Masterarbeit "Nutzung von Hochtemperaturwärmepumpen zur industriellen Prozesswärmeversorgung"

Stellenbeschreibung:

Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg ist das größte Solarforschungsinstitut Europas. Unsere rund 1400 Mitarbeitenden arbeiten für ein nachhaltiges, wirtschaftliches, sicheres und sozial gerechtes Energieversorgungssystem auf Basis erneuerbarer Energien. Dazu tragen wir mit unseren Forschungsschwerpunkten Energiebereitstellung, Energieverteilung, Energiespeicherung und Energienutzung bei. Durch herausragende Forschungsergebnisse, erfolgreiche Industrieprojekte, Firmenausgründungen und globale Kooperationen gestalten wir die nachhaltige Transformation des Energiesystems.

Hier sorgst Du für Veränderung

Die Gruppe "Energiesysteme und Energiewirtschaft" erforscht mit Hilfe von Energiesystemmodellen klimaschutzkompatible Transformationspfade lokaler, nationaler und internationaler Energiesysteme. Das Energiesystemmodell DISTRICT optimiert Transformationspfade auf kommunaler bzw. Quartiersebene. Im Rahmen des Projekts INDsupply werden mit Hilfe von DISTRICT Transformationspfade zur Dekarbonisierung von Industriegebieten modelliert.

Im Rahmen einer Masterarbeit soll die Modellierung in DISTRICT um Hochtemperaturwärmepumpen und weitere potenziellen Wärmequellen, insbesondere industrielle Abwärme, erweitert werden. Dazu erfolgt eine generische, mathematische Formulierung der Wärmequellen und Hochtemperaturwärmepumpen im Modell, aufbauend auf der bestehenden Methode für die Nutzung natürlicher Wärmequellen, wie Gewässer, Erdwärme und Umgebungsluft. Zusätzlich muss eine Differenzierung von Wärmepumpentypen erfolgen, die sich je nach Technologie für bestimmte Temperaturbedarfe und Prozessanforderungen besser oder schlechter für industrielle Prozesswärme eignen.

Es sollen dabei vor allem Hochtemperaturwärmepumpen mit Vorlauftemperaturen von 100 - 250 °C zur Dekarbonisierung der industriellen Prozesswärmeversorgung betrachtet werden. Hier ergeben sich aufgrund der hohen benötigten Temperaturhübe zwischen Wärmequellen und Wärmesenken besondere Herausforderungen für die Umsetzung und die damit verbunden Kosten.

Im Anschluss soll die Integration von industriellen Hochtemperaturwärmepumpen in die Wärmeversorgung von energieintensiven Prozessen aus technoökonomischer Perspektive untersucht werden. Dabei soll der Vergleich zu bestehenden und zu alternativen Technologien für die Prozesswärmeversorgung gezogen werden. Die Arbeit wird am Fraunhofer ISE vor Ort durchgeführt.

Hiermit bringst Du Dich ein

Du arbeitest dich in das Energiesystemmodell DISTRICT ein.
Du erweiterst die bestehende Modellierung von Wärmequellen für industrielle Hochtemperaturwärmepumpen in DISTRICT.
Du führst eine technoökonomische Analyse für die Einbindung dieser Technologien durch.
Du dokumentierst die Ergebnisse, erstellst die Abschlussarbeit und präsentierst sie sowohl intern als auch extern.

Was wir für Dich bereithalten

Exklusiver Einblick: In der gemeinsamen Arbeit mit den Wissenschaftler*innen unserer Arbeitseinheit gewinnst Du einen Einblick in den Alltag von Forschung und Entwicklung an einem Forschungsinstitut.
Laborinfrastruktur: Am Fraunhofer ISE arbeiten wir an modernsten Anlagen und Geräten, sodass Forschungsprojekte auf dem neuesten Stand der Technik durchgeführt werden können.
Forschungsmix: Du erhältst bei uns die Möglichkeit, experimentelle Arbeit mit der Theorie zu verbinden und so Dein Wissen aus dem Studium anzuwenden und zu erweitern.
Betreuung: Bei Deiner Arbeit wirst Du durch Wissenschaftler*innen betreut und Du erhältst Feedback zu Deinen Fortschritten.
Teamwork: Im Austausch mit den wissenschaftlichen und studentischen Mitarbeitenden sammelst Du Erfahrungen zur Arbeit im Team und kannst Deine bereits gemachten Erfahrungen einbringen.
Arbeitszeit und -ort: Wir bieten Dir die Möglichkeit, Deine Arbeitszeit in Absprache flexibel an Deine Bedürfnisse anzupassen und ab und an von zuhause aus zu arbeiten.
Chancengleichheit: Wir legen Wert auf Chancengerechtigkeit und geben Raum für Vielfalt.
After Work: Feiere Dich und Deine Kolleg*innen bei After-Work Events oder unseren jährlichen Mitarbeitendenfesten.

Die Vergütung richtet sich nach dem Abschlussgrad der Hochschulausbildung.

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.