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Diese Arbeit wird in Kooperation mit der N-Ergie AG angeboten (Originale Ausschreibung). Die Beschaffung und die handelsseitige Vermarktung von Strom und Erdgas sind die Hauptaufgaben der Beschaffung und Asset-Bewirtschaftung der N‑ERGIE. Dabei gilt es, die bestehenden Prozesse zu optimieren und neue Aufgaben vor dem Hintergrund der Energiewende zu gestalten.

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Ausgangssituation:

Unsere digitale Welt wird immer komplexer. Sowohl beruflich als auch privat nimmt die Digitalisierung und der Einsatz verschiedener Technologien einen immer höheren Stellenwert ein. Deshalb ist es unerlässlich, dass ein verständliches Abbild für den Menschen verfügbar ist und als Planungsgrundlage dienen kann. Ebenso ist für den Betrieb von Maschinen, Fabriken oder Wohnhäusern eine übersichtliche Kopie mit immensen Vorteilen verbunden. Hier kommt der digitale Zwilling ins Spiel. Ein digitaler Zwilling ist eine digitale Repräsentanz eines materiellen oder immateriellen Objekts aus der realen Welt in der digitalen Welt.

Aufgabenstellungen:
In dieser Arbeit (BA/PA/MA) soll die Software Eclipse Ditto mit verfügbaren Alternativen zur Erstellung und Verwaltung digitaler Zwillinge verglichen werden. Außerdem ist die Passung der Softwarelösungen zur Cloud-Infrastruktur des europäischen Projektes GAIA-X und dessen Architekturansatz des Sovereign Cloud Stack zu prüfen. Ein umfassender Überblick über die Einsatzmöglichkeiten und eine Bewertung der Softwarepassung auf die Bedürfnisse der Wohnungswirtschaft runden diese Arbeit ab.

Weitere Informationen erhalten Sie auf Anfrage, der Arbeitsumfang kann entsprechend der Arbeit angepasst werden und die Bearbeitung weitestgehend im Home-Office stattfinden.

Die Simulation von Prozessen stellt ein mächtiges Werkzeug dar, um künftige Zustände zu prognostizieren und zu beurteilen. Aber auch das Verhalten im Falle unvorhergesehener Vorkomnisse kann abgeschätzt werden. Darauf aufbauend können Maßnahmen entwickelt werden, um suboptimale Entwicklungen zu antizipieren und die Prozesse dadurch zu optimieren.

Um Simulation adäquat einsetzen zu können, ist eine möglichst treffende Modellierung der realen Situation erforderlich. Ziel der Arbeit ist die Erstellung eines möglichst realitätsgetreuen Simulationsmodells mit Hilfe der diskreten Simulationssoftware Plant Simulation.

Folgende Arbeitsschritte sind Bestandteil der Arbeit:

• Einarbeitung in Plant Simulation, bestehende Vorarbeiten und den zu modellierenden Prozess
• Abbildung eines realen Anwendungsfalls
• Ableitung der erforderlichen Daten aus der Produktionsumgebung
• Validierung der Einzelkomponenten der Simulation und des Gesamtsystems
• Dokumentation der Ergebnisse

Anforderungen:

• Sehr gutes Deutsch in Wort und Schrift
• Grundsätzliche Erfahrung und Affinität in der Programmierung

Sie interessieren sich für das aktuelle Geschehen rund um das Thema Nachhaltigkeit? Sie fragen sich, wie Sie als MaschinenbauerIn einen Beitrag zur Erhaltung unserer Umwelt leisten können?

Dann sind Sie hier genau richtig! Hier können Sie Ihr theoretisches Wissen des Studiums nutzen, um aktuellen Diskussionen Transparenz durch eine wissenschaftliche Basis zu verschaffen!

Aufgabenstellung:

Klimaneutralität oder Nachhaltigkeit sind Schlagworte, die derzeit oft zu hören sind. In den Diskussionen wird allerdings oft schnell klar, dass unüberlegte Annahmen getroffen werden und auch die Politik nur selten Ahnung von den harten Fakten hat. Gerade in der Produktion, unserem wichtigsten wirtschaftlichen Standbein, fehlt es hinsichtlich des Umweltschutzes an transparenten Kennwerten und an der Risikobereitschaft, mit neuen Technologien alte Prozesse zu ersetzen.

