# HJO3.0 Energie-Framework für Wirtschaftsingenieurwesen

**Projekt:** HJO3.0.Dev  
**Stand:** 26.05.2026  
**Fassung:** V1.5 mit integrierter EW01-EW12-Theorie-App-Reihe, EM-, ES- und vollständig ausgearbeiteter ME-Theorie-App-Reihe  
**Dateityp:** Markdown / Framework-Arbeitsfassung  
**Autorischer Rahmen:** Prof. Dr. H. Joachim Opitz · AI.Consulting4HJO  
**Zielgruppe:** Studierende im Wirtschaftsingenieurwesen, Bachelor-Niveau, sowie erfahrene Praktikerinnen und Praktiker mit energiewirtschaftlichem Weiterbildungsbedarf

## 1. Zweck dieser Frameworkdatei

Diese Datei konsolidiert den aktuellen Arbeitsstand des Energie-Frameworks im HJO3.0-Kontext. Sie dient als verbindliche Entwicklungs- und Inhaltslinie für die weiteren Apps, Konzepte und didaktischen Ausarbeitungen im Hochschulbereich Energiewirtschaft, Energietechnik, Energiemanagement, Energiesimulation und Management der Energiewirtschaft.

Das Framework verbindet fünf fachliche Reihen:

| Reihe | Kurzbezeichnung | Funktion im Gesamtframework |
|---|---:|---|
| Energiewirtschaft | EW | Märkte, Systeme, Preise, Regulierung, Versorgungsstrukturen, Investitionslogik |
| Energietechnik | EnT | Technische Grundlagen, Erzeugung, Netzintegration, Speicher, Wasserstoff, Wärme |
| Energiemanagement | EM | Organisation, Messung, Effizienz, ISO 50001, betriebliche Umsetzung, Controlling |
| Energiesimulation und Fallstudien | ES | Integrierende Anwendung in realitätsnahen System- und Managementfällen |
| Management der Energiewirtschaft | ME | Strategie, Geschäftsmodelle, Portfolios, Investitionen, Risiken, Organisation und Führung in Energieunternehmen |

Die Reihen sind nicht als isolierte Module zu verstehen. Sie bilden eine Kompetenzarchitektur. Technik, Wirtschaft, Management, betriebliche Umsetzung und Systemsimulation werden bewusst miteinander verschränkt.

## 2. Didaktischer Grundsatz

Das Energie-Framework folgt der HJO3.0-Grundlinie:

**An Bekanntes anknüpfen, das neue Thema verstehen, es anwenden und verinnerlichen und dadurch die eigene Kompetenzlandkarte erweitern.**

Für alle Apps gilt:

- Lebenswelt, Praxisfall oder reale Entscheidungssituation zuerst.
- Visualisierung vor Text, jedoch ohne fachliche Verkürzung.
- Theorie immer mit Größenordnungen, Zahlenbeispielen und Plausibilitätsankern.
- Simulationen und Animationen mit erklärten Modellgrenzen.
- Keine oberflächlichen Erstentwürfe als Ergebnis.
- Bachelorstudierende und erfahrene Manager werden fachlich ernst genommen.

## 3. HJO3.0-App-Typen

Für jede geeignete Lerneinheit können sechs App-Typen entwickelt werden:

| App-Typ | Bedeutung | Funktion |
|---|---|---|
| 1-T | Theorie-App | Fachliche Einführung, Visualisierung, Simulation, Modellgrenzen |
| 2-S | Selbstlern-App | Aufgaben, Eingaben, Lerntagebuch, Export |
| 3-E | Experten-App | Aufgaben mit ausführlichen Schritt-für-Schritt-Lösungen |
| 4-ML | Musterlösungs-App | Lösungen offen sichtbar, ohne Eingabefelder |
| 5-PS | Profi-Set | Umfangreiche Aufgabenpools mit XS-, M- und XL-Niveau |
| 6-PE | Profi-Experte | Profi-Aufgaben mit vollständigen Musterlösungen |

Für Hochschulapps bedeutet dies: Theorie-Apps müssen nicht nur erklären, sondern analytische Denkstrukturen aufbauen. Experten-Apps müssen auch für schwächere Lernende jeden relevanten Zwischenschritt nachvollziehbar machen.

## 4. Gestaltungs- und Qualitätsregeln für Energie-Apps

### 4.1 Visualisierung als fachlicher Erklärungsträger

Gerade bei energietechnischen Anlagen sind Bilder, Schemata, technische Zeichnungen und KI-generierte Illustrationen nicht nur gestalterisches Beiwerk. Sie dienen dem Verständnis von Aufbau, Energiefluss, Leistungsrichtung, Netzanbindung, räumlicher Dimension, Betrieb und Systemwirkung.

Deshalb gilt insbesondere für EnT03 Photovoltaik und EnT04 Windenergie:

- Anlagenklassen sind visuell unterscheidbar darzustellen.
- Elektrische und energietechnische Schemata sind fachlich korrekt aufzubauen.
- Text erklärt die Visualisierung, nicht umgekehrt.
- Jede Visualisierung erhält eine fachliche Aussage und eine Modellgrenze.

### 4.2 Elektrotechnische Darstellung

Schaltbilder und elektrische Schemata müssen normnah beziehungsweise nach üblichen fachlichen Darstellungskonventionen umgesetzt werden. Verbindlich sind:

- eindeutige Leiterführung
- IEC-/DIN-nahe Symbolik
- korrekte Polaritätskennzeichnung
- beschriftete Spannungs- und Strompfeile
- technische Stromrichtung
- Verbraucherzählpfeilsystem bei passiven Bauteilen
- Voltmeter parallel
- Amperemeter in Reihe
- Ohmmeter nur an spannungsfrei dargestellten Bauteilen

### 4.3 Navigation first

Keine HTML-App wird ausgegeben, bevor die finale Datei selbst eine vollständige Navigationsprüfung bestanden hat. Jeder Reiter muss von jedem anderen Reiter aus erreichbar sein. Speicher-, Export-, Canvas-, Simulations- und Versionsfunktionen dürfen die Navigation nicht blockieren.

### 4.4 Versionierung und Changelog

Jede App enthält:

- sichtbaren Versionsbadge
- korrekte, aufsteigende Versionsnummer
- statisch vorhandenes Changelog-Element
- Versionsbadge als echten Link, nicht nur JavaScript
- Copyright-Zeile nach HJO3.0-Standard

Copyright-Muster:

`© Prof. Dr. H. Joachim Opitz · AI.Consulting4HJO · Alle Rechte vorbehalten · Vx.x · Datum`

## 5. Gesamtarchitektur der Reihen

## 5.1 EW · Energiewirtschaft

Die Reihe EW bildet die energiewirtschaftliche System- und Marktlogik ab. Sie soll Studierenden die Fähigkeit vermitteln, Energiesysteme nicht nur technisch, sondern auch ökonomisch, regulatorisch und strategisch zu verstehen.

### EW-Struktur, verbindliche Arbeitsfassung

Die EW-Reihe liegt nun mit zwölf stabilen Theorie-Apps vor. Die Arbeitsfassung wird deshalb nicht mehr aus abstrakten Platzhaltern, sondern aus den tatsächlich vorhandenen App-Dateien geführt.

| Unit | Arbeitstitel | Fachlicher Kern | Typische Handlungsleistung | Stabile Theorie-App |
|---:|---|---|---|---|
| EW01 | Energiesysteme und Größenordnungen | Energieformen, Systemgrenzen, Primärenergie, Endenergie, Nutzenergie, Energieflüsse, Größenordnungen | Energiesysteme strukturiert beschreiben und Größenordnungen plausibilisieren | `EW01.Energiesysteme1-T.html` |
| EW02 | Transformation und internationale Systemvergleiche | Transformationspfade, Strukturvergleiche, Deutschland, EU, USA, China, Sektoren und Versorgungslogiken | Energiesysteme international vergleichen und Transformationspfade einordnen | `EW02.Transformation1-T.html` |
| EW03 | Strommarkt und Merit Order | Grenzkosten, Einsatzreihenfolge, Preisbildung, Angebotskurve, Marktlogik | Merit-Order-Effekte analysieren und Preisbildungslogik erklären | `EW03.MeritOrder1-T.html` |
| EW04 | Energiehandel und Beschaffung | Spotmarkt, Terminmarkt, Bilanzkreise, Fahrpläne, Beschaffung, Preisrisiko | Handels- und Beschaffungsentscheidungen energiewirtschaftlich begründen | `EW04.Energiehandel1-T.html` |
| EW05 | Netze und Systemverantwortung | Netzebenen, Systemführung, Netzentgelte, Engpässe, Redispatch, Regulierung | Netz- und Systemverantwortung erklären und Netzrestriktionen bewerten | `EW05.NetzeSystem1-T.html` |
| EW06 | Speicher, Flexibilität und Sektorenkopplung | Flexibilitätsbedarf, Speicherrollen, Lastverschiebung, Sektorenkopplung, Versorgungssicherheit | Flexibilitätsoptionen systemisch vergleichen und Speicherrollen begründen | `EW06.SpeicherFlex1-T.html` |
| EW07 | Erneuerbare Energietechnologien | erneuerbare Erzeugung, Einspeiseprofile, Marktintegration, Systemwert, Investitionslogik | erneuerbare Technologien als energiewirtschaftliche Systembausteine bewerten | `EW07.ErneuerbareTechnologien1-T.html` |
| EW08 | Energieeffizienz und Energiemanagement | Effizienzlogik, Verbrauchsstruktur, Kennzahlen, Maßnahmen, betriebliche Steuerung | Energieeffizienzpotenziale und Energiemanagement als betriebliche Steuerungsaufgabe einordnen | `EW08.Energiemanagement1-T.html` |
| EW09 | Energierecht und Regulierung | Rechtsrahmen, Regulierungsinstrumente, Rollen, Compliance, Genehmigungs- und Vertragslogik | energiewirtschaftliche Entscheidungen rechtlich und regulatorisch einordnen | `EW09.Energierecht1-T.html` |
| EW10 | Kommunale Wärmeplanung | Wärmewende, Gebietstypen, Datenbasis, Wärmequellen, Wärmenetze, Transformationspfade | kommunale Wärmeplanung als datenbasierte Transformationsaufgabe strukturieren | `EW10.KommunaleWaermeplanung1-T.html` |
| EW11 | Kraftstoffpreise und Mobilitätsenergie | Rohöl- und Produktmärkte, Steuern, CO₂-Kosten, Logistik, regionale Preisbildung, Mobilitätsenergie | Kraftstoffpreise zerlegen und mobilitätsbezogene Energiepreislogik erklären | `EW11.Kraftstoffpreise1-T.html` |
| EW12 | Unternehmensstrategie Energiewirtschaft | Strategie, Geschäftsmodelle, Portfolio, Investition, Risiko, Regulierung, Managemententscheidung | eine energiewirtschaftliche Unternehmensstrategie plausibel herleiten und begründen | `EW12.Unternehmensstrategie1-T.html` |

### Verbindliche Ergänzung für einführende EW-Apps

Die einführenden Apps enthalten ein Kapitel zur Struktur von Energieverbrauch, Energieverwendung und Energiebereitstellung beziehungsweise Versorgungsstruktur. Vergleichend zu betrachten sind mindestens:

- Deutschland
- Europäische Union
- USA
- China
- bei Bedarf weitere wichtige Wirtschaftsblöcke

Ziel ist die belastbare Einordnung von Größenordnungen und Systemunterschieden auf Bachelor-Niveau.

### Layoutregel für EW-Theorie-Apps

Für alle künftigen EW-Theorie-Apps ist das Reiter- und Tab-Design von `EW03.MeritOrder1-T.html` als verbindliches Layoutmuster zu verwenden. Bereits erstellte EW-Theorie-Apps sind bei Überarbeitung an dieses Tab-Design anzugleichen.

### Aktueller EW-App-Stand

Die Theorie-Apps EW01 bis EW12 liegen als stabile Portaldateien vor. Die stabile Portaldatei bleibt ohne Versionszusatz, damit spätere Optimierungen keine Portaländerung erzwingen. Die zusätzlich hochgeladene Datei `EW08.Energiemanagement1-T-2.html` wird als Upload- beziehungsweise Sicherungsvariante behandelt und nicht als Portalstandard geführt.

| Unit | Stabile Portaldatei |
|---:|---|
| EW01 | `EW01.Energiesysteme1-T.html` |
| EW02 | `EW02.Transformation1-T.html` |
| EW03 | `EW03.MeritOrder1-T.html` |
| EW04 | `EW04.Energiehandel1-T.html` |
| EW05 | `EW05.NetzeSystem1-T.html` |
| EW06 | `EW06.SpeicherFlex1-T.html` |
| EW07 | `EW07.ErneuerbareTechnologien1-T.html` |
| EW08 | `EW08.Energiemanagement1-T.html` |
| EW09 | `EW09.Energierecht1-T.html` |
| EW10 | `EW10.KommunaleWaermeplanung1-T.html` |
| EW11 | `EW11.Kraftstoffpreise1-T.html` |
| EW12 | `EW12.Unternehmensstrategie1-T.html` |

## 5.2 EnT · Energietechnik

Die Reihe EnT bildet die technische Logik moderner Energiesysteme ab. Sie soll Erzeugung, Wandlung, Transport, Speicherung und Integration technischer Energiesysteme auf Hochschulniveau erklären.

