Navigation und Service

Ausschreibender Bereich: IEK-10 - Modellierung von Energiesystemen
Kennziffer: 2019M-114, Maschinenbau, Verfahrenstechnik, Informatik, Mathematik

Masterarbeit: Dynamische Betriebsoptimierung und Regelung eines flexiblen Gebäudeenergiesystems unter Berücksichtigung zeitabhängiger Strompreise

Über uns:
Der Bereich Modellierung von Energiesystemen des Instituts für Energie- und Klimatechnik (IEK-10) beschäftigt sich mit der Simulation und Optimierung von Energiesystemen im Industrie- und Gebäudesektor. Um eine effiziente und sichere Handhabung komplexer Energiesysteme zu ermöglichen, entwickelt das IEK-10 maßgeschneiderte Modelle, Methoden und Lösungsalgorithmen.

Hintergrund der Masterarbeit:
Durch den Zuwachs erneuerbarer Energieerzeugung steigt die Volatilität der Strompreise. Somit können Verbraucher ihre Betriebskosten senken, wenn sie in der Lage sind, ihren Strombedarf zeitlich flexibel an schwankende Strompreise anzupassen. Insbesondere besteht beim Betrieb von Gebäudeenergiesystemen die Möglichkeit, eine zeitliche Verschiebung des Heiz- bzw. Kühlbedarfs durch das Ausnutzen von thermischen Trägheit der Gebäudeelemente zu erreichen. Diese thermischen Trägheiten werden mathematisch mithilfe von Differenzialgleichungen modelliert, welche allerdings das Lösung von mathematischen Optimierungsproblemen erheblich erschweren. Daher werden maßgeschneiderte Methoden zur Berücksichtigung solcher Trägheiten in der Betriebsoptimierung benötigt. Im Rahmen dieser Arbeit werden solchen Methoden implementiert und verschiedene Varianten verglichen.

Aufgabenstellung:
In dieser Masterarbeit wird ein in der Literatur beschriebenes Beispiel-Gebäudeenergiesystem in einer Simulationsumgebung (z.B. Dymola, Simulink) implementiert. Aufbauend auf einer Regelung werden verschiedene Betriebsoptimierungsstrategien entwickelt und implementiert. Dabei wird der Einfluss der Genauigkeit, mit der Trägheiten in der Betriebsoptimierung abgebildet werden, untersucht. Zusätzlich hat der/die Student/in die Möglichkeit eigene Schwerpunkte einzubringen. So können zum Beispiel robuste Optimierung, stochastische Optimierung oder die Teilnahme an verschiedenen Strommärkten untersucht werden.

Ihr Profil:

  • Student/in im Fachbereich Maschinenbau, Verfahrenstechnik, Informatik, Mathematik oder Vergleichbares
  • Programmiererfahrung erforderlich
  • Interesse an Themen der Energietechnik und der mathematischen Optimierung
  • Selbstständige, zielorientierte Arbeitsweise
  • Vorkenntnisse in einem der Bereiche Modellierung, Optimierung oder Regelung technischer Systeme von Vorteil

Unser Angebot:

  • Eine hochmotivierte Arbeitsgruppe innerhalb einer der größten Forschungseinrichtungen in Europa
  • Hervorragende wissenschaftliche und technische Infrastruktur
  • Arbeit an einem jungen Institut mit klarem Fokus auf die Modellierung und Optimierung von Energiesystemen

Ansprechpartner:
Florian Baader
Forschungszentrum Jülich
Institut für Energie- und Klimaforschung - Modellierung von Energiesystemen (IEK-10)

E-Mail: f.baader@fz-juelich.de
Tel.: +49 2461 61-9886

www.fz-juelich.de/iek/iek-10