Studienarbeiten, Beleg- und Diplomaufgaben

Bei der Nutzung erneuerbarer Wärmequellen kommt thermischen Speichern in der Wärmeversorgung von Gebäuden eine wesentliche Bedeutung zu. Es kann Wärme zum Zeitpunkt der Erzeugung gespeichert und zu einem späteren Zeitpunkt bei Bedarf genutzt werden. Da erneuerbare Wärmequellen nicht dauerhaft zur Verfügung stehen, ist eine detaillierte Kenntnis über den Ladezustand des Speichers nötig, um eine entsprechende Regelung optimal zu gestalten.
Im Forschungsprojekt DARING wird daher eine Sensorfolie entwickelt, um entlang der Speicherhöhe die Temperatur ortsaufgelöst messen und so auf den Ladezustand schließen zu können.
Am Zentrum für Energietechnik sind dafür Versuche durchzuführen und auszuwerten, um die Messgenauigkeit der Sensorfolie mithilfe bewährter Technologien (Platin-Widerstände, DTS) zu validieren. Auch der Einsatz unter Realbedingungen ist zu bewerten, um Aussagen hinsichtlich Montage, Temperaturbeständigkeit und Zuverlässigkeit der gesamten Messkette treffen zu können.

Wir suchen daher zum nächstmöglichen Zeitpunkt eine SHK (Mindestumfang 5 h/Woche). Bei Interesse kann die Arbeit um wissenschaftliche Aspekte für eine Studentische Arbeit (Oberseminar,  Studienarbeit/Projektarbeit) erweitert werden.

Ansprechpersonen: Dipl.-Ing. Tiedo Behrends, ; Dr.-Ing. Karin Rühling,

Aufgabenstellung:
Für die Erstellung regionaler Energiekonzepte und die Umsetzung der kommunalen Wärmeplanung ist die genaue Kenntnis des Endenergieverbrauchs von Gebäuden von entscheidender Bedeutung. Moderne Konzepte streben an, möglichst viel Energie lokal zu nutzen, um die Region nachhaltig zu versorgen. Eine gebäudescharfe Bestandsanalyse ist die Grundlage für solche Konzepte. Aktuell wird eine neue Methodik für die Gemeinde Wittichenau in Sachsen entwickelt. Zukünftig soll diese Methodik auch auf ein Quartier in Radebeul angewendet werden. Dafür sind grundlegende Analysen zur Bestandssituation, zum Datenschutz und zur regionalen Entwicklung erforderlich. Die Datenanalyse wird georeferenziert durchgeführt und methodisch so gestaltet, dass ein hoher Automatisierungsgrad erreicht wird, um die Methodik auf andere Gemeinden übertragbar und skalierbar zu machen. Die in Wittichenau entwickelte Methodik soll dabei als Grundlage dienen und mit den Daten aus Radebeul verifiziert werden.
Folgende Teilaufgaben sind mit Bezug auf das Quartier in Radebeul zu bearbeiten:

• Erläuterung der Instrumente und Methoden der kommunalen Wärmeplanung in Deutschland unter besonderer Berücksichtigung des Datenschutzes. Vergleich der Datenschutzpraktiken in der kommunalen Wärmeplanung Deutschlands mit denen anderer Länder. Darstellung der spezifischen Herausforderungen und Lösungsansätze beim Datenschutz in der Energieplanung unter Berücksichtigung internationaler Best Practices.
• Analyse des Wärmebedarfes im Quartier Radebeul. Die Aufbereitung der Daten soll in einem Wärmeatlas erfolgen, der eine gebäudescharfe Aussage über den Jahreswärmebedarf (Heizung und Trinkwassererwärmung) gibt. Die Ist-Bestandsanalyse erfolgt in einem GIS-Programm. Grundlage der Datenaufbereitung soll der Energieatlas der Gemeinde Wittichenau sein.
• Verifizierung der vorgenommenen Methodik anhand realer Bedarfe. Analyse von Abweichungen und deren Ursachen. Validierung der Datenquellen, deren Verfügbarkeit und Genauigkeit.
• Szenarienentwicklung für den zukünftigen Wärmebedarf des Quartiers in Radebeul. Entwicklungen hinsichtlich Demografie und damit einhergehend dem Leerstand, sowie der Sanierungsrate sind zu berücksichtigen. Die entwickelten Szenarien sollen den Zeithorizont bis 2035 abdecken.
• Identifizierung wiederkehrender Prozesse, die automatisiert werden können. Ableitung von Ansätzen, Handlungsempfehlungen und notwendiger Voraussetzungen für die kommunale Energieplanung in Radebeul.