### EnT-Struktur, konsolidierte Arbeitsfassung

| Unit | Arbeitstitel | Fachlicher Kern | Typische Handlungsleistung |
|---:|---|---|---|
| EnT01 | Energiesysteme, Energieträger und Energiewandlung | Energieformen, Wirkungsgrade, Umwandlungsketten, technische Systemgrenzen | Energiesysteme technisch strukturieren |
| EnT02 | Konventionelle Kraftwerke und thermische Prozesse | Dampfprozess, Gasturbine, GuD, KWK, Emissionen, Regelbarkeit | Kraftwerkstypen technisch und systemisch vergleichen |
| EnT03 | Photovoltaik | PV-Effekt, Module, Wechselrichter, Anlagenklassen, Netzanschluss | PV-Anlagen technisch und wirtschaftlich einordnen |
| EnT04 | Windenergie | Onshore, Offshore, Leistungskennlinie, Standort, Netzanbindung | Windenergieanlagen und Standortlogiken vergleichen |
| EnT05 | Wasserkraft, Biomasse und Geothermie | Grundlastfähigkeit, Standortbindung, Stoffströme, Nachhaltigkeitsgrenzen | Ergänzende erneuerbare Technologien bewerten |
| EnT06 | Speichertechnik | Batterien, Pumpspeicher, Druckluft, Kavernen, saisonale Speicher | Speicher nach Leistung, Energie, Dauer und Systemrolle klassifizieren |
| EnT07 | Wasserstoff und Power-to-X | Elektrolyse, Synthese, H₂-Transport, Kavernen, Rückverstromung | PtX-Ketten technisch und systemisch bewerten |
| EnT08 | Netzintegration und Leistungselektronik | Umrichter, Blindleistung, Frequenz, Spannung, Schutz, Netzstützung | Erzeugungsanlagen netztechnisch einordnen |
| EnT09 | Wärme- und Kältetechnik | Wärmepumpen, Kältemaschinen, Abwärme, Temperaturniveaus | Wärme- und Kältesysteme technisch analysieren |
| EnT10 | Wärmenetze und saisonale Wärmespeicher | Fernwärme, Niedertemperaturnetze, Großspeicher, Sektorkopplung | Wärmenetze als Transformationsinfrastruktur bewerten |
| EnT11 | Sektorkopplung und industrielle Energieversorgung | Strom, Wärme, Gas, Mobilität, Industrieprozesse | gekoppelte Energiesysteme strukturieren |
| EnT12 | Integrierte Energiesysteme und Versorgungssicherheit | Resilienz, Flexibilität, saisonale Speicher, Systemsimulation | technische Systementscheidungen begründet treffen |

## 5.2.1 EnT · Anlagenverstehen als verbindliche Entwicklungslogik

## 1. Grundentscheidung

Die EnT-Reihe wird fachlich neu akzentuiert. Sie soll nicht nur Energieträger, Wirkungsgrade, Kennzahlen und Systemrollen darstellen, sondern energietechnische Anlagen so erklären, dass Studierende deren technischen Aufbau, Funktionsweise, Betriebsverhalten und Systemeinbindung nachvollziehen können.

Die didaktische Leitfrage lautet künftig:

**Wie ist die Anlage aufgebaut, wie fließt Energie durch sie hindurch, welche Baugruppe erfüllt welche Funktion, wie wird die Anlage betrieben, gemessen, geregelt, geschützt und in das Energiesystem eingebunden?**

Damit wird EnT von einer reinen Technologieübersicht zu einer strukturierten technischen Anlagenlehre für Wirtschaftsingenieurinnen und Wirtschaftsingenieure.

## 2. Verbindlicher Anlagenverständnis-Kern für jede EnT-Theorie-App

Jede EnT-Theorie-App erhält künftig einen expliziten Anlagenverständnis-Kern. Dieser Kern ist nicht optional. Er steht vor der reinen Kennzahlen-, Markt- oder Wirtschaftlichkeitsbetrachtung.

### 2.1 Mindeststruktur

Jede EnT-Theorie-App enthält mindestens folgende Verständnisschritte:

1. Anlagenbild oder technisches Schema  
   Die Studierenden sehen zunächst die Anlage als Ganzes. Das kann ein KI-generiertes technisches Übersichtsbild, ein vereinfachtes Schema, eine technische Skizze oder eine Kombination daraus sein.

2. Hauptbaugruppen  
   Die Anlage wird in funktionale Baugruppen zerlegt. Jede Baugruppe erhält eine präzise Aufgabe.

3. Energie-, Stoff- und Signalfluss  
   Die Studierenden verfolgen, wie Primärenergie, Wärme, mechanische Arbeit, elektrische Energie, Stoffströme, Steuerinformationen und Messsignale durch die Anlage laufen.

4. Schritt-für-Schritt-Funktionskette  
   Die App erklärt in klarer Reihenfolge, was im Betrieb zuerst passiert, was danach folgt und wodurch die nächste Wirkung ausgelöst wird.

5. Betriebszustände  
   Mindestens Normalbetrieb, Teillast, Start, Abschaltung, Störung und netzseitiger Eingriff werden eingeordnet, soweit dies für die jeweilige Anlage sinnvoll ist.

6. Regelung, Schutz und Diagnose  
   Die Anlage wird nicht als passives Objekt gezeigt, sondern als geregeltes technisches System mit Sensoren, Aktoren, Schutzfunktionen und typischen Fehlerbildern.

7. Messgrößen und Kennzahlen  
   Die wichtigsten Größen werden nicht isoliert eingeführt, sondern an der Anlage verortet: Wo misst man sie, wozu braucht man sie, was sagt eine Veränderung aus?

8. Modellgrenzen  
   Jede Visualisierung erklärt, was sie korrekt zeigt und was sie vereinfacht.

9. System- und Managementbezug  
   Erst nach dem technischen Verständnis folgt die Einordnung in Wirtschaftlichkeit, Netzbetrieb, Betriebskosten, Risiken, Genehmigung und strategische Entscheidung.

## 3. Definition of Done für EnT-Theorie-Apps

Eine EnT-Theorie-App ist fachlich erst dann fertig, wenn ein Student nach der Bearbeitung folgende Leistungen erbringen kann:

- die Anlage als Ganzes skizzieren oder anhand eines Schemas erklären,
- die Hauptbaugruppen benennen und deren Funktion erläutern,
- den Energiefluss vom Eingang bis zur nutzbaren elektrischen, thermischen oder chemischen Energie beschreiben,
- mindestens zwei typische Betriebszustände erklären,
- zentrale Messgrößen an der richtigen Stelle der Anlage verorten,
- typische Störungen oder technische Grenzen erkennen,
- die wichtigsten Wirkungsgrad- und Verluststellen benennen,
- die netz- oder systemtechnische Einbindung erklären,
- aus der Technik heraus eine einfache wirtschaftliche oder managementbezogene Bewertung ableiten.

Wenn diese Leistungen nicht erreichbar sind, ist die App nur eine Orientierungsapp, aber noch keine ausgereifte EnT-Theorie-App.

### Überarbeitete EnT-Struktur mit Anlagenverständnis

## EnT01 · Energiesysteme, Energieträger und Energiewandlung

### Anlagenverständnis-Ziel

EnT01 führt die Anlagenbrille ein. Studierende sollen verstehen, dass jede energietechnische Anlage als Umwandlungskette mit Eingangsenergie, Wandlungsstufen, Verlusten, Nutzenergie, Steuerung und Systemgrenze betrachtet werden kann.

### Zentrale Systeme

- allgemeine Energieumwandlungskette
- technische Anlage als Blackbox und anschließend als Baugruppenstruktur
- Primärenergie, Endenergie und Nutzenergie als Systemebenen
- elektrische, thermische, mechanische und chemische Energiewandlung

### Verbindliche Funktionskette

Energieträger oder natürliche Energiequelle → technische Aufnahme → Wandlung → Transport innerhalb der Anlage → Verluste → Nutzenergie → Netzeinspeisung oder direkte Nutzung.

### Hauptbaugruppen als Denkmodell

- Energiequelle oder Energieträger
- Aufnahmesystem, zum Beispiel Rotor, Kollektor, Brennkammer, Wärmetauscher
- Wandlungssystem, zum Beispiel Turbine, Generator, Wechselrichter, Kompressor
- Übergabesystem, zum Beispiel Transformator, Wärmetauscher, Speicheranschluss
- Mess-, Steuer- und Regelungssystem
- Schutz- und Sicherheitseinrichtungen

### Visualisierungen

- allgemeines Sankey-Bild einer Energieumwandlung
- generische Anlagenstruktur mit Baugruppen
- Wirkungsgradkette mit Verluststellen
- Vergleich Energie, Leistung, Arbeit und Nutzungsdauer

### Modellgrenze

EnT01 erklärt die Logik von Anlagen, ersetzt aber noch keine Detailanlage. Die App bildet die Denksprache für die folgenden Units.

## EnT02 · Konventionelle Kraftwerke und thermische Prozesse

### Anlagenverständnis-Ziel

Studierende sollen ein thermisches Kraftwerk nicht nur als Wirkungsgrad- oder Emissionsobjekt verstehen, sondern als reale Anlage, in der chemische oder nukleare Energie über Wärme, Dampf oder Heißgas in mechanische Arbeit und anschließend in elektrische Energie umgewandelt wird.

### Zentrale Anlagen

- Dampfkraftwerk
- Gasturbinenkraftwerk
- Gas-und-Dampf-Kombikraftwerk
- Kraft-Wärme-Kopplungsanlage
- Biomasse- oder Müllheizkraftwerk als Sonderfall mit thermischem Prozess

### Verbindliche Funktionskette Dampfkraftwerk

Brennstoffzufuhr → Verbrennung oder Wärmequelle → Kessel bzw. Dampferzeuger → Überhitzung → Dampfturbine → Generator → Transformator → Netz. Parallel dazu: Kondensator → Speisewasserpumpe → Vorwärmung → Kessel. Zusätzlich: Rauchgasreinigung, Kühlung, Leittechnik und Schutzsysteme.

### Hauptbaugruppen

- Brennstofflagerung und Brennstoffzuführung
- Feuerung bzw. Wärmequelle
- Kessel, Verdampfer, Überhitzer und gegebenenfalls Zwischenüberhitzer
- Dampfturbine mit Hoch-, Mittel- und Niederdruckteil
- Generator und Erregersystem
- Kondensator und Kühlsystem
- Speisewasserpumpe und Vorwärmer
- Rauchgasreinigung und Schornstein
- Transformator und Schaltanlage
- Leittechnik, Schutztechnik und Regelventile

### Betriebszustände

- Kaltstart, Warmstart und Heißstart
- Normalbetrieb und Teillast
- Laständerung und Regelreserve
- Kondensationsbetrieb und KWK-Betrieb
- Notabschaltung, Turbinenschutz und Kesselschutz

### Visualisierungen

- vollständiges Kraftwerksschema mit Wasser-Dampf-Kreis, Rauchgasweg, Kühlweg und Stromweg
- Rankine-Prozess als vereinfachtes Kreisprozessbild
- GuD-Anlage mit Gasturbine, Abhitzedampferzeuger und Dampfturbine
- KWK-Schema mit Strom- und Wärmenutzung
- Verluststellen vom Brennstoff bis zur Netzeinspeisung

### Mess- und Kenngrößen

- elektrische Leistung, Brennstoffleistung, thermische Auskopplung
- Frischdampfdruck, Frischdampftemperatur, Massenstrom
- Kondensatordruck, Kühlwassertemperatur
- Wirkungsgrad, Nutzungsgrad, Stromkennzahl bei KWK
- Emissionswerte, Abgastemperatur, Sauerstoffgehalt im Abgas

### Modellgrenze

Die App arbeitet mit vereinfachten Kreisprozessen. Reale Kraftwerke besitzen komplexe Teillastkennfelder, Werkstoffgrenzen, Genehmigungsauflagen, Verfügbarkeitsrestriktionen und dynamische Regelgrenzen.

## EnT03 · Photovoltaik

### Anlagenverständnis-Ziel

Studierende sollen verstehen, wie aus Licht in einer Solarzelle Gleichstrom entsteht, wie viele Zellen und Module zu elektrischen Generatorfeldern verschaltet werden und wie daraus über Wechselrichter netzfähiger Wechselstrom wird.

### Zentrale Anlagenklassen

- Dachanlage auf Wohngebäuden
- Gewerbe- und Industrieanlage mit Eigenverbrauch
- Freiflächenanlage im MW-Bereich
- Solarpark mit Umspannwerk
- sehr große PV-Cluster im Multi-GW-Bereich
- Hybridanlagen mit Speicher oder Windenergie

### Verbindliche Funktionskette

Sonnenstrahlung → PV-Zelle → Modul → String → Generatoranschlusskasten oder Stringwechselrichter → DC-Schutz → Wechselrichter mit MPP-Tracking → AC-Verteilung → Transformator → Netzanschlusspunkt → Netzbetrieb oder Eigenverbrauch.

