Elektrotechnik (Bachelor) – Studieninhalte

Der Bachelorstudiengang Elektrotechnik leistet eine praxisorientierte und berufsqualifizierende Ausbildung und bereitet zudem auf erste, forschende Tätigkeiten vor. In den ersten drei Semestern werden zunächst die mathematisch-naturwissenschaftlichen, elektrotechnischen und informationstechnischen Grundlagen gelegt.

Bachelorstudiengang Elektrotechnik (Bild: M. Schuff, TH Köln)

Vom vierten bis sechsten Semester haben Sie die Möglichkeit, sich in den verschiedensten Richtungen zu vertiefen. Dabei steht es Ihnen frei, sich ein besonders breites Wissen im Sinne einer allgemeinen Elektrotechnik anzueignen oder aber gezielt fachlich zu profilieren.

Dabei haben wir für Sie bereits neun besonders berufsrelevante und gut studierbare Studienschwerpunkte zusammengestellt, die Ihnen auch zusammen mit Ihrem Abschluss formal bescheinigt werden können.

Felgenmaschine für die Elektromobilität (Bild: M. Voßwinkel, TH Köln)

Diese Studienschwerpunkte sind:

• Automatisierungstechnik
• Elektrische Energietechnik
• Elektromobilität
• Elektrotechnisches Produktdesign
• Erneuerbare Energien
• Informations- und Kommunikationstechnik
• Internet of Things
• Photonik
• Smart Energy

In der letzten Phase des Studiums vertiefen Sie Ihre bereits erhebliche Expertise in projektbasierten Arbeiten. Inhalt und Umfang dieser Projekte stimmen Sie mit uns ab, so dass diese für Sie profilbildend sind. Häufig finden solche Projekte in Kooperation mit Unternehmen statt, so dass Sie bestens auf die Anforderungen des Berufslebens vorbereitet werden.

Der modulare Aufbau des Studiums, die Bewertung der Module und Lehrveranstaltungen nach dem European Credit Transfer System (ECTS) und die von uns gewählte Anordnung der Module erlauben es Ihnen, bei Wunsch problemlos ein Auslandssemester zu absolvieren.

Der Studiengang hat eine Regelstudienzeit von sieben Semestern und sieht den Erwerb von 210 ECTS Punkten vor. Möchten Sie sich im Anschluss an den Bachelor Studiengang wissenschaftlich weiter vertiefen, empfehlen wir Ihnen unseren passgenauen daran anschließenden Masterstudiengang Elektrotechnik.

Zu den Modulhandbüchern und Studienverlaufsplänen für Studierende mit Studienbeginn vor Wintersemester 2020

Zu den Modulhandbüchern und Studienverlaufsplänen für Studierende mit Studienbeginn ab Wintersemester 2020

Erstsemesterprojekt elektrischer Generator (Bild: TH-Köln M. Schuff)

Vor Vorlesungsbeginn nehmen alle Erstsemester an einem interdisziplinären zweiwöchigen Praxisprojekt teil. Dabei wird in kleinen Gruppen eine komplexe praktische Aufgabe bearbeitet. Hierbei gewinnen Sie einen ersten Eindruck von der Bedeutung verschiedener Studienfächer, und Sie lernen schon einmal einige Kommilitoninnen und Kommilitonen kennen.

Das Erstsemesterprojekt des Studiengangs Elektrotechnik startet immer in den letzten zwei Septemberwochen nach dem Mathematikvorkurs.

