Bachelor- / Masterarbeit: Konstruktion eines Prüfstands für Gezeitenenergieanlagen mittels Topologieoptimierung

Der Chair for Wind Power Drives erforscht neben dem Verhalten von Antriebssystemen in Windenergieanlagen auch das Verhalten von Gezeitenenergieanlagen. Forschungsziele sind die Steigerung von Verfügbarkeit und Robustheit der Gezeitenenergieanlagen sowie die Senkung der Stromgestehungskosten. Hierzu werden Software-Entwicklungswerkzeuge und moderne Systemprüfstände im Verbund eingesetzt.

Gezeitenenergieanlagen befinden sich noch in der Prototypenphase und die Kenntnis über Komponentenschäden und resultierende Ausfälle ist entsprechend gering. Am CWD wird daher ein simulationsbasierter digitaler Zwilling entwickelt, mit dem der Zustand der Triebstrangkomponenten überwacht werden kann. Parallel dazu werden Prüfstandversuche durchgeführt, um die Robustheit der Anlage zu verifizieren und den digitalen Zwilling zu validieren. Ein elementarer Schritt zur Erstellung des digitalen Zwillings und zur Vorauslegung des Systemprüfstands ist die Erstellung eines Mehrkörpersimulationsmodells (MKS-Modell) der Gezeitenenergieanlage.

Im Rahmen dieser Arbeit wird die Anbindung der Anlage an den 4-MW-Prüfstand des CWDs durch Topologieoptimierung gestaltet. Im Anschluss erfolgt ein Vergleich der berechneten Lasten der Komponenten auf dem Prüfstand mit den tatsächlichen Lasten im Feld. Dadurch wird untersucht, wie realistisch die durchgeführten Tests sind und welche Erkenntnisse daraus für zukünftige Tests gewonnen werden können.

Aufgaben:

• Topologieoptimierung der Prüfstandsanbindung mittels Finite-Elemente-Simulation
• Konstruktive Umsetzung der Ergebnisse der Topologieoptimierung
• Vergleich der optimierten Prüfstandsanbindung mit der realen Anlage und weiteren bereits existierenden Konzepten

Voraussetzung:

• Methodische und strukturierte Arbeitsweise
• Gutes mechanisches Verständnis
• Vorerfahrung im Umgang mit FE-Modellen wünschenswert, aber nicht zwingend erforderlich
• Programmiererfahrung wünschenswert, aber nicht zwingend notwendig
• Motivation und Interesse an einer praxisnahen & methodischen Arbeit im Bereich von Gezeitenenergieanlagen, Simulation und Programmierung

Wir bieten:

• Wissenschaftliches Arbeiten in einem hoch motivierten, interdisziplinären Team
• Angenehmes Arbeitsklima und intensive Betreuung
• Eigenverantwortliches Arbeiten und flexible Arbeitszeiten
• Sofortiger Beginn oder nach Absprache
• Mitarbeit hin zu einer klimaneutralen Zukunft
• Möglichkeit zur anschließenden Tätigkeit als studentische Hilfskraft

Auf deine aussagekräftige Bewerbung per E-Mail freut sich:

Tobias Bauer, M. Sc. RWTH
Chair for Wind Power Drives

Campus-Boulevard 61, 52074 Aachen
tobias.bauer@cwd.rwth-aachen.de