### Hauptbaugruppen

- PV-Zelle mit pn-Übergang
- Modul mit Zellverschaltung, Glas, Folien, Rahmen und Anschlussdose
- String und Generatorfeld
- Unterkonstruktion und Ausrichtung
- DC-Leitungen, Steckverbinder, Sicherungen, Trennstellen und Überspannungsschutz
- Wechselrichter, MPP-Tracker und Netzüberwachung
- AC-Verteilung, Transformator und Netzanschluss
- Monitoring, Datenlogger, Wetterstation und Anlagenkommunikation
- optional Batteriespeicher, Ladesäule oder Energiemanagementsystem

### Betriebszustände

- Morgenanlauf und Wechselrichterstart
- MPP-Betrieb bei wechselnder Einstrahlung
- Teillast, Verschattung und Temperaturanstieg
- Wirkleistungsbegrenzung und Blindleistungsbereitstellung
- Netzabschaltung, Fehlerstrom, Isolationsfehler und Überspannung
- Degradation über die Betriebsjahre

### Visualisierungen

- Schnittbild PV-Zelle und pn-Übergang als vereinfachtes Halbleitermodell
- Zell-Modul-String-Generatorfeld-Struktur
- Schema Dachanlage mit Eigenverbrauch
- Schema Gewerbeanlage mit Lastprofilbezug
- Schema Solarpark mit Trafostation und Netzanschlusspunkt
- Größenvergleich kW, MW und GW
- DC/AC-Verhältnis und Clipping als parametrierbare Simulation
- Tagesgang PV-Erzeugung gegen Lastprofil

### Mess- und Kenngrößen

- Einstrahlung, Modultemperatur und Umgebungstemperatur
- Leerlaufspannung, Kurzschlussstrom, MPP-Spannung und MPP-Strom
- DC-Leistung, AC-Leistung und Wechselrichterwirkungsgrad
- spezifischer Jahresertrag in kWh/kWp
- Performance Ratio
- Eigenverbrauchsanteil, Autarkiegrad und Einspeisung

### Modellgrenze

Die App zeigt die PV-Anlage elektrisch vereinfacht. Reale Anlagen benötigen detaillierte Stringplanung, Verschattungsanalyse, Schutzkonzepte, Netzanschlussprüfung, Brandschutzbetrachtung und Ertragsgutachten.

## EnT04 · Windenergie

### Anlagenverständnis-Ziel

Studierende sollen eine Windenergieanlage als aerodynamisch-mechatronisch-elektrisches System verstehen: Wind strömt durch die Rotorfläche, der Rotor erzeugt Drehmoment, Antriebsstrang und Generator wandeln mechanische Leistung in elektrische Leistung, Umrichter und Transformator koppeln die Anlage an das Netz.

### Zentrale Anlagenklassen

- Onshore-Windenergieanlage
- Offshore-Windenergieanlage
- Windpark mit Parkregelung
- Offshore-Windpark mit Umspannplattform und Exportkabel
- Direktantrieb und Getriebekonzept

### Verbindliche Funktionskette

Windfeld → Rotorblattprofil → Rotor und Nabe → Hauptlager → Getriebe oder Direktantrieb → Generator → Umrichter → Transformator → Parknetz → Umspannwerk oder Offshore-Plattform → Übertragungsnetz. Parallel dazu: Pitch-Regelung, Yaw-System, Bremse, Sensorik, SCADA und Schutzsysteme.

### Hauptbaugruppen

- Rotorblätter mit aerodynamischem Profil
- Nabe und Pitch-System
- Hauptwelle, Hauptlager und Maschinenträger
- Getriebe oder direktgetriebener Generator
- Generator und Leistungselektronik
- Transformator und Mittelspannungsschaltanlage
- Gondel, Turm und Fundament
- Yaw-System zur Windnachführung
- mechanische und aerodynamische Bremssysteme
- Sensorik für Wind, Schwingung, Temperatur und Netzgrößen
- SCADA, Parkregler und Fernüberwachung

### Betriebszustände

- Stillstand unter Cut-in
- Anlauf und Synchronisation
- Teillastbetrieb mit maximaler Energieaufnahme
- Nennleistungsbetrieb mit Pitch-Begrenzung
- Abschaltung bei Sturm oberhalb Cut-out
- Netzstützung, Blindleistungsbereitstellung und Einspeisemanagement
- Wartung, Störung und Notstopp

### Visualisierungen

- Schnittbild einer Windenergieanlage mit Gondel, Rotor, Turm und Fundament
- Onshore-Offshore-Größenvergleich
- Leistungskennlinie mit Cut-in, Nennwind und Cut-out
- Windprofil über Höhe und Rauigkeit
- Pitch-Winkel und Leistungsbegrenzung
- Offshore-Netzanbindung mit Parknetz, Umspannplattform und Exportkabel
- Fundamenttypen: Monopile, Jacket, Schwerkraftfundament, Floating-Konzept

### Mess- und Kenngrößen

- Windgeschwindigkeit, Turbulenzintensität und Luftdichte
- Rotordurchmesser, Rotorfläche und Nabenhöhe
- Leistungsbeiwert, elektrische Leistung und Jahresenergieertrag
- Volllaststunden, Verfügbarkeit und Kapazitätsfaktor
- Schwingungen, Lagertemperaturen und Getriebezustand
- Netzspannung, Frequenz, Blindleistung und Einspeisebegrenzung

### Modellgrenze

Die App erklärt Windenergie technisch vereinfacht. Reale Auslegung verlangt Windgutachten, Lastsimulation, Standortgenehmigung, Netzanschlussprüfung, Schall- und Schattenwurfbetrachtung sowie detaillierte Betriebsführungsdaten.

## EnT05 · Wasserkraft, Biomasse und Geothermie

### Anlagenverständnis-Ziel

Studierende sollen drei ergänzende erneuerbare Technologien nicht nur als erneuerbare Energiequellen einordnen, sondern ihre sehr unterschiedlichen Anlagenlogiken verstehen: Wasserkraft als hydraulisch-mechanisches System, Biomasse als stofflich-thermisches System, Geothermie als geologisch-thermisches System.

### Zentrale Anlagen

- Laufwasserkraftwerk
- Speicherkraftwerk und Pumpspeicherkraftwerk als Übergang zu EnT06
- Biomasse-Heizkraftwerk und Biogasanlage
- tiefe Geothermie mit Förder- und Reinjektionsbohrung
- oberflächennahe Geothermie als Wärmequelle für Wärmepumpen

### Verbindliche Funktionsketten

Wasserkraft: Wasserzufluss → Rechen → Turbine → Generator → Transformator → Netz; parallel: Wehr, Fischschutz, Wasserführung und Regelung.

Biomasse: Brennstoff oder Substrat → Aufbereitung → Verbrennung oder Vergärung → Wärme bzw. Biogas → Motor, Turbine oder Kessel → Generator oder Wärmenutzung → Abgas- und Reststoffbehandlung.

Geothermie: geothermisches Reservoir → Förderbohrung → Wärmetauscher oder Kraftwerksprozess → Wärme- oder Stromnutzung → Reinjektionsbohrung.

### Hauptbaugruppen

- Turbinenarten bei Wasserkraft: Kaplan, Francis, Pelton als Grundzuordnung
- Generator, Leitapparat, Wehr, Rechen, Fischaufstieg
- Brennstofflager, Fermenter, Gasspeicher, BHKW, Kessel, Abgasreinigung
- Förderpumpe, Wärmetauscher, Thermalwasserkreis, Reinjektionssystem
- Mess-, Steuer- und Schutztechnik

### Betriebszustände

- Wasserdargebot und Teillast
- Hochwasser, Niedrigwasser und ökologische Mindestwasserführung
- Brennstoffqualität, Feuchte, Substratmix und Gasertrag
- Fermenterbetrieb und biologische Stabilität
- Thermalwasserförderung, Temperaturabfall, Pumpenleistung und Reinjektion

### Visualisierungen

- Schnittbild Laufwasserkraftwerk
- Speicherkraftwerk mit Fallhöhe und Druckleitung
- Biomasse-Heizkraftwerk mit Stoff- und Rauchgasweg
- Biogasanlage mit Fermenter, Gasspeicher und BHKW
- geothermisches Dublettensystem mit Förder- und Reinjektionsbohrung

### Mess- und Kenngrößen

- Fallhöhe, Durchfluss, Turbinenleistung
- Brennstoffheizwert, Feuchtegehalt, Gasertrag
- elektrische und thermische Leistung
- Thermalwassertemperatur, Volumenstrom, Pumpstrombedarf
- Verfügbarkeit, Grundlastfähigkeit und ökologische Restriktionen

### Modellgrenze

Die App vergleicht drei Technologien auf gemeinsamer Anlagenlogik. Die geologische, ökologische und genehmigungsrechtliche Detailprüfung bleibt projektspezifisch.

## EnT06 · Speichertechnik

### Anlagenverständnis-Ziel

Studierende sollen Speicher nicht als „Batterie“ im allgemeinen Sinn verstehen, sondern als technische Anlagen mit Ladepfad, Speicherpfad, Entladepfad, Verlusten, Leistungsgrenzen, Energiekapazität, Sicherheitsfunktionen und Betriebsstrategie.

### Zentrale Speicheranlagen

- Batteriespeicher
- Pumpspeicherkraftwerk
- Druckluftspeicher
- thermischer Speicher
- Kavernenspeicher für Erdgas, Wasserstoff oder synthetische Gase
- saisonale Speicher als Langzeitoption

### Verbindliche Funktionsketten

Batterie: Netz oder Erzeuger → Wechselrichter → DC-Zwischenkreis → Batteriemodule → Batteriemanagement → Rückwandlung → Netz oder Verbraucher.

Pumpspeicher: Stromüberschuss → Pumpe → Oberbecken → Turbine → Generator → Netz.

Kavernenspeicher: Gasaufbereitung → Kompression → Kaverne → Entnahme → Druckregelung → Nutzung in Industrie, Netz oder Rückverstromung.

### Hauptbaugruppen

- Batteriecontainer, Zellmodule, BMS, HVAC, Brandschutz, Wechselrichter
- Ober- und Unterbecken, Druckstollen, Pumpe, Turbine, Generator
- Kompressor, Gaskühlung, Kaverne, Sonde, Armaturen, Druckregelung
- Wärmespeicherbehälter, Dämmung, Lade- und Entladewärmetauscher
- EMS, Schutztechnik und Betriebsführung

### Betriebszustände

- Laden, Speichern, Entladen und Stand-by
- Leistungsbegrenzung und Energiebegrenzung
- Alterung, Temperaturmanagement und Sicherheitsabschaltung
- saisonale Einlagerung und Entnahme
- Netzstützung, Peak-Shaving und Reservebereitstellung

### Visualisierungen

- Speicher als Block mit Lade-, Speicher- und Entladepfad
- Batteriecontainer mit PCS, BMS und Brandschutz
- Pumpspeicher-Schema mit Höhenunterschied
- Kavernenspeicher mit Kompressor, Sonde und geologischem Hohlraum
- Ragone-artige Einordnung nach Leistung und Energie
- Speicherdauer von Sekunden bis Saison

### Mess- und Kenngrößen

- Leistung, Energieinhalt, C-Rate, Ladezustand
- Round-trip Efficiency, Selbstentladung, Verfügbarkeit
- Druck, Temperatur und Gasvolumen bei Kavernen
- Speicherverluste, Zyklenzahl, Lebensdauer
- Reaktionszeit und Systemdienstleistung

### Modellgrenze

Die App ordnet Speicher technisch. Reale Speicherprojekte benötigen Netzanschlussstudien, Sicherheitskonzepte, Brandschutz, Genehmigung, Geologie, Marktmodell und Betriebsoptimierung.

## EnT07 · Wasserstoff und Power-to-X

### Anlagenverständnis-Ziel

Studierende sollen Power-to-X als technische Prozesskette verstehen, nicht nur als energiewirtschaftliches Schlagwort. Entscheidend ist die Kette aus Strombereitstellung, Elektrolyse, Wasseraufbereitung, Gasbehandlung, Verdichtung, Speicherung, Transport, Nutzung und möglicher Rückverstromung.

### Zentrale Anlagen

- alkalischer Elektrolyseur
- PEM-Elektrolyseur
- Hochtemperatur-Elektrolyseur als Konzept
- Wasserstoffverdichtung und -speicherung
- Salzkaverne für Wasserstoff
- Methanisierung oder Ammoniaksynthese als PtX-Beispiel
- Rückverstromung über Brennstoffzelle, Gasturbine oder Motor

### Verbindliche Funktionskette

Erneuerbarer Strom → Leistungselektronik → Wasseraufbereitung → Elektrolyseur → Wasserstofftrocknung und Reinigung → Kompression → Speicher oder Pipeline → industrielle Nutzung, Mobilität, Synthese oder Rückverstromung.

### Hauptbaugruppen

- Gleichrichter und elektrische Versorgung
- Wasseraufbereitung und Kühlung
- Elektrolyse-Stack
- Gas-Wasser-Abscheidung, Trocknung und Reinigung
- Kompressor und Druckstufen
- Speicherbehälter, Pipeline oder Salzkaverne
- Sicherheitssysteme für H₂-Detektion, Lüftung und Explosionsschutz
- Brennstoffzelle, Turbine oder Synthesereaktor als Nutzungspfad

### Betriebszustände

- Anfahren, Lastwechsel und Teillast
- Betrieb mit fluktuierendem Strom
- Verdichtung und Zwischenspeicherung
- saisonale Einspeicherung in Kavernen
- Entnahme für Industrie oder Rückverstromung
- Sicherheitsabschaltung bei Leckage oder Grenzwertverletzung

### Visualisierungen

- Power-to-Hydrogen-Prozesskette
- Elektrolyseur-Schnittbild mit Stack und Balance of Plant
- Salzkaverne als saisonaler H₂-Speicher
- PtX-Verzweigung: Wasserstoff, Methan, Ammoniak, synthetische Kraftstoffe
- Rückverstromungskette mit Wirkungsgradverlusten

### Mess- und Kenngrößen

- Elektrolyseleistung, Wasserstoffproduktion, spezifischer Strombedarf
- Stackspannung, Stromdichte, Wirkungsgrad
- Reinheit, Druck, Temperatur und Durchfluss
- Speicherfüllstand, Kaverndruck, Entnahmerate
- Gesamtwirkungsgrad der Kette

### Modellgrenze

Die App erklärt die technische Kette. Detaillierte Elektrochemie, Materialdegradation, Explosionsschutzplanung, Wasserrecht, Pipeline-Normen und Marktdesign werden nur in ihren Grundwirkungen behandelt.

