Masterarbeit "Primärquellenorientierter Betrieb von netzbildenden Erzeugern und Lasten"

Als eines der weltweit größten Solarforschungsinstitute leistet das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE einen wesentlichen Beitrag für eine nachhaltige, wirtschaftliche, sichere und sozial gerechte Energieversorgung weltweit. Unser Ziel ist es, die Energiewende mit konkret umsetzbaren technologischen Lösungen voranzutreiben – durch exzellente Forschungsergebnisse, erfolgreiche Industriekooperationen und Firmenausgründungen. Hierfür forschen wir mit unseren rund 1.300 Mitarbeitenden in den vier Schwerpunkten Energiebereitstellung, Energieverteilung, Energiespeicherung und Energienutzung. Die hochmoderne FuE-Infrastruktur des Fraunhofer ISE mit 22 300 m² Laborfläche ermöglicht Spitzenforschung auf internationalem Niveau.

Hier sorgst Du für Veränderung

Die Stabilität elektrischer Energiesysteme wurde bisher vorwiegend durch konventionelle Kraftwerke sichergestellt. Im Zuge der Energiewende müssen jedoch leistungselektronische Anlagen wie Batteriespeicher, aber auch Photovoltaik- und Windanlagen oder flexible Lasten zunehmend Verantwortung für die Netzstabilität übernehmen. Dafür werden netzbildende Regelungsverfahren benötigt, die neben den Netzanforderungen auch die physikalischen und dynamischen Grenzen der jeweiligen Primärquelle berücksichtigen.

Im Forschungsprojekt „Beyond Battery“ sollen daher netzbildende Technologien für Photovoltaik und flexible Lasten entwickelt, demonstriert und unter realitätsnahen Bedingungen erprobt werden. Ziel der ausgeschriebenen Masterarbeit ist hierbei die Entwicklung und Evaluierung eines primärquellenorientierten netzbildenden Regelungskonzepts für einen dreiphasigen 20-kVA-Wechselrichter. Dabei sollen realitätsnahe Modelle von Photovoltaikanlagen und/oder flexible Lasten über ein Rapid-Control-Prototyping-System auf Basis einer PLECS RT Box integriert und untersucht werden.

Daher suchen wir zur Unterstützung für unser Team "Netzverhalten von dezentralen Generatoren" zum nächstmöglichen Zeitpunkt eine Studentische Hilfskraft mit der Gelegenheit zur Erstellung einer Masterarbeit für die folgenden Tätigkeiten:

• Du analysierst die spezifischen Eigenschaften und Grenzen von PV-Anlagen beziehungsweise flexiblen Lasten für den netzbildenden Betrieb.

• Du entwickelst realitätsnahe Simulationsmodelle in PLECS und gegebenenfalls MATLAB/Simulink.

• Du modellierst den dreiphasigen 20-kVA-Wechselrichter einschließlich Regelung sowie die DC-Seite mit PV-Modell, MPPT-Regelung und/oder flexiblen Lasten.

• Du entwirfst eine netzbildende Regelung, welche primärquellenabhängige Einschränkungen berücksichtigt (z.B. maximale Einspeiseleistung, dynamische Reaktionsfähigkeit der Quelle oder Last, Einfluss auf das MPPT, asymmetrische Momentanreserven)

• Du implementierst die Regelung auf einer PLECS RT Box zur Ansteuerung des Wechselrichters.

• Du validierst das Regelungskonzept anhand von Laborexperimenten im Rapid-Control-Prototyping-Umfeld.

Hiermit bringst Du Dich ein

• Du studierst Elektrotechnik, Energie- und Regelungstechnik oder einer vergleichbaren Fachrichtung.

• Du hast bereits Erfahrung im Bereich Leistungselektronik, Regelungstechnik oder elektrischen Energiesystemen gesammelt.

• Es ist Dir wichtig, Dich in Dein Team einzubringen und auch in der interdisziplinären Zusammenarbeit gemeinsam Ziele zu erreichen.

• Du planst und erledigst Aufgaben selbständig und mit hoher Qualität.

• Bei der Verfolgung von Zielen überwindest Du Hindernisse und Rückschläge.

• Du arbeitest eigenverantwortlich und engagiert.

• Erfahrung mit Simulationsprogrammen wie PLECS, MATLAB/Simulink, oder mit Echtzeit-/HIL-Systemen sind von Vorteil, aber keine Bedingung.

• Du konntest Deine sehr guten Deutsch- und Englischkenntnisse in Wort und Schrift bereits erfolgreich unter Beweis stellen.

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. Die monatliche Arbeitszeit beträgt 20 - 80 Stunden.

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.

Bereit für Veränderung? Dann bewirb Dich jetzt mit Deinen aussagekräftigen Bewerbungsunterlagen (inkl. Lebenslauf, Anschreiben, Arbeitszeugnisse/Leistungsnachweis), und mach einen Unterschied! Nach Eingang Deiner Online-Bewerbung erhältst Du eine automatische Empfangsbestätigung. Dann melden wir uns schnellstmöglich und sagen Dir, wie es weitergeht.

Fragen zu dieser Position beantwortet Dir gerne:

Rebekka Denninger

E-Mail: rebekka.denninger@ise.fraunhofer.de

Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE

www.ise.fraunhofer.de

Kennziffer: 85743