Studien-/Abschlussarbeit - PV-Eigenverbrauchsoptimierung anhand Day-Ahead-Prognosen

Stellenbeschreibung:

Ausschreibung für die Fachrichtung wie z. B.: Elektrotechnik, Informatik, Kybernetik, Luft- und Raumfahrttechnik, Maschinenbau, Mathematik, Mechatronik, Physik, Regelungstechnik, Softwaredesign, Softwareengineering, technische Informatik, Technologiemanagement, Wirtschaftsingenieurwesen oder vergleichbare.

Langtitel: Einfluss von Unsicherheiten von Day-Ahead PV-Prognosen auf die energieflexible Eigenverbrauchsoptimierung unter Variation der PV-Anlagendimensionierung

⏩ Warum Prognosen?
In Zeiten zunehmender Energiepreis- und Einspeiseschwankungen werden Energie-Lastprognosen benötigt, um gezielt Laständerungen planen zu können, um von monetären Anreizen zu profitieren. Konkret kann eine PV-Prognose beispielsweise für den Folgetag („day ahead“) genutzt werden, um fleixble Verbraucher in einem Werk hoch- und herunterzufahren, wann immer viel oder wenig Sonne verfügbar ist. Dies reduziert unnötige Einspeisungen ins Versorgungsnetz.

⏩ Ziel der Arbeit
Im Rahmen dieser Abschlussarbeit soll untersucht werden, welchen Einfluss die Dimensionierung (Größe) einer PV-Anlage bei der unsicherheitsbehafteten zeitlichen Einplanung von flexiblen Verbrauchern hat.

⏩ Forschungsfragen
Im Rahmen der Arbeit können die folgenden Forschungsfragen adressiert werden. Die Liste ist nicht vollständig und soll vor der Bearbeitung angepasst und konkretisiert werden.

Stand der Technik / Literatur

Was sind typische Fehlergrößen bei der PV-Prognose?
Welche (öffentlichen) Prognose-Modelle gibt es?
Wie können künstliche Prognosen / Szenarien erstellt werden?

Simulation

Welchen Einfluss hat der Prognosefehler auf die Mehrkosten bei der Planung?
Welchen Einfluss hat die PV-Dimensionierung auf die Planung?

⏩ Potenzielles Vorgehen
Literaturrecherche:

Erarbeiten eines Verständnisses, genauen Bearbeitungsrahmen festlegen
Festlegen von Suchkriterien
Systematische Suche, Datenauswertung

Simulation aufbauen:

Einbindung von Unternehmensdaten, Datenvorverarbeitung, Datenexploration
Modellieren und Einbinden von PV-Prognosen verschiedener Prognosegenauigkeit
Entwickeln einer Einsatz-Optimierung für die Planung flexibler Lasten

Simulationsergebnisse bewerten

Quantifizieren der Mehrkosten bzgl. einem fehlerfreien (optimalen) Betrieb (Kostenfunktion aufstellen)
Variation von Parametern
Wiederholen für verschiedene Unternehmen / Profile, Prognosen (Güteklassen), Flexibilitäten

⏩ Nächste Schritte
Melden Sie sich gerne, falls organisatorische oder inhaltliche Fragen offen sind. In einem informellen ersten Kickoff-Termin können wir klären, ob das Thema Ihren Erwartungen, Fähigkeiten und Interessen entspricht.
Mein Betreuer sagte dazu immer: "Das Futter muss dem Fisch schmecken, nicht dem Angler"

Was Sie bei uns tun

Exploration der zur Verfügung gestellten Datensätzen, Datenverständnis erarbeiten
Einarbeitung in das Themenfeld der PV-Erzeugungsprognose in der Literatur
Recherchieren von (öffentlichen) PV-Prognosen
Erstellen von PV-Forecasts unterschiedlicher Fehlerordnungen, basierend auf historischen PV-Daten
Modellieren von flexiblen Verbrauchern, einbinden einer Strategie zum optimalen Einsatz dieser
Ableiten der Mehrkosten durch Prognoseunsicherheit unter Variation der PV-Anlagengröße
Dokumentation und Veröffentlichung

Was Sie mitbringen

Gültige Immatrikulation an einer deutschen Hochschule/Universität
Intrinsische Motivation an dem Arbeiten in dem Themenfeld, Freude am Forschen
Gute Programmierkenntnisse (Python)
Eigenständige, sorgfältige und strukturierte Arbeitsweise
Sehr gute Deutsch- und Englischkenntnisse
Hohes Maß an Zuverlässigkeit

Was Sie erwarten können

Mitarbeit im spannenden und innovativen Themenfeld der „Energiedatenanalyse“, das insbesondere in der jungen Vergangenheit stark an Bedeutung gewonnen hat
Eine angenehme Arbeitsatmosphäre in einem motivierten Team
Flexible Einteilung der Arbeitszeit (für Klausurvorbereitung etc.)
Ortsunabhängiges Arbeiten nach Absprache möglich
Falls gewünscht: Betreuung nach persönlichem Stil (lose oder straff, z.B. in wöchentlichen Abstimmungsterminen)
Mitwirken an Veröffentlichungen
Übertragen Sie theoretisches Wissen aus dem Studium in die Praxis, und lernen Sie dabei, Herausforderungen bei der Arbeit mit realen Daten kennen

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.

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.