Die Studieninhalte sind inhaltlich zu den Modulen Technik und Management zusammengefasst. Das Modul Projektierung läuft über die gesamte Dauer des Studiums als Projektarbeit.

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Projektierung

In der Projektarbeit planen die Studierenden begleitend zum Studium einen Windpark als Fallstudie. Sie führen in festen Teams alle wichtigen Planungsschritte durch, von der Windpotentialanalyse über Anlagenkauf, Netzanschlussverträge bis zu Finanzierungs- und Geschäftsmodellen für den Betrieb. Während des Abschlussseminars wird das verkaufsfertig geplante Projekt in einem Gruppenvortrag präsentiert.
In der Projektarbeit wenden die Studierenden die Inhalte und Methoden aus den Studieneinheiten praktisch an und recherchieren darüber hinaus projektspezifische Problemlösungen. Bei jedem Präsenzseminar sind Zeiten für die Projektarbeit vorgesehen; dazwischen steht eine internetgestützte Kommunikationsplattform zur Verfügung. Ein erfahrener Projektmanager betreut die Teams und bietet Beratung über E-Mail oder Telefon.

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Auftaktseminar

Während des viertägigen Auftaktseminars erhalten die Studierenden einen Überblick über die Inhalte und den organisatorischen Ablauf des Studiums. Themen des Seminars sind außerdem die physikalischen und elektrischen Grundlagen der Windenergiewandlung, die Entwicklung der Windenergietechnik und des Marktes. Viel Raum nimmt der Einstieg in die Projektarbeit ein. Der Teamaufbau mit einer erfahrenen Kommunikationstrainerin sowie erste ausführliche Projektgruppentreffen stehen hier im Mittelpunkt.

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Windpotential

Wer Windenergie effektiv nutzen will, muss sich mit ihrer Ressource, dem Wind, beschäftigen und das Potential am jeweiligen Standort analysieren. Die wichtigsten physikalischen und meteorologischen Zusammenhänge werden in dieser Einheit vermittelt, Ursachen und Beeinflussungsfaktoren der Windströmung ebenso wie Messtechniken und Methoden zur Erstellung von Ertragsprognosen. Die Studierenden lernen hierbei, Ertragsprognosen und die Qualität von Windmessungen selbständig zu beurteilen.

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Planung und Errichtung

Die Planung eines Windparks legt den Grundstein für ein auf 20 Jahre ausgerichtetes Projekt. In der Praxis heißt das: Zahlreiche Einzelaspekte – seien es technische, rechtliche, ökonomische oder politische – müssen möglichst gut aufeinander abgestimmt werden. Diese Einheit befasst sich mit den Planungsprozessen, die notwendig sind, um in Deutschland einen Windpark umzusetzen. Dazu gehören die Auswahl eines geeigneten Standorts, die konkrete Standortplanung (Micro Siting), das Genehmigungsverfahren und der Ablauf der Bauphase.

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Anlagenkonzepte und maschinenbauliche Komponenten

Windenergieanlagen sind Energiewandler. Sie setzen die kinetische Energie der bewegten Luftmasse in mechanische Rotationsenergie und schließlich in elektrische Energie um. Diese Einheit gibt einen Überblick über Konzepte für Windenergieanlagen und deren Klassifizierung nach aerodynamischem Prinzip, Einsatzform und konstruktivem Aufbau. Sie stellt die gebräuchlichsten Anlagenkonzepte und wichtige maschinenbauliche Komponenten von Rotor und Gondel vor. Konzepte für die Regelung und Steuerung von Windenergieanlagen sowie unterschiedliche Fertigungsweisen der Anlagenhersteller werden diskutiert. Ein Besuch im Trainingszentrum von GE Wind Energy gewährt praktische Einblicke in Anlagentechnik und Fertigung.

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Planungs- und Energierecht

Wer einen Windpark erfolgreich planen und umsetzen will, muss sich mit den rechtlichen Grundlagen vertraut machen. Ausgangspunkte dieser Einheit sind das Erneuerbare Energien Gesetz (EEG), das die Anschluss-, Abnahmeund Vergütungspflicht von Windstrom regelt, und das Bundesimmissionsschutzgesetz (BImSchG), das die Genehmigung von Windenergieanlagen regelt. Die Studierenden lernen die rechtlichen Regelungen kennen und gewinnen ein Fundament für die Einschätzung von Windenergieprojekten: Wann bietet ein Projekt Chancen, wann ist es aussichtslos und in welchen Fällen sollte ein rechtlicher Berater hinzugezogen werden?

