Das Solar-Institut Jülich der FH Aachen bietet eine Projekt-/ Bachelor- oder Masterarbeit an:

Planung und Umsetzung eines austauschbaren Systemwandaufbaus als Versuchsstand für die automatische Erstellung von Musterradargrammen.

Hintergrund |

Ältere Gebäude aus dem Bestand des 20. Jahrhunderts und davor befinden sich teilweise in einem schlechten Zustand. Aufgrund der Energiewende ist es sinnvoll geworden, Immobilien zu sanieren, um vor allem den energetischen Aufwand der Klimatisierung der Gebäude zu verringern. Im Zuge der Sanierung muss der aktuelle Zustand der Kernsubstanz aufgenommen werden, um das Gebäude optimal mit neuer Dämmung zu versehen und Wärmebrücken möglichst zu beseitigen.

Aufgabe |

Zur vereinfachten Aufnahme des Gebäudebestands soll die Gebäudesubstanz in Zukunft mithilfe einer KI automatisiert erfasst und in ein 3D-Modell eingespeist werden. Vor allem die zusätzliche Erfassung der verbauten Materialien bedarf einer ausführlichen Datenbank und zuvor ausgewertete sowie übersetzte Radargramme.

Im Rahmen der Projekt-/ Bachelor- / Masterarbeit soll herausgearbeitet werden, wie genau Radargramme aufgebaut sind und wie sich daraus ein Versuchsstand ableiten lässt, um vorbereitende Muster-Scans für eine Datenbank oder KI zu erstellen. Hierfür müssen im Vorfeld Testradargramme aufgenommen, analysiert und verbessert werden. Auf Basis dieser Grundlagen soll ein Versuchsstand geplant und umgesetzt werden, um Musterradargramme zu erstellen. Darüber hinaus ist zu ermitteln, wie eine Schnittstelle zwischen Technik und BIM aussehen könnte und wie eine unterstützende Datenbank dabei helfen und praktisch aussehen könnte.

Im Detail sind für die Arbeit die folgenden Schritte herauszuarbeiten:

• Beschreibung der Möglichkeiten zur Aufnahme von Material bzw. Stoffdaten mit zerstörungsfreien Prüfmethoden. Beschreibung des Aufbaus eines Radargramms. Im Detail soll herausgearbeitet werden, wie ein Radargramm aufgebaut ist und woran zu erkennen ist, welche Materialien aufgenommen wurden.
• Erstellung von Radargrammen mithilfe von Radarmesstechnik und dessen Analyse sowie Beschreibung einer Optimierung der Messmethode für zukünftige Aufnahmen.
• Planung und Umsetzung eines austauschbaren Systemwandaufbaus als Versuchsstand zur automatischen Erstellung von Radargrammen mit Blick auf Vor- und Nachteile von Radargrammen.
• Beschreibung der Anwendbarkeit von Radarmesstechnik im Vergleich von Versuchsständen zu Schichtaufbauten oder Wänden im Bestand.
• Ausarbeitung weiterer alternativer Versuchsaufbauten.
• Ausarbeitung und Interpretation, wie eine Datenbank oder KI optimal aussehen sollte, um automatisiert alle Material- und Stoffdaten nach Scannen digital zu erfassen.
• Aufzeigen der Möglichkeit der Einbindung der digital erstellten Daten in BIM-Modelle.

Anforderungen |

Hohes Interesse und Kenntnisse in den Bereichen Simulation, Radartechnik und Informatik werden vorausgesetzt. Methodische Sorgfalt und genaue Dokumentation sind unerlässlich. Grundlegende Kenntnisse in Bauingenieurwesen/Elektrotechnik und Informatik z.B. mit 3D-Simulation und Python sind von Vorteil.

Angebot |

• Flexible Arbeitszeiten,
• Angenehmes Arbeitsklima,
• Möglichkeit von Praxissemestern o. Diplomarbeiten

Ansprechpartner |

Dr. Joachim Göttsche | Raum N101 | Tel: 0241-6009-53522 | E-Mail: goettsche(at)sij.fh-aachen.de

Sriram Badri, M. Sc. | Raum N114 | Tel: 0241-6009-53556 | E-Mail: badri(at)sij.fh-aachen.de

Das Solar-Institut Jülich der FH Aachen bietet eine Projekt-/ Bachelor- oder Masterarbeit an:

Konzeptionierung und Planung eines austauschbaren Systemwandaufbaus als Versuchsstand zur Erstellung von Radargrammen für eine automatisierte BIM-Gebäudemodellerfassung.

