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Studien-/ Abschlussarbeit, Studentische Tätigkeit, Praktikum

Modellierung der Verschmutzungsrate in Solarkraftwerken

Beginn

2. September 2019

Dauer

6 Monate

Vergütung

bis Entgeltgruppe 5 TVöD

Beschäftigungsgrad

Vollzeit

"Spitzenforschung braucht auf allen Ebenen exzellente Köpfe - besonders noch mehr weibliche! Starten Sie bei uns, wir freuen uns auf Ihre Bewerbung" Ihre Prof. Dr. Pascale Ehrenfreund - Vorsitzende des Vorstands

Der Wirkungsgrad von Solarkraftwerken wird durch sich auf den optischen Oberflächen ablagernden Staub negativ beeinflusst. Beim Betrieb von Solarkraftwerken spielen die resultierende Effizienz und die Kosten, die für die Reinigung der Kollektorflächen aufgewendet werden, eine wichtige Rolle. Bei Kenntnis der aktuellen Cleanliness eines Solarfeldes kann der Kraftwerksertrag durch Anpassung der Putzaktivität optimiert werden. Des Weiteren kann in der Planungsphase eines Kraftwerksprojekts der zu erwartende Ertrag mit höherer Genauigkeit bestimmt werden. Die Verschmutzung kann bei konzentrierenden solarthermischen Kraftwerken je nach Standort im Mittel bis zu 2 % Reflektivitäts- und damit Effizienzabnahme pro Tag erreichen (sog. „Soiling-Rate“). In der Photovoltaik wird die Soiling-Rate als verschmutzungsbedingter Transmissionsverlust definiert. Hier wurden Jahresmittelwerte bis zu 0,5 % pro Tag gemessen. Die Soiling-Rate ist regional sehr unterschiedlich und eine flächendeckende Kenntnis würde die Standortsuche und Technologieauswahl erheblich verbessern.

Zur Bestimmung des Verschmutzungseinflusses soll ein am DLR entwickeltes Verschmutzungsmodell verfeinert werden, das die Soiling-Rate in Abhängigkeit anderer Wetterparameter beschreibt. Insbesondere die Modellierung der Partikeldeposition durch Impaktion aufgewertet werden. Eine höhere Zuverlässigkeit der Modellvorhersagen würde den Weg für eine flächendeckende Herleitung von Verschmutzungsraten ebnen. Es sollen die an verschiedenen Standorten gemessenen Soiling-Raten für beide Technologien und Wetterparameter verwendet werden. Die Soiling-Raten beider Technologien sollen verglichen und auf ihren Zusammenhang hin untersucht werden. Zur Weiterentwicklung des Modells sollen aus globalen Wettermodellen abgeleitete Daten eingebunden werden. Zur Validierung des Modells steht am DLR das Messgerät „TraCS“ zur Verfügung, das die Soiling-Rate einer Spiegelprobe seit mehreren Jahren in Almería und an zwei Standorten in Marokko misst. Diese, sowie andere, an diesen Standorten gemessenen meteorologischen Parameter (insbesondere Solarstrahlung, Aerosolpartikelkonzentration, Temperatur, Wind, Luftfeuchte) werden am DLR in einer zentralen, SQL-basierten Datenbasis abgelegt. Die verbesserten Modellgleichungen sollen anhand der vorhandenen Wetterdaten getestet und seine Genauigkeit quantifiziert werden.

Folgende Aufgaben sind vorgesehen:

  • Testen eines bereits bestehenden Modells an großen Datensätzen meteorologischer Messdaten
  • Verbesserung des Modells mit Hilfe von Optimierungsmethoden
  • Validierung des Modells für die Soiling-Rate anhand dieser Daten

Ihre Qualifikation:

  • Studienrichtung: Natur- oder Ingenieurwissenschaften, Informatik, Meteorologie, o. ä.
  • gute analytische Fähigkeiten
  • grundlegende Kenntnisse in Matlab oder anderen Programmiersprachen
  • grundlegende Kenntnisse in Messdatenerfassung und –Auswertung
  • gute mündliche und schriftliche Ausdrucksfähigkeit in deutscher und englischer Sprache
  • Spanischkenntnisse, eigenständiges Arbeiten und Kommunikationsfähigkeit sind von Vorteil

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. Vereinbarkeit von Privatleben, Familie und Beruf sowie Chancengleichheit von Personen aller Geschlechter (m/w/d) sind wichtiger Bestandteil unserer Personalpolitik. Bewerbungen schwerbehinderter Menschen bevorzugen wir bei fachlicher Eignung.

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Fachliche/r Ansprechpartner/in

Natalie Hanrieder
Institut für Solarforschung

Tel.: +34 950 362935

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