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Vertragsrecht

Das „Vertragsrecht“ ist kein eigenständiges Rechtsgebiet im eigentlichen Sinne, zieht sich aber wie ein roter Faden durch andere rechtliche Bereiche, wie Zivilrecht, Handelsrecht und öffentliches Recht, die im Entstehungsprozess von Windparks und für dessen Betrieb relevant sind. Diese Einheit beschäftigt sich mit den Themen Gesellschaftsrecht, Steuerrecht, Gewährleistungsrecht, Prospekthaftung sowie Geschäftsführerhaftung und erläutert die wichtigsten und gängigsten Vertragsarten, mit denen Windparkplaner und Betreibergesellschaften konfrontiert sind.

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Aerodynamik und Rotor

Der Rotor einer Windenergieanlage wandelt die Energie des Windes in mechanische Leistung um. Die Rotorblätter müssen bei geringer Masse und hoher Leistung so groß wie möglich sein und 20 Jahre Betrieb aushalten. Diese Einheit behandelt die grundlegenden aerodynamischen Prinzipien. Sie geht auf die Anforderungen an Auslegung und Formgebung von Rotorblättern ein und verdeutlicht die wichtigsten Optimierungsparameter. Konzepte der aerodynamischen Leistungsregelung werden ebenso erläutert wie Fragen der Abstimmung zwischen Rotoraerodynamik, Regelungs- und Elektrotechnik. Ein weiteres Thema sind die hohen Anforderungen an das Material von Rotorblättern.

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Lastannahmen

Windenergieanlagen sind den unterschiedlichsten physikalischen, klimatischen und geographischen Bedingungen ausgesetzt: in Windparks oder als Einzelanlagen, an Küstenund Offshore-Standorten, in flachem oder in komplexem Gelände. Sie müssen viele Jahre Betrieb überstehen, ohne Schaden zu nehmen oder die Umwelt zu gefährden. Kenntnisse der Standortbedingungen sind daher nicht nur für die Entwicklung, Konstruktion und Montage, sondern auch für die Planung und den Betrieb wichtig. Diese Einheit geht ausführlich auf die verschiedenen Lastfälle und die in Normen und Richtlinien formulierten Sicherheitsstandards und Auslegungsanforderungen ein. Zudem werden gängige Zertifizierungsverfahren erläutert.

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Finanzierung von Windenergieprojekten

Wer den Finanzplan für ein Windenergieprojekt erstellt, muss sich mit komplexen technischen sowie gesetzlichen Rahmenbedingungen auseinandersetzen und den Anforderungen der Banken gerecht werden. Diese prüfen und bewerten bei der Kreditvergabe, welche Risiken akzeptabel sind und wo höhere Sicherheiten gefordert werden müssen. Diese Einheit vermittelt die Grundlagen einer Finanzplanung, die den Erwartungen von Kreditgebern entspricht und die Interessen der Eigenkapitalgeber berücksichtigt. Es werden verschiedene Wege der Finanzierung vorgestellt und ausführliche Hinweise zur Abschätzung der Wirtschaftlichkeit von Windparks gegeben.

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Turm und Fundament

Türme von Windenergieanlagen sind hohen statischen und dynamischen Belastungen ausgesetzt. Sie müssen die Gondelmassen sowie die aerodynamischen Kräfte des Rotors aufnehmen und in das Fundament einleiten. Diese Einheit stellt unterschiedliche Bauarten von Tragstrukturen vor, wie Rohrtürme oder Gittermasten. Behandelt werden Konstruktionsweise, dynamisches Verhalten sowie Grundlagen des Entwurfes, der Auslegung und der Fertigung. Dabei werden sowohl Onshore- als auch Offshore-Tragstrukturen vorgestellt. Die Anforderungen an baustatische Nachweise für Windenergieanlagen sind ebenfalls Thema.

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Offshore

Offshore-Windparks konfrontieren die Planer mit neuen Chancen und Herausforderungen.Weil das Windpotential auf hoher See größer ist als an Land, sind höhere Erträge zu erwarten. 15 Dem stehen vielfältige und teilweise schwer einschätzbare Risiken gegenüber – und eine damit verbundene wirtschaftliche Unsicherheit. Ergänzend zu anderen Einheiten des Studiums wird hier ein Überblick über das Thema Offshore-Windparks vermittelt. Dabei geht es um spezifische planerische, wirtschaftliche und technische Aspekte, wie Genehmigungsverfahren, Offshore-Umgebungsbedingungen, Anlagentechnik, Logistik, Installation sowie Betriebs- und Wartungskonzepte.