Ansprechpersonen: Dipl.-Wi.-Ing. Pauline Grun, ; Dr.-Ing. Paul Seidel, 

by Ericsson

Ausschreibung

Consolar GmbH kann aktuell kurzfristig ein sehr interessantes Thema für eine Masterarbeit vergeben. Die Arbeit erfolgt im Rahmen eines F&E-Projekts zusammen mit zwei Hochschulen sowie Industriepartnern.
Ausschreibung Masterthesis

Zeitrahmen: ab 1. September 2024, 6 Monate
Die Betreuung erfolgt auf Unternehmensseite durch Dr.-Ing. Ulrich Leibfried
Bewerbungen an

Die Fernwärme stellt insbesondere in urbanen Gebieten einen wichtigen Grundpfeiler der Wärmeversorgung dar. Im Zuge der Wärmewende soll der Anteil fossiler Energieträger auch in bestehenden Wärmenetzen sinken. Neben der Umstellung zentraler Erzeugerstrukturen besteht eine weitere Möglichkeit in der dezentralen Integration erneuerbarer Energien wie z.B. Solarthermie, Wärmepumpen oder sonstiger Power-to-Heat-Anlagen.
Um der erhöhten Komplexität im Betrieb von Einzel- und Gesamtsystem beizukommen, ist eine rollierende Erzeugereinsatzoptimierung basierend auf aktuellen Zustandsgrößen hilfreich.
In einer Diplomarbeit soll der Informationsfluss von der Sensorik in die Optimierungsumgebung und zurück zur Aktorik anhand eines Teils eines realen Fernwärmenetzes untersucht und abgebildet werden.
Grundlegende Kenntnisse in der Programmierung (vorzugsweise Python) oder die Bereitschaft zur Einarbeitung sind wünschenswert.

Ansprechpersonen: Dipl.-Ing. Tiedo Behrends, ; Dr. rer. nat. Peter Stange,

Studentische Arbeit: Oberseminar / Studienarbeit / Forschungspraktikum
Mittelständische Gewerbe- und Industriebetriebe, insbesondere in der Lebensmittelwirtschaft (bspw. Molkerei, Brauerei, Bäckerei, etc.), haben oftmals einen hohen und gleichzeitig anfallenden Bedarf an Wärme, Strom und Kälte. Dementsprechend komplex sind die Regelung und der Betrieb versorgungtechnischer Anlagen. Um auch nach der Planung und Installation einen optimalen Betrieb zu gewährleisten, muss der Betreiber die Anlage nicht nur kontinuierlich überwachen, sondern auch über entsprechend technisches Wissen verfügen. Beides ist in der Regel nicht der Fall, was sowohl die Effizienz, als auch die Lebensdauer und Wirtschaftlichkeit der Anlage negativ beeinflusst. Darüber hinaus sind Konzepte für eine Anpassung der Systeme an sich verändernde Randbedingungen (stark volatile Energiepreise und -verfügbarkeit) häufig nicht vorgesehen.
Im Rahmen der Arbeit soll untersucht werden, in welchem Umfang eine messtechnische Ertüchtigung bereits bestehender Anlagen sinnvoll und notwendig ist, um die erwähnte Problematik zu adressieren. Dafür ist ein Messkonzept zu entwickeln, welches die Analyse von Betriebszuständen entsprechender Anlagen ermöglicht. Das Konzept ist anschließend in seinen wesentlichen Teilen an einer realen Anlage umzusetzen. Darauf aufbauend ist eine effizienztechnische Bewertung und gegebenenfalls ein Optimierungsansatz zu entwickeln.

