Suchergebnis: Katalogdaten im Herbstsemester 2018

Energy Science and Technology Master Information
Wahlfächer
- Wählbare Kernfächer des Studienreglements 2007
- Wahlfächer des Studienreglements 2018

Diese Kurse sind besonders empfohlen, andere ETH-Kurse aus dem Feld Energy Science and Technology im weiteren Sinne können in Absprache mit dem Tutor gewählt werden.
Electrical Power Engineering
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
227-0113-00LLeistungselektronik Information W6 KP4GJ. W. Kolar
KurzbeschreibungVerständnis der Grundfunktion leistungselektronischer Energieumformer, Einsatzbereiche. Methoden der Analyse des Betriebsverhaltens und des regelungstechnischen Verhaltens, Dimensionierung. Beurteilung der Beeinflussung umgebender Systeme, Elektromagnetische Verträglichkeit.
LernzielVerständnis der Grundfunktion leistungselektronischer Energieumformer, Einsatzbereiche. Methoden der Analyse des Betriebsverhaltens und des regelungstechnischen Verhaltens, Dimensionierung. Beurteilung der Beeinflussung umgebender Systeme, Elektromagnetische Verträglichkeit.
InhaltGrundstruktur leistungselektronischer Systeme, Beispiele. DC/DC-Konverter, Potentialtrennung. Regelungstechnische Modellierung von DC/DC-Konvertern, State-Space-Averaging, PWM-Switch-Model. Leistungshalbleiter, Nichtidealitäten, Kühlung. Magnetische Bauelemente, Skin- und Proximity- Effekt, Dimensionierung. EMV. Einphasen- Diodenbrücke mit kapazitiver Glättung, Netzrückwirkungen, Leistungsfaktorkorrektur. Selbstgeführte Einphasen- u. Dreiphasen-Brückenschaltung mit eingeprägter Ausgangsspannung, Modulation, Raumzeigerbegriff. Netzgeführte Einphasen-Brückenschaltung, Kommutierung, Wechselrichterbetrieb, WR-Kippen. Netzgeführte Dreiphasen-Brückenschaltung, ungesteuert und gesteuert/kapazitive und induktive Glättung. Parallelschaltung netzgeführter Stromrichter, Saugdrosselschaltung. Gegenparallelschaltung netzgeführter Dreiphasen-Brückenschaltungen, Vierquadranten-Gleichstrommaschinenantrieb. Resonanz-Thyristorstromrichter, u-Zi-Diagramm.
SkriptSkript und Simulationsprogramm für interaktives Lernen und Visualisierung, Uebungen mit Musterlösungen
Voraussetzungen / BesonderesVoraussetzungen: Grundkenntnisse der Elektrotechnik und Signaltheorie.
227-0117-00LHochspannungstechnik II: Isolationstechnik
Die Vorlesungen Hochspannungstechnik I: Mess- und Versuchstechnik (227-0117-10L) und Hochspannungstechnik II: Isolationstechnik (227-0117-00L) können unabhängig voneinander besucht werden.
W6 KP4GC. Franck, U. Straumann
KurzbeschreibungVerstehen der grundlegenden Phänomene und Prinzipien, welche im Zusammenhang mit sehr hohen elektrischen Feldstärken auftreten. Diese Kenntnisse werden auf Dimensionierungen von Betriebsmitteln elektrischer Energieübertragungssysteme angewendet. Heute übliche Methoden der Computermodellierung werden vorgestellt und im Rahmen einer Übung verwendet.
LernzielDie Studierenden haben Kenntnis der grundlegenden Phänomene und Prinzipien, welche im Zusammenhang mit sehr hohen elektrischen Feldstärken auftreten. Sie verstehen die unterschiedlichen Mechanismen, die zum Versagen von Isolationssystemen führen und können Versagens-Kriterien zur Beurteilung von Hochspannungskomponenten anwenden. Sie sind in der Lage, Schwachstellen von Isolationssystemen zu identifizieren und Möglichkeiten zu deren Behebung zu nennen. Zudem kennen sie die gängigen Isolationssysteme und deren Dimensionierung in der Praxis.
Inhalt- Diskussion der für die Hochspannungstechnik relevanten Feldgleichungen
- analytische und numerische Lösung dieser Feldgleichungen, sowie Herleitung der wichtigen Ersatzschaltbilder zur Beschreibung von Feldern und Verlusten in Isolationen
- Einführung in die Gasphysik
- Mechanismus des Durchschlags in gasförmigen, flüssigen und festen Isolierungen, sowie in Isolationssystemen
- Methoden zur rechnerischen Bestimmung der elektrischen Festigkeit von gasförmigen, flüssigen und festen Isolierungen
- Anwendung der Erkenntnisse an Hochspannungskomponenten
- Exkursion zu Herstellern von Hochspannungskomponenten
SkriptVorlesungsunterlagen
LiteraturA. Küchler, Hochspannungstechnik, Springer Berlin, 4. Auflage, 2017 (ISBN: 978-3-662-54699-4)
227-0247-00LPower Electronic Systems I Information W6 KP4GJ. W. Kolar
KurzbeschreibungBasics of the switching behavior, gate drive and snubber circuits of power semiconductors are discussed. Soft-switching and resonant DC/DC converters are analyzed in detail and high frequency loss mechanisms of magnetic components are explained. Space vector modulation of three-phase inverters is introduced and the main power components are designed for typical industry applications.
LernzielDetailed understanding of the principle of operation and modulation of advanced power electronics converter systems, especially of zero voltage switching and zero current switching non-isolated and isolated DC/DC converter systems and three-phase voltage DC link inverter systems. Furthermore, the course should convey knowledge on the switching frequency related losses of power semiconductors and inductive power components and introduce the concept of space vector calculus which provides a basis for the comprehensive discussion of three-phase PWM converters systems in the lecture Power Electronic Systems II.
InhaltBasics of the switching behavior and gate drive circuits of power semiconductor devices and auxiliary circuits for minimizing the switching losses are explained. Furthermore, zero voltage switching, zero current switching, and resonant DC/DC converters are discussed in detail; the operating behavior of isolated full-bridge DC/DC converters is detailed for different secondary side rectifier topologies; high frequency loss mechanisms of magnetic components of converter circuits are explained and approximate calculation methods are presented; the concept of space vector calculus for analyzing three-phase systems is introduced; finally, phase-oriented and space vector modulation of three-phase inverter systems are discussed related to voltage DC link inverter systems and the design of the main power components based on analytical calculations is explained.
SkriptLecture notes and associated exercises including correct answers, simulation program for interactive self-learning including visualization/animation features.
Voraussetzungen / BesonderesPrerequisites: Introductory course on power electronics.
227-0523-00LEisenbahn-Systemtechnik IW6 KP4GM. Meyer
KurzbeschreibungGrundlagen der Eisenbahnfahrzeuge und ihr Zusammenspiel mit der Bahninfrastruktur:
- Zugförderungsaufgaben und Fahrzeugarten
- Fahrdynamik
- Mechanischer Aufbau der Eisenbahnfahrzeuge
- Bremssysteme
- Antriebsstrang und Hilfsbetriebeversorgung
- Bahnstromversorgung
- Sicherungsanlagen
- Betriebsleitung und Unterhalt
Lernziel- Überblick über die technischen Eigenschaften von Eisenbahnsystemen
- Kenntnisse über den Aufbau der Eisenbahnfahrzeuge
- Verständnis für die Abhängigkeiten verschiedenster Ingenieur-Disziplinen in einem vielfältigen System (Mechanik, Elektro- und Informationstechnik, Verkehrstechnik)
- Verständnis für die Aufgaben und Möglichkeiten eines Ingenieurs in einem stark von wirtschaftlichen und politischen Randbedingungen geprägten Umfeld
- Einblick in die Aktivitäten der Schienenfahrzeug-Industrie und der Bahnen in der Schweiz
- Begeisterung des Ingenieurnachwuchses für die berufliche Tätigkeit im Bereich Schienenverker und Schienenfahrzeuge
InhaltEST I (Herbstsemester) - Begriffen, Grundlagen, Merkmale

