theoretische Meteorologie II - Kinematik u. Dynamik   w 4
Tribologie   S 5
Triebstränge für Windkraft­anlagen   W 5
Wahlmodule aus anderen Kompetenzbereichen
      S/W LP
Elektr. Energie­wandlung u. Netzanbindung Elektrische Antriebssysteme   s 5
Elektrische Energie­versorgung II   s 4
Labor: Energie­versorgung und Hochspannungs­technik   w 4
Leistungselektronik II   s 5
Planung und Führung von elektrischen Netzen   w 4
Ausgleichsvorgänge in Elektroenergie­systemen   s 4
Elektrische Klein-, Servo- und Fahrzeugantriebe   w 4
Erneuerbare Energien und intelligente Energie­versorgungs­konzepte   s 3
Grundlagen der elektrischen Energiewirtschaft   s 3
Hochspannungs­technik II   s 4
Labor: Elektrische Antriebssysteme   s 4
Labor: Elektrische Energie­versorgung   s 4
Labor: Leistungselektronik   w 4
Regelung elektrischer Drehfeld­maschinen   s 4
Dimension­ierung von Tragstrukturen Grundbaukonstruktionen   s 6
Sonder­konstruktionen im Massivbau   w 6
Tragsicherheit im Stahlbau   w 6
Tragstrukturen von Offshore-Windenergieanlagen   w 6
Bauwerkserhaltung und Materialprüfung   w 6
Betontechnik für Ingenieurbauwerke   w 6
Bodendynamik   s 6
FE-Anwendungen in der Statik und Dynamik   S 6
Festkörpermechanik   W 6
Finite Elements II   S 5
Grundlagen der Wellentheorie und Seegangsanalyse   S 3
Innovatives Bauen mit Beton   s 6
Kontaktmechanik   W 6
Schwingungsprobleme bei Bauwerken   W 6
Projektierung, Fertigung, Bau und Betrieb Fabrikplanung   w 5
Konstruieren in Stahlbau   w 6
Materialflusssysteme   W 5
Meerestechnische Baulogistik   w 6
Digitales Bauen   W 6
Produktions­management und -logistik   w 5
Computergestützter Windparkentwurf   w 3
Zuverlässigkeit mechatronischer Systeme   s 5

 

Highlights

Studentischer aerodyn. Vorentwurf

Rotorblatt-Entwurf für Windenergieanlagen

  • Durchführung einer aerodynamischen und strukturellen Auslegung eines Rotorblattes im Hinblick auf Ertrags- und Lastoptimierung in Matlab
  • Fertigung von Modellrotorblättern von ca. 2 m Länge, die den Studierenden mit den besten Hausarbeiten überreicht werden
Aeroelastische Stabilität in Abhängigkeit der Schwerpunktlage [Hansen]

Aerodynamik und Aeroelastik von Windenergieanlagen

  • Vermittlung mechanischer Grundlagen, um das dynamische Verhalten von Windenergieanlagen simulieren zu können
  • Behandlung u.a. von aeroelastischen Instabilitäten, Modalreduktion von Rotorblättern, instationärer Aerodynamik, aerodynamischer und mechanischer Dämpfung
Mehrschichtverbund [Balzani]

Faserverbund-Leichtbaustrukturen

  • Die Studierenden erwerben umfassende Grundkenntnisse über faserverstärkte Kunststoffe als Werkstoff sowie Entwurf und Berechnung von Faserverbund-Leichtbaustrukturen

Kompetenzbereich: Projektierung, Fertigung, Bau und Betrieb

Für die Maschinenbauingenieure mit der Vertiefung „Projektierung, Fertigung, Bau und Betrieb“ stehen planerische und wirtschaftliche Aufgabenfelder im Mittelpunkt. Sie planen und optimieren Windparklayouts und befassen sich mit allen essenziellen Schritten: von Bau bis Betrieb. In der Fertigung widmen sie sich als Maschinenbauer typischerweise den Rotorblättern, der Nabe und dem Triebstrang und beraten als Projektingenieure die Geschäftsführung zum Beispiel bei finanziellen Fragestellungen in der Produktion und Projektierung.

Studierende erwerben während des Studiums umfassende Softwarekenntnisse.

Excel und Matlab gehören als Ingenieurtools zu den Standards. Vorkenntnisse sind nicht erforderlich. Je nach Vertiefung und persönlichem Interesse kommen weitere Anwendungen hinzu. Mehr dazu in den Modulbeschreibungen. Projektierer werden zudem in WindPRO, Marktführer für die computergestützte Windpark-Planung, geschult.

Zum Softwarekatalog mit kostengünstigen und kostenlosen Angeboten für Studierende der Leibniz Universität Hannover geht es hier. Die Institute und der IT Service der Universität bieten außerdem regelmäßig Software-Tutorien an.

