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Studien-/ Abschlussarbeit

Simulation eines solaren Kraftwerksprozesses mit thermochemischem Langzeitspeicher für Grundlast Stromerzeugung

Beginn

1. Oktober 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

Das Institut für Solarforschung gehört zu den weltweit führenden Forschungseinrichtungen auf dem Gebiet der solarthermischen Kraftwerkstechnik. Von besonderer Bedeutung für die CSP (Concentrated Solar Power) Technologie ist die Entwicklung geeigneter Speicher zur zeitlichen und räumlichen Entkopplung von Solarstrahlungsangebot und Stromerzeugung. Ein entscheidender Vorteil der Technologie gegenüber anderen erneuerbaren Energiequellen wie Windkraft und Photovoltaik ist, dass sich thermische Energie schon heute kostengünstig speichern lässt. Dadurch können kommerzielle CSP Anlagen mit Flüssigsalzwärmespeichern die Stromproduktion der Nachfrage anpassen und damit eine kontinuierliche Stromversorgung gewährleisten und darüber hinaus Stromnetze mit einen hohen Anteil Erneuerbarer Energien stabilisieren.

Um in Zukunft fossil betriebene Grundlastkraftwerke mit einer jährlichen Betriebsdauer von über 6000 Stunden vollständig ersetzen zu können, werden zusätzlich stabile Langzeitspeicher benötigt, die eine saisonale Speicherung und den Transport von gespeicherter Solarenergie in sonnenarme Regionen ermöglichen. Dazu entwickelt die Abteilung für solare Verfahrenstechnik thermochemische Kreisprozesse mit denen die konzentrierte Solarwärme effizient und dauerhaft chemisch gespeichert werden kann.

Im Rahmen eines Forschungsprojekts untersucht das DLR einen innovativen Prozess, der Solarenergie in elementarem Schwefel speichert und dabei eine etwa 60- 70 mal höhere Energiedichte als heutige Flüssigsalzspeicher erreicht. Schwefel kann darüber hinaus kostengünstig auf offenen Halden gelagert und zu entfernten Verbrauchern transportiert werden. Als einer der wichtigsten Grundstoffe der chemischen Industrie wird Schwefel für die Herstellung von Schwefelsäure mit einer globalen Jahresproduktion von mehr als 100 Mio. Tonnen eingesetzt. Der solare Schwefelspeicher-Prozess könnte mit bestehenden Schwefelsäureanlagen kombiniert werden und hat folglich ausgezeichnete Voraussetzungen für eine zukünftige industrielle Realisierung.

Im Rahmen der ausgeschriebenen Stelle soll ein Simulationsmodell dieses Prozesses weiterentwickelt und für eine Prozessbewertung genutzt werden. Verschiedene Prozessvarianten sollen dabei miteinander verglichen werden um die Variante mit dem höchsten Potenzial zu identifizieren. Im Einzelnen bearbeiten Sie dabei folgende Themen:

  • Anpassung und Ergänzung eines bestehenden Aspen Plus® Simulationsmodells
  • Entwicklung und Erweiterung von Reaktormodellen
  • Prozessoptimierung
  • Simulation des solaren Schwefel-Kreisprozesses, Untersuchung von Betriebscharakteristiken und Identifizierung von optimalen Betriebszuständen
  • techno-ökonomische Prozessbewertung

Ihre Qualifikation:

  • abgeschlossenes grundständiges Ingenieurstudium. Bevorzugte Studienrichtungen: Verfahrenstechnik, Chemieingenieurwesen, Energietechnik
  • gute Kenntnisse der Thermodynamik und von Energie- und Stofftransportvorgängen sind wünschenswert
  • Erfahrungen im Bereich Prozesssimulation sind von Nutzen
  • gute Englischkenntnisse sind vorteilhaft

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

Andreas Rosenstiel
Institut für Solarforschung

Tel.: +49 2203 601-2981

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