1 Einführung:
1.1 Geschichte und Struktur des Bahnsystems
1.2 Fahrdynamik

2 Vollbahnfahrzeuge:
2.3 Mechanik: Kasten, Drehgestelle, Lauftechnik, Adhäsion
2.2 Bremsen
2.3 Traktionsantriebssysteme
2.4 Hilfsbetriebe und Komfortanlagen
2.5 Steuerung und Regelung

3 Infrastruktur:
3.1 Fahrweg
3.2 Bahnstromversorgung
3.3 Sicherungsanlagen

4 Betrieb:
4.1 Interoperabilität, Normen und Zulassung
4.2 RAMS, LCC
4.3 Anwendungsbeispiele

Voraussichtlich ein oder zwei Gastreferate

Geplante Exkursionen:
Betriebszentrale SBB, Zürich Flughafen
Reparatur und Unterhalt, SBB Zürich Altstetten
Fahrzeugfertigung, Stadler Bussnang
SkriptAbgabe der Unterlagen (gegen eine Schutzgebühr) zu Beginn des Semesters. Rechtzeitig eingschriebene Teilnehmer können die Unterlagen auf Wunsch und gegen eine Zusatzgebühr auch in Farbe beziehen.
Voraussetzungen / BesonderesDozent:
Dr. Markus Meyer, Emkamatik GmbH

Voraussichtlich ein oder zwei Gastvorträge von anderen Referenten.