Hintergrund |

Ältere Gebäude aus dem Bestand des 20. Jahrhunderts und davor befinden sich teilweise in einem schlechten Zustand. Aufgrund der Energiewende ist es sinnvoll geworden, Immobilien zu sanieren, um vor allem den energetischen Aufwand der Klimatisierung der Gebäude zu verringern. Im Zuge der Sanierung muss der aktuelle Zustand der Kernsubstanz aufgenommen werden, um das Gebäude optimal mit neuer Dämmung zu versehen und Wärmebrücken möglichst zu beseitigen.

Aufgabe |

Zur vereinfachten Aufnahme des Gebäudebestands soll die Gebäudesubstanz in Zukunft mithilfe einer KI automatisiert erfasst und in ein 3D-Modell eingespeist werden. Vor allem die zusätzliche Erfassung der verbauten Materialien bedarf einer ausführlichen Datenbank und zuvor ausgewertete sowie übersetzte Radargramme.

Im Rahmen der Projekt-/ Bachelor- /Masterarbeit soll ein austauschbarer Systemwandaufbau als Versuchsstand geplant und konzeptioniert werden. Weitere alternative Möglichkeiten sollen diskutiert werden. Hierfür sind vor allem die Vor- und Nachteile von zerstörungsfreien Prüfmethoden herauszuarbeiten, sodass die Aufnahmen oder Scans möglichst als Muster für eine Datenbank eingepflegt und später mit anderen Aufbauten in der Realität abgeglichen werden können.

Im Detail sind für die Arbeit die folgenden Schritte herauszuarbeiten:

• Beschreibung der Möglichkeiten zur Aufnahme von Material bzw. Stoffdaten mit zerstörungsfreien Prüfmethoden.
• Beschreibung des Stands der Technik oder Stand des Wissens einer möglichen Kopplung zwischen Radarmessgeräten und BIM-Modellen.
• Berechnung und Diskussion der Kosten und Zeitersparnis eines vorbereitenden BIM-Modells im Vergleich zur Beauftragung der Bestandsaufnahme durch Spezialisten mit Vergleich und in Bezugnahme anderer Prüfmethoden.
• Konzeptionierung eines austauschbaren Systemwandaufbaus als Versuchsstand zur automatisierten Erstellung von Radargrammen.
• Vergleich und Diskussion, inwieweit andere alternative Systemwandaufbauten möglich und sinnvoll sind.
• Konzeptionierung einer möglichen Datenbank oder KI zur automatisierten Aufnahme von gebäuderelevanten Daten hinsichtlich aus den Systemwandaufbauten entstehenden Musterradargrammen.
• Interpretation wie eine Datenbank und KI bestmöglich aussehen muss, um im Labor hergestellte Systemwandaufbauten mit der Realität möglichst genau abzubilden.

Anforderungen |

Hohes Interesse und Kenntnisse in den Bereichen Simulation, Radartechnik und Informatik werden vorausgesetzt. Methodische Sorgfalt und genaue Dokumentation sind unerlässlich. Grundlegende Kenntnisse in Bauingenieurwesen/Elektrotechnik und Informatik z.B. mit 3D-Simulation und Python sind von Vorteil.

Angebot |

• Flexible Arbeitszeiten,
• Angenehmes Arbeitsklima,
• Möglichkeit von Praxissemestern o. Diplomarbeiten

Ansprechpartner |

Dr. Joachim Göttsche | Raum N101 | Tel: 0241-6009-53522 | E-Mail: goettsche(at)sij.fh-aachen.de

Sriram Badri, M. Sc. | Raum N114 | Tel: 0241-6009-53556 | E-Mail: badri(at)sij.fh-aachen.de

Das Solar-Institut Jülich der FH Aachen bietet eine Projekt-/ Bachelor- oder Masterarbeit an:

Bilanzierung des Ressourcen- und Energieaufwands einer vollständigen Kernsanierung eines fiktiven Gebäudes aus den Jahren vor 1950 im Vergleich des vollständigen Abrisses und Neubaus des gleichen Gebäudes in KfW 40 plus Standard.

Hintergrund |

Seit der Energiewende wird immer wieder die Frage aufgeworfen, wie die durch anthropogene Einwirkungen erzeugte Beschleunigung des Klimawandels verlangsamt oder gestoppt werden kann. Der Immobilienmarkt ist durch das stetig steigende Bevölkerungswachstum geprägt, weshalb Immobilien in Summe ungefähr 40% des CO2-Ausstoßes weltweit ausmachen. Hierin sind graue Energien mit einbezogen, die Ressourcenbeschaffung, der Gebäudebau und auch die Bewirtschaftung. Vor allem alte Gebäude im Bestand benötigen primär aufgrund der Dämmung, welche nicht mehr Stand der Technik ist, einen stark erhöhten Energiebedarf zur Klimatisierung.

