Masterarbeit: Kostensenkungen von solarthermischen Kraftwerken durch solares Schmelzen - IT

Das Institut für Solarforschung forscht mit mehr als 140 Mitarbeitenden für eine nachhaltige und CO2-freie Energieversorgung aus Sonnenenergie. Unser Forschungsschwerpunkt sind konzentrierende Solartechnologien, die Sonnenlicht in Wärme, Strom und Brennstoffe umwandeln. Darüber hinaus forschen wir auch in verwandten Themenbereichen zur Bewertung von Energieeffizienz von Gebäuden und deren Sanierungsstrategien, Systemen zur Messung und Vorhersage von Solarstrahlungsdaten, der Qualitätssicherung von solarthermischen Kraftwerken und Photovoltaikanlagen sowie zur Dekarbonisierung der Chemieindustrie.

Das erwartet dich

In der Abteilung Konzentrierende Solartechnologien entwickeln und testen wir Receiver (Strahlungsempfänger) und unterschiedliche Wärmeträgerfluide und Materialien für Temperaturen von 300 bis über 1000 °C die für die industrielle Nutzung relevant sind. Wir entwickeln den Einsatz von Machine-Learning für automatischen und effizienten Anlagenbetrieb. Wir bauen und betreiben Versuchs- und Pilotanlagen am DLR und mit Kooperationspartnern aus Forschung und Anwendung. An den Solartürmen Jülich werden Receiver von mehr als 2000 Heliostat-Spiegel auf ihre jeweiligen Betriebstemperaturen von 600 bis 1200 °C beheizt und die Technologien der nächsten Generation entwickelt und erprobt.

Im Rahmen eines DLR Projektes sollen die Kosten für solarthermische Parabolrinnenkraftwerke mit Flüssigsalz als Wärmeträgermedium gesenkt werden. Der Einsatz von Flüssigsalz ermöglicht höhere thermische Wirkungsgrade und geringere Investitionskosten. Eine wichtige Kostenposition sind die Impedanzheizungen, um das Solarfeld vor dem Betrieb zu erwärmen.

Um die Kosten an dieser Stelle zu senken, muss detailliert nachgewiesen werden, dass die Aufgaben des Schmelzen von gefrohrenem Salz, die normalerweise von der Impedanzheizungausgeführt wird, auch von konzentrierter Solarstrahlung übernommen werden kann. Dafür wird ein zweiphasiges CFD-Modell mit einem Strahlungsmodell gekoppelt, um Auftauprozesse des Flüssigsalzes nachzubilden. Die Ergebnisse werden mit realen Daten einer Demonstrationsanlage in Portugal verglichen, die vom DLR und der Universität Évora betrieben wird. Ziel ist, die sichere Machbarkeit zu demonstrieren und dadurch eine erhebliche Kostensenkung von Parabolrinnenkraftwerken zu ermöglichen.

Das bringst du mit

• Du absolvierst ein Studium der Verfahrenstechnik, Prozesstechnik, Energietechnik, Maschinenbaus, der Werkstoff- oder einer verwandten Ingenieurwissenschaft.
• Du hast umfangreiche Kenntnisse von Thermodynamik und erste Erfahrungen mit FEM oder CFD Simulationen.
• Du bist es gewohnt, selbstständig und eigenverantwortlich zu arbeiten und bereicherst als Teamplayer das Projektteam.
• Die tägliche Kommunikation sowie auch die schriftliche Dokumentation deiner Arbeit in deutscher Sprache fallen dir leicht.

Deine Aufgaben

• Modellieren des Schmelzprozesses von Flüssigsalz mithilfe eines transienten zweiphasigen CFD-Modells
• Modellieren eines strukturmechanischen Modells
• Teilnahme an Projekttreffen und Ergebnisdiskussion mit Expertinnen und Experten
• Risikoidentifikation und Bewertung, Definition von Empfehlungen und Gegenmaßnahmen

Wir freuen uns darauf, dich kennenzulernen!

Das bieten wir dir

Das DLR steht für Vielfalt, Wertschätzung und Gleichstellung aller Menschen. Wir fördern eigenverantwortliches Arbeiten und die individuelle Weiterentwicklung unserer Mitarbeitenden im persönlichen und beruflichen Umfeld. Dafür stehen dir unsere zahlreichen Fort- und Weiterbildungsmöglichkeiten zur Verfügung. Chancengerechtigkeit ist uns ein besonderes Anliegen, wir möchten daher insbesondere den Anteil von Frauen in der Wissenschaft und Führung erhöhen. Bewerbungen schwerbehinderter Menschen bevorzugen wir bei fachlicher Eignung.

Fragen zu dieser Position (Kennziffer 1207) beantwortet dir gerne:

Eckhard Lüpfert

Tel.: +49 2203 601 4714