Masterarbeit: Modellierung resilienter Energiesysteme mit Python

Fraunhofer ICT; Pfinztal; Vor Ort; EUR 17.000 - 22.000; Teilzeit

Benefits dieser Stelle

Internationales Umfeld

Flexible Arbeitszeiten

Parkplätze & Kantine

Weiterentwicklung

Bibliothek am Campus

Zusammenfassung

Fraunhofer ICT in Karlsruhe-Pfinztal sucht Masteranden im Bereich Angewandte Elektrochemie zur Entwicklung einer skalierbaren Simulationsumgebung für Notstromsysteme. Von PV, Batteriespeicher bis zu E-Fahrzeugen soll eine ganzheitliche Modellierung entstehen, die Normalbetrieb und längere Blackouts abbildet.

Sie arbeiten im Team der Arbeitsgruppe Elektrolyse und Elektrosynthese, profitieren von flexiblen Arbeitszeiten, internationalem Umfeld und der Möglichkeit zur wissenschaftlichen

Qualifikationen

• Laufendes Masterstudium im relevanten Bereich.
• Grundkenntnisse in Energietechnik, Elektrochemie und Modellierung von Vorteil.
• Interesse an Datenanalyse und wissenschaftlichem Programmieren in Python.
• Selbstständiges Arbeiten, analytische und problemlösende Fähigkeiten.
• Englisch und Deutsch verhandlungssicher mündlich/written.

Aufgaben

• Entwicklung einer skalierbaren, parametrierbaren Simulationsumgebung zur Abbildung der Straßenmeisterei in Python (Open-Source-Ansatz)
• Aufbau einer Toolbox aus Open-Source-Modulen zur dynamischen Simulation von Energiesystemen (PV, Batteriespeicher, E-Fahrzeuge, Wärmepumpen)
• Simulation und Optimierung des Normalbetriebs (PV-Eigenverbrauch, Dimensionierung von Batteriespeichern, Berücksichtigung von Investitions-/Betriebskosten)
• Simulation eines 72-Stunden-Blackouts (Abbildung von Notstromaggregaten, Brennstoffzellen, Li-Ion-/Redox-Flow-Batterien)
• Entwicklung eines intelligenten Lastmanagements (Load Shedding, Drosselung von Ladeleistungen, gestaffeltes Laden) zur Vermeidung von Überdimensionierungen
• Analyse, Interpretation und Dokumentation der Ergebnisse

Kenntnisse

Datenanalyse

Wissenschaftliches Programmieren

Modellierung

Ausbildung

Masterstudium laufend

Tools

Python

Jobbeschreibung

Das Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT zählt zu den ältesten und größten Instituten der Fraunhofer-Gesellschaft. Mit vielfältigen Kompetenzen in Kunststofftechnologie, chemischen Prozessen, Explosivstofftechnik und Sicherheitsforschung sowie Energie- und Antriebssystemen entwickeln wir anwendungsorientierte Lösungen für anspruchsvolle technologische Fragestellungen. Unsere Forschung reicht von Leichtbau und umweltfreundlicher Chemie über Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt bis hin zu Sicherheits- und Verteidigungsanwendungen sowie Recycling- und Nachhaltigkeitskonzepten. Dabei verbinden wir wissenschaftliche Expertise, moderne Infrastruktur und unmittelbare Praxisnähe. Die ausgeschriebene Masterarbeit ist im Bereich Angewandte Elektrochemie in der Arbeitsgruppe Elektrolyse und Elektrosynthese angesiedelt. Die Transformation der Energieversorgung von Straßenmeistereien stellt neue Anforderungen an die Auslegung elektrischer Infrastrukturen. Durch die zunehmende Integration von Photovoltaikanlagen, Batteriespeichern, Wärmepumpen sowie elektrisch betriebenen Nutzfahrzeugen entstehen komplexe Energiesysteme, die sowohl wirtschaftlich im Regelbetrieb als auch resilient im Krisenfall betrieben werden müssen. Vor diesem Hintergrund soll eine skalierbare Simulationsumgebung entwickelt werden, die verschiedene Technologien der Notstromversorgung systemisch bewertet und die Grundlage für zukünftige Planungs- und Entscheidungsprozesse schafft. Hierbei soll sowohl der wirtschaftlichen Normalbetrieb als auch ein mindestens 72-stündigen Blackout betrachtet werden.