Kontakt: Prof. Dr.-Ing. Clemens Felsmann,

Vor dem Hintergrund der Klimaneutralität wird im Rahmen eines Forschungsprojektes die Integration saisonaler Untergrundwärmespeicher in die Fernwärmeversorgung untersucht.
Die Betrachtung erfolgt anhand eines exemplarischen Bestands-Fernwärmenetz mit realen Abnehmerprofilen.
In einer Studentischen Arbeit sollen Zählerdaten der Abnehmer aufbereitet, analysiert und ausgewertet werden.
Die Messdaten bietet die Möglichkeit einer systematischen Aufbereitung mit hohem Automatisierungsgrad, ein geeigneter Ansatz wird im Rahmen der Arbeit entwickelt.
Die Analyse soll Grundlage für die Validierung von Abnehmermodellen und komplexere Modellierungen von Fernwärmeszenarien sein.

Ansprechpersonen: Dipl.-Ing. Kevin Bock, , Dipl.-Wi.-Ing. Laura Lehmann,

Forschungspraktikum/Studienarbeit:
Das in Python entwickelte Optimierungs-Framework flixOpt umfasst mehrere vordefinierte Modellklassen zur vereinfachten Abbildung von Energiesystemkomponenten. Ziel dieser Arbeit ist es, diesen Modellumfang zu erweitern sowie zu dokumentieren. Die Modellerweiterung soll dabei hauptsächlich auf der geeigneten Verknüpfung bereits vorhandener Grundkomponenten basieren.

Beispielhafte, neu zu entwickelnde Modellklassen sind:

• Elektrofahrzeug mit/ohne bidirektionaler Batterienutzung
• Wärmetrassen
• Energiebedarfe mit Lastverschiebeoption
• Speicher bzw. Abwärme mit Nacherwärmung
• u.a.

Hilfreiche (nicht zwangsweise notwendige) Voraussetzungen:

• Grundlegende Kenntnisse in der Optimierung (z. B. LV „Energiemanagement und Energieeffizienz“)
• Grundkenntnisse in der Programmierung in Python

Ansprechpartner:
Dr. rer. nat. Peter Stange, 
 

Konzeption und Konstruktion einer Thermokammer für die in situ CT von Prüfprozessen mit FKV-Metall-Fügepunkten

Betreut von: Dipl.-Ing. Daniel Köhler, Doktoring. Robert Kupfer
Beschreibung:
Zur örtlich hochauflösenden Analyse von mechanischer Fügeverbindungen mit FKV-Fügepartner bei erhöhten Temperaturen soll ein in situ Verfahren unter Nutzung der Röntgencomputertomografie (in-situ CT) genutzt werden, mit welchem während des Prüfprozesses die Fügezone dreidimensional erfasst werden kann. Hierzu soll für eine bestehende Prüfvorrichtung ergänzend eine beheizbare Thermokammer methodisch konzipiert und konstruiert werden, mit welcher Scher- und Kopfzugversuche bei erhöhten Temperaturen mittels in situ CT untersucht werden können. Dabei sollen Konzepte für Heizung, Isolierung, Kinematik, Signalübertragung, Regelung und Versuchsdurchführung erarbeitet und kriteriengestützte Vorzugslösungen abgeleitet werden.
Einzelaufgaben:

• Literaturauswertung zur in situ CT bei erhöhten Temperaturen
• Konzeption, Auslegung und Konstruktion der Heizvorrichtung inkl. der Regelungstechnik
• Konzeption der thermischen Isolierung und kinematischen Kopplung
• Konzeption, Auslegung, thermomechanische Simulation und Konstruktion der Thermokammer (Integration von einem Sichtfenster und Dichtungen)
• Anfertigung technischer Zeichnungen und Dokumentation des Entwicklungsprozesses

Startzeitpunkt: Juni bis Oktober 2023
Ansprechperson:
Dipl.-Ing. Daniel Köhler
Technische Universität Dresden / Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik
Holbeinstraße 3
01307 Dresden
DÜR 260a
Telefon: +49 351 463-37916
Telefax: +49 351 463-38143
E-Mail:
Web: http://tu-dresden.de/mw/ilk/ Twitter: http://twitter.com/ILK_TUDresden

