DLR - Jobs & Karriere - Thermische Modellierung und Simulation eines neuartigen Luft-Solarreceivers mit Cavity

Student Maschinenbau, Energietechnik, Verfahrenstechnik o.ä. (m/w): Thermische Modellierung und Simulation eines neuartigen Luft-Solarreceivers mit Cavity

Solarturm Jülich - Testanlage mit offenem volumetrischem Luftreceiver
Auf einer Fläche von zirka acht Hektar stehen in Jülich 2153 bewegliche Spiegel (Heliostate) und lenken die Sonnenstrahlen auf die Spitze des 60 Meter hohen Turms. Dort werden die Strahlen von einem 22 Quadratmeter großen sogenannten Receiver aufgenommen und in Wärme umgewandelt. Der Receiver besteht aus porösen keramischen Elementen, die von Luft aus der Umgebung durchströmt werden. Die angesaugte Luft heizt sich dabei auf etwa 700 Grad Celsius auf. Wird der Solarturm als Kraftwerk genutzt, erzeugt diese heiße Luft Wasserdampf, der eine Turbine antreibt, die über einen Generator Strom produziert.

Quelle: DLR/Lannert.

Ihre Mission:

Die Leistungen und Arbeitsergebnisse des Instituts für Solarforschung tragen dazu bei, eine rationelle und umweltfreundliche Energieversorgung technisch und wirtschaftlich zu ermöglichen. In der Abteilung für punktfokussierende Systeme werden grundlegende Entwicklungsarbeiten zu Solarturm-Systemen durchgeführt. Innerhalb einer Arbeitsgruppe dieser Abteilung wird die Technologie des offenen volumetrischen Receivers mit Luft als Wärmeträgermedium weiterentwickelt.

In einem solarthermischen Kraftwerk mit offenem volumetrischem Receiver wird das Wärmeträgermedium Luft auf ca. 700°C erhitzt und dient zur „Befeuerung“ eines Abhitzedampfprozesses zur Stromerzeugung. Alternativ kann die Hochtemperaturwärme in einem Keramik-Festbett gespeichert werden. Offene Solarreceiver mit Luft als Wärmeträgermedium zeichnen sich durch ihren einfachen Aufbau und ihr zuverlässiges und robustes Betriebsverhalten aus. Um die thermische Effizienz weiter zu erhöhen kann der Receiver in eine Art Hohlraum/Cavity gebaut werden. Das reduziert die Verluste durch Konvektion und Abstrahlung, führt aber zu Nachteilen bei der Bestrahlung durch das Heliostatenfeld. Durch ein besonderes Design können diese Vor- und Nachteile optimiert werden.

Mit einem detaillierten thermodynamischen Modell soll der Einfluss von Designvarianten auf die energetische Effizienz des Solarreceivers untersucht werden. Dazu soll der Receiver in dem FEM-Programm ANSYS modelliert werden und sein Betrieb durch die Kopplung mit einem Ray-Tracing Programm simuliert werden.

Während der Bearbeitung der Abschlussarbeit sind Sie als studentische Hilfskraft mit 13 Wochenstunden eingestellt.

Ihre Qualifikation:

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Ihr Start:

Freuen Sie sich auf einen Arbeitgeber, der Ihr Engagement zu schätzen weiß und Ihre Entwicklung durch vielfältige Qualifizierungs- und Weiterbildungsmöglichkeiten fördert. Unser einzigartiges Arbeitsumfeld bietet Ihnen Gestaltungsfreiräume und eine unvergleichbare Infrastruktur, in der Sie Ihre Mission verwirklichen können. Schwerbehinderte Bewerberinnen bevorzugen wir bei fachlicher Eignung.