Hier sorgst Du für Veränderung

• Entwicklung einer skalierbaren, parametrierbaren Simulationsumgebung zur Abbildung der Straßenmeisterei in Python (Open-Source-Ansatz)
• Aufbau einer Toolbox aus verfügbaren Open-Source-Modulen zur dynamischen Simulation von Energiesystemen (PV, Batteriespeicher, E-Fahrzeuge, Wärmepumpen)
• Simulation und Optimierung des Normalbetriebs (PV-Eigenverbrauch, Dimensionierung von Batteriespeichern, Berücksichtigung von Investitions-/Betriebskosten)
• Simulation eines 72-Stunden-Blackouts (Abbildung von Notstromaggregaten, Brennstoffzellen, Li-Ion-/Redox-Flow-Batterien)
• Entwicklung eines intelligenten Lastmanagements (Load Shedding, Drosselung von Ladeleistungen, gestaffeltes Laden) zur Vermeidung von Überdimensionierungen
• Analyse, Interpretation und Dokumentation der Ergebnisse

Hiermit bringst Du Dich ein

• Laufendes Masterstudium im Bereich Maschinenbau, Verfahrenstechnik, Elektrotechnik, Informatik, Wirtschaftsingenieurwesen oder Vergleichbares
• Grundkenntnisse in Energietechnik, Elektrochemie und Modellierung sind von Vorteil
• Interesse an Datenanalyse und wissenschaftliches Programmieren mit Python, sowie Simulation wünschenswert
• Fähigkeit zu selbstständigem Arbeiten sowie gute analytische und problemlösende Fähigkeiten
• Englisch und Deutsch verhandlungssicher, fließend) in Wort und Schrift

Was wir für Dich bereithalten

• Ein anspruchsvolles, attraktives, interdisziplinäres und internationales Arbeitsumfeld
• Wertschätzende und fördernde Arbeitsatmosphäre
• Möglichkeiten zur individuellen Weiterentwicklung
• Flexible Arbeitszeiten dank Gleitzeitvereinbarung
• Parkplätze, Kantine und Bibliothek auf dem Campus
• … und noch vieles mehr!

Wir wertschätzen und fördern die Vielfalt der Kompetenzen unserer Mitarbeitenden und begrüßen daher alle Bewerbungen – unabhängig von Alter, Geschlecht, Nationalität, ethnischer und sozialer Herkunft, Religion, Weltanschauung, Behinderung sowie sexueller Orientierung und Identität. Schwerbehinderte Menschen werden bei gleicher Eignung bevorzugt eingestellt. Unsere Aufgaben sind vielfältig und anpassbar – für Bewerber*innen mit Behinderung finden wir gemeinsam Lösungen, die ihre Fähigkeiten optimal fördern.

Die wöchentliche Arbeitszeit bis zu 20 Stunden.

Arbeitsort: Pfinztal bei Karlsruhe

Mit ihrer Fokussierung auf zukunftsrelevante Schlüsseltechnologien sowie auf die Verwertung der Ergebnisse in Wirtschaft und Industrie spielt die Fraunhofer-Gesellschaft eine zentrale Rolle im Innovationsprozess. Als Wegweiser und Impulsgeber für innovative Entwicklungen und wissenschaftliche Exzellenz wirkt sie mit an der Gestaltung unserer Gesellschaft und unserer Zukunft.

Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT

www.ict.fraunhofer.de

Kennziffer: 85625