Thema für Studienarbeit / Belegarbeit / Diplomarbeit

Hintergrund:
Im Rahmen des aktuellen Forschungsprojektes CAMPER-MOVE (CAMPusEnergieverbrauchsReduktion – Maßnahmen zur energetischen Optimierung für eine ressourcenschonende VerbrauchsEntwicklung) sind studentische Arbeiten zu vergeben. Das Projekt widmet sich den Herausforderungen, welche sich im Zusammenhang mit den benötigten Transformationsprozessen für den Campus der TU Dresden ergeben. Praktische Umsetzungen von Maßnahmen baulichtechnischer Art sowie zur Unterstützung eines sparsamen Nutzerverhaltens werden über eine wissenschaftliche Begleitung evaluiert und optimiert. Die dabei gesammelten Erfahrungen fließen in weiterführende konzeptionelle Überlegungen zur Energieverbrauchsreduktion und damit verbundenen Minderung der CO₂-Emissionen ein.

Zielsetzung:
Folgende Themengebiete bieten die Möglichkeit einer studentischen Arbeit:

• Temperaturabsenkungspotentiale der Fernwärmeversorgung
• Optimierung der Energieübergabe und -verteilung
• Einsatzoptimierung komplexer Energieerzeugungssysteme z.B.:
  • Optimierung der Steuerung von Heizungsanlagen
  • Ausnutzung von Niedertemperaturwärme (LowEx)
  • Erhöhung der Flexibilität und Effizienz der Kältebereitstellung

Voraussetzungen:
Interesse in den Gebieten der Thermodynamik, Energiebereitstellung, Klimatechnik, Wärmeübertragung und Gebäudeenergietechnik

Ansprechperson:  Dipl.-Wi.-Ing. Laura Lehmann,

Im Rahmen dieses Themas sollen unterschiedliche Anwendungsfälle zukünftiger multikriterieller Energieversorgungssysteme untersucht werden. Dies umfasst u.A. Konzeptstudien zur zukünftigen hydraulischen Einbindung (Hydraulikschema) eines Pufferspeichers Speichers im Hinblick auf diverse Wärmeerzeugerarten (Heizstab, Wärmepumpe, Fernwärme) und die Einbindung der Verbraucher für TWE und Heizung. Ergänzt wird die Systembetrachtung um energetische sowie ökologische und ökonomische Analysen.
Die Arbeit kann theoretisch mit einer numerischen Gebäude- und Anlagensimulation (ggf. TRNSYS-TUD / Matlab-Simulink*) und/oder ggf. mit Laboruntersuchungen durchgeführt werden.
* Matlab mit Carnot-Toolbox https://de.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/68890-carnot-toolbox*

Ansprechpartner:  Dr.-Ing. P. Seidel, Dipl.-Ing. L. Schinke, Dipl.-Ing. M. Altenburger

9984_ESA Diplomarbeit.pdf

Zur Verstärkung ihres Teams sucht Sachsen Energie zum nächstmöglichen Termin am Standort Dresden Unterstützung im Rahmen einer
Abschlussarbeit zur Wärmewende
mit dem Schwerpunkt der Modellierung des Dresdner Wärmemarktes

Stellenausschreibung

In einem mittelständischen Unternehmen in der Nähe von Dresden ist eine Bestandsaufnahme und Bewertung der Energieverbräuche und Energieflüsse durchzuführen mit dem Ziel, Effizienzmaßnahmen vor allem in Hinblick auf die Wärmeversorgung und Abwärmenutzung zu erarbeiten. Auf Grundlage von Bestandsunterlagen, mit Hilfe von Ortsbegehungen und temporären Messungen sind Potenziale für die innerbetriebliche Optimierung der Wärmeströme zu quantifizieren. Kenntnisse in der Gebäudeenergietechnik oder der Wärmeversorgung wünschenswert.

Bei Interesse Kontakt: Prof.-Dr.-Ing. Clemens Felsmann,

Themen für studentische Arbeiten

Projekt-, Studien- und Diplomarbeit

Im Kontext eines Forschungsprojektes zur Energetischen Qualität von Gebäuden in Sachsen und den vor allem mit der Wärmeversorgung verbundenen CO₂-Emissionen sind in ausgewählten sächsischen Gemeinden detaillierte Betrachtungen zum Wärmeerzeugerbestand, dem aus der Beheizung resultierenden Endenergieverbrauch sowie dem Sanierungsstand von Gebäuden durchzuführen. Ortsbegehungen und Befragungen von Gebäudenutzern könnten Bestandteil der Aufgabenstellung sein ebenso wie die rechnerische Abschätzung und Modellierung empirischer Daten.
Die Aufgabe ist geeignete für Projekt-, Studien- und Diplomarbeiten (ggf. auch Kombination mit SHK-Beschäftigung möglich).
Kenntnisse in der Gebäudeenergietechnik wünschenswert.