Gruppen aus 4 bis 5 Erstsemesterstudenten unter der Projektleitung von 1 bis 2 Masterstudenten bearbeiten dabei verschiedene Aufgabenstellungen, wie zum Beispiel:

• Entwicklung eines Roboters, der mit verschiedenen Sensoren selbstständig einen Weg durch ein Labyrinth finden soll.
• Aufbau eines handangetrieben Generators mit möglichst hoher elektrischer Leistung.
• Programmierung eines fernbedienbaren Roboter der einen Hindernisparcours möglichst schnell bewältigen soll.
• Entwicklung einer Augmented Reality Datenbrille

Studienschwerpunkt Automatisierungstechnik (Bild: M. Höltgen, FH Köln)

Der Studienverlaufsplan des Studienschwerpunkts orientiert sich an den Empfehlungen von Berufsverbänden und an den Anforderungen der Praxis, sodass vielfältige und spannende Arbeitsfelder im späteren Berufsleben ermöglicht werden. Einfach jegliche Technik wird mit elektrotechnischen Mitteln konzipiert, geplant und betrieben. Die Automatisierungstechnik beschäftigt sich damit, wie man Anlagen quasi per Knopfdruck auf dem PC in Bewegung setzt. Es geht also um das Steuern von beliebigen Prozessen der Fertigungs-, der Prozesstechnik und der Energieerzeugung, denn keine Produktionsanlage produziert, kein Auto fährt und kein Kraftwerk erzeugt Energie ohne Automatisierungstechnik.

Studienschwerpunkt Elektrische Energietechnik (Bild: (FH-Köln, Thilo Schmülgen))

Eine sichere, zuverlässige und umweltschonende Energieversorgung sowie der rationelle Energieeinsatz ist eine der zentralen Säulen unserer Industriegesellschaft. Dabei ist die elektrische Energieversorgung ein besonderer und unverzichtbarer Bestandteil, der großen Herausforderungen gegenübersteht. Ziel des Studienschwerpunkts ist die Ausbildung von Ingenieurinnen und Ingenieuren, die hierzu einen Beitrag leisten werden.
Die Studierenden erwerben Kompetenzen, die sie dazu befähigen, die Erzeugung, Verteilung und Anwendung elektrischer Energie mit den dazugehörigen Systemen zu kennen, sie zu verstehen, sie zu planen und sie betreiben zu können. Dazu gehören Kenntnisse in den klassischen energietechnischen Fächern wie z.B. Hochspannungstechnik oder Elektrische Maschinen aber auch vergleichbar junge Technologien wie die der Erneuerbaren Energien und die damit verbundenen Fragen der Netzeinbindung und Speicherung. Ein weiterer Schwerpunkt bildet die immer mehr an Bedeutung gewinnende Elektromagnetische Verträglichkeit.

Studienschwerpunkt Elektromobilität (Bild: M. Schuff, TH Köln)

Das Auto - auch das elektrisch angetriebene - ist in unserer Gesellschaft wie kein anderes Objekt Ausdruck der Freiheit und individuellen Mobilität, der Lebensphilosophie; es ist Statussymbol und Darstellung ökonomischen Erfolges. Gleichzeitig fordert es zahllose Verkehrsopfer und steht in Produktion und Betrieb für hohen Energie- und Rohstoffverbrauch sowie Schadstoffemissionen.

Um unsere Mobilität sozial und zukunftsfähig zu gestalten, muss sie neu gedacht und gemacht werden. Ein Teil dieser Zukunft wird auch das Elektroauto sein genauso wie die Fahrzeuge, die seit über hundert Jahren auf Schienen durch unsere Städte und zwischen diesen fahren.

Um die Mobilität der Zukunft mitgestalten zu können, erwerben die Studierenden dieser Vertiefung Kompetenzen, die sie dazu befähigen, Elektrische Maschinen, Antriebe, Regelungen, Kommunikationssysteme und Mobilitätskonzepte für Fahrzeugsysteme zu kennen, sie zu verstehen, sie zu entwickeln und sie betreiben zu können.

Dazu gehören Kenntnisse in den klassischen, elektrotechnischen Fächern wie z.B. Leistungselektronik, Elektrische Maschinen und Energiespeicher aber auch maschinenbauliche Module wie Fahrmechanik und Konstruktionslehre.

