Student:in Erstellung einer Masterarbeit (m/w/d)

Aufgaben:

Vorhandene bzw. geplante Erzeugungs- und Flexibilitätsoptionen sind Dach- und Freiflächen- Photovoltaik, BHKW, Wärmepumpen, Batteriespeicher, ggf. Windkraft- oder Bioenergieanteile. Ziel des VK ist es, den Eigenverbrauch und den Autarkiegrad der Liegenschaften zu erhöhen, Netzbezugskosten zu senken und perspektivisch eine Teilnahme an der Direktvermarktung bzw. am Regelenergiemarkt vorzubereiten. Die Masterarbeit soll ein technisch tragfähiges Konzept für ein virtuelles Kraftwerk über die kommunalen Liegenschaften des Stadtentwicklungsbetriebs Erftstadt entwickeln, simulativ bewerten und in eine konkrete, umsetzbare Handlungsempfehlung überführen. Der Schwerpunkt liegt auf der technischen Auslegung, der Steuerungs- und Kommunikationsarchitektur sowie der energetischen Bilanzierung. Grundlagen und Stand der Technik - Definition und Funktionsweise virtueller Kraftwerke, Marktrollen (Aggregator, Bilanzkreis), Anforderungen aus Direktvermarktung und Regelleistung, relevanter regulatorischer Rahmen (EEG, EnWG, Mess- und Zählkonzept, Smart-Meter-Gateway). Bestandsaufnahme und Datenerhebung - Erfassung der Liegenschaften, Auswertung vorhandener Lastgänge (Strom), Inventarisierung bestehender und planbarer Erzeuger, Speicher und steuerbarer Lasten sowie der jeweiligen Netzanschluss- und Zählsituation. Erzeugungs- und Lastprognose - Aufbau bzw. Auswahl geeigneter Prognoseverfahren für PVErzeugung und Lastverhalten der Liegenschaften als Grundlage für die Einsatzplanung. Konzeption der System- und Steuerungsarchitektur - Entwurf der Leittechnik- und Kommunikationsstruktur (z. B. Modbus, IEC 60870-5-104, EEBus, OpenADR), Bewertung einer zentralen vs. dezentralen Steuerung, Prüfung von Open-Source-Ansätzen. Dimensionierung und Sektorkopplung - Auslegung von Speichern und steuerbaren Erzeugern, Einbindung von Batteriespeichern Modellierung und Simulation - Aufbau eines Energiesystemmodells, Simulation des VK-Betriebs, Ermittlung von Eigenverbrauchsquote, Autarkiegrad und Netzbezugsreduktion für repräsentative Szenarien. Wirtschaftliche Einordnung - überschlägige Betrachtung von Investitions- und Betriebskosten, Amortisation und einschlägigen Fördermöglichkeiten (ergänzend zum technischen Schwerpunkt mit Hilfestellung für die spezifischen Investitionskosten). Bewertung, Handlungsempfehlung und Übertragbarkeit - Zusammenführung der Ergebnisse, Ableitung eines Umsetzungsvorschlags für Erftstadt und Einordnung der Übertragbarkeit auf weitere kommunale Liegenschaften. Schriftliche Ausarbeitung gemäß Prüfungsordnung der betreuenden Hochschule. Dimensioniertes Anlagen- und Steuerungskonzept inkl. Architekturskizze. Möglichst lauffähiges Simulationsmodell mit dokumentierten Annahmen und Eingangsdaten. Kennzahlen je Szenario (Eigenverbrauch, Autarkiegrad, Netzbezugsreduktion). Konkrete Handlungsempfehlung und Abschlusspräsentation.

Qualifikation:

Studiengang: Elektrotechnik, Energietechnik, Erneuerbare Energien, Wirtschaftsingenieurwesen. Kenntnisse in Energiesystemtechnik und elektrischer Energieversorgung. Erfahrung in Simulation/Programmierung wünschenswert. Selbstständige, strukturierte Arbeitsweise und Bereitschaft zur Präsenz vor Ort in Erftstadt.

Wir bieten:

Fachliche Betreuung der Masterarbeit Bereitstellung relevanter Lastgänge, Anlagendaten und Ansprechpartner durch den Stadtentwicklungsbetrieb Erftstadt- Anstalt des öffentlichen Rechts Vergütung: 800 EUR brutto/ Monat

Über Uns:

Der Stadtentwicklungsbetrieb Erftstadt - Anstalt des öffentlichen Rechts - (SEB) wurde als selbstständiges Unternehmen der Stadt Erftstadt zum 01.01.2024 gegründet. Als kommunales Unternehmen ist der SEB mit vielfältigen Entwicklungsaufgaben städtischer Liegenschaften betraut. Der SEB übernimmt für die Stadt Erftstadt die Projektentwicklung einschließlich Planung, Erschließung, Vermarktung und bedarfsweise auch den Hochbau. Darüber hinaus werden Projekte im Bereich der Erneuerbaren Energien initiiert und umgesetzt.