Bei Interesse Kontakt: Prof. Dr.-Ing. Clemens Felsmann,

TH-Flyer-2021_Wir-suchen-Dich_Wi_Absolventen_DD.pdf

Es sind im Rahmen eines Forschungsprojektes fortlaufend detaillierte Messdaten von Heizungsanlagen aus Bestandsgebäuden zu analysieren und auszuwerten. Aufgabenstellungen können individuell angepasst werden (z.B. in Hinblick auf die Art und den Umfang der Auswertungen, der Methoden einschließlich KI.) Es besteht auch die Option einer modellbasierten und simulationsgestützten Untersuchung. Für die Bearbeitung werden Grundkenntnisse zum Betriebsverhalten von hydraulischen Heizungssystemen vorausgesetzt.

Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Clemens Felsmann

Die Bosch Thermotechnik GmbH freut sich auf Ihre Bewerbung!

Stellenbeschreibung

• Während Ihres Praktikums gehen Sie uns bei der Datenverarbeitung und bei Auswertung in MATLAB aktiv zur Hand.
• Des Weiteren validieren und verifizieren Sie Simulationsmodellen mit Felddaten.
• Eigenverantwortlich übernehmen Sie Recherchetätigkeiten und Machbarkeitsstudien zu Wärmepumpen und deren Komponenten.
• Nicht zuletzt stehen Sie unseren Entwicklungsteams mit themenverwandten Tätigkeiten hilfreich zur Seite.

Qualifikationen

• Ausbildung: Masterstudium im naturwissenschaftlichen Bereich wie beispielsweise Maschinenbau, Elektrotechnik oder vergleichbar, idealerweise im Masterstudium
• Persönlichkeit und Arbeitsweise: eigenständiger und zuverlässiger Mensch, der gerne mit anpackt und der es schätzt, gemeinsam mit anderen Ziele zu erreichen
• Erfahrung und Know-How: Routine im Bereich thermische Energietechnik und Heizungstechnik sowie geübt im Umgang mit CAE Simulationssoftware und in MATLAB/Simulink

Stellenausschreibung

Neue Arbeiten (16.03.2021) am ILK im Hauptbereich Angewandte Energietechnik

Im Hauptbereich Angewandte Energietechnik des Instituts für Luft- und Kältetechnik werden neuartige Lösungen für energieeffiziente und innovative Produkte und Verfahren auf den Gebieten Kälte und Wärmetechnik entwickelt. Die behandelten Themengebiete betreffen u.a. die Absorptionskältetechnik, die Flüssigeiserzeugung, -speicherung und -anwendung, komplexe Energiesysteme sowie ORCAnlagen.
In unserem Technikum und in der Industrie stehen Versuchsanlagen, die stetig optimiert und konstruktiv angepasst werden müssen. An mehreren Prüfständen werden Einzelkomponenten und Verfahren vermessen. Zusätzlich fallen fortlaufend theoretische Arbeiten wie Auswertungen, Simulationen und Auslegungen an. Bei uns können Sie sich an der Entwicklung innovativer Anlagen beteiligen, die in den nächsten Jahren auf den Markt kommen. Wenn Sie der Thermodynamik noch nicht den Krieg erklärt haben und sich freuen, nicht nach Schema F arbeiten zu müssen, wenden Sie sich gerne an uns.
Weitere Informationen und Themen finden Sie auch laufend auf unserer Homepage:
https://www.ilkdresden.de/projekt/studentische-arbeiten-in-der-angewandten-energietechnik

Für weitere Informationen stehen Ihnen die genannten Ansprechpartner zur Verfügung. Bewerbungen sind unter Angabe der Themennummer an zu richten. Bewerbungen, die nicht an diese Email-Adresse gesendet werden, löschen wir automatisch nach 14 Tagen.