Mit großer Einigkeit ihrer Mitglieder hat sich die Wissenschaftliche Gesellschaft für Produktionstechnik (WGP – www.wgp.de) zu der Thematik positioniert: Die Themen Nachhaltigkeit und Klimaschutz gehören zu den zentralen Zukunftsaufgaben der Gesellschaft und damit auch des produzierenden Gewerbes. Die WGP will mit ihren Bestrebungen für den Klimaschutz die Politik davon überzeugen, dass eine umweltgerechte Produktion nicht nur möglich, sondern auch eine große Chance für Deutschland ist.

Um diese Chancen aufzuzeigen, sollen im Rahmen mehrerer Studienarbeiten und Projektseminare an verschiedenen Universitäten in Deutschland Kurzfilme zu Produktionstechniken und deren Zusammenhang mit Nachhaltigkeit gedreht werden. Hieran beteiligt sich auch der FAPS als Mitglied der WGP, insbesondere das Technologiefeld Energieeffizienz und Umweltschutz.

Im Rahmen dieser studentischen Arbeit erstellen Sie eine umfassende Recherche zum Energieverbrauch von produktionstechnischen Anlagen und Prozessen einer bestimmten Hauptgruppe der DIN 8580. Zudem werden Sie die Kontakte unseres Instituts nutzen, um Interviews mit Experten der Produktionstechnik zu führen. Es werden vom OEM, über die Anlagenhersteller bis zum KMU Meinungen eingeholt, um aktuelle Trends abschätzen zu können. Die Erkenntnisse sollen anschließend in einem Kurzfilm von ca. 5 min dargestellt werden, um einer breiten Masse Fachwissen zum Thema Nachhaltigkeit in der Produktion bereitzustellen.

Was man dabei lernt:

Mit dieser Arbeit bekommen Sie einen Einblick in die Verfahren und Prozesse der Produktionstechnik. Durch den Umgang mit Industriepartnern im oberen Management knüpfen Sie wichtige Kontakte für das spätere Berufsleben und verbessern Ihre Fähigkeiten im Softskillbereich.

Die besten Kurzfilme dürfen zudem auf einem WGP-Kongress vorgestellt werden und werden mit Preisgeldern gekürt (1. Platz 1000€, 2. Platz 500 €, 3. Platz 250 €).

Vorkenntnisse und Voraussetzungen:

• Eine selbstständige, strukturierte Arbeitsweise ist vorausgesetzt
• Erfahrungen im Bereich der ressourcenschonenden Produktion sind wünschenswert
• Grundkenntnisse Fertigungstechnik sind wünschenswert

Bitte senden Sie Ihre vollständigen Unterlagen (inklusive Lebenslauf und aktuellem Notenspiegel sowie Angabe von Studiengang, Fachsemester und Art der gewünschten Arbeit) an julian.prass@faps.fau.de oder nutzen Sie das Anfrageformular unten.

 

Quelle Beitragsbild:  https://www.ifu.com/nachhaltige-produktion/

Quelle WGP-Logo: https://wgp.de/de/

 

Ausgangssituation:

Im Rahmen des Forschungsprojekts Cloud|E wird ein cloudbasiertes, dezentrales Energiemanagementsystem auf Basis cyber-physischer Systeme entwickelt.
Ziel des Vorhabens ist die Konzipierung, Entwicklung und prototypische Erprobung eines cloudbasierten Energiemanagementsystems als Bestandteil einer Smart-Home-Lösung zur selbstorganisierenden und sicheren Energieversorgung von Wohneinheiten im Zusammenwirken mit der Leitstelle des Energieversorgers unter Nutzung der Industrie-4.0-Paradigmen. Durch die intelligente Vernetzung einzelner Erzeuger und Verbraucher wird ein optimiertes Energiemanagement im Privathaushalt generiert. Die dabei dezentral zur Verfügung gestellten Flexibilitäten ermöglichen es einem lokalen EVU Erzeugungs- und Lastspitzen abzufangen.

