Masterarbeit - Optimierung von Wasserstoffnetzen durch Successive Linearization

Die Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastrukturen und Geothermie IEG forscht an acht Standorten auf den Gebieten integrierter Energieinfrastrukturen, Geothermie und Sektorenkopplung für eine erfolgreiche Energiewende. Unsere Forschungseinrichtung betreibt angewandte Forschung, entwickelt innovative Technologien für öffentliche und industrielle Auftraggeber und setzt diese in marktfähige Produkte und Verfahren um.

Die Planungen für ein zukünftiges Wasserstoffnetz in Deutschland schreiten immer weiter fort. Bereits bis 2032 soll ein umfangreiches Wasserstoffnetz in Deutschland betrieben werden . Für den Betrieb eines solchen Wasserstoffnetzes sind jedoch viele Fragen noch unbeantwortet. Das Fraunhofer IEG befasst sich unter anderem mit der Frage, wie sich die fluktuierende Einspeisung durch Elektrolyse und die fluktuierende Nachfrage durch Wasserstoffkraftwerke auf den Betrieb der Netze auswirken. Anders als Stromnetze, können Wasserstoffnetze über die Variation des Betriebsdruckes in einem gewissen Rahmen selbst als Speicher agieren (Linepack). Modelle zur Optimierung dieses Linepack-Speicherpotenzials werden aktuell am Fraunhofer IEG entwickelt.

Für die Optimierung des Linepack-Speicher-Potentials sind transiente Modelle für die Rohrströmung notwendig, welche auf nichtlinearen partiellen Differentialgleichungen beruhen. Für das nichtlineare Optimierungsproblem (NLP) sollen Sie in Ihrer Masterarbeit einen auf Successive Linearization beruhenden Algorithmus implementieren, der es ermöglicht die globale Lösung durch eine Reihe linearisierter Optimierungsprobleme anzunähern.

Wenn Du Deine Masterarbeit in einer kollegialen Atmosphäre an der Schnittstelle zwischen Forschung und Anwendung bearbeiten willst, bewirb Dich jetzt!

Was Du bei uns tust

• Literaturrecherche zu den Themen transiente Gasnetzoptimierung, nichtlineare Optimierung und Successive Linearization
• Einarbeitung in das bestehende Python-basierte transiente Wasserstoffnetzmodell 
• Implementierung eines Lösungsalgorithmus für das NLP basierend auf Successive Linearization in Python 
• Vergleich der Ergebnisse, Performance und Skalierbarkeit eines NLP-Solver und des implementierten Successive-Linearization-Ansatzes 
• Dokumentation der Ergebnisse und Vorbereitung der Abschlusspräsentation

Was Du mitbringst

• Studierende*r der Ingenieurwissenschaften, Mathematik, Energietechnik oder vergleichbarer MINT-Studiengänge
• Sehr gute Kenntnisse der Strömungsmechanik und/oder der mathematischen Optimierung
• Gute Programmierkenntnisse in Python oder Matlab
• Interesse am Thema Energiewende und zukünftigen Energieversorgungssystemen

Was Du erwarten kannst

• Eine praxisorientierte Masterarbeit in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IEG 
• Die Möglichkeit eigene Ideen einzubringen
• Unsere Betreuer*Innen machen Dich stark, damit Du erfolgreich bist
• Aktive Teilnahme zum Gelingen deiner Masterarbeit
• Eine gut ausgestattete technische Infrastruktur an Deinem Arbeitsplatz

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.

Die Vergütung richtet sich nach der Gesamtbetriebsvereinbarung zur Beschäftigung der Hilfskräfte.

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. 

Haben wir Dein Interesse geweckt? Dann bewirb Dich jetzt online mit Deinen aussagekräftigen Bewerbungsunterlagen. Wir freuen uns darauf, Dich kennenzulernen! 

Inhaltliche Fragen zu dieser Position beantwortet Ihnen gerne:
Frau Ulrike Herrmann 
Telefon: +49 355 355 40 159

Fragen zum Bewerbungsverfahren beantwortet Dir gerne:

Herr Philipp Steinborn

Telefon +49 355 355 40 172

Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastrukturen und Geothermie IEG

Kennziffer: 72704                Bewerbungsfrist: 15.04.2024