Thema mit eutektischen Phasenwechselsuspensionen
Ansprechpartner M. Richter, 0351-4081-710

Themen in der Absorptionskältetechnik
Ansprechpartner L. Richter, 0351-4081-714:

Themen bei den komplexen Energiesystemen
Ansprechpartner C. Heinrich, 0351-4081-709:

Themen im Bereich der Verdichterentwicklung
Ansprechpartner M. Honke, 0351-4081-703:

Themen für Diplomarbeiten

• Apply Machine Learning Algorithm for Error Detection
• Extended CBR Energy Prediction
• Sky Camera
• Parametrization of building energy simulation models from BIM
• Generation of generic district models

Ausschreibung

Aufgabenstellung Projekt-/Studien-/Diplomarbeit
Vereinfachte Modellierung des Verhaltens heizungstechnischer Anlagen in Gebäuden
Simplified modelling of building heating systems
Zur Reduzierung des Rechenaufwandes (z.B. in Quartierssimulationen) besteht Interesse an vereinfachten, aber robusten und verlässlichen Simulationsmodellen, die für die Vorhersage des Betriebsverhaltens von Heizungsanlagen in Gebäuden genutzt werden können. Typischer Einsatzfall ist beispielsweise die Vorhersage von Rücklauftemperaturen für gegebene Heizlasten und Vorlauftemperaturen. Besondere Herausforderungen ergeben sich bei Einbeziehung der Trinkwassererwärmung, Zuluftkonditionierung sowie Mischnutzung komplexer Gebäude. Im Rahmen der studentischen Arbeit sind daher folgende Fragestellungen zu bearbeiten:

• Recherche und Zusammenstellung bekannter Modelle und Berechnungsansätze für die vereinfachte Heizungsanlagensimulation
• Kurzbeschreibung der vorgegebenen Referenzobjekte hinsichtlich ihrer Nutzung und heizungstechnischen Anlagen; Aufbereitung und Analyse bereitgestellter Messdaten dieser Objekte (inkl. Plausibilisierung und ggf. Datenbereinigung) und Ableitung von Aussagen zum Betriebsregime (Fahrkurve, Zeitprogramm, Temperaturabsenkungen)
• Vergleichende Validierung verschiedener Ansätze unter Verwendung der Referenzdaten; Ergebnisse detaillierter Simulationen sind ebenfalls verfügbar
• Ausarbeitung von Anwendungsgrenzen der als bevorzugt ausgewählten Modelle / Berechnungsansätze
• Erarbeitung von Methoden zur Parametrierung bzw. automatisierten Modelladaption anhand von online-Messdaten

Betreuer: Prof. Clemens Felsmann ()

Praktikum mit der Möglichkeit zur Anfertigung einer Projekt- oder Studienarbeit
bei der Bosch Thermotechnik GmbH in Lollar
Praktikant*in Simulation von Hybridwärmeerzeugern
Ansprechpartner: Herr Christian Glueck (+49 6441 418 2340) und
Herr Daniel Neubert (+4906441 418 2029)

Es sind verschiedene Ansätze zur automatisierten Erkennung von fehlerhaftem oder verbesserungswürdigem Verhalten von haustechnischen Anlagen (bevorzugt Heizungstechnik) zusammenzustellen, programmtechnisch umzusetzen und zu erproben.

Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Clemens Felsmann

Hausstationen sind das Bindeglied zwischen dem Fernheiznetz und der Hausanlage. Anhand von Messdaten ausgewählter Hausstationen ist das Übertragungsfehler- und Betriebsverhalten zu analysieren. Es sind geeignete Ersatzschaltungen und Ersatzmodelle zu entwicklen, die geeignet sind, dieses Verhalten vorherzusagen.

Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Clemens Felsmann

Im Ergebnis eines Forschungsprojektes sind erste Ansätze zu einer optimierten AmI-Regelung von Heizung- und Klimaanlage entwickelt und getestet worden. Anstelle üblicher Raumparameter  (z.B. Raumlufttemperatur) werden Zustände im Umfeld von Personen als Regelgrößen verwendet (AmI = ambient intelligence). Es besteht die Aufgabe, diese Regelung anhand realitätsnaher Bedingungen zu testen und im Vergleich zu konventionellen Anlagenregelungen zu bewerten und weiterzuentwickeln.

Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Clemens Felsmann