## EnT08 · Netzintegration und Leistungselektronik

### Anlagenverständnis-Ziel

Studierende sollen verstehen, dass moderne Erzeugungs- und Speicheranlagen nicht einfach „Strom ins Netz drücken“. Zwischen Anlage und Netz stehen Umrichter, Schutztechnik, Regelung, Transformatoren, Schaltanlagen und Kommunikationssysteme.

### Zentrale Anlagen

- Wechselrichter einer PV-Anlage
- Vollumrichter einer Windenergieanlage
- Batteriespeicher mit bidirektionalem Wechselrichter
- Netzanschlussstation mit Transformator und Schutztechnik
- Parkregler für Wind- oder PV-Park
- HGÜ-Anbindung als Grundprinzip bei Offshore-Systemen

### Verbindliche Funktionskette

DC- oder variable AC-Quelle → Leistungselektronik → Filter → Transformator → Schaltanlage → Schutzrelais → Netzanschlusspunkt. Parallel dazu: Messung von Spannung, Strom, Frequenz, Leistung, Blindleistung und Kommunikation mit Anlagen- oder Netzregler.

### Hauptbaugruppen

- Gleichrichter, Wechselrichter, DC-Zwischenkreis
- IGBT- oder SiC-Leistungshalbleiter als Grundidee
- Filter, Drosseln und Kondensatoren
- Transformator und Schaltanlage
- Schutzrelais, Leistungsschalter und Erdungssystem
- Messwandler für Strom und Spannung
- Anlagenregler, Parkregler und Netzschnittstelle

### Betriebszustände

- Synchronisation mit dem Netz
- Wirkleistungseinspeisung
- Blindleistungsbereitstellung
- Spannungsstützung und Frequenzreaktion
- Fault Ride Through als Grundprinzip
- Abregelung und Netzschutzabschaltung

### Visualisierungen

- Netzanschlussschema PV/Wind/Speicher
- Umrichter mit DC-Zwischenkreis und AC-Seite
- Zeigerbild für Wirk- und Blindleistung
- Netzstützung bei Spannungseinbruch als Ablaufbild
- Kommunikationskette Anlage, Parkregler, Netzbetreiber

### Mess- und Kenngrößen

- Spannung, Strom, Frequenz, Wirkleistung, Blindleistung, Scheinleistung
- Leistungsfaktor, cos phi, Oberschwingungen
- Kurzschlussleistung am Netzanschlusspunkt
- Rampenrate, Regelgeschwindigkeit und Verfügbarkeit

### Modellgrenze

Die App erklärt Leistungselektronik funktional. Die detaillierte Halbleiterschaltung, EMV-Auslegung, Schutzkoordination und Netzanschlusszertifizierung bleiben vertiefenden Einheiten vorbehalten.

## EnT09 · Wärme- und Kältetechnik

### Anlagenverständnis-Ziel

Studierende sollen Wärme- und Kälteanlagen als Prozessanlagen verstehen. Eine Wärmepumpe oder Kältemaschine wird nicht nur über COP erklärt, sondern über Verdampfer, Verdichter, Verflüssiger, Expansionsventil, Kältemittel, Wärmequelle und Wärmesenke.

### Zentrale Anlagen

- Kompressionswärmepumpe
- Kältemaschine
- Großwärmepumpe
- Abwärmenutzung mit Wärmetauscher
- industrielle Prozesswärmeversorgung
- Absorptionskälteanlage als Konzept

### Verbindliche Funktionskette Wärmepumpe

Umwelt- oder Abwärmequelle → Verdampfer → Verdichter → Verflüssiger → Heizkreis → Expansionsventil → Verdampfer. Parallel dazu: elektrische Antriebsleistung, Regelung, Frostschutz, Pumpen und Sicherheitseinrichtungen.

### Hauptbaugruppen

- Verdampfer, Verdichter, Verflüssiger, Expansionsventil
- Kältemittelkreis
- Wärmequellenkreis und Wärmesenkenkreis
- Pumpen, Ventile und Speicher
- Temperatur-, Druck- und Durchflusssensoren
- Regelung, Abtauung, Hochdruck- und Niederdruckschutz

### Betriebszustände

- Heizen, Kühlen und Warmwasserbereitung
- Teillast und Taktbetrieb
- Abtauung bei Luftwärmepumpen
- Hochtemperaturbetrieb und Effizienzverlust
- Störung durch Druckgrenzen, Vereisung oder falschen Volumenstrom

### Visualisierungen

- Kältekreis als Anlagenbild
- Druck-Enthalpie-Diagramm in didaktisch vereinfachter Form
- Wärmequelle und Wärmesenke mit Temperaturniveaus
- COP-Abhängigkeit von Temperaturhub
- Abwärmenutzung in einem Industrieprozess

### Mess- und Kenngrößen

- Quelltemperatur, Senkentemperatur, Vorlauf- und Rücklauftemperatur
- Verdampfungstemperatur, Kondensationstemperatur, Druck
- elektrische Leistung, Wärmeleistung, COP und Jahresarbeitszahl
- Volumenstrom, Spreizung und Betriebsstunden

### Modellgrenze

Die App bildet den Kreisprozess vereinfacht ab. Kältemittelauswahl, Sicherheitsklasse, Teillastkennfelder, Schallemissionen und detaillierte Hydraulik werden nur soweit behandelt, wie sie für Systemverständnis erforderlich sind.

## EnT10 · Wärmenetze und saisonale Wärmespeicher

### Anlagenverständnis-Ziel

Studierende sollen Wärmenetze als technische Infrastruktur verstehen: Wärmeerzeuger, Netzpumpen, Vorlauf, Rücklauf, Übergabestationen, Verbraucher, Speicher und Regelung bilden zusammen ein hydraulisch-thermisches System.

### Zentrale Anlagen

- klassisches Fernwärmenetz
- Niedertemperatur-Wärmenetz
- Großwärmepumpe im Wärmenetz
- Erdbeckenspeicher
- Aquiferspeicher
- Bohrloch- bzw. Erdsondenspeicher
- Tankspeicher
- geeignete Gruben- oder Kavernenspeicher

### Verbindliche Funktionskette

Wärmeerzeugung → Einspeisepunkt → Vorlaufnetz → Hausübergabestation oder Prozesswärmeabnehmer → Rücklaufnetz → Wärmeerzeuger oder Speicher. Speicherpfad: Wärmeüberschuss → Speicherladung → zeitverzögerte Entladung → Netzversorgung.

### Hauptbaugruppen

- Wärmeerzeuger: KWK, Kessel, Großwärmepumpe, Solarthermie, Abwärme
- Netzpumpen und Druckhaltung
- Vorlauf- und Rücklaufleitungen
- Hausübergabestation mit Wärmetauscher
- Wärmespeicher mit Lade- und Entladesystem
- Messung, Regelung, Leittechnik

### Betriebszustände

- Winterlast, Sommerlast und Übergangszeit
- Spitzenlast und Grundlast
- Speicherladung bei Wärmeüberschuss
- Speicherentladung bei hoher Nachfrage
- Netztemperaturabsenkung und Rücklauftemperaturoptimierung
- Störung durch Leckage, Pumpenausfall oder unzureichende Spreizung

### Visualisierungen

- Wärmenetz als Vorlauf-Rücklauf-System
- Hausübergabestation als Schnittbild
- Temperaturniveaus in klassischen und Niedertemperaturnetzen
- saisonaler Speicher mit Lade- und Entladephase
- Wärmeerzeugerportfolio mit Speicher als Dispatch-Bild

### Mess- und Kenngrößen

- Vorlauftemperatur, Rücklauftemperatur, Spreizung
- Volumenstrom, Druckverlust und Pumpstrom
- Wärmeleistung und Wärmemenge
- Speicherinhalt, Ladeleistung, Entladeleistung und Wärmeverluste
- Anschlussleistung und Gleichzeitigkeitsfaktor

### Modellgrenze

Die App erklärt hydraulisch-thermische Grundlogik. Reale Netze benötigen Rohrnetzberechnung, Geologie, Eigentums- und Genehmigungsfragen, langfristige Nachfrageprognosen und Transformationsplanung.

## EnT11 · Sektorkopplung und industrielle Energieversorgung

### Anlagenverständnis-Ziel

Studierende sollen industrielle Energieversorgung als gekoppeltes Anlagensystem verstehen. Strom, Wärme, Kälte, Dampf, Druckluft, Gas, Wasserstoff, Speicher und Prozesslasten greifen ineinander. Eine Veränderung in einem Teilnetz beeinflusst andere Teilnetze.

### Zentrale Anlagen

- Industriepark-Energiezentrale
- BHKW oder GuD mit Prozesswärmeauskopplung
- Dampfkessel, Wärmepumpe, Elektrodenkessel
- PV-Anlage und Batteriespeicher
- Wasserstofferzeugung und Wasserstoffnutzung
- Druckluftanlage
- Kälteanlage
- Energiemanagementsystem

### Verbindliche Funktionskette

Energiebezug und Eigenerzeugung → Umwandlung in Strom, Wärme, Kälte, Dampf oder Druckluft → Verteilung über Teilnetze → Prozessversorgung → Rückgewinnung, Speicherung oder Abwärmenutzung → Betriebsoptimierung über Messung und Regelung.

### Hauptbaugruppen

- elektrische Mittelspannungs- und Niederspannungsversorgung
- Wärme- und Dampfverteilung
- Kälteversorgung
- Druckluftstation
- Gassystem und optional H₂-System
- Speicher für Strom, Wärme oder Gas
- Messsysteme, Leittechnik und Energiemanagement

### Betriebszustände

- Normalproduktion
- Spitzenlast
- Teillast und Wochenende
- Eigenversorgungsoptimierung
- Lastmanagement und Flexibilitätsbetrieb
- Ausfall eines Erzeugers oder Netzbezugs
- Dekarbonisierungsumbau mit neuen Anlagen

### Visualisierungen

- Industriepark als Energiehub
- Strom-Wärme-Gas-Druckluft-Kälte-Schema
- Lastprofil und Anlagenfahrplan
- Abwärmepfad von Prozess zu Wärmepumpe oder Wärmenetz
- Flexibilitätsentscheidung als Szenariobild

### Mess- und Kenngrößen

- Lastgänge, Spitzenlast, Grundlast und Betriebsstunden
- Strom-, Gas-, Wärme-, Dampf-, Kälte- und Druckluftmengen
- Wirkungsgrade, Nutzungsgrade, CO₂-Intensität
- Eigenverbrauch, Autarkie, Flexibilitätspotenzial
- Versorgungssicherheit und Redundanz

### Modellgrenze

Die App zeigt industrielle Energieversorgung als Systemmodell. Reale Anlagen benötigen Prozessdaten, Sicherheitskonzepte, Produktionsrestriktionen, Vertragsdaten, Netzanschlussbedingungen und Investitionsplanung.

## EnT12 · Integrierte Energiesysteme und Versorgungssicherheit

### Anlagenverständnis-Ziel

Studierende sollen Energiesysteme als System von Anlagen verstehen. Versorgungssicherheit entsteht nicht aus einer Einzeltechnologie, sondern aus dem Zusammenspiel von Erzeugern, Netzen, Speichern, Lasten, Regelung, Reserven und Betriebsführung.

### Zentrale Systeme

- regionales Strom-Wärme-Gas-System
- Stadtwerk- oder Industrieparkportfolio
- erneuerbares Erzeugungsportfolio mit Speichern
- saisonales Speicher- und Rückverstromungssystem
- Dunkelflaute-Szenario
- Resilienzfall mit Ausfall einzelner Anlagen

### Verbindliche Funktionskette

Erzeugungsportfolio → Netz- und Transportinfrastruktur → Kurzzeitspeicher → Langzeit- und saisonale Speicher → flexible Lasten → Reserve- und Backup-Anlagen → Betriebsführung und Simulation → Versorgungsentscheidung.

### Hauptbaugruppen auf Systemebene

- fluktuierende Erzeuger: PV und Wind
- regelbare Erzeuger: KWK, Gasturbine, Biomasse, Wasserkraft
- Speicher: Batterie, Pumpspeicher, Wärmespeicher, H₂-Kaverne
- Netze: Strom, Wärme, Gas, H₂
- Verbraucher: Haushalte, Gewerbe, Industrie, Mobilität
- Steuerung: Leitsysteme, Prognosen, Dispatch, Schutz und Notfallkonzepte

### Betriebszustände

- Normalbetrieb mit erneuerbarer Erzeugung
- hohe Erzeugung und Speicherladung
- geringe Erzeugung und Speicherentladung
- Dunkelflaute
- Netzengpass
- Kraftwerks- oder Leitungsausfall
- Wiederaufbau und Resilienzfall

### Visualisierungen

- integriertes Energiesystem als Multi-Energie-Netz
- Wochen- und Saisonbilanz mit Speicherfüllständen
- Dunkelflaute-Szenario mit Lastdeckung
- Versorgungssicherheitsmatrix
- Abhängigkeiten zwischen Strom, Wärme, Gas und Wasserstoff

### Mess- und Kenngrößen

- Lastdeckung, Residuallast, Erzeugungsprofil
- Speicherfüllstand, Autonomiezeit und Reserveleistung
- Verfügbarkeit, Redundanz, Ausfallwahrscheinlichkeit als Grundbegriff
- CO₂-Emissionen, Kosten, LCOE/LCOH als Systemgrößen
- Netzengpass, Abregelung, Reservebedarf

### Modellgrenze

Die App führt systemisch zusammen. Sie ersetzt keine Netzsimulation, keine Kraftwerkseinsatzoptimierung und keine probabilistische Versorgungssicherheitsstudie, bildet aber die Denkstruktur für solche Analysen.

