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Früher wollte ich neue Wege entddecken. Heute bin ich Forscherin beim DLR

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Studien-/ Abschlussarbeit

Konstruktion eines Solarturmkraftwerk-Modells zur experimentellen Untersuchung im Hochdruck-Windkanal des DLR

Beginn

1. Dezember 2020

Dauer

8 - 10 Wochen, je nach Studienordnung

Vergütung

bis Entgeltgruppe 5 TVöD

Beschäftigungsgrad

Vollzeit

Das Institut für Solarforschung des DLR forscht an vier verschiedenen Standorten in Deutschland und Südspanien an der technischen und wirtschaftlichen Optimierung solarthermischer Energiegewinnung. Die Forschungs- und Entwicklungstätigkeiten sind stets anwendungsbezogen und industrienah.

In der Abteilung Solare Kraftwerkstechnik werden solarthermische Turmkraftwerke weiterentwickelt. In solchen Kraftwerken wird das Sonnenlicht von einer Vielzahl von Heliostaten auf einen Strahlungsempfänger konzentriert. Der Strahlungsempfänger, auch Receiver genannt, ist auf einem Turm angebracht und besitzt die Aufgabe die konzentrierte Solarleistung einem konventionellen Kraftwerksprozess zur Stromerzeugung zur Verfügung zu stellen. Das Solarturmkraftwerk Jülich ist als offener volumetrischer Receiver ausgeführt. Bei dieser Technologie wird Umgebungsluft durch eine poröse keramische Struktur gesaugt, die das konzentrierte Sonnenlicht absorbiert und dadurch das Wärmeträgerfluid Luft erhitzt. In einem aktuellen Forschungsprojekt werden die bei einem Upscaling der Technologie zunehmend an Bedeutung gewinnenden instationären Windbedingungen und deren Einfluss auf die Effizienz und Betriebssicherheit des Kraftwerks untersucht.

Für die Untersuchung des Einflusses der Windströmung auf resultierende Druckschwankungen vor dem Receiver und der Strömungsinteraktionen mit dem Wärmeträgermedium Luft, werden sowohl simulative als auch experimentelle Ansätze verfolgt. Auf Seiten der Simulationen wird mit numerischen Strömungsmodellen basierend auf Large-Eddy-Simulationen gearbeitet. Parallel zu den Strömungssimulationen werden Windkanalversuche im Hochdruckwindkanal Göttingen (HDG) an einem Modell des zu betrachtenden Solarturms durchgeführt. In den Windkanalversuchen können unter reproduzierbaren und kontrollierbaren Bedingungen Kennfelder der relevanten Größen in Abhängigkeit verschiedener Anströmrichtungen und -geschwindigkeiten gewonnen werden. Das dafür zu erstellende Modell wird eine Abbildung des Solarturmkraftwerks im Maßstab von 1:250 darstellen und muss im Hochdruckwindkanal enormen Lasten standhalten. Für die Herstellung kommen verschiedene Konstruktionsverfahren wie Metall 3D-Druck, oder zerspanende Verfahren in Frage.

Ihre Aufgabe besteht darin das im Rahmen der Windkanalversuche zum Einsatz kommende Solarturmmodell zu konstruieren. Hierzu gehört die Entwicklung von innovativen Konstruktionsansätzen des Modells, welches modular ausgeführt werden soll, sowie die Integration der benötigten Messtechnik zu ihren Aufgaben. Im Rahmen dessen werden Sie Konstruktionszeichnungen erstellen und die für einen Betrieb notwendigen Festigkeitsnachweise durchführen. Hierfür stehen Ihnen auch numerische FEM-Simulationstools zur Verfügung. Nach Eignung und Interesse kann der Schwerpunkt der Arbeit angepasst werden.

Ihre Qualifikation:

  • Studium in der Fachrichtung Maschinenbau, Konstruktionstechnik, Energietechnik, oder verwandte Studiengänge
  • gute Kenntnisse im Bereich technischer Konstruktion und Mechanik vorausgesetzt
  • gute Kenntnisse im Umgang mit 3D-CAD Software, bevorzugt Autodesk Inventor vorausgesetzt
  • Kenntnisse im Umgang mit FEM Simulationen wünschenswert
  • Eigeninitiative und Freude am selbstständigen Arbeiten
  • Erfahrung mit Messtechnik wünschenswert

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

Maximilian Drexelius
Institut für Solarforschung

Tel.: +49 2203 601-3915

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