PhD Position - Control System for the Climate-Neutral Operation of the Einstein Telescope's Com[...]

Am Institut für Klima- und Energiesysteme - Energiesystemtechnik (ICE-1) entwickeln wir fortschrittliche Modelle, Algorithmen und Steuerungslösungen zur Simulation, Optimierung und zum Betrieb zukünftiger integrierter Energiesysteme. Wir befassen uns mit den Herausforderungen, die sich aus der zunehmenden Integration erneuerbarer Energien, Sektor-Kopplung, Dezentralisierung und wachsender Komplexität der Energieinfrastruktur ergeben.

Die Abteilung Steuerungslösungen entwickelt Methoden und Algorithmen zur Steuerung von Energiesystemen und deren Komponenten. Wir konzentrieren uns auf anwendungsorientierte Methoden, die in Echtzeit arbeiten können und für den Betrieb dezentraler Systeme geeignet sind. Unser Ziel ist es, den zuverlässigen, kosteneffizienten, resilienten und nachhaltigen Betrieb zukünftiger Energienetze zu ermöglichen, indem wir unser Wissen über Energiesysteme mit modernsten Entwicklungen in den Bereichen maschinelles Lernen und digitale Infrastrukturen kombinieren.

Das Einstein-Teleskop ist eine Forschungsinfrastruktur der nächsten Generation, die derzeit entwickelt wird und ein großangelegtes Rechenzentrum umfasst, dessen Energiebedarf eine einzigartige Gelegenheit bietet: die Entwicklung klimaneutraler Betriebsabläufe durch die Integration erneuerbarer Energiequellen und hybrider Speichersysteme. Im Rahmen eines EU-geförderten Forschungsprojekts arbeitet ICE-1 mit Forschungsgruppen und Unternehmen zusammen, um die Herausforderung zu bewältigen, das Rechenzentrum des Einstein-Teleskops nachhaltig und energieeffizient zu gestalten.

Das Hauptziel des Projekts besteht darin, ein innovatives, skalierbares Energiekonzept zu entwickeln und zu validieren, bei dem die Recheninfrastruktur und das Energiesystem eng gekoppelt und gemeinsam optimiert werden. Während des Projekts wird ein Prototyp im Containermaßstab realisiert, der einen voll funktionsfähigen Rechenstapel mit einem flexiblen, erneuerbaren Energiesystem kombiniert, das sowohl Batterie- als auch Wasserstoffspeicher umfasst. Neben dem physischen Prototyp wird eine umfassende Co-Simulationsumgebung entwickelt, die Hardware-in-the-Loop-Komponenten nutzt und eine realistische Skalierung auf ein vollständiges Rechenzentrum sowie eine systematische Bewertung fortschrittlicher Betriebsstrategien ermöglicht.

Ihre Aufgaben im Detail:

• Entwicklung des prädiktiv basierten Steuerungsalgorithmus für das vorgeschlagene kohlenstoffneutrale Rechenzentrum
• Test des Steuerungsalgorithmus in der Hardware-in-the-Loop-Umgebung
• Interaktion des entwickelten Algorithmus mit den Daten des Prototyps im Containermaßstab
• Integration der Daten aus dem Prototyp und von anderen Projektpartnern
• Koordination mit den anderen Projektpartnern
• Koordination mit der internen technischen Abteilung des Forschungszentrums Jülich
• Teilnahme an Konferenzen in Deutschland und im Ausland (einschließlich Präsentation Ihrer Forschungsergebnisse)
• Vorbereitung wissenschaftlicher Publikationen und Projektberichte
• Betreuung von Masterstudierenden

Ihr Profil:

• Exzellenter Masterabschluss in Elektrotechnik, Maschinenbau, Informatik, Physik oder einem verwandten Bereich
• Erfahrung mit Echtzeitsimulationen, digitalen Zwillingen oder Hardware-in-the-Loop (HiL) Validierung wird als Vorteil angesehen
• Exzellente Programmierkenntnisse (z.B. Python, Matlab, C/C++) und Erfahrung mit AI/ML-Frameworks
• Vertrautheit mit Energiesystemen, Energieinformatik oder digitalen Energieinfrastrukturen ist von Vorteil
• Erfahrung mit verschiedenen Kommunikationsprotokollen wird als Vorteil angesehen
• Interesse an Multi-Energiesystemen und Smart Grids
• Erfahrung mit der Generierung synthetischer Daten ist willkommen
• Starke Motivation für interdisziplinäre und kollaborative Forschung in einem internationalen Umfeld
• Sehr gute Englischkenntnisse in Wort und Schrift mit umfangreichem Wortschatz sind erforderlich (mindestens B2-Niveau gemäß dem CEFR), idealerweise unterstützt durch ein Zertifikat, das das Sprachniveau bestätigt. Darüber hinaus runden Ihre verhandlungssicheren Deutschkenntnisse Ihr Profil ab (vorherige Deutschkenntnisse sind nicht erforderlich)

