Schwerpunkte der Lehre

Das Team ist an der Lehre in den BSc- und MSc-Studiengängen Umweltingenieurwissenschaften der Fakultät Bau- und Umweltingenieurwissenschaften beteiligt und erbringt weitere Lehreinheiten, die sich mit Themen der Energiewirtschaft befassen. Weitere Lehrveranstaltungen werden an der Fakultät Architektur und Urbanistik im BSc-Programm Urbanistik angeboten.

Die angebotenen Vorlesungen und Seminare zielen darauf ab, das technische Hintergrundwissen zu vermitteln, das zum Verständnis der komplexen Wechselwirkungen von Energiedargebot und -nachfrage in der heutigen Gesellschaft erforderlich ist. Dazu gehören auch Betrachtungen zu bestehenden und zukünftigen Energieinfrastruktursystemen. Ziel ist es, zum einen die erforderlichen technischen und wissenschaftlichen Grundlagen zu vermitteln und zum anderen die Studierenden gleichzeitig zu kreativen Problemlösungsansätzen zu ermutigen.
 

Leitbild und Themen

In Zukunft wird vernetztes Denken zwischen den verschiedenen Fachdisziplinen stärker erforderlich sein. Dies ist notwendig, um im Sinne der Sektorenintegration den Herausforderungen der Schaffung einer nachhaltigeren Umwelt und Gesellschaft zu begegnen. Die Fachkräfte von morgen müssen auf diese Herausforderungen vorbereitet werden. Insbesondere im Hinblick auf ein sich wandelndes Klima, das neue Ansätze für die Stadtplanung, die Schaffung einer nachhaltigen Energieversorgung und die Bereitstellung der damit verbundenen Infrastruktur erfordert. Angesichts dieser Herausforderungen konzentriert sich die Lehre der Professur auf die folgenden Themenbereiche:

• die Wechselbeziehungen zwischen der Verfügbarkeit von Energieressourcen und der menschlichen Entwicklung
• Nachhaltigkeit und Umweltbilanzen
• fossile Brennstoffressourcen und deren Verfügbarkeit
• konventionelle Energieerzeugungstechnologien
• nachhaltige und erneuerbare Energietechnologien
• städtische Energieversorgungsinfrastrukturen
• dezentrale Energiesysteme und die Energiewende
• CO2-Emissionen und Klimawandel

MSc-Vertiefungsrichtung Energiesysteme
 

In der zum Wintersemester 2021/22 neu eingerichteten Vertiefungsrichtung Energiesysteme im MSc-Studiengang Umweltingenieurwissenschaften geht es um die Entwicklung, Bemessung, Modellierung und numerische Simulation von Energieinfrastruktursystemen auf Basis von erneuerbaren Energien. In den von der Professur angebotenen Modulen befassen sich die Studierenden mit den technischen Herausforderungen einer zukünftigen klimaneutralen Versorgung mit Elektrizität und Wärme sowie mit erneuerbar gewonnenen Energieträgern wie Wasserstoff. Die erworbenen Kenntnisse werden über Projektarbeiten in kleinen Gruppen sowie Seminarübungen vertieft, um die Studierenden auf die praktische Tätigkeit im Ingenieurberuf vorzubereiten.

Imagevideo zum Wahlpflichtmodul Klima, Gesellschaft, Energie im MSc-Studiengang Umweltingenieurwissenschaften:

Aktuelle Lehrtätigkeiten der Professur

Zu den aktuellen Lehraktivitäten gehören Vorlesungen, Seminare und Übungen in den folgenden Modulen und Studiengängen:

BACHELOR-Studiengänge

• Energiewirtschaft → BSc Umweltingenieurwissenschaften
• Klima und Meteorologie
• Thermodynamik
   
• Stadttechnik Energie → BSc Urbanistik

MASTER-Studiengänge

• Regenerative Energiesysteme → MSc Umweltingenieurwissenschaften
• Wasserstoffsysteme und Sektorenkopplung
• Energiesystemmodellierung und Simulation
• Klima, Gesellschaft, Energie

In der Vertiefung Energiesysteme werden die Studierenden auf die Herausforderungen der Transformation des Energiesystems vorbereitet. Während sie im Vertiefungsmodul „Regenerative Energiesysteme“ noch einen vollumfänglichen Einblick in die Welt der Erneuerbaren Energien bekommen, wird sich im Vertiefungsmodul „Wasserstoffsysteme und Sektorenintegration“ ganz auf den Energieträger Wasserstoff konzentriert. Wie der Name bereits verrät, wird dieser hierbei nicht isoliert betrachtet, sondern im Zusammenspiel mit unterschiedlichen Sektoren. Zudem werden die Studierenden in elektrochemischen Grundlagen, verschiedenen Speichermöglichkeiten sowie der Wasserstoffherstellung und -anwendung geschult.

Erfahrungen aus dem Studium zeigen, dass auch der Transfer von theoretischen Inhalten zur praktischen Anwendung nicht fehlen darf. Hierfür wird im Masterstudium in regelmäßigen Projekten darauf geachtet, dass die Studierenden auch praktische Berührungspunkte mit Energiesystemen bekommen. Im Sommersemester 2024 wurde beobachtet, dass die Einbindung von Wasserstofftechnologien in die Hochschullehre niederschwellig und gefahrlos umgesetzt werden kann: Eine Gruppe Masterstudierende beschäftigte sich mit der Planung und dem Bau des mit einer Wasserstoffbrennstoffzelle betriebenen Modellfahrzeugs „NEP2N“.

Nicht nur praktische Projekte unterstützen die Lehre in Weimar. Zu den innovativen Lehransätzen in der Mastervertiefung Energiesysteme zählen auch Interaktion und Hands-On-Erfahrung. Während des Studienverlaufs wird etwa eine Gruppenarbeit durchgeführt, in der ein ausgewähltes Wohnquartier mit regenerativen Energien versorgt werden soll. Die Erfahrung zeigt, dass die intensive Beschäftigung mit einem Standort und seinem Darrgebot den Studierenden hilft, ein Verständnis für die verschiedenen Standortbedingungen im Bezug zu Erneuerbaren Energien zu entwickeln. Neben semesterbegleitenden Arbeiten werden auch Workshops gehalten, bei denen die Studierenden beispielsweise selbst konventionelle Energieträger in einem Energiesystem mit Regenerativen substituieren sollen. Erfahrungen aus dem Workshop zeigen, dass dadurch ein tieferes Verständnis für die Mammutaufgabe Klimaneutralität 2045 und Energiewende geschaffen wird.

Das mobile Energielabor für Forschung und Lehre, ein Werkstattwagen voller Messtechnik und Komponenten ermöglicht Studierenden praxisnahe Experimente bis hin zu kompletten Energiesystemen. Ziel ist es, die Lücke zwischen Schul-Experimenten und großtechnischen Anlagen zu schließen.