Primijenjena termodinamika – inženjerstvo energetskih pretvorbi

Laboratorij za nove termo-energetske tehnologije koji je opremljen za testiranje i dijagnostiku membranskih gorivnih članaka i elektrolizatora, te uključuje i kompletni vodikov energetski sustav (koji se sastoji od elektrolizatora, spremišta vodika, i gorivnog članka) spojenim s fotonaponskim panelima i vjetroturbinom na krovu zgrade.
Laboratorij za termodinamiku u kojem se vrši testiranje solarnih termalnih i fotonaponskih kolektora, toplinskih pumpi i druge opreme za grijanje i klimatizaciju.
Laboratorij za tolinske strojeve koji je opremljen za testiranje motora s unutrašnjim izgaranjem (indicirani tlakovi u cilindru i mjerenje emisija ispušnih plinova). Instalacija kočnice/dinamometra planira se tijekom godine.

Kontakti s akademskim i drugim institucijama:

Institute for Industrial Robotics, University of Catalunya, Barcelona, Španjolska
Institute of Electrochemistry and Energy Systems, Bulgarian Academy od Sciences, Sofia, Bugarska
Indiana University and Purdue University in Indianapolis, SAD
HySA Systems, University of Western Cape, Bellville, Južna Afrika
FCLab, Universite de Franche-Comte, Belfort, Francuska
SINTEF, Trondheim, Norveška
AVL Graz, Austria
ZSW, Ulm, Germany
Fakultet za strojništvo, Univerza v Ljubljani, Slovenija
Aalborg University, Aalborg, Danska
Kocaeli University, Turska
University of Catania, Italija
Institute for Technical Thermodynamics, DLR, Njemačka
General Electrics, UK i Švicarska
University of Trieste, Italy

Opis dosadašnje suradnje s akademskim i drugim institucijama

Vidovi suradnje uključuju uzajamne posjete i boravke, gostujuća predavanja i seminare, sudjelovanje u povjerenstvima za obranu doktorskih dizertacija, organizaciju konferencija i radionica, rad na zajedničkim projektima, te objavljivanje zajedničkih znanstvenih i stručnih radova.

opis istraživanja

Energetska učinkovitost, obnovljivi izvori energije, vodik i njegove primjene, hibridni sustavi (EUOIE+H2)

Opis istraživanja za razdoblje od 5 godina

Istraživati će se tehnologije za iskorištavanje sunčeve energije za proizvodnju električne energije, proizvodnju topline, te za proizvodnju vodika. Naglasak će biti na pravilno dimenzioniranje sustava za određene potrebe, te na razvoju algoritama za upravljanje sustavom.

Istraživati će se sprega dizalica topline sa sunčevim kolektorima, ali i s gorivnim člancima.

Također će se istraživati tehnika hlađenja fotonaponskih panela u cilju povećanja učinkovitosti fotonaponskih elektrana. Također će se raditi na razvoju hibridnih energetskih sustava baziranih na obnovljivim izvorima energije za primjenu u zgradama.

Istraživati će se sprega elektrolize vode s fotonaponskim sustavom, posebice rad elektrolizatora s promjenjivim ulazom struje.

Od tehnologija za primjenu vodika istraživati će se gorivni članci i primjena vodika u motorima s unutrašnjim izgaranjem. To će uključivati utjecaj radnih parametara na performanse i trajnost, njihovu optimizaciju, te razvoj odgovarajuće dijagnostike.

Istraživat će se radni procesi termoenergetskih i hibridnih postrojenja; vršit će se eksperimenti na motorima za vozila i energetskim sustavima na brodu i stacionarnim postrojenjima; analizirat će se efikasnosti na hibridnim sustavima; mjerit će se i analizirati ispušne emisije, bitni radni parametri energetskih sustava; vršit će se modeliranje sustava te simulacije u cilju dijagnostike stanja optimiranja procesa.

Program rada za razdoblje od 5 godina

Usavršiti će se numerički model za simuliranje rada sustava koji se sastoji od fotonaponskih panela, vjetroturbine, elektrolizatora, spremišta vodika, baterija, gorivnih članaka, dizalice topline i solarnih termalnih kolektora.

Razraditi će se nekoliko strategija upravljanja autonomnim vodikovim sustavom.te napraviti algoritmi upravljanja.

Ispitati će se mogućnost direktnog spajanja elektrolizatora s fotonaponskim modulom odgovarajućeg napona i njegov rad s promjenjivim ulazom struje.

Ispitati će se temperaturni efekt na rad fotonaponskog kolektora. Pripremiti će se eksperimentalna postava modificirane fotonaponske elektrane sa demonstracijom različitih tehnika hlađenja (aktivnih i pasivnih), te će se provesti mjerenja i obraditi dobiveni rezultati.

Ispitivati će se i realizirati hibridni energetski sustavi za kućanstva.

Doprinijeti će se razvoju dijagnostike rada membranskih gorivnih članaka pomoću modela ekvivalentnih krugova primjenjivih na rezultate elektrokemijske impedancijske spektroskopije.

Razviti će se i eksperimentalno verificirati CFD model gorivnog članka s promjenjivim hlađenjem.

Primijeniti će se komercijalni CFD softwerski paket na rad dvotaktnih sporohodnih motora.

Ispitati će se sustavi kogeneracije s gorivnim člancima, motorima s unutrašnjim sagorijevanjem i dizalicama topline.

Dovršiti će se ispitni stol za ispitivanje motora SUI i postaviti mjerni instrumenti te podesiti svi relevantni parametri. Zatim će se organizirati prijenos i obrada podataka te vršiti analize bitnih parametara i određivanje radnih karakteristika. Vršiti će se razvoj i kalibracija modela, a tijekom treće godine vršit će se simuliranje te razvijati modeli za dijagnostiku i optimiranje sustava. Razvijati će se modeli različitih energetskih sustava, uključujući hibridne sustave i vršiti eksperimentiranje, kalibracije modela i verifikacije dobivenih rezultata.