### Neue Standard-Tabstruktur für EnT-Theorie-Apps

Die Tabzahl darf fachlich variieren. Für EnT-Anlagenapps gilt jedoch folgende Standardlogik:

1. Start: reale Entscheidungssituation  
2. Anlagenbild: Aufbau und Hauptbaugruppen  
3. Energiefluss: technische Funktionskette  
4. Baugruppen: Aufgabe, Eingangsgröße, Ausgangsgröße  
5. Betrieb: Start, Teillast, Normalbetrieb, Störung  
6. Regelung und Schutz: Sensoren, Aktoren, Grenzen  
7. Kennwerte: Messgrößen, Wirkungsgrade, Leistung, Ertrag  
8. Simulation: parametrierbarer Anlagen- oder Betriebsfall  
9. Wirtschaft und Systemrolle: Capex/Opex, Netz, Markt, Management  
10. Modellgrenzen und Transfer

Bei sehr komplexen Units sind zusätzliche Tabs zulässig, etwa für Onshore/Offshore, PV-Anlagenklassen, Kavernenspeicher oder Wärmenetzspeicher.

### Konsequenz für bereits erstellte EnT01 bis EnT04

Die vorhandenen Theorie-Apps EnT01 bis EnT04 müssen auf dieser Grundlage überarbeitet werden.

### EnT01

Ergänzung der Anlagenbrille: generische Energiesystemanlage, Systemgrenze, Baugruppen, Wandlungsstufen, Verluststellen und Messgrößen.

### EnT02

Starke Ergänzung erforderlich: vollständiges thermisches Kraftwerksschema mit Wasser-Dampf-Kreis, Rauchgasweg, Kühlkreislauf, Generator, Transformator, Leittechnik und Schutzsystemen. Ohne diese Ergänzung bleibt die App zu prozess- und kennzahlenorientiert.

### EnT03

Starke Ergänzung erforderlich: PV-Zelle, Modul, String, Generatorfeld, DC-Schutz, Wechselrichter, AC-Seite, Transformator, Netzanschlusspunkt, Anlagenklassen und Betriebsfälle. Ohne diese Ergänzung versteht ein Student die reale PV-Anlage nur unzureichend.

### EnT04

Ergänzung erforderlich: innere Architektur der Windenergieanlage mit Rotorblatt, Pitch, Nabe, Hauptlager, Getriebe oder Direktantrieb, Generator, Umrichter, Transformator, Yaw-System, SCADA, Fundament und Parknetz. Die App ist physikalisch bereits gut angelegt, muss aber stärker als Anlagen-App ausgearbeitet werden.

### Konsequenz für EnT05 bis EnT12

Neue EnT-Apps dürfen nicht mehr als reine Themenübersichten entstehen. Jede neue App beginnt mit einem Anlagenbild, führt danach die technische Funktionskette ein und baut erst anschließend Kennzahlen, Wirtschaftlichkeit und Systemrolle auf.

Damit gilt: **Erst Anlage verstehen, dann Kennzahl bewerten.**

### Qualitätsprüfung vor Ausgabe

Vor Ausgabe jeder EnT-Theorie-App ist zu prüfen:

- Gibt es ein Anlagenbild oder ein technisches Schema?
- Sind alle Hauptbaugruppen benannt?
- Ist der Energiefluss nachvollziehbar?
- Sind Stoffflüsse und elektrische Flüsse getrennt dargestellt, falls beide vorkommen?
- Sind Messgrößen an der Anlage verortet?
- Sind Betriebszustände und Störfälle beschrieben?
- Sind Regelungs- und Schutzfunktionen erkennbar?
- Gibt es mindestens eine parametrierbare Visualisierung oder Simulation?
- Werden Modellgrenzen klar genannt?
- Kann ein Student nach der App erklären, wie die Anlage funktioniert?

### Kurzfassung

Die EnT-Reihe wird zur technischen Anlagenreihe ausgebaut. Die bisherige System-, Markt- und Kennzahlenlogik bleibt erhalten, wird aber nachgeordnet. Künftig führt jede EnT-Theorie-App zuerst in Aufbau, Baugruppen, Energiefluss, Betrieb, Regelung, Messung und Störung der jeweiligen Anlage ein. Erst danach folgen Wirtschaftlichkeit, Systemrolle und Managementbewertung.

Damit wird aus EnT eine belastbare fachliche Brücke zwischen Ingenieurtechnik, Energiewirtschaft und Managemententscheidung.


### EnT03 Photovoltaik, verbindliche Detailanforderungen

EnT03 muss PV-Anlagenklassen detailliert unterscheiden:

- Dachanlagen
- Gewerbe- und Industrieanlagen
- Freiflächenanlagen
- Solarparks im MW-Bereich
- sehr große PV-Cluster beziehungsweise Multi-GW-Anlagen

Zu behandeln sind insbesondere:

- PV-Zelle, Modul, String und Generatorfeld
- Einstrahlung, Temperatur, Verschattung und Degradation
- DC/AC-Verhältnis
- Wechselrichter, MPP-Tracking und Schutzkonzepte
- Flächenbedarf und spezifischer Energieertrag
- Eigenverbrauch, Überschusseinspeisung und Direktvermarktung
- Netzanschluss und Netzverträglichkeit
- Speicherintegration und Hybridisierung
- Systemwirkung großer PV-Portfolios

Visualisierungen:

- Schema Dachanlage mit Eigenverbrauch
- Schema Gewerbeanlage mit Lastprofilbezug
- Schema Freiflächenanlage mit Netzanschluss
- Größenvergleich von kW-, MW- und GW-Anlagen
- DC/AC-Verhältnis als parametrierbare Simulation
- Tagesgang PV-Erzeugung versus Lastprofil

### EnT04 Windenergie, verbindliche Detailanforderungen

EnT04 muss Onshore- und Offshore-Windenergie detailliert unterscheiden.

Zu behandeln sind insbesondere:

- Standortlogik
- Nabenhöhe
- Rotordurchmesser
- Leistungskennlinie
- Cut-in, Nennleistung, Cut-out
- Volllaststunden
- Fundament
- Netzanbindung
- Betrieb und Wartung
- Kostenstruktur
- Genehmigung
- Flächen- beziehungsweise Meeresnutzung
- Systemrolle im Strommarkt und Netzbetrieb

Visualisierungen:

- Größenvergleich Onshore-/Offshore-Anlage
- Leistungskennlinie mit Windgeschwindigkeit
- Windprofil über Höhe und Rauigkeit
- Offshore-Netzanbindung als Schema
- Fundamenttypen als technische Skizze
- Jahresgang und Volllaststundenvergleich

### EnT06 Speichertechnik, verbindliche Ergänzung

EnT06 muss Kavernenspeicher und saisonale Speicher ausdrücklich behandeln.

Kavernenspeicher sind aufzunehmen für:

- Erdgas
- Wasserstoff
- synthetische Gase

Fachliche Rolle:

- großskalige Langzeitspeicherung
- saisonale Verschiebung von Energie
- Versorgungssicherheit
- industrielle Belieferung
- Rückverstromung
- Resilienz bei Dunkelflaute und Importstörungen

### EnT07 Wasserstoff und Power-to-X, verbindliche Ergänzung

EnT07 muss Salzkavernen als zentrale Option für Wasserstoffspeicherung, Rückverstromung und industrielle Versorgung berücksichtigen. Die Behandlung erfolgt nicht isoliert, sondern verknüpft mit Speichertechnik, Industrieversorgung, saisonaler Verfügbarkeit, Systemstabilität und energiewirtschaftlicher Marktlogik.

### EnT10 Wärmenetze, verbindliche Ergänzung

EnT10 muss saisonale Wärmespeicher behandeln, insbesondere:

- Erdbeckenspeicher
- Aquiferspeicher
- Bohrloch- beziehungsweise Erdsondenspeicher
- Tankspeicher
- geeignete Kavernen- beziehungsweise Grubenspeicher

Die technische Betrachtung umfasst Temperaturniveaus, Speicherverluste, Lade- und Entladeleistungen, Flächenbedarf, geologische Voraussetzungen, Wärmenetzintegration und Wirtschaftlichkeit.

### EnT12 Verknüpfung saisonaler Speicher

EnT12 muss saisonale Speicher als Systembaustein zusammenführen. Die technische Perspektive wird mit EW06, EW10 und ES verknüpft. Damit wird deutlich, dass Speicher nicht nur Bauteile sind, sondern systemische Optionen zur Stabilisierung von Energiesystemen.

## 5.3 EM · Energiemanagement

Die Reihe EM bildet die betriebliche und organisatorische Umsetzung von Energieeffizienz, Energiedatenmanagement und Transformationssteuerung ab. EM darf nicht als abstrakte Normen-, Audit- und Kennzahlenreihe erscheinen. Die Reihe macht Energiemanagement sichtbar: Energieflüsse, Messpunkte, Lastgänge, Kennzahlen, Baselines, Maßnahmen, Investitionsentscheidungen, CO₂-Pfade, Beschaffungsportfolios, Umsetzungsroadmaps und Controlling-Cockpits.

### Leitfrage der EM-Reihe

**Wie wird aus Energiedaten, Effizienzpotenzialen, Wirtschaftlichkeitsbewertung und Organisationssteuerung ein wirksames betriebliches Energiemanagement?**

### Didaktischer Grundsatz der EM-Reihe

**Energiemanagement sichtbar machen: Energieflüsse, Messpunkte, Lastgänge, Kennzahlen, Maßnahmen und Entscheidungen.**

Jede EM-Theorie-App enthält deshalb mindestens eine zentrale, fachlich funktionale Visualisierung. Visualisierungen dienen nicht der Illustration, sondern der fachlichen Modellbildung. Studierende sollen sehen, wo Energie in das Unternehmen eintritt, wo sie verbraucht wird, wo Daten entstehen, wie Kennzahlen gebildet werden, wie Maßnahmen priorisiert werden und wie Managemententscheidungen vorbereitet werden.

### EM-Struktur, verbindliche Arbeitsfassung

| Unit | Arbeitstitel | Fachlicher Kern | Anschaulicher Kern | Typische Handlungsleistung |
|---:|---|---|---|---|
| EM01 | Grundlagen des Energiemanagements | Ziele, Rollen, Systemgrenzen, Energiepolitik | Energiesankey, Systemgrenzen, PDCA-Regelkreis, Messstellen- und Dashboardlogik | Energiemanagement als Führungs- und Steuerungssystem erklären |
| EM02 | Energiemanagementsysteme und ISO 50001 | PDCA, Energieplanung, SEU, Auditlogik, Dokumentation | ISO-50001-Prozessbild, SEU-Zielmodell, Reifegradmodell, Dokumentationsmatrix | ISO-50001-Strukturen anwenden |
| EM03 | Energiedaten, Messkonzepte und Lastgänge | Zähler, Messpunkte, Lastprofile, Datenqualität | Messstellenplan, Datenfluss vom Zähler zum Dashboard, Lastgangsimulation | Energiedaten erfassen und plausibilisieren |
| EM04 | Energiekennzahlen und Baselines | EnPI, Einflussgrößen, Normalisierung, Benchmarks | Baseline-Modell, Normalisierung, Benchmark- und Dashboard-Ampel | Kennzahlen bilden und interpretieren |
| EM05 | Energieaudit und Potenzialanalyse | Auditmethodik, Maßnahmenliste, Priorisierung | Audit-Rundgang, Energieflussmodell, Pareto, Maßnahmenfunnel | Einsparpotenziale identifizieren |
| EM06 | Effizienztechnik in Gebäuden und Anlagen | Beleuchtung, Druckluft, Pumpen, Motoren, Wärme | Verlust-Sankey, Druckluftmodell, Antriebsmodell, Wärmerückgewinnung | technische Effizienzmaßnahmen bewerten |
| EM07 | Wirtschaftlichkeit von Maßnahmen | Amortisation, Kapitalwert, Annuität, Sensitivität, Risiko | Cashflow-Modell, Kapitalwertrechner, Tornado-Sensitivität, Maßnahmenportfolio | Maßnahmen wirtschaftlich priorisieren |
| EM08 | CO₂-Bilanzierung und Dekarbonisierung | Scope-Logik, Emissionsfaktoren, Zielpfade | Scope-Landkarte, Aktivitätsdatenfluss, CO₂-Absenkpfad, Maßnahmenwirkung | Dekarbonisierungspfade strukturieren |
| EM09 | Energieeinkauf, PPAs und Beschaffungsstrategie | Lieferverträge, Preisrisiken, Grünstrom, PPA, Eigenversorgung | Beschaffungsportfolio, Preisrisiko, PPA-Modell, Grünstromanteil | Beschaffungsoptionen bewerten |
| EM10 | Umsetzung, Controlling und Change Management | Maßnahmensteuerung, Verantwortung, Reporting, Veränderungssteuerung | Umsetzungsroadmap, RACI-Matrix, Controlling-Ampel, Managementdashboard | Energiemanagement im Unternehmen verankern |

### Verbindliche EM-Reiterlogik für Theorie-Apps

Die konkrete Reiterlogik kann je Unit variieren, muss aber folgende Funktionen abdecken:

1. **Start:** Entscheidungssituation, Leitfrage, Lernziele.
2. **Systembild:** Energieflüsse, Datenflüsse, Rollen oder Prozesslogik.
3. **Fachmodell:** zentrale Begriffe, Strukturmodell und fachliche Zusammenhänge.
4. **Interaktive Visualisierung:** Sankey, Lastgang, Baseline, Portfolio, Roadmap oder Dashboard.
5. **Bewertung:** technische, wirtschaftliche, ökologische und organisatorische Interpretation.
6. **Entscheidung:** Ableitung einer Handlungsempfehlung oder Managementreaktion.
7. **Modellgrenzen:** Vereinfachungen, typische Fehlinterpretationen und Transfer.