Fachspezifische Module

Auswahregeln: fachspezifische Module
Masterstudium
120 LP
Fachspezifische Inhalte: 40 ± 2 LP
abhängig von der Basiskompetenz
Pflichtmodule: 22 ± 2 LP
Wahlmodule: 22 ± 4 LP
davon andere KB bis zu 10 LP
Pflichtmodule: Projektierung, Fertigung, Bau und Betrieb
      S/W LP
Projektierung, Fertigung, Bau und Betrieb Planung und Errichtung von Windparks   w 6
Großprojekte weltweit   s 6
Qualitätsmanagement   S 4
Technische Zuverlässigkeit   W 4

 

Wahlmodule: Projektierung, Fertigung, Bau und Betrieb
      S/W LP
Projektierung, Fertigung, Bau und Betrieb Fabrikplanung   w 5
Konstruieren in Stahlbau   w 6
Materialflusssysteme   W 5
Meerestechnische Baulogistik   w 6
Digitales Bauen   W 6
Produktions­management und -logistik   w 5
Computergestützter Windparkentwurf   w 3
Zuverlässigkeit mechatronischer Systeme   s 5

 

Wahlmodule aus anderen Kompetenzbereichen
      S/W LP
Elektr. Energie­wandlung u. Netzanbindung Elektrische Antriebssysteme   s 5
Elektrische Energie­versorgung II   s 4
Labor: Energie­versorgung und Hochspannungs­technik   w 4
Leistungselektronik II   s 5
Planung und Führung von elektrischen Netzen   w 4
Ausgleichsvorgänge in Elektroenergie­systemen   s 4
Elektrische Klein-, Servo- und Fahrzeugantriebe   w 4
Erneuerbare Energien und intelligente Energie­versorgungs­konzepte   s 3
Grundlagen der elektrischen Energiewirtschaft   s 3
Hochspannungs­technik II   s 4
Labor: Elektrische Antriebssysteme   s 4
Labor: Elektrische Energie­versorgung   s 4
Labor: Leistungselektronik   w 4
Regelung elektrischer Drehfeld­maschinen   s 4
Dimension­ierung von Tragstrukturen Grundbaukonstruktionen   s 6
Sonder­konstruktionen im Massivbau   w 6
Tragsicherheit im Stahlbau   w 6
Tragstrukturen von Offshore-Windenergieanlagen   w 6
Bauwerkserhaltung und Materialprüfung   w 6
Betontechnik für Ingenieurbauwerke   w 6
Bodendynamik   s 6
FE-Anwendungen in der Statik und Dynamik   S 6
Festkörpermechanik   W 6
Finite Elements II   S 5
Grundlagen der Wellentheorie und Seegangsanalyse   S 3
Innovatives Bauen mit Beton   s 6
Kontaktmechanik   W 6
Schwingungsprobleme bei Bauwerken   W 6
Wind und mechanische Energie­wandlung Aerodynamik und Aeroelastik von WEA   w 4
Faserverbund-Leichtbaustrukturen   W 6
Finite Elements I   w 4
Numerische Strömungsmechanik   W 4
Strömungsmechanik II   w 4
Aeroakustik und Aeroelastik der Strömungs­maschinen   S 4
Einführung in die Meteorologie I   W 4
Konstruktionswerkstoffe   w 5
Kontinuumsmechanik I   W 5
Lokalklimate   w 4
Mehrkörpersysteme   w 5
Rotorblatt-Entwurf für Windenergieanlagen   s 6
Strömungs­messtechnik und Versuchstechnik   s 4
Theoretische Meteorologie II - Kinematik u. Dynamik   w 4
Tribologie   S 5
Triebstränge für Windkraft­anlagen   W 5

 

Highlights

Studentischer aerodyn. Vorentwurf

Rotorblatt-Entwurf für Windenergieanlagen

  • Durchführung einer aerodynamischen und strukturellen Auslegung eines Rotorblattes im Hinblick auf Ertrags- und Lastoptimierung in Matlab
  • Fertigung von Modellrotorblättern von ca. 2 m Länge, die den Studierenden mit den besten Hausarbeiten überreicht werden
Energierose aus der Windstatistik-Übung

Planung und Errichtung von Windparks

  • Vorstellung von Planungsstrategien und –konzepte von On- und Offshore-Windparks
  • In der begleitenden Übung werden Windstatistiken und darauf basierende Windparklayouts mit Excel bzw. Matlab erstellt
Projektierung mit WindPRO

Computergestützter Windpark-Entwurf

  • Durchführung eines Windpark-Entwurfs mit dem Softwarepaket WindPRO und WAsP Schnittstelle