September 20, 2024

Forschungszentrum Jülich

Jülich

Masterarbeit - Einbindung eines Aquiferspeichers in ein bestehendes Energiesystem

Im Mittelpunkt unserer Forschung am Institut für Energiesystemtechnik (ICE-1) stehen die optimale Auslegung und der optimale Betrieb integrierter, dezentraler Energiesysteme mit einem hohen Anteil erneuerbarer Energie. Um trotz der immensen Komplexität solcher Systeme zu effizienten, sicheren und wirtschaftlichen Lösungen zu gelangen, setzen wir Computersimulationen und numerische Optimierungsverfahren ein. Die dafür benötigte mathematische Modellierung von Energiesystemen treiben wir dabei genauso voran wie die Verbesserung von Simulationsverfahren und Optimierungsalgorithmen. Die im ICE-1 entwickelten Methoden und Software-Werkzeuge werden anhand von Betriebsdaten realer Systeme validiert und auf Skalierbarkeit und Leistungsfähigkeit getestet.

Ihre Aufgaben:
Um die Wärmeversorgung durch bestehende Wärmenetze zu dekarbonisieren, müssen bestehende fossil betriebene Heizwerke durch nachhaltige Wärmequellen ersetzt werden. Auf dem Campus des Forschungszentrums Jülich wird zur Zeit der erste europäische Exascale Hochleistungsrechner gebaut, dessen Abwärme im lokalen Wärmenetz integriert werden soll, um die Wärmeversorgung der gasbetriebenen Heizwerke zu reduzieren. Da die Abwärme des Hochleistungsrechners ganzjährig anfällt, soll die im Sommer anfallende überschüssige Abwärme durch eine saisonale Speicherung im Winter nutzbar gemacht werden, wozu das Konzept eines Aquiferwärmespeichers in dieser Arbeit untersucht werden soll. In diesem Kontext werden auch Wärmepumpen betrachtet, die die Abwärme des Hochleistungsrechners auf ein höheres Temperaturniveau beim Einspeise- und ggf. beim Ausspeisevorgang anheben. Im Rahmen dieser Arbeit soll das Energiesystem bestehend aus dem Aquiferwärmespeicher und der benötigten Wärmepumpen simuliert und anschließend energetisch sowie ökonomisch bewertet werden. Daraus ergeben sich folgende Arbeitspakete:

Einarbeitung in die Problemstellung und Thematik saisonale Wärmespeicherung und Aquiferspeicher
Erarbeiten verschiedener Konzepte eines Energiesystems mit Aquiferwärmespeicher und Wärmepumpe am Standort des Forschungszentrums Jülich
Aufbau eines Simulationsmodells, um die verschiedenen erarbeiteten Konzepte zu untersuchen

Ihr Profil:

Laufendes Masterstudium mit guten Noten der Fachrichtung Maschinenbau, Energietechnik oder vergleichbarem Fachgebiet
Interesse an Themen der Energietechnik und innovativen Methoden
Kenntnisse in einer oder mehreren gängigen Programmiersprachen wünschenswert
Selbstständige, zielorientierte Arbeitsweise

Unser Angebot:
Wir arbeiten an hochaktuellen innovativen Themen und bieten Ihnen die Möglichkeit, den Wandel aktiv mitzugestalten! Wir bieten Ihnen:

Eine dynamische, hochmotivierte Arbeitsgruppe innerhalb einer der größten Forschungseinrichtungen Europas
Breit aufgestelltes Know-How in den Bereichen Modellierung, Optimierung, Data Science und Cloud-Computing
Erweiterung der eigenen Fähigkeiten in den zuvor beschriebenen Fachgebieten
Qualifizierte Betreuung durch wissenschaftliche Kolleg:innen
Flexible Arbeitsmöglichkeiten bzgl. Standort und Arbeitszeit (nach Absprache) inkl. optionaler Aufwandsentschädigung

Neben spannenden Aufgaben und einem kollegialen Miteinander bieten wir Ihnen noch viel mehr: https://go.fzj.de/Benefits

Wir freuen uns über Bewerbungen von Menschen mit vielfältigen Hintergründen, z.B. hinsichtlich Alter, Geschlecht, Behinderung, sexueller Orientierung / Identität sowie sozialer, ethnischer und religiöser Herkunft. Ein chancengerechtes, diverses und inklusives Arbeitsumfeld, in dem alle ihre Potentiale verwirklichen können, ist uns wichtig.

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