Elektrotechnische Produkte verwenden einen erheblichen Anteil an elektronischen Bauteilen und Systemen. Da die Elektrifizierung immer mehr zunimmt, zählen hierzu also ziemlich viele Produkte. Ihr Notebook und der Elektroherd zuhause gehören genauso dazu wie medizintechnische Geräte. Gemeinsam ist allen elektrotechnischen Produkten, dass Sie gestaltet werden müssen und zwar nicht nur bezüglich des klassischen Produktdesigns (Farbe, Form, etc.), sondern auch bezüglich der elektrotechnischen Eigenschaften. Dazu gehört heute neben der Definition von sinnvollen Spannungsebenen und der Entwicklung moderner  Schaltungen auch, die Lebensdauer der einzelnen Komponenten zu beachten und z. B. das Produkt so zu designen, dass auch mit einem anderen Chip dieselbe Funktionalität erreicht werden kann. Im Bereich Ökodesign ist bisher verankert, dass Produkte auf Energieeffizienz hin optimiert werden. In Zukunft werden hier weitere Kriterien wie Reparierbarkeit und schonende Ressourcennutzung immer wichtiger werden. Die Module im Programm des Studienschwerpunkts elektrotechnisches Produktdesign beinhalten eine Reihe von Modulen, die zur Entwicklung und Gestaltung elektrotechnischer Produkte nützlich sind.

Studienschwerpunkt Erneuerbare Energien (Bild: FH-Köln)

Die Vermeidung des Klimawandels ist eine der zentralen Herausforderungen unserer Gesellschaft. Wir müssen unser Energiesystem in den nächsten Jahrzehnten vollständig von fossilen auf erneuerbare Energiequellen umstellen. Sie möchten diese Transformation an vorderster Front mitgestalten? Sie möchten erneuerbare Energiesysteme verstehen, planen und betreiben können?

In diesem Studienschwerpunkt erwerben Sie Kompetenzen, erneuerbare Ressourcen wie Solarstrahlung, Wind und Biomasse in elektrische Energie zu wandeln und planen daraus zuverlässige Energiesysteme. Hierzu werden Sie moderne Stromnetze verstehen und planen lernen, das Angebot von Erzeugung und Verbrauch mit Energiespeichern auszugleichen und Elektrizität in andere Sektoren wie Wärme und Verkehr zu integrieren.

Studienschwerpunkt Informations- und Kommunikationstechnik (Bild: Quelle: www,int-koeln.de)

Die Informations- und Kommunikationstechnik ist die Schlüsseltechnologie für Leben und Wirtschaften in der modernen Informationsgesellschaft: Smartphones als moderne Kommunikationszentralen, das Internet mit seinen weltweiten Datenautobahnen als Grundlage für Social Media zur sozialen Vernetzung, Satellitennavigationssysteme zur punktgenauen Ortung, all dies ist nur dank moderner Informations- und Kommunikationstechnik möglich.            
Zudem hält die Informations- und Kommunikationstechnik aufgrund zahlreicher neuer Übertragungsverfahren in zunehmendem Maße auch Einzug in das industrielle Umfeld, zur Steuerung und Regelung von Maschinen oder zur Erfassung und Verwaltung von Lagerbeständen. Darüber hinaus werden immer mehr Elektronik-Produkte für den Endkunden mit Schnittstellen zur Kommunikation oder Vernetzung versehen.      

Als Internet of Things (IoT) wird die umfassende Vernetzung von Gegenständen, Maschinen und Prozessen mit Hilfe moderner Informations- und Kommunikationstechnik bezeichnet.

Die dadurch entstehende weltweite Infrastruktur stellt die wichtigste Grundlage der heutigen Informationsgesellschaften dar.

Teilaspekte dieser dritten Phase der Digitalisierung sind beispielsweise Smart-Home und Smart-City Systeme oder die "Industrie 4.0".

Die totale Vernetzung von Maschinen und Prozessen und die damit zusammenhängende Verarbeitung von riesigen Datenmengen (Big Data) erfordert Kenntnisse in den Bereichen Kommunikationstechnik, eingebettete Systeme, Informationssicherheit, der Datenanalyse und der Anwendung von Internettechnologien. Diese Kernkompetenzen werden im Studienschwerpunkt Internet of Things vermittelt.