EST I (Herbstsemester) kann als in sich geschlossene einsemestrige Vorlesung besucht werden. EST II (Frühjahrssemester) dient der weiteren Vertiefung der Fahrzeugtechnik und der Integration in die Bahninfrastruktur.
227-0526-00LPower System AnalysisW6 KP4GG. Hug
KurzbeschreibungZiel dieser Vorlesung ist das Verständnis der stationären und dynamischen, bei der elektrischen Energieübertragung auftretenden Vorgänge. Die Herleitung der stationären Modelle der Komponenten des elektrischen Netzes, die Aufstellung der mathematischen Gleichungssysteme, deren spezielle Charakteristiken und Lösungsmethoden stehen im Vordergrund.
LernzielZiel dieser Vorlesung ist das Verständnis der stationären und dynamischen, bei der elektrischen Energieübertragung auftretenden Vorgänge und die Anwendung von Analysemethoden in stationären und dynamischen Zuständen des elektrischen Netzes.
InhaltDer Kurs beinhaltet die Herleitung von stationären und dynamischen Modellen des elektrischen Netzwerks, deren mathematische Darstellungen und spezielle Charakteristiken sowie Lösungsmethoden für die Behandlung von grossen linearen und nichtlinearen Gleichungssystemen im Zusammenhang mit dem elektrischen Netz. Ansätze wie der Netwon-Raphson Algorithmus angewendet auf die Lastflussgleichungen, Superpositions Prinzip für Kurzschlussberechnung, Methoden für Stabilitätsanalysen und Lastflussberechnungsmethoden für das Verteilnetz werden präsentiert.
SkriptVorlesungsskript.
227-0731-00LPower Market I - Portfolio and Risk ManagementW6 KP4GD. Reichelt, G. A. Koeppel
KurzbeschreibungPortfolio und Risiko Management für Energieversorgungsunternehmen, Europäischer Strommarkt und -handel, Terminkontrakte, Preisabsicherung, Optionen und Derivate, Kennzahlen für das Risikomanagement, finanztechnische Modellierung von Kraftwerken, grenzüberschreitender Stromhandel, Systemdienstleistungen, Regelenergiemarkt, Bilanzgruppenmodell
LernzielErwerb von umfassenden Kenntnissen über die weltweite Liberalisierung der Strommärkte, den internationalen Stromhandel sowie die Funktion von Strombörsen. Verstehen der Finanzprodukte (Derivate) basierend auf dem Strompreis. Abbilden des Portfolios aus physischer Produktion, Verträgen und Finanzprodukten. Beurteilen von Strategien zur Absicherung des Marktpreisrisikos. Beherrschen der Methoden und Werkzeuge des Risiko Managements.
Inhalt1. Europäischer Strommarkt und –handel
1.1. Einführung Stromhandel
1.2. Entwicklung des Marktes
1.3. Energiewirtschaft
1.4. Spothandel und OTC-Handel
1.5. Strombörse EEX

2. Marktmodell
2.1. Marktplatz und Organisation
2.2. Bilanzgruppenmodell / Ausgleichsenergie
2.3. Systemdienstleistungen
2.4. Regelenergiemarkt
2.5. Grenzüberschreitender Handel
2.6. Kapazitätsauktionen

3. Portfolio und Risiko Management
3.1. Portfoliomanagement 1 (Einführung)
3.2. Terminkontrakte (EEX Futures)
3.3. Risk Management 1 (m2m, VaR, hpfc, Volatilität, cVaR)
3.4. Risk Management 2 (PaR)
3.5. Vertragsbewertung (HPFC)
3.6. Portfoliomanagement 2
3.7. Risk Management 3 (Energiegeschäft)

4. Energie & Finance I
4.1. Optionen 1 – Grundlagen
4.2. Optionen 2 – Absicherungsstrategien
4.3. Einführung Derivate (Swaps, Cap, Floor, Collar)
4.4. Finanztechnische Modellierung von Kraftwerken
4.5. Wasserkraft und Handel
4.6. Anreizregulierung
SkriptHandouts mit den Folien der Vorlesung
Voraussetzungen / Besonderes1 Exkursion pro Semester, 2 Case Studies, externe Referaten für ausgewählte Themen.
Kurs Moodle: Link
  •  Seite  1  von  1