Aufgabenstellungen:
Im Rahmen dieser Arbeit soll mit Hilfe geeigneter Tools (z.B. Matlab/Simulink) das deutsche Stromversorgungsnetz modelliert werden. Dabei sollen alle Ebenen der Stromversorgung (Höchst-, Hoch-, Mittel- und Niederspannung) betrachtet werden. Darüber hinaus soll der Einfluss der Zunahme von dezentralen Einspeisungspunkten aufgezeigt und evaluiert werden. Welche Konsequenzen hat dies für die Netzstabilität? Welche Maßnahmen müssen ergriffen werden? Welche sind technisch und wirtschaftlich am ehesten zu realisieren? Wie kann ein intelligentes Versorgungssystem zu einer Optimierung des Netzes beitragen?

Inhaltliche Schwerpunkte:

• Stand der Technik: Das Stromversorgungsnetz in Deutschland
• Modellierung der einzelnen Spannungsebenen: Power Flow Calculations
• Betrachtung des Einflusses von dezentralen Energieerzeugungsanlagen auf das Versorgungsnetz und dessen künftige Entwicklung
• Ableitung des Handlungsbedarfs und Aufzeigen von Lösungsansätzen

Weitere Infos auf Anfrage, der Arbeitsumfang kann entsprechend der Arbeit angepasst werden.

Ausgangssituation:

Im Rahmen des Forschungsprojekts Cloud|E wird ein cloudbasiertes, dezentrales Energiemanagementsystem auf Basis cyber-physischer Systeme entwickelt.
Ziel des Vorhabens ist die Konzipierung, Entwicklung und prototypische Erprobung eines cloudbasierten Energiemanagementsystems als Bestandteil einer Smart-Home-Lösung zur selbstorganisierenden und sicheren Energieversorgung von Wohneinheiten im Zusammenwirken mit der Leitstelle des Energieversorgers unter Nutzung der Industrie-4.0-Paradigmen. Durch die intelligente Vernetzung einzelner Erzeuger und Verbraucher wird ein optimiertes Energiemanagement im Privathaushalt generiert. Die dabei dezentral zur Verfügung gestellten Flexibilitäten ermöglichen es einem lokalen EVU Erzeugungs- und Lastspitzen abzufangen.

Aufgabenstellungen:
Im Rahmen dieser Arbeit sollen aktuelle Stromtarifmodelle evaluiert werden. Daraus sollen neue Tarife abgeleitet werden, die einen breiten Einsatz eines oben beschriebenen Systems ermöglichen. Schwerpunkt soll dabei auf Anreizfaktoren liegen, die es für Nutzer lukrativ macht, ein solches System zu verwenden und einen Teil ihrer energetischen Flexibilität zur Verfügung zu stellen. Außerdem soll betrachtet werden, wie weit ein dezentrales Energiemanagementsystem auf ein privates Smart Home Energiesystem zugreifen kann, bis es Auswirkungen auf die Nutzerakzeptanz des Endkunden hat.

Inhaltliche Schwerpunkte:

• Evaluation aktueller Stromtarifmodelle
• Ableitung von Handlungsbedarf bei der Ausarbeitung neuer Tarifmodelle zur Ermöglichung dezentraler Energiemanagementsysteme
• Erstellung von Use-Cases
• Bewertung der Uses-Cases anhand der Nutzerakzeptanz

Weitere Infos auf Anfrage, der Arbeitsumfang kann entsprechend der Arbeit angepasst werden.