Unsere Vorteile für Sie:

• Team & Umgebung: Sie arbeiten in einem motivierten Team mit internationalem und interdisziplinärem Fokus – an einer der größten Forschungseinrichtungen in Europa in Verbindung mit der RWTH Aachen unter der Leitung von Prof. Benigni.
• Forschung & Infrastruktur: Sie haben die Möglichkeit, an hochmodernen Forschungsthemen an der Schnittstelle von generativer KI, Smart Grids und Energiesystemen zu arbeiten, die eng mit wichtigen deutschen und europäischen Initiativen verbunden sind. Darüber hinaus haben Sie Zugang zu einzigartigen realen Datensätzen und experimentellen Infrastrukturen vom FZJ-Campus wie dem Living Lab Energy Campus (LLEC) und unserem Hardware-in-the-Loop (HiL) Labor.
• Vernetzung & Austausch: Sie nehmen an (internationalen) Konferenzen und Projektbesprechungen teil und bauen aktiv Ihr wissenschaftliches Netzwerk auf.
• Work-Life-Balance: Wir bieten flexible Arbeitszeiten, um Ihnen zu helfen, Ihr Berufs- und Privatleben in Einklang zu bringen. Sie haben auch die Möglichkeit, flexibel zu arbeiten (in Bezug auf den Standort), was in der Regel nach Rücksprache und im Einklang mit bevorstehenden Aufgaben und (vor Ort) Terminen möglich ist.
• Jahresurlaub: Sie erhalten 30 Tage Jahresurlaub.
• Wissen & Entwicklung: Ihre berufliche Entwicklung ist uns wichtig – wir unterstützen Sie gezielt und individuell, z.B. durch Schulungs- und Vernetzungsmöglichkeiten speziell für Doktoranden (JuDocS). Bei Bedarf haben Sie auch die Möglichkeit, an Sprachkursen (z.B. Deutsch) teilzunehmen, die vom Forschungszentrum angeboten werden.
• Gesundheit & Wohlbefinden: Ihre Gesundheit ist uns wichtig. Sie können sich auf ein umfassendes betriebliches Gesundheitsmanagementprogramm mit einer Vielzahl von Optionen freuen, darunter ein Beachvolleyballfeld, Laufgruppen, Yogakurse und vieles mehr. Darüber hinaus stehen Ihnen unser betrieblicher Gesundheitsdienst und ein erfahrenes Team für soziale Beratung vor Ort zur Verfügung.
• Faire Vergütung: Je nach Qualifikation und übertragenen Aufgaben werden Sie nach Entgeltgruppe 13 (75%) des TVöD-Bund eingestuft. Neben dem Grundgehalt gibt es eine zusätzliche Jahresendprämie gemäß dem Tarifvertrag in Höhe von 75%. Alle Informationen zum Tarifvertrag TVöD-Bund finden Sie auf der Website des BMI (Entgelttabelle auf Seite 66 ff. des PDF-Downloads).
• Perspektive: Die Stelle wird zunächst für einen Zeitraum von 3,5 Jahren angeboten, wobei die ersten sechs Monate als Orientierungs- und Probezeit dienen.
• Unterstützung für internationale Mitarbeiter: Unser International Advisory Service erleichtert internationalen Mitarbeitern den Einstieg.

Wir begrüßen Bewerbungen von Menschen mit unterschiedlichen Hintergründen, z.B. in Bezug auf Alter, Geschlecht, Behinderung, sexuelle Orientierung / Identität sowie soziale, ethnische und religiöse Herkunft. Ein vielfältiges und inklusives Arbeitsumfeld mit Chancengleichheit, in dem jeder sein Potenzial entfalten kann, ist uns wichtig.

Der Arbeitsort ist Jülich. Der Stellenbeginn ist zum nächstmöglichen Zeitpunkt. Die Vergütung erfolgt nach Entgeltgruppe 13 (75%) TVöD-Bund. Die Bewerbungsfrist endet, sobald die Stelle erfolgreich besetzt ist.