### Definition of Done für EM-Theorie-Apps

Eine EM-Theorie-App ist nur dann freigabefähig, wenn folgende Bedingungen erfüllt sind:

- Die App erklärt Energiemanagement über sichtbare Energie-, Daten-, Maßnahmen- oder Entscheidungsflüsse.
- Mindestens eine zentrale Visualisierung ist fachlich funktional und interaktiv.
- Kennzahlen werden nicht isoliert eingeführt, sondern mit Datenbasis, Einflussgrößen und Entscheidungssituation verknüpft.
- Wirtschaftlichkeit, CO₂-Wirkung, Umsetzbarkeit und Risiko werden dort einbezogen, wo sie für die Einheit fachlich relevant sind.
- Modellgrenzen und typische Fehlinterpretationen werden ausdrücklich benannt.
- Die App enthält eine klare Brücke zu ES und ME: EM liefert Daten, Maßnahmen und Umsetzung; ES simuliert Systementscheidungen; ME übersetzt Ergebnisse in Strategie, Governance und Führung.
- Navigation, Ziel-Panels, doppelte IDs, JavaScript-Syntax und Versionierung werden vor Ausgabe geprüft.

### Aktueller EM-App-Stand

Die Theorie-Apps EM01 bis EM10 liegen als stabile Portal-Dateien und als versionierte V1.0-Dateien vor. Die stabile Portaldatei bleibt ohne Versionszusatz, damit spätere Optimierungen keine Portaländerung erzwingen.

| Unit | Stabile Portaldatei | Versionierte Datei |
|---:|---|---|
| EM01 | `EM01.GrundlagenEnergiemanagement1-T.html` | `EM01.GrundlagenEnergiemanagement1-T_V1.0.html` |
| EM02 | `EM02.ISO50001Energiemanagementsysteme1-T.html` | `EM02.ISO50001Energiemanagementsysteme1-T_V1.0.html` |
| EM03 | `EM03.EnergiedatenMesskonzepteLastgaenge1-T.html` | `EM03.EnergiedatenMesskonzepteLastgaenge1-T_V1.0.html` |
| EM04 | `EM04.EnergiekennzahlenBaselines1-T.html` | `EM04.EnergiekennzahlenBaselines1-T_V1.0.html` |
| EM05 | `EM05.EnergieauditPotenzialanalyse1-T.html` | `EM05.EnergieauditPotenzialanalyse1-T_V1.0.html` |
| EM06 | `EM06.EffizienztechnikGebaeudeAnlagen1-T.html` | `EM06.EffizienztechnikGebaeudeAnlagen1-T_V1.0.html` |
| EM07 | `EM07.WirtschaftlichkeitMassnahmen1-T.html` | `EM07.WirtschaftlichkeitMassnahmen1-T_V1.0.html` |
| EM08 | `EM08.CO2BilanzierungDekarbonisierung1-T.html` | `EM08.CO2BilanzierungDekarbonisierung1-T_V1.0.html` |
| EM09 | `EM09.EnergieeinkaufPPAsBeschaffungsstrategie1-T.html` | `EM09.EnergieeinkaufPPAsBeschaffungsstrategie1-T_V1.0.html` |
| EM10 | `EM10.UmsetzungControllingChangeManagement1-T.html` | `EM10.UmsetzungControllingChangeManagement1-T_V1.0.html` |

## 5.4 ES · Energiesimulation und Fallstudien

ES ist keine Ersatzreihe für EW, EnT oder EM. ES ist die integrierende Fallstudien- und Simulationsreihe. Sie verbindet wirtschaftliche, technische und managementbezogene Perspektiven in komplexen Entscheidungsfällen. ES ist der Ort, an dem Studierende zeigen, ob sie energiewirtschaftliche Marktlogik, energietechnisches Anlagenverständnis und betriebliches Energiemanagement zu einer belastbaren Entscheidung zusammenführen können.

### Leitfrage der ES-Reihe

**Welche Entscheidung ist unter technischen, wirtschaftlichen, ökologischen, regulatorischen und betrieblichen Randbedingungen belastbar?**

Jede ES-Unit wird als Entscheidungsraum aufgebaut. Ausgangspunkt ist nicht die isolierte Berechnung einer Kennzahl, sondern eine realitätsnahe Situation, in der mehrere Zielgrößen miteinander konkurrieren: Kosten, CO₂, Versorgungssicherheit, Investitionsfähigkeit, Akzeptanz, Netzrestriktionen, Betriebsrisiken und Umsetzbarkeit.

### ES-Arbeitsprinzip

ES verlangt nicht nur Rechnen. Die Reihe verbindet:

- Datenanalyse,
- technische Plausibilisierung,
- wirtschaftliche Bewertung,
- Zielkonfliktanalyse,
- Szenarienbildung,
- Sensitivitätsbetrachtung,
- Managemententscheidung,
- Darstellung der Empfehlung,
- Reflexion von Modellgrenzen.

### Verbindliche Grundstruktur jeder ES-Theorie-App

Jede ES-Theorie-App erhält mindestens folgende Reiterlogik:

1. Start: Fall, Rolle und Entscheidungssituation.
2. Systembild: Energieflüsse, Akteure, Anlagen, Netze und Schnittstellen.
3. Datenbasis: Lastgänge, Preise, Wirkungsgrade, Investitionen, CO₂-Faktoren und Restriktionen.
4. Simulationsmodell: Stellgrößen, Gleichungen und vereinfachte Wirkzusammenhänge.
5. Szenarien: Basisfall, Zielpfad, Stressfall und Investitionsvariante.
6. Bewertung: Kosten, CO₂, Versorgungssicherheit, Flexibilität, Risiko und Umsetzbarkeit.
7. Entscheidung: Empfehlung mit Begründung und Priorisierung.
8. Modellgrenzen: Datenqualität, Vereinfachungen, Unsicherheit und nicht abgebildete Aspekte.
9. Transfer: Übertragbarkeit auf andere Systeme.

### ES-Struktur, verbindliche Arbeitsfassung

| Unit | Arbeitstitel | Fallstudienraum | Kernentscheidung | Handlungsprodukt |
|---:|---|---|---|---|
| ES01 | Systemsimulation eines kommunalen Energiesystems | Kommune | Ausbaupfad für Strom, Wärme, Speicher und Flexibilität wählen | kommunaler Ausbaupfad 2030/2040 mit begründeter Priorisierung |
| ES02 | Stadtwerk zwischen Markt, Netz und Klimaziel | Stadtwerk | Beschaffung, Eigenerzeugung, Wärmeversorgung, Preisrisiko und Klimaziel abstimmen | Stadtwerksstrategie mit Portfolioentscheidung |
| ES03 | Industriepark mit Eigenerzeugung und Flexibilität | Industriepark | PV, KWK, Batterie, Abwärme, Lastmanagement und Preisrisiko kombinieren | Versorgungskonzept für einen Industriepark |
| ES04 | Quartier mit PV, Wärmepumpe und Wärmenetz | Quartier | dezentrale Wärmepumpen, Wärmenetz, kaltes Nahwärmenetz, PV und Speicher vergleichen | Quartiersversorgungsvariante mit technischer und wirtschaftlicher Begründung |
| ES05 | Netzbetreiber und Engpassmanagement | Netzbetreiber | Netzausbau, Speicher, Redispatch, Abregelung und flexible Lasten vergleichen | Engpassmanagement-Konzept mit Maßnahmenpfad |
| ES06 | Kraftwerksportfolio im Transformationspfad | Energieunternehmen | Erzeugungsmix, Speicher, Reserve, Import und Dunkelflautenfähigkeit optimieren | Portfolioentscheidung mit Szenarienvergleich |
| ES07 | Wasserstoffhub und saisonale Speicherung | Industrie- und Energieregion | Elektrolyse, Kavernen, Industrieabnahme, Import und Rückverstromung dimensionieren | H₂-Hub-Konzept mit Ausbau- und Nutzungspfad |
| ES08 | Dekarbonisierungsroadmap eines Unternehmens | Unternehmen | Effizienz, Elektrifizierung, PV/PPA, Abwärme, H₂ und Budget priorisieren | Dekarbonisierungsroadmap mit Maßnahmenpaketen und Risikobewertung |
| ES09 | Regionale Wärmewende | Kommune / Versorger | Wärmenetz, Wärmepumpen, Abwärme, Geothermie, Biomasse und Speicher bewerten | Wärmewende-Szenario mit Gebietstypen und Umsetzungspfad |
| ES10 | Integrierte Abschlussfallstudie | frei wählbares System | komplexe Managemententscheidung unter Zielkonflikten treffen | Management-Pitch mit Simulation, Empfehlung, Risiken und Modellgrenzen |

### ES01 · Systemsimulation eines kommunalen Energiesystems

**Fallstudienraum:** Kommune mit Strom-, Wärme- und Mobilitätsbedarf.

**Kernentscheidung:** Soll die Kommune vorrangig PV, Wind, Batteriespeicher, Wärmenetze, Großwärmepumpen oder Wasserstoffoptionen ausbauen?

**Simulationskern:** Jahreslast, PV-/Wind-Erzeugung, Stromimport, Wärmeerzeugung, Speicherfüllstand, CO₂-Bilanz, Investitionsrahmen, Versorgungssicherheit.

**Handlungsprodukt:** Ausbaupfad 2030/2040 mit begründeter Priorisierung.

**Verknüpfung:** EW01, EW10, EnT01, EnT06, EnT10, EnT12, EM08, ME01, ME04.

### ES02 · Stadtwerk zwischen Markt, Netz und Klimaziel

**Fallstudienraum:** Stadtwerk mit Stromvertrieb, Wärmeversorgung, Erzeugungsportfolio, Beschaffung und kommunalem Auftrag.

**Kernentscheidung:** Wie werden Beschaffung, Eigenerzeugung, Wärmewende, Speicher, Preisrisiken und Klimaziele zusammengeführt?

**Simulationskern:** Strombeschaffung, Spotpreisrisiko, Absicherungsquote, Wind-/PV-Anteil, Wärmeabsatz, KWK, Großwärmepumpe, Kundenpreis, CO₂-Ziel.

**Handlungsprodukt:** Stadtwerksstrategie mit Portfolio- und Beschaffungsentscheidung.

**Verknüpfung:** EW03, EW06, EW09, EW10, EnT02, EnT04, EnT10, EM09, ME02, ME03, ME08.

### ES03 · Industriepark mit Eigenerzeugung und Flexibilität

**Fallstudienraum:** Industriepark mit Strom-, Wärme-, Dampf-, Kälte-, Druckluft- und Prozessenergiebedarf.

**Kernentscheidung:** Welche Kombination aus PV, KWK, Batteriespeicher, Lastmanagement und Abwärmenutzung ist sinnvoll?

**Simulationskern:** Lastprofil, PV-Eigenverbrauch, BHKW-Laufzeit, Batteriespeicher, Spitzenlast, CO₂, Strompreis, Gaspreis, Wärmelast, Flexibilität.

**Handlungsprodukt:** Versorgungskonzept für einen Industriepark.

**Verknüpfung:** EnT02, EnT03, EnT06, EnT11, EM03, EM06, EM07, EM08, ME04, ME05.

### ES04 · Quartier mit PV, Wärmepumpe und Wärmenetz

**Fallstudienraum:** Wohn- oder Mischquartier.

**Kernentscheidung:** Einzelwärmepumpen, kaltes Nahwärmenetz, klassisches Wärmenetz, PV-Mieterstrom, Speicher oder hybride Lösung?

**Simulationskern:** Gebäudelast, Jahresarbeitszahl, Wärmenetztemperatur, PV-Erzeugung, Speicher, Anschlussquote, Investition, Wärmekosten, Akzeptanz.

**Handlungsprodukt:** Quartiersversorgungsvariante mit technischer und wirtschaftlicher Begründung.

**Verknüpfung:** EnT03, EnT09, EnT10, EW05, EW10, EM07, EM08, ME06.

### ES05 · Netzbetreiber und Engpassmanagement

**Fallstudienraum:** Verteilnetz oder regionales Übertragungsnetz.

**Kernentscheidung:** Netzausbau, Speicher, Redispatch, Einspeisemanagement oder flexible Verbraucher?

**Simulationskern:** Netzengpass, Einspeisung aus PV und Wind, Lastspitzen, Netzkapazität, Abregelung, Flexibilität, Ausbaubedarf, Versorgungssicherheit.

**Handlungsprodukt:** Engpassmanagement-Konzept mit Maßnahmenvergleich.

**Verknüpfung:** EW05, EW06, EW10, EnT04, EnT08, EnT12, ME05, ME06.

### ES06 · Kraftwerksportfolio im Transformationspfad

**Fallstudienraum:** Erzeugungsportfolio eines Energieunternehmens.

**Kernentscheidung:** Welche Kombination aus erneuerbaren Energien, regelbarer Leistung, Speicher, Importen, Flexibilität und Reservekraftwerken trägt Kosten-, CO₂- und Sicherheitsziele?

**Simulationskern:** Merit Order, Volllaststunden, CO₂-Kosten, gesicherte Leistung, Reserve, Speicher, Dunkelflaute, Importabhängigkeit.

**Handlungsprodukt:** Portfolioentscheidung mit Szenarienvergleich.

**Verknüpfung:** EW03, EW06, EW10, EW12, EnT02, EnT04, EnT06, EnT12, ME03, ME05.

### ES07 · Wasserstoffhub und saisonale Speicherung

**Fallstudienraum:** Industrie- und Energieregion mit Elektrolyse, Kavernen, Netzanbindung und Abnehmern.

**Kernentscheidung:** Wann lohnt sich Elektrolyse, wie groß müssen Speicher und Rückverstromung sein, und welche Abnehmer stabilisieren das System?

