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Ausschreibender Bereich: IEK-3 - Techno-ökonomische Systemanalyse
Kennziffer: 2021M-033, (Wirtschafts-)Ingenieurwesen, Informatik, Mathematik

Masterarbeit: Konzeptionierung und Implementierung eines Wasserstoff-Netzwerk-Modell-Frameworks

Hintergrund
Das Institut für techno-ökonomische Systemanalyse (IEK-3) des Forschungszentrums Jülich unterstützt mit seinen Modellen und Analysen Entscheidungsträger aus Wissenschaft, Politik und Wirtschaft dabei, die Treibhausgasemissionen des Energiesystems zu reduzieren.

Inhalt
Wasserstoff kann als ein Schlüssel zur Kopplung der Energiesektoren Verkehr, Strom und Wärme wesentlich zur Erreichung der (inter-)nationalen Klimaziele beitragen. Wasserstoffnetzwerke können dabei helfen, den Wasserstoff kosten-effizient zu transportieren und die Differenzen zwischen Produktion und Nachfrage zu puffern. Die Netzwerke können zum Teil aus umgestellten Erdgas-Pipelines und zum Teil aus neuen Wasserstoff-Pipelines bestehen. Bereits früh in der Konzeptualisierung solcher H2-Netze besteht Bedarf, mögliche Alternativen gegen einander zu prüfen und Engpässe zu erkennen und die Netzwerke nachhaltig und kosteneffizient zu entwickeln. Simulation und Optimierung sind daher essentielle Werkzeuge zur Analyse und Bewertung. Das Ziel dieser Arbeit ist, aufbauend auf einer bestehenden Datenstruktur, ein Framework in Python zu entwickeln aus dem sich unterschiedlichste Simulations- und Optimierungsmodelle ableiten lassen. Dabei soll das Framework der Objektorientierung folgen. Hierbei kann auf bestehenden Erfahrungen und Entwicklungen aufgebaut werden.

Aufgabenbeschreibung

  • Literaturrecherche zu Gasnetzwerkmodellen, -frameworks und „Design Patterns“ die sich für derartige Frameworks anbieten
  • Erstellung eines UML-Diagramms der Framework-Klassen und Interfaces, sowie eines Programmfluss-Konzeptes
  • Implementierung des Konzeptes in Python
  • Anwendung des Frameworks zur Entwicklung eines einfachen Energieflussmodells
  • Ggf. Konzeptualisierung einer Visualisierung der Daten des Frameworks

Anforderungen

  • Studium des (Wirtschafts-)Ingenieurwesens, der Informatik, der Mathematik oder eines vergleichbaren Studiengangs
  • Vorkenntnisse in objektorientierter Programmierung (OOP) und Python werden vorausgesetzt
  • Interesse an Softwareentwicklung und energietechnischen und energiewirtschaftlichen Fragestellungen
  • Selbstständige und analytische Arbeitsweise

Unser Angebot

  • Eine vielseitige, hochmotivierte Arbeitsgruppe internationaler Prägung innerhalb einer der größten Forschungseinrichtungen in Europa
  • Eine hervorragende wissenschaftliche und technische Infrastruktur
  • Die Möglichkeit der aktiven Mitgestaltung des Energiesystems der Zukunft
  • Intensive Betreuung der Arbeit im Home-Office und in Abhängigkeit von den Rahmenbedingungen auch vor Ort

Ansprechpartner
Tobias Triesch (M.Sc. Verfahrenstechnik RWTH/M.Sc. Chemical Engineering RWTH)
Institut für Energie-und Klimaforschung 3 (IEK-3): Technoökonomische Systemanalyse
Forschungszentrum Jülich GmbH
52425 Jülich

E-Mail: t.triesch@fz-juelich.de
Internet: https://www.fz-juelich.de/iek/iek-3