Ausgangssituation:

Im Rahmen des Forschungsprojekts Cloud|E wird ein cloudbasiertes, dezentrales Energiemanagementsystem auf Basis cyber-physischer Systeme entwickelt.
Ziel des Vorhabens ist die Konzipierung, Entwicklung und prototypische Erprobung eines cloudbasierten Energiemanagementsystems als Bestandteil einer Smart-Home-Lösung zur selbstorganisierenden und sicheren Energieversorgung von Wohneinheiten im Zusammenwirken mit der Leitstelle des Energieversorgers unter Nutzung der Industrie-4.0-Paradigmen. Durch die intelligente Vernetzung einzelner Erzeuger und Verbraucher wird ein optimiertes Energiemanagement im Privathaushalt generiert. Die dabei dezentral zur Verfügung gestellten Flexibilitäten ermöglichen es einem lokalen EVU Erzeugungs- und Lastspitzen abzufangen.

Aufgabenstellungen:
Im Rahmen dieser Arbeit soll eine fundierte Analyse des aktuellen Zustandes des Stromnetzes in Deutschland durchgeführt werden. Schwerpunkt liegt dabei auf der Bewertung der Gewährleistung von Netzstabilität und Frequenzhaltung. Aktuelle Trends wie Digitalisierung hin zum Smart Grid gilt es dabei zu berücksichtigen. Aufbau und Anbindung an das europaweite Stromnetz sollen betrachtet werden und Unterschiede aufgezeigt werden.

Inhaltliche Schwerpunkte:

• Stand der Technik: Aufbau des deutschen Netzes und Vergleich mit den Stromnetzen von Nachbarstaaten
• Betrachtung der Einteilung des Netzes sowie von Übertragungs- und Transformationsstellen
• Bewertung von aktuell im Netz vorhandenen Messstellen und deren Grad der Digitalisierung
• Evaluierung der Eingriffsmöglichkeiten zur Netzstabilisierung (z.B. Eismann oder Redispatch) und deren Konsequenzen

Weitere Infos auf Anfrage, der Arbeitsumfang kann entsprechend der Arbeit angepasst werden.

Ausgangssituation:

Bereits 2010 lebten 50 Prozent der Weltbevölkerung in Städten, bis zum Jahr 2050 wird eine Zunahme auf 70 Prozent erwartet. Schon heute verbrauchen Städte rund 70 Prozent aller Ressourcen und sind für mehr als 75 Prozent aller CO2-Emissionen verantwortlich. Umso wichtiger ist eine intelligente Energieversorgung der urbanen Infrastruktur, um einen effizienten und nachhaltigen Ressourcenverbrauch sicherzustellen. Eine Möglichkeit den Strom innerstädtisch smart zu verteilen ist es abhängig von der Netztopologie lokale Marktplätze für Strom zu schaffen, die sowohl für ein stabiles Netz als auch eine günstige Bereitstellung von Strom sorgen.

Aufgabenstellungen:
Im Rahmen dieser Arbeit soll ein lokaler Energiemarkt auf der Netzebene der Niederspannung modellbasiert simuliert werden. Dabei sollen sowohl physikalische Rahmenbedingungen, wie Spannungs- und Frequenzhaltung, als auch ein lokales Marktdesign abgebildet werden. Dafür sind die Möglichkeiten der Marktorganisation im lokalen Energiemarkt sowie die Ansätze zur Modellierung elektrischer Versorgungsnetze zu recherchieren und im Modell zu implementieren. Auf Basis der Simulation von zeitabhängigen Betriebszuständen soll die Machbarkeit der Errichtung eines lokalen Energiemarktes untersucht und bewertet werden.

Inhaltliche Schwerpunkte:

• Ermitteln des Stands der Technik: Ansätze zur Modellierung von elektrischen Versorgungsnetzen
• Recherche von Marktdesigns für lokale Energiemärkte
• Programmierung eines beispielhaften lokalen Stromnetzes mit angeschlossenen Verbrauchern, Speichern und Erzeugern
• Erstellung einer modellbasierten Simulation von Netzzuständen auf Basis der Allokationen im lokalen Energiemarkt
• Kritische Bewertung der Modellergebnisse und Ableitung der Machbarkeit sowie Netzfreundlichkeit des lokalen Energiemarktes

Weitere Infos auf Anfrage, der Arbeitsumfang kann entsprechend der Arbeit angepasst werden.