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

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Studien-/ Abschlussarbeit

Entwicklung des thermodynamischen Prozessmodells eines Solarturmkraftwerks unter Windeinfluss

Beginn

ab sofort

Dauer

4 - 6 Monate

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 in der Tiefe absorbiert und dadurch das Wärmeträgerfluid Luft auf über 600°C erhitzt. In einem aktuellen Forschungsprojekt werden die bei einem Upscaling der Technologie zunehmend an Bedeutung gewinnenden transienten Betriebsbedingungen und deren Einfluss auf die Effizienz und Betriebssicherheit des Kraftwerks untersucht. Bei dem angestrebten Upscaling des offenen volumetrischen Receivers gewinnt insbesondere der steigende Windeinfluss an Bedeutung. Durch die Umströmung des Turms werden am Receiver transiente Druckschwankungen induziert, die den angesaugten Massenstrom und damit die Effizienz des Prozesses beeinflussen.

Im Rahmen Ihrer Masterarbeit wird es Ihre Aufgabe sein, ein dynamisches Prozessmodell zu entwickeln, das den Luftkreislauf im Solarturm mit all seinen Komponenten thermodynamisch abbildet und in der Lage ist, die dynamische Systemantwort auf die externe Störgröße der Druckschwankungen abzubilden. Nach der Modellentwicklung werden Sie in einer umfangreichen Analyse verschiedene Lastfälle unter variablen Umgebungsbedingungen analysieren. Darin werden Messdaten aus einem parallel stattfindenden Windkanal-Experiment im Hochdruckwindkanal des DLR einfließen. Im letzten Schritt der Analyse gilt es dann Regelungsstrategien zu entwickeln, die auf der einen Seite den Ertrag des Kraftwerks maximieren und auf der anderen Seite die Einhaltung sicherheitsrelevanter Kenngrößen garantiert.

Ihre Qualifikation:

  • Studienrichtung der Ingenieurwissenschaften, Energietechnik, o. ä.
  • sehr gute Kenntnisse im Bereich Thermodynamik und Regelungstechnik vorausgesetzt
  • gute Kenntnisse im Umgang mit Dymola (Modelica) vorausgesetzt
  • strukturierte und verantwortungsbewusste Arbeitsweise, Kreativität und Eigeninitiative

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 (w/m/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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