Da das Internet of Things in alle Bereiche der Industrie und der Privathaushalte Einzug hält, sind potentielle Arbeitgeber in fast allen industriellen Bereichen zu finden, so dass die Nachfrage nach entsprechend ausgebildeten Absolventen und Absolventinnen auf absehbare Zeit in keinster Weise befriedigt werden kann.

Studienschwerpunkt Photonik (Bild: FH-Köln)

Die Photonik verwendet Photonen, Licht, elektromagnetische Strahlung als Werkzeug. Damit können Abstände im Nanometerbereich (millionstel Millimeter) und auch im Bereich vieler hunderttausend Kilometer gemessen werden, genauso wie komplexe 3D-Geometrien erfasst werden. Atmosphären- oder Wasseranalyse, bzw. Umweltmesstechnik ganz allgemein, basiert zu weiten Teilen auf photonischen Prinzipien. In der produzierenden Industrie wird die Photonik zur Fertigung nicht nur in Form des Lasers zum Schweißen, Schneiden, Bohren, Löten und Härten, sowie zur Fertigung von Computer-Chips eingesetzt. Weitere Anwendungen gibt es in der Qualitätskontrolle, zum Beispiel bei der automatisierten optischen Inspektion (AOI) von Bauteilen verschiedenster Art. Auch die Medizin und Biotechnologie nutzt eine Vielzahl von photonischen Verfahren. Zu nennen sind neben vielen bildgebenden Verfahren, moderne Tumortherapieformen, wie die photodynamische Therapie, die Behandlung von Fehlsichtigkeiten oder auch die Wirkstoffprüfung in der Pharmaentwicklung, wo Biochips vollautomatisiert photonisch ausgelesen werden und selbst mittelgroße Labore damit eine Million Substanzen pro Tag auf potentielle Wirksamkeit überprüfen können. Aber auch die gesamte moderne IT basiert auf Photonik: Datenübertragung in Glasfasernetzen, optische Datenträger, Bildschirme, Laserdrucker und Datenbrillen sind offensichtliche Beispiele. Für diese interdisziplinären Anwendungen benötigt man Elektronik zur Steuerung, Regelung und Automatisierung. Damit bestehen viele Verbindungen zur Informationstechnik, zum Maschinenbau und zu anderen Profilen der Elektrotechnik.

Realisieren Sie neue Ideen mit photonischen Techniken – in Forschung, Entwicklung und Anwendung!

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Studienschwerpunkt Smart Energy (Bild: Eberhard Waffenschmidt, TH Köln)

Die Nutzung von Energie erfordert heutzutage weit mehr als den Betrieb von Generatoren und Verbrauchern. Ohne moderne Datenkommunikation und Informationstechnologien (IT) können fluktuierende Energieerzeugung mit Erneuerbarer Energie und ein immer diverserer Verbrauch nicht koordiniert werden. Hinzu kommt eine starke Dezentralisierung, die eine ganz neue Regelstruktur von Stromnetzen erfordert. Virtuelle Kraftwerke und Zellulare Netze stellen ganz neue Anforderungen an die IT-Infrastruktur. Neue Lasten wie Wärmepumpen oder Ladestationen für Elektromobile können intelligent betrieben werden, um Ausbaukosten für das Stromnetz zu sparen. Die große Anzahl an Erzeugern ermöglicht neue Geschäftsmodelle wie Pier-To-Pier-Handel mit Strom. Andere Entwicklungen wie Elektromobilität benötigen neue Infrastrukturen zur Abrechnung, und das Management von Car-Sharing-Flotten auf elektrischer Basis benötigt entsprechende Software.

Wissen über IT, Datenkommunikation- und Verarbeitung sind für Energie-Ingenieure heute in vielen Bereichen eine Grundvoraussetzung für wirtschaftlichen Erfolg. Der Studienschwerpunkt „Smart Energy“ bereitet Sie auf eine solche Tätigkeit zielgerichtet vor.