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Elektrisches System

Herzstück des elektrischen Systems einer Windenergieanlage ist der Generator, das bestimmende Prinzip ist die Kopplung an das Stromnetz. Daraus ergeben sich spezielle Anforderungen an die elektrischen Eigenschaften der Anlage, die durch die Vorgaben im Erneuerbaren Energien Gesetz (EEG) noch komplexer werden. In dieser Einheit werden Aufbau, Funktion und Anwendung der wichtigsten Generatortypen und leistungselektronischen Bauelemente vermittelt. Unterschiedliche Formen der Netzrückwirkungen auf Windenergieanlagen werden ebenfalls vorgestellt.

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Stromnetze und Netzintegration

Die Betreiber der Stromnetze stehen vor einer großen Herausforderung: Sie müssen die permanente Stromversorgung sicherstellen und gleichzeitig die schwankende Einspeisung von „Windstrom“ integrieren. Wie die Stromnetze und ihre Komponenten aufgebaut sind und welche Aufgaben sie erfüllen, das wird in dieser Einheit dargestellt. Außerdem geht es um die Netzanschlussregeln, die die technischen Anforderungen an die Windenergieanlagen definieren sowie Fragen der Netzführung, wie z.B. Blindleistungsbereitstellung. Der Netzausbau und die speziellen Anforderungen an den Netzanschluss von Offshore-Windparks werden ebenfalls ausführlich behandelt.

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Kaufmännische Geschäftsführung

Die kaufmännische Geschäftsführung von Windenergieanlagen bewegt sich im Spannungsfeld zwischen der technischen Verantwortung und den Anforderungen der Eigentümer oder Gesellschafter der Windparks. Dazu gehören Aspekte unternehmerischen Handelns ebenso wie Dienstleistungen gegenüber den Eigentümern. Ziel dieser Einheit ist es, einen umfassenden Überblick über die Aufgaben und Arbeitsweisen der kaufmännischen Geschäftsführung und ihrer Dokumentations- und Berichtspflichten zu liefern. Themen sind u.a.: finanzielle Planung während der Betriebsdauer, rechtliche Fragen zum Betrieb, zur Arbeitssicherheit und die Durchführung von Gesellschafterversammlungen.

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Strömungseffekte von Windparks

Nahezu alle Windenergieanlagen werden in leistungsstarken Windparks aufgestellt. Diese Kraftwerkseinheiten müssen physikalisch und elektrisch so ausgelegt sein, dass ein optimaler Ertrag und sicherer Netzbetrieb gewährleistet ist. Thema des ersten Teils dieser Einheit sind die elektrischen Anforderungen an die Leistungsbereitstellung von Windparks. Im zweiten Teil werden die physikalischen Effekte der Windströmung behandelt, die die Leistung der Windparks beeinflussen: die Windströmung hinter einer einzelnen Anlage (Nachlauf),Grundlagen der Turbulenzen und die speziellen Strömungsverhältnisse in einer Windparkaufstellung.

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Technische Betriebsführung

Eine gute technische Betriebsführung hat die Aufgabe, die Verfügbarkeit und damit die Erträge von Windenergieanlagen zu maximieren. Zugleich müssen die Ausgaben, beispielsweise die Kosten für die Betriebsführung selbst, im Blick behalten werden. In der Praxis gilt es, die optimale Balance zwischen Aufwand, Vorsorge und zusätzlichem Ertrag zu finden. Diese Einheit stellt die Aufgaben der Betriebsführung dar und geht ausführlich auf das Thema Qualitätsmanagement ein. Sie beschreibt außerdem technischeVorsorgemaßnahmen sowie Systeme und Verfahren zur permanenten Überwachung des Anlagenzustandes.

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Abschlussseminar

Während des Abschlussseminars präsentieren die Projektteams die Ergebnisse ihrer Windparkplanungen und die Studierenden legen ihre abschließenden Prüfungen ab. Eine gemeinsame Veranstaltung mit Vertretern der Studienleitung, der Referenten und derbeteiligten Unternehmen bildet den festlichen Abschluss.

Ansprechpartner

Moses Kärn

Moses Kärn
+49 441 798-5082
moses.kaern@forwind.de