**Simulationskern:** Strompreis, Elektrolyseleistung, Betriebsstunden, H₂-Produktion, Kavernenspeicher, Rückverstromung, Industrieabnahme, Importoption.

**Handlungsprodukt:** H₂-Hub-Konzept mit Dimensionierung und Systemrolle.

**Verknüpfung:** EnT06, EnT07, EnT12, EW10, EM08, EM09, ME03, ME04, ME05.

### ES08 · Dekarbonisierungsroadmap eines Unternehmens

**Fallstudienraum:** produzierendes Unternehmen.

**Kernentscheidung:** Welche Maßnahmen werden in welcher Reihenfolge umgesetzt?

**Simulationskern:** Energieverbrauch, Scope-Logik, Maßnahmenkosten, Einsparung, CO₂-Minderung, Kapitalwert, Investitionsbudget, Umsetzungsrisiko.

**Handlungsprodukt:** Dekarbonisierungsroadmap mit Maßnahmenpaketen, Zeitpfad und Risikobewertung.

**Verknüpfung:** EM01 bis EM10, EnT09, EnT11, EW08, EW09, ME04, ME07, ME10.

### ES09 · Regionale Wärmewende

**Fallstudienraum:** Kommune, Versorger oder Stadtwerk mit Wärmeplanung.

**Kernentscheidung:** Wärmenetz, dezentrale Wärmepumpen, Großwärmepumpe, Abwärme, Biomasse, Geothermie, Speicher oder Hybridstrategie?

**Simulationskern:** Wärmedichte, Netzlänge, Vorlauftemperatur, Anschlussquote, Speicher, Großwärmepumpe, Spitzenlast, Wärmegestehungskosten, Umsetzbarkeit.

**Handlungsprodukt:** Wärmewende-Szenario mit Gebietstypen und Versorgungspfaden.

**Verknüpfung:** EnT09, EnT10, EW05, EW10, EM06, EM08, ME06, ME10.

### ES10 · Integrierte Abschlussfallstudie

**Fallstudienraum:** frei wählbar, zum Beispiel Stadtwerk, Industriepark, Kommune, Quartier, Netzbetreiber oder Energieunternehmen.

**Kernentscheidung:** Eine komplexe Managemententscheidung unter mehreren Zielkonflikten.

**Simulationskern:** Kombination aus Strom, Wärme, Speicher, Flexibilität, Marktpreis, CO₂, Investition, Versorgungssicherheit und Umsetzungsrisiko.

**Handlungsprodukt:** Management-Pitch mit Simulation, Szenarien, Empfehlung, Risiken und Modellgrenzen.

**Verknüpfung:** gesamte EW-, EnT-, EM-, ES- und ME-Reihe.

### Definition of Done für ES-Theorie-Apps

Eine ES-Theorie-App ist fachlich erst dann fertig, wenn Studierende nach der Bearbeitung folgende Leistungen erbringen können:

- die Entscheidungssituation und ihre Akteure präzise beschreiben,
- das relevante Energiesystem als Systembild darstellen,
- die Datenbasis auf Plausibilität prüfen,
- mindestens drei Szenarien nachvollziehbar vergleichen,
- technische, wirtschaftliche und ökologische Zielgrößen gemeinsam bewerten,
- Zielkonflikte ausdrücklich benennen,
- eine begründete Entscheidung ableiten,
- die Modellgrenzen der Simulation erklären,
- die Entscheidung in Managementsprache darstellen.

## 5.5 ME · Management der Energiewirtschaft

Die Reihe ME bildet die Managementperspektive der Energiewirtschaft ab. Sie setzt voraus, dass Studierende des Wirtschaftsingenieurwesens die technischen, energiewirtschaftlichen und energiemanagementbezogenen Grundlagen bereits kennen. Grundlagen werden deshalb in ME nur kurz reaktiviert. Im Zentrum stehen Führungsentscheidungen, wie sie in Stadtwerken, Energieunternehmen, Netzgesellschaften, Projektentwicklungsorganisationen, Industrieunternehmen, Energiehandel, Beratung und kommunalen Transformationsprozessen tatsächlich auftreten.

ME ist keine Wiederholung von EW, EnT, EM oder ES. ME übersetzt Technik, Markt, Regulierung, Risiko, Kapital, Organisation und Kommunikation in belastbare Managemententscheidungen.

### Leitfrage der ME-Reihe

**Wie werden energiewirtschaftliche, technische, regulatorische, finanzielle und organisatorische Zielgrößen in belastbare Managemententscheidungen überführt?**

### Didaktischer Kernsatz

**ME zeigt, wie aus Technik, Markt, Regulierung, Risiko und Kapital eine belastbare Führungsentscheidung wird.**

Jede ME-Unit beginnt mit einem realistischen Managementfall. Studierende arbeiten nicht primär Definitionen ab, sondern entwickeln eine begründete Entscheidung: Strategieempfehlung, Geschäftsmodellsteckbrief, Portfolioentscheidung, Investitionsvorlage, Regulierungs- und Stakeholderkonzept, Beschaffungsstrategie, Risikobericht, Leitstandsentscheidung, Digitalisierungsroadmap, ESG-Transformationspfad, Veränderungsplan oder integrierte Vorstandsvorlage.

### Abgrenzung zu EW, EnT, EM und ES

| Reihe | Schwerpunkt | Verhältnis zu ME |
|---|---|---|
| EW | Märkte, Preise, Regulierung, energiewirtschaftliche Systemlogik | EW erklärt den Rahmen; ME entscheidet innerhalb dieses Rahmens. |
| EnT | Anlagen, technische Systeme, Energieumwandlung, Speicher und Netzintegration | EnT erklärt die technische Funktionslogik; ME entscheidet über Asset-, Investitions-, Portfolio- und Betriebspfade. |
| EM | Energiedaten, Effizienz, ISO 50001, Maßnahmenumsetzung und Controlling | EM liefert Daten, Maßnahmen und Umsetzungssystematik; ME priorisiert, finanziert, steuert und verantwortet. |
| ES | Simulation und integrierte Fallstudien | ES liefert Szenarien und Zahlen; ME formt daraus Managementvorlagen, Governance und Beschlüsse. |

### ME-Struktur, verbindliche Arbeitsfassung

| Unit | Arbeitstitel | Managementfrage | Anschaulicher Kern | Typische Handlungsleistung |
|---:|---|---|---|---|
| ME01 | Strategisches Management in der Energiewirtschaft | Wo steht ein Energieunternehmen im Transformationsdruck? | Strategiekarte mit Markt, Regulierung, Technologie, Kapital und Gesellschaft | strategische Stoßrichtung mit priorisierten Initiativen entwickeln |
| ME02 | Geschäftsmodelle und Wertschöpfung | Womit verdient ein Energieunternehmen künftig Geld? | Geschäftsmodell-Landkarte und Revenue-Stack | Geschäftsmodellsteckbrief mit Erlöslogik, Fähigkeiten und Risiken erstellen |
| ME03 | Portfolio- und Asset-Management | Welche Anlagen gehören ins Portfolio, welche nicht mehr? | Asset-Portfolio mit Ertrag, Risiko, CO₂, Flexibilität und Restlaufzeit | Portfolioentscheidung: halten, ausbauen, umbauen, verkaufen oder stilllegen |
| ME04 | Investitions- und Projektmanagement | Wann ist ein Energieprojekt entscheidungsreif? | Stage-Gate-Prozess und Projektreife-Cockpit | Investitionsvorlage mit Business Case, Risiken und Freigabeempfehlung formulieren |
| ME05 | Regulierung, Netze und Stakeholder | Wie steuert man regulierte Infrastruktur unter öffentlichem Druck? | Regulierungs- und Stakeholder-Cockpit | Investitions-, Regulierungs- und Stakeholderstrategie ableiten |
| ME06 | Energiehandel, Beschaffung und Vertragsmanagement | Wie werden Marktpreisrisiken beherrscht? | Beschaffungsportfolio mit Spot, Termin, PPA, Eigenversorgung und Risiko | Beschaffungs- und Vertragsstrategie mit Risikolimits entwickeln |
| ME07 | Risiko-, Compliance- und Resilienzmanagement | Welche Risiken gefährden Geschäftsmodell, Liquidität und Reputation? | Risikolandkarte, Compliance- und Resilienz-Cockpit | Top-Risiken, Kontrollen, Eskalation und Resilienzmaßnahmen priorisieren |
| ME08 | Versorgungssicherheit und Flexibilitätsmanagement | Wie führt man ein System unter Knappheit, Volatilität und Engpässen? | Leitstand für Last, Erzeugung, Reserve, Speicher und Engpass | Maßnahmenplan für kritische Versorgungslagen entwickeln |
| ME09 | Digitalisierung, Daten und KI in der Energiewirtschaft | Welche Daten werden zu Führungswissen? | Datenwertschöpfungskette vom Sensor bis zur Entscheidung | Digitalisierungsroadmap mit Use Cases, Governance und Risiken entwerfen |
| ME10 | ESG, CO₂-Management und Transformationssteuerung | Wie wird Klimastrategie führbar, finanzierbar und prüfbar? | Transformationspfad mit CO₂, CAPEX, Risiko und Governance | ESG- und CO₂-Transformationsprogramm mit Vorstandsvorlage strukturieren |
| ME11 | Organisation, Führung und Veränderung | Wie nimmt man Organisation, Menschen und Stakeholder in der Transformation mit? | Stakeholder- und Veränderungslandkarte | Veränderungs-, Kommunikations- und Führungsplan entwickeln |
| ME12 | Integrierte Management-Fallstudie | Welche Entscheidung soll dem Vorstand empfohlen werden? | integriertes Management-Dashboard | Vorstandsvorlage mit Szenarien, Risiken, Empfehlung und Beschlusslinie erstellen |

### Verbindliche Grundstruktur jeder ME-Theorie-App

Die konkrete Tab-Zahl darf fachlich variieren. Jede ME-Theorie-App muss jedoch folgende Funktionen abdecken:

1. **Managementfall:** Entscheidungssituation, Rolle, Verantwortung und Zielkonflikt.
2. **Systembild:** Wertschöpfung, Akteure, Markt, Regulierung, Kapital, Technik und Organisation.
3. **Datenbasis:** Kennzahlen, Annahmen, qualitative Kriterien, Unsicherheiten und Restriktionen.
4. **Managementmodell:** Strategie-, Geschäftsmodell-, Portfolio-, Investitions-, Risiko-, Governance- oder Organisationsmodell.
5. **Simulation oder Dashboard:** Parametrierbare Analyse, Zielkonflikte, Szenarien oder Reifegradbewertung.
6. **Szenarien:** Basisfall, Zielpfad, Stressfall und Managementvariante.
7. **Entscheidung:** Empfehlung, Begründung, Priorisierung, Beschlusslogik.
8. **Risiken:** finanzielle, technische, regulatorische, organisatorische, marktliche und kommunikative Risiken.
9. **Umsetzung und Kommunikation:** Governance, Verantwortlichkeiten, Gremienlogik, Stakeholderansprache und Kontrollpunkte.
10. **Modellgrenzen und Transfer:** Datenqualität, Vereinfachungen, nicht abgebildete Faktoren und Übertragbarkeit.

### Definition of Done für ME-Theorie-Apps

Eine ME-Theorie-App ist fachlich erst dann fertig, wenn Studierende nach der Bearbeitung folgende Leistungen erbringen können:

- die Managementfrage klar von einer rein technischen oder rein energiewirtschaftlichen Frage unterscheiden,
- Zielgrößen, Zielkonflikte und Entscheidungsspielräume präzise benennen,
- ein geeignetes Managementmodell auswählen und anwenden,
- quantitative und qualitative Informationen zusammenführen,
- Alternativen unter Unsicherheit vergleichend bewerten,
- Risiken, Stakeholder und Governance-Fragen berücksichtigen,
- eine Entscheidungsvorlage mit Empfehlung, Risiken, Umsetzungsschritten und Beschlusslogik formulieren,
- die Grenzen der eigenen Entscheidungsgrundlage transparent machen.