Aufgabe |

Im Rahmen dieser Arbeit soll untersucht werden, ob die KfW-Standards dem Stand der Energiewende entsprechen. Vor allem soll mithilfe von Bilanzierungen aufgezeigt werden, inwieweit eine vollständige Sanierung eines fiktiven Gebäudes aus den Jahren vor 1950 sinnvoller ist als der Abriss und Neubau des gleichen Gebäudes. Der Ressourcen- und Energieaufwand im Sinne der Energiewende soll aufgezeigt werden. Hierzu soll als dritte Option auch betrachtet werden, wie viel nachhaltiger der Neubau mit dem Einsatz von 50 % der Materialien aus dem Altbau ist. Der Maßstab der fiktiven Bauvorhaben soll im KfW 40 plus Standard ausgeführt werden.

Im Detail sind für die Arbeit die folgenden Schritte herauszuarbeiten:

• Beschreibung der notwendigen Grundlagen für eine ressourcen- und energiesparendere Bauausführung aus Stand des Wissens und Technik. Im Detail betrifft dies die Ziele des Klimaabkommens, der Energiewende und der KfW-Standards sowie der Passiv- und Aktivhäuser.
• Konzeptionierung einer Möglichkeit zur Bilanzierung oder Gewichtung der fiktiven Bauvorhaben mit Hinblick auf die recherchierten Grundlagen.
• Festlegung der zu untersuchenden Parameter für die Bilanzierung der fiktiven Bauvorhaben.
• Erstellung der fiktiven Bauvorhaben im groben Detail.
• Vergleich der Bauvorhaben in Hinblick auf das zuvor erstellte Bilanzierungskonzept.
• Ableiten einer Aussage, inwieweit welche der Bauvorhaben bevorzugt, gewählt werden sollte und ob aktuelle Regeln, Begriffe und Standards noch aktuell sind.

Anforderungen |

Hohes Interesse und Kenntnisse in den Bereichen Simulation, Radartechnik und Informatik werden vorausgesetzt. Methodische Sorgfalt und genaue Dokumentation sind unerlässlich. Grundlegende Kenntnisse in Bauingenieurwesen/Elektrotechnik und Informatik z.B. mit 3D-Simulation und Python sind von Vorteil.

Angebot |

• Flexible Arbeitszeiten,
• Angenehmes Arbeitsklima,
• Möglichkeit von Praxissemestern o. Diplomarbeiten

Ansprechpartner |

Dr. Joachim Göttsche | Raum N101 | Tel: 0241-6009-53522 | E-Mail: goettsche(at)sij.fh-aachen.de

Hintergrund |

Solarthermische Kraftwerke bieten schon heute dank thermischer Speicher eine zuverlässige Stromproduktion, die unabhängig von der momentanen Sonneneinstrahlung ist. Damit diese nachhaltigen Technologien noch besser mit der fossilen Stromerzeugung konkurrieren können, erforscht und entwickelt das Solar-Institut Jülich gemeinsam mit Industriepartnern Möglichkeiten die Effizienz zu steigern bei gleichzeitiger Kostenreduktion.

Aufgabe |

• Recherche zum Stand der Technik bei der Regelung von flüssigsalzbasierten Turmkraftwerken
• Analyse und Bewertung der bestehenden Konzepte ggf. Anpassung und Weiterentwicklung im Hinblick auf die besonderen Erfordernisse eines STERN-Receivers
• Implementierung in ein bestehendes dyn. Simulationsmodell in Dymola/Modelica und Test des Konzeptes
• Auslegung und Optimierung der Reglerparameter anhand von Testsimulationen

Anforderungen |

• Sehr gute Kenntnisse in Thermodynamik und Regelungstechnik
• Selbständige, strukturierte und Zielorientierte Arbeitsweise
• Sehr gute analytische Fähigkeiten, Kreativität und Selbstorganisation
• Studium in Energietechnik, Maschinenbau, Wirtschaftsingenieurwesen, Physik o.Ä.
• Professioneller Umgang mit MS-Office Anwendungen
• Erfahrung in der Simulation von energietechnischen Systemen vorteilhaft
• Grundkenntnisse der Solartechnik und Energiewirtschaft vorteilhaft

Angebot |

• Unterstützung bei der erfolgreichen Durchführung der Abschlussarbeit am Solar-Institut Jülich
• Möglichkeiten sich aktiv mit eigenen Ideen in aktuelle Forschungsthemen einzubringen

Bewerbung |

Bitte reichen Sie folgende Dokumente in einem einzelnen PDF-Dokument ein: max. 1-seitiges Anschreiben, max. 2-seitiger tabellarischer Lebenslauf und aktuellen Notenspiegel des Bachelorstudiums.

