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Studien-/ Abschlussarbeit, Praktikum

Optimierung von 3D-Profilierten Absorberstrukturen für Offene Volumetrische Receiver

Beginn

ab sofort

Dauer

6 Monate

Vergütung

bis Entgeltgruppe 5 TVöD

Beschäftigungsgrad

Teilzeit

Das Institut für Solarforschung des DLR trägt mit seinem Engagement dazu bei, eine klimaneutrale und umweltfreundliche Energieversorgung auf der Basis von Sonnenenergie zu ermöglichen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler an vier Standorten in Deutschland und Südspanien arbeiten in enger Kooperation mit der Industrie an der anwendungsbezogenen Entwicklung und Optimierung von Technologien zur solaren Erzeugung von Strom, Wärme und Brennstoffen.

In der Abteilung Solare Kraftwerkstechnik arbeiten mehrere Teams an der Entwicklung zukunftsfähiger solarer Turmkraftwerke, in denen das Sonnenlicht von einer Vielzahl von Spiegeln (sog. Heliostaten) auf einen Strahlungsempfänger (Receiver) an der Spitze eines Turms konzentriert wird. Vom Receiver wird die konzentrierte Solarstrahlung in Wärme bei hoher Temperatur umgewandelt und mittels eines Wärmeträgermediums anschließend z.B. einem konventionellen Dampfprozess zur Stromerzeugung zugeführt. Bei der von Wissenschaftlern am DLR entwickelten Technologie des offenen volumetrischen Receivers („HiTRec“ = High Temperature Receiver) mit porösen keramischen Strukturen als Absorber wird Umgebungsluft als Wärmeträger genutzt. Mit dem Solarturmkraftwerk Jülich gibt es bereits eine Demonstrationsanlage im MW-Maßtab für diese Technologie.

In einem aktuellen Forschungsprojekt arbeiten wir zusammen mit Industriepartnern an der Entwicklung neuartiger dreidimensional profilierter poröser Strukturen aus Metall und Keramik für den Einsatz im offenen volumetrischen Receiver. Zur physikalischen Bewertung der neuen Absorberstrukturen wurde von einem Doktoranden ein eindimensionales Simulationsmodell entwickelt, das die Verfolgung der solaren Einstrahlung, die Abbildung des konvektiven Wärmeübergangs und der infraroten Wärmestrahlung zur Berechnung des thermischen Wirkungsgrades miteinander verbindet. Durch die hohe Geschwindigkeit ist das neue Modell hervorragend für die Optimierung der Geometrien im Rahmen der Fertigungsmöglichkeiten geeignet.

Ihre Aufgabe besteht in der Erarbeitung möglicher Zielfunktionen für dieses neue Optimierungsverfahren. Hierfür werden Sie in enger Zusammenarbeit mit dem Doktoranden zunächst mögliche Einflussgrößen wie z.B. die Einstrahlbedingungen (Voll- vs. Teillast) oder den Druckverlust des Absorbers analysieren. Anhand bestehender Absorberreihen werden Sie Ihre formulierten Zielfunktionen unter Verwendung des 1D-Modells testen.

Optional können Sie versuchen neue, bessere Absorberdesigns zu entwerfen. Nach Eignung und Interesse kann der Schwerpunkt Ihrer Arbeit angepasst werden.

Ihre Qualifikation:

  • aktuelles Studium in  Maschinenbau, Energietechnik, Computational Engineering Science, oder verwandte Studiengänge
  • erste Erfahrungen im Bereich numerischer Optimierung sind empfohlen
  • gute Programmierkenntnisse mit Python o. ä. sind hilfreich
  • Erfahrungen mit Strömungssimulationen (z.B. mit OpenFOAM) sind willkommen
  • Eigeninitiative, Selbstorganisation und Freude am selbstständigen Arbeiten
  • Fähigkeit zur kooperativen Zusammenarbeit

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

Robin Tim Broeske
Institut für Solarforschung

Tel.: +49 2203 6014-850

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