Bachelorand/in oder Masterand/in Maschinenbau, Energietechnik o.ä. (w/m/d) - Experimente für die Strahlungsflussdichtemessung an Solarturmkraftwerken

Das Institut für Solarforschung des DLR trägt mit seinen Leistungen und Arbeitsergebnissen dazu bei, eine rationelle und umweltfreundliche Energieversorgung technisch und wirtschaftlich zu ermöglichen. In der Abteilung Solare Kraftwerkstechnik betreiben wir experimentelle und rechnergestützte Forschung, Entwicklung und Erprobung für das intelligente Solarkraftwerk der Zukunft.

Bei Solarturmkraftwerken wird das Sonnenlicht von vielen einzelnen Spiegeln („Heliostaten“) auf einen Strahlungsempfänger („Receiver“) an der Spitze eines Turms reflektiert. Dort wird die bis zu 1000-fach konzentrierte Solarstrahlung an einem Absorbermaterial in Hochtemperaturwärme umgewandelt. Die flächenbezogene Strahlungsleistung wird dabei als Strahlungsflussdichte bezeichnet. Mithilfe eines konventionellen Wärmekraftprozesses wird schließlich Strom erzeugt. Die Messung der Strahlungsflussdichteverteilung am Receiver ist von entscheidender Bedeutung für die Bestimmung der Performance von Heliostatfeld und Receiver sowie für die Überwachung und Optimierung des Kraftwerksbetriebs. Am Institut für Solarforschung wird ein neuartiges Flussdichtemessverfahren entwickelt und am Solarturm Jülich sowie Multifokusturm Jülich getestet. Hierbei nimmt eine Kamera Fotos des Absorbers auf, die Messungen der reflektieren Strahlung darstellen. Auf dieser Grundlage kann mithilfe einer Software die ursprünglich eingestrahlte Flussdichteverteilung berechnet werden. Dazu müssen vorab die Reflexionseigenschaften der Absorberoberfläche ermittelt werden, wofür am DLR ein innovatives Verfahren entwickelt und patentiert wurde.

Im Rahmen eines aktuellen Forschungsprojektes wird dieses Flussdichtemessverfahren weiterentwickelt und erstmalig auf externe Rohrreceiver übertragen. In Ihrer Bachelor-/Masterarbeit bringen Sie mit experimentellen Untersuchungen den Forschungsprozess voran und arbeiten dabei in einem Team des DLR. Die Thematik weist eine Vielzahl von Herausforderungen auf, von denen Sie eine geeignete Auswahl bearbeiten. Dies wird mit Ihnen gemeinsam vor dem Hintergrund Ihrer Kenntnisse und der Dauer Ihrer Bachelor-/Masterarbeit abgestimmt. Mögliche Aufgaben sind im Wesentlichen:

• Planung, Durchführung und Auswertung von:
  • Experimenten mit einem Scheinwerfer bei Dunkelheit zur Ermittlung der Reflexionseigenschaften eines Rohrreceivers auf dem Multifokusturm Jülich (patentiertes „Scan-Verfahren“)
  • Flussdichtemessungen an einem Rohrreceiver auf dem Multifokusturm Jülich
  • Laborversuche zur Ermittlung der Temperaturabhängigkeit des Reflexionsgrades von Absorberbeschichtungen
• Programmierung von Software in MATLAB oder LabVIEW für die Versuchssteuerung und -auswertung
• Dokumentation (Bachelor oder Masterarbeit)