Ansprechpartner |

Jonas Schulte
Tel: 0241-6009-53502
E-Mail: j.schulte(at)sij.fh-aachen.de

Motivation |

Das SIJ forscht an einem vielversprechenden thermischen Schüttgutspeicher für die Integration in Solarturmkraftwerke. Zur Beladung des Schüttguts wird dabei ein Direktkontakt-Wärmeübertrager mit Hilfe von Simulationen optimiert. Durch diesen Kontakt der zwei physikalisch verschiedenen Phasen sind die Simulationen besonders komplex und kommerzielle Solver haben bis dato keine zufriedenstellenden Ergebnisse geliefert. Der Open-Source-Code OpenLB, der speziell auf diese Kopplung hin optimiert wurde, soll im Rahmen dieser Thesis auf seine Eignung überprüft werden. Ein möglicher Anwendungsfall ist die Simulation der Wechselwirkungen von Schüttgut und Luft an einer Filterwand. Generell stellt die komplexe theoretische Auslegung dieser Thesis eine umfassende Vertiefung in die Strömungssimulation dar und ist damit ein geeignetes Sprungbrett in die Arbeitswelt. Weiter sind diese Kenntnisse auch in anderen Feldern wie z.B. in Reaktionsprozessen, der Beschichtung oder der Virusausbreitung anwendbar. Weitere Informationen zum Projekt erhältst du online (Link) oder gerne in einem persönlichen Gespräch.

Voraussetzungen |

Student eines technischen/naturwissenschaftlichen Studiengangs mit Vertiefung in Strömungsmechanik und Affinität zu Mathematik, Physik und Informatik. Bereitschaft sich in komplexe Sachverhalte einzuarbeiten. Teamfähigkeit.

Deine Aufgaben |

• Installation und Aufbau der gekoppelten Simulation auf Linux
• Ermittlung eines geeigneten Simulationsmodells
• Auswertung mit Betrachtung der Fehler und der Parallelisierbarkeit.

Wir bieten |

• Motivierte, freundliche und kompetente Kolleg:innen.
• Eigener Linux-Simu-PC, Arbeitsplatz und Remoteverbindung

Bewirb dich und unterstütze die Energiewende

mit aussagekräftiger Bewerbungen als einzelne PDF mit Anschreiben, Lebenslauf, Notenspiegel und Arbeitszeugnissen an Stephan Skoda.

Ansprechpartner |

Stephan Skoda, M. Sc.
Tel: 0241-6009-53512
E-Mail: skoda(at)sij.fh-aachen.de

Hintergrundinformationen |

Viele industrielle Prozesse benötigen Wasserdampf (Sattdampf) im Temperaturbe-reich zwischen 150° C und 250 °C (5 – 50 bar) als hocheffektive Wärmequelle. Dieser wird derzeit in der Regel durch das Verbrennen fossiler Energieträger er-zeugt. Im Rahmen der Dekarbonisierung sollen thermodynamische Studien zur möglichst effizienten Dampferzeugung mittels Wärme-Kraft-Maschinen durchge-führt werden, wobei die Dampferzeugung bei möglichst niedrigen Temperaturen er-folgen kann und der Dampf anschließend per Kompression in den gewünschten Zu-stand gebracht wird.

Unsere Erwartungen |

• Sehr gute Thermodynamik-Kenntnisse
• Kenntnisse im Umgang mit thermodynamischen Software-Tools wünschens-wert
• Kenntnisse in der Energie- / Wärmeprozess- und solarthermischen Technik
• Teamorientiertes und eigenständiges Arbeiten und hohes Engagement

Das SIJ bietet |

• Eine Mitarbeit in einem spannenden, wissenschaftlich hoch aktuellen Projekt in einem internationalen, interdisziplinären Team
• Erweiterung Ihrer Kenntnisse in den genannten Arbeitsfeldern

Ihr Profil |

Sie studieren Master „Energy Systems“, „Energiewirtschaft und Informatik“ oder einen vergleichbaren Studiengang und haben bisher gute Studienergebnisse erzielt. Erste Pra-xiserfahrungen – idealerweise im Bereich Thermodynamik haben Sie bereits gesammelt. Sie bringen nicht nur Interesse für die Simulation und Konstruktion mit, sondern be-geistern sich auch für den Ausbau und die Forschung im Bereich Erneuerbare Energien? Dann bewerben Sie sich bei uns!

Beginn |

sofort

Wir freuen uns auf Ihre Bewerbung!

Ansprechpartner |

Dr. rer. nat. J. Göttsche 
Tel: 0241-6009-53525
E-Mail: goettsche(at)sij.fh-aachen.de