### Aktueller ME-App-Stand

Die Theorie-Apps ME01 bis ME12 liegen als stabile Portal-Dateien und als versionierte V1.0-Dateien vor. Die stabile Portaldatei bleibt ohne Versionszusatz, damit spätere Optimierungen keine Portaländerung erzwingen.

| Unit | Stabile Portaldatei | Versionierte Datei |
|---:|---|---|
| ME01 | `ME01.StrategischesManagementEnergiewirtschaft1-T.html` | `ME01.StrategischesManagementEnergiewirtschaft1-T_V1.0.html` |
| ME02 | `ME02.GeschaeftsmodelleWertschoepfung1-T.html` | `ME02.GeschaeftsmodelleWertschoepfung1-T_V1.0.html` |
| ME03 | `ME03.PortfolioAssetManagement1-T.html` | `ME03.PortfolioAssetManagement1-T_V1.0.html` |
| ME04 | `ME04.InvestitionsProjektmanagement1-T.html` | `ME04.InvestitionsProjektmanagement1-T_V1.0.html` |
| ME05 | `ME05.RegulierungNetzeStakeholder1-T.html` | `ME05.RegulierungNetzeStakeholder1-T_V1.0.html` |
| ME06 | `ME06.EnergiehandelBeschaffungVertragsmanagement1-T.html` | `ME06.EnergiehandelBeschaffungVertragsmanagement1-T_V1.0.html` |
| ME07 | `ME07.RisikoComplianceResilienzmanagement1-T.html` | `ME07.RisikoComplianceResilienzmanagement1-T_V1.0.html` |
| ME08 | `ME08.VersorgungssicherheitFlexibilitaetsmanagement1-T.html` | `ME08.VersorgungssicherheitFlexibilitaetsmanagement1-T_V1.0.html` |
| ME09 | `ME09.DigitalisierungDatenKI1-T.html` | `ME09.DigitalisierungDatenKI1-T_V1.0.html` |
| ME10 | `ME10.ESGCO2ManagementTransformationssteuerung1-T.html` | `ME10.ESGCO2ManagementTransformationssteuerung1-T_V1.0.html` |
| ME11 | `ME11.OrganisationFuehrungVeraenderung1-T.html` | `ME11.OrganisationFuehrungVeraenderung1-T_V1.0.html` |
| ME12 | `ME12.IntegrierteManagementFallstudie1-T.html` | `ME12.IntegrierteManagementFallstudie1-T_V1.0.html` |

### Verhältnis ME zu ES

ES und ME sind eng zu koppeln. ES liefert Simulationen, Fallzahlen und Szenarien; ME übersetzt diese Ergebnisse in Managemententscheidungen, Governance, Investitionspfade, Risikosteuerung, Kommunikationslinien und Beschlussvorlagen. Perspektivisch soll jede größere ES-Fallstudie einen ME-Transfer erhalten: Welche Vorlage würde daraus für Geschäftsführung, Vorstand, Aufsichtsrat, Stadtrat oder Investitionsausschuss entstehen?

## 6. Querverknüpfungen zwischen den Reihen

| Thema | EW | EnT | EM | ES | ME |
|---|---|---|---|---|---|
| Energieverbrauch, Größenordnungen und Versorgungsstruktur | EW01, EW02 | EnT01 | EM01 | ES01, ES02 | ME01 |
| Photovoltaik, Wind und erneuerbare Assets | EW02, EW07, EW12 | EnT03, EnT04 | EM06, EM09 | ES01, ES02, ES03, ES04, ES06 | ME02, ME03, ME04 |
| Speicher, Flexibilität und Sektorenkopplung | EW06, EW12 | EnT06, EnT08, EnT12 | EM07, EM08, EM09 | ES01, ES05, ES06, ES07, ES10 | ME03, ME04, ME08 |
| Wasserstoff / PtX | EW02, EW06, EW12 | EnT06, EnT07, EnT12 | EM08, EM09 | ES07, ES10 | ME03, ME04, ME08, ME10 |
| Wärmenetze und Wärmewende | EW05, EW10, EW12 | EnT09, EnT10 | EM06, EM08 | ES04, ES09 | ME02, ME04, ME05, ME10, ME11 |
| Industrielle Energieversorgung und Effizienz | EW08, EW09, EW12 | EnT11 | EM01 bis EM10 | ES03, ES08 | ME02, ME03, ME04, ME07, ME10 |
| Netzintegration und Engpassmanagement | EW05, EW06, EW09 | EnT08, EnT12 | EM09 | ES05, ES10 | ME05, ME08 |
| Investition und Wirtschaftlichkeit | EW07, EW08, EW12 | EnT03 bis EnT12 | EM07 | ES03 bis ES10 | ME03, ME04, ME10 |
| Beschaffung, Handel und Verträge | EW03, EW04, EW09, EW12 | EnT08 | EM09 | ES02, ES06, ES07 | ME06, ME07 |
| Mobilitätsenergie und Kraftstoffpreise | EW11 | EnT11 | EM09 | ES02, ES08, ES10 | ME06, ME10 |
| Risiko, Compliance und Resilienz | EW05, EW09, EW12 | EnT12 | EM08, EM10 | ES06, ES08, ES10 | ME07, ME08, ME10, ME12 |
| Digitalisierung, Daten und KI | EW04, EW05, EW08, EW10, EW12 | EnT08, EnT12 | EM03, EM04, EM10 | ES01 bis ES10 | ME09 |
| Managemententscheidung, Organisation und Kommunikation | EW12 | EnT12 | EM10 | ES10 | ME01 bis ME12 |

## 7. Didaktische Mindeststruktur einer Theorie-App

Für Energie-Theorie-Apps wird folgende Grundstruktur empfohlen. Die konkrete Tab-Zahl darf fachlich variieren.

1. Start und Entscheidungssituation  
   Lebensweltlicher oder professioneller Einstieg, Problemrahmen, Lernziel.

2. Systembild  
   Visualisierung des relevanten Energiesystems, der Anlage oder des Marktzusammenhangs.

3. Fachmodell  
   Begriffe, Größen, Formeln, Kennlinien, technische und ökonomische Modelle.

4. Parametrierbare Analyse  
   Slider, Rechner, Simulation oder Szenariovergleich.

5. Zahlenbeispiel  
   Konkrete Größenordnung mit nachvollziehbarem Rechenweg.

6. Modellgrenzen und Fehlinterpretationen  
   Was erklärt das Modell gut, was nicht, wo liegen typische Denkfehler?

7. Transfer  
   Anwendung auf Unternehmen, Kommune, Netz, Portfolio oder Managemententscheidung.

## 8. Didaktische Mindeststruktur einer Experten-App

Experten-Apps müssen die Lösung nicht nur nennen, sondern erklären:

- Was ist gegeben?
- Was ist gesucht?
- Welche fachliche Idee ist entscheidend?
- Welche Formel oder Methode passt?
- Warum passt sie?
- Welche Einheiten sind zu beachten?
- Welche Zwischenschritte führen zum Ergebnis?
- Wie wird das Ergebnis plausibilisiert?
- Welche typische Fehlinterpretation ist zu vermeiden?
- Was ist die übertragbare Erkenntnis?

Dies gilt besonders für lernschwächere Studierende oder Lernende mit unsicherem mathematisch-technischem Fundament.

## 9. Offener Konsolidierungsstand

Folgende Punkte sind bereits verbindlich gesichert:

- EW, EnT, EM, ES und ME bilden das gemeinsame Energie-Framework.
- ES ist als integrierende Simulations- und Fallstudienreihe mit zehn Units verbindlich integriert.
- EW-Einstiegsapps enthalten Strukturvergleiche Deutschland, EU, USA und China.
- EW01 bis EW12 liegen als stabile Theorie-Apps vor; die EW-Reihe ist im Framework mit tatsächlichen App-Dateien dokumentiert.
- EW-Theorie-Apps orientieren sich am Tab-Design von `EW03.MeritOrder1-T.html`.
- EnT03 Photovoltaik unterscheidet Anlagenklassen bis zu Multi-GW-PV-Clustern.
- EnT-Theorie-Apps enthalten künftig einen verbindlichen Anlagenverständnis-Kern mit Anlagenbild, Baugruppen, Energiefluss, Betriebszuständen, Messgrößen, Regelung, Schutz, Diagnose und Modellgrenzen.
- EnT04 Windenergie unterscheidet Onshore und Offshore detailliert.
- EnT06 Speichertechnik behandelt Kavernen- und saisonale Speicher.
- EnT07 behandelt Salzkavernen für Wasserstoff, Rückverstromung und Industrieversorgung.
- EnT10 behandelt saisonale Wärmespeicher in Wärmenetzen.
- EnT12, EW06, EW10 und ES verknüpfen Flexibilität, Speicher, Wärmenetze und saisonale Transformationspfade systemisch.
- EM ist als anschauliche Energiemanagementreihe mit EM01 bis EM10 und zentralen Visualisierungen verbindlich integriert.
- ME ist als Managementreihe der Energiewirtschaft mit ME01 bis ME12 verbindlich integriert. Die Theorie-Apps ME01 bis ME12 liegen als stabile Portaldateien und versionierte V1.0-Dateien vor.
- Keine oberflächlichen Zwischenstände werden als Ergebnis ausgegeben.

Folgende Punkte sind als Arbeitsfassung enthalten und können im nächsten Schritt präzisiert werden:

- vollständige DJP-, Modulhandbuch- oder Studienverlaufsstruktur je Reihe
- vollständige DJP-, Modulhandbuch- oder Studienverlaufsstruktur
- Prüfungs-, Aufgaben- und Bewertungslogik je Unit
- visuelle Asset-Strategie für EnT, EM, ES-Systembilder und ME-Managementfälle

## 10. Nächste Arbeitsschritte

1. Diese Frameworkdatei fachlich prüfen und als verbindliche Energie-Framework-Fassung V1.5 freigeben.
2. Die EW01 bis EW12 Theorie-Apps im Portal mit der aktualisierten Framework-Struktur abgleichen; insbesondere EW09, EW10, EW11 und EW12 sind nun als feste EW-Erweiterungen geführt.
3. Die bereits erstellten ME01 bis ME12 Theorie-Apps im nächsten Qualitätsschritt gegen die ME-Definition-of-Done prüfen und bei Bedarf fachlich vertiefen.
4. Für ME die Selbstlern-, Experten-, Musterlösungs-, Profi-Set- und Profi-Experten-Apps nach HJO3.0-Logik entwickeln.
5. EW-, EnT-, EM-, ES- und ME-Reihen über Querverweise, Fallstudien, Prüfungslogik und Modulhandbuchstruktur konsolidieren.
6. Für ES und ME Entscheidungsvorlagen, Bewertungsmatrizen, Management-Pitch-Formate und Vorstandsvorlagen standardisieren.
7. Bei jeder HTML-Ausgabe Navigation-first-QA und Versionierungs-QA durchführen.

## 11. Dateibenennung, Arbeitsvorschlag

Für künftige Energie-Apps wird eine stabile Benennung ohne Versionszusatz empfohlen, damit Portale dauerhaft darauf verlinken können:

| Beispiel | Bedeutung |
|---|---|
| `EW03.MeritOrder1-T.html` | EW Unit 03, Theorie-App |
| `EW12.Unternehmensstrategie1-T.html` | EW Unit 12, Theorie-App |
| `EnT03.Photovoltaik-T.html` | EnT Unit 03, Theorie-App |
| `EnT04.Windenergie-T.html` | EnT Unit 04, Theorie-App |
| `EM03.Energiedaten-S.html` | EM Unit 03, Selbstlern-App |
| `ES07.WasserstoffhubSaisonaleSpeicherung1-T.html` | ES Unit 07, Theorie-App |
| `ME03.PortfolioAssetManagement1-T.html` | ME Unit 03, Theorie-App |

Versionen werden im Header und Changelog geführt, nicht im Portal-Link.


## 12. Changelog Framework

### V1.5 · 26.05.2026

- EW-Reihe auf die tatsächlich hochgeladenen Theorie-Apps EW01 bis EW12 umgestellt.
- EW08 bis EW12 neu integriert: Energieeffizienz und Energiemanagement, Energierecht und Regulierung, Kommunale Wärmeplanung, Kraftstoffpreise und Mobilitätsenergie sowie Unternehmensstrategie Energiewirtschaft.
- Stabile EW-Portaldateien dokumentiert; `EW08.Energiemanagement1-T-2.html` als Upload- beziehungsweise Sicherungsvariante eingeordnet.
- Querverknüpfungen zwischen EW, EnT, EM, ES und ME an die neue EW-Struktur angepasst.
- nächste Arbeitsschritte auf Framework-Freigabe V1.5 und Portalabgleich der EW-Reihe aktualisiert.

### V1.4 · 26.05.2026

- ME-Reihe als Managementlinie der Energiewirtschaft vollständig präzisiert.
- ME01 bis ME12 mit Managementfrage, anschaulichem Kern, typischer Handlungsleistung und Dateilogik integriert.
- Verbindliche ME-Reiterlogik, Definition of Done und Kopplung zu ES ergänzt.
- ME-App-Stand mit stabilen Portaldateien und versionierten V1.0-Dateien dokumentiert.
- Querverknüpfungen zwischen EW, EnT, EM, ES und ME an die fertiggestellten ME-Theorie-Apps angepasst.
- Framework-Arbeitsstand auf ME-Theorie-App-Reihe aktualisiert.

### V1.3 · 26.05.2026

- EM-Reihe als anschauliche Energiemanagementlinie verbindlich präzisiert.
- EM01 bis EM10 mit fachlichem Kern, anschaulichem Kern, Handlungsleistung und App-Dateilogik integriert.
- Verbindliche EM-Reiterlogik und Definition of Done ergänzt.
- EM-App-Stand mit stabilen Portaldateien und versionierten V1.0-Dateien dokumentiert.
- Framework-Arbeitsstand auf EM-Integration nach ES- und ME-Erweiterung aktualisiert.

### V1.2 · 26.05.2026

- ES-Reihe als verbindliche Simulations- und Fallstudienreihe mit zehn Units vollständig integriert.
- ES-Arbeitsprinzip, Reiterlogik, Unit-Struktur, Handlungsprodukte, Verknüpfungen und Definition of Done ergänzt.
- ME · Management der Energiewirtschaft als fünfte Framework-Reihe vorgesehen.
- ME-Struktur mit zwölf Units, Abgrenzung zu EW, EM und ES, App-Architektur und Definition of Done ergänzt.
- Querverknüpfungen zwischen EW, EnT, EM, ES und ME aktualisiert.
- nächste Arbeitsschritte auf ES-Konsolidierung und ME-Entwicklung umgestellt.

### V1.1 · 26.05.2026

- EnT-Anlagenverstehen als verbindliche Entwicklungslogik ergänzt.
- EnT-Theorie-Apps auf Anlagenbild, Baugruppen, Energiefluss, Betriebszustände, Messgrößen, Regelung, Schutz, Diagnose und Modellgrenzen ausgerichtet.