1. Utjecaj centraliziranih toplinskih sustava na penetraciju obnovljivih izvora energije
Zadatak ovog rada je ispitati utjecaj centraliziranih toplinskih sustava (grijanja i/ili hlađenja) na mogućnost integracije obnovljivih izvora energije, sa posebnim naglaskom na intermitentne izvore poput vjetra i sunca, u cjelokupni energetski sustav jedne države ili regije.
Kontakt osoba: tomislav.novosel@fsb.hr
2. Tehno-ekonomska analiza investicije u unaprijeđenje centraliziranih toplinskih sustava
Zadatak ovog rada je provesti tehno-ekonomsku analizu investicije u jedan centralizirani toplinski sustav (grijanje i/ ili hlađenje) sa aspekta obnove fonda zgrada, distribucijske mreže, ulaganje u nove održive izvore energije te integracije postojećih izvora i potrošača u sustav.
Kontakt osoba: tomislav.novosel@fsb.hr
3. Mapiranje potreba za toplinskom energiju u svrhu energetskog planiranja
Zadatak ovog rada je izraditi mapu koja predstavlja distribuciju potreba za toplinskom energijom jednog grada ili regije te istu iskoristiti za planiranje razvoja toplinskog sustava kao i njegovu integraciju sa elektroenergetskim sustavom tog grada ili regije.
Kontakt osoba: tomislav.novosel@fsb.hr
4. Računalna simulacija procesa spreja i utjecaj računalne mreže na rezultate simulacije
Zadatak ovog rada je napraviti numeričke simulacije procesa spreja i ispitati utjecaj mreže kontrolnih volumena na dobivene rezultate primjenom metode kontrolnih volumena pomoću programskog paketa FIRE.
Kontakt osoba: milan.vujanovic@fsb.hr
5. Računalna simulacija toka goriva kroz sapnicu
Zadatak ovog rada je napraviti numeričke simulacije toka goriva kroz sapnicu i pojave kavitacije uslijed visokog tlaka ubrizgavanja primjenom metode kontrolnih volumena pomoću programskog paketa FIRE.
Kontakt osoba: milan.vujanovic@fsb.hr
6. Računalna simulacija procesa spreja i parametrizacija modela raspadanja kapljica goriva
Zadatak ovog rada je napraviti numeričke simulacije procesa stvaranja spreja i utjecaj parametara modela raspadanja kapljica na rezultate simulacija primjenom metode kontrolnih volumena pomoću programskog paketa FIRE.
Kontakt osoba: milan.vujanovic@fsb.hr
7. Energetski pregled te analiza investicije u povećanje energetske efikasnosti industrijskog postrojenja
Zadatak ovog rada je provedba energetskog pregleda jednog industrijskog postrojenja te izrada tehno-ekonomske analize investicije u povećanje energetske efikasnosti istog. Za potrebe izrade izvještaja potrebno je izraditi i model za izračun potrebne godišnje energije za grijanje i hlađenje prema važećoj normi.
Kontakt osoba: tomislav.puksec@fsb.hr
8. Računalna simulacija procesa stvaranja vapna u cementnoj industriji
Zadatak ovog rada je napraviti numeričku simulaciju procesa stvaranja vapna primjenom metode kontrolnih volumena pomoću programskog paketa FIRE.
Kontakt osoba: milan.vujanovic@fsb.hr
9. Analiza parametara modela procesa kalcifikacije
Zadatak ovog rada je napraviti analizu parametara modela procesa kalcifikacije, provesti numeričke simulacije primjenom metode kontrolnih volumena pomoću programskog paketa FIRE, te usporedit dobivene rezultate s dostupnim eksperimentalnim podacima.
Kontakt osoba: milan.vujanovic@fsb.hr
10. Proračun izgaranja u peći s kompleksnom geometrijom
Zadatak ovog rada je izračunati izgaranje u peći s kompleksnoj geometrijom primjenom metode kontrolnih volumena pomoću programskog paketa FIRE.
Kontakt osoba: milan.vujanovic@fsb.hr
11. Numerička simulacija i analiza parametara modela izgaranja ugljena
Zadatak ovog rada je numerički simulirati proces izgaranja ugljena primjenom metode kontrolnih volumena pomoću programskog paketa FIRE, te napraviti analizu parametara modela izgaranja ugljena. Rezultate numeričkih simulacija je potrebno usporediti e eksperimentalnim podacima.
Kontakt osoba: milan.vujanovic@fsb.hr
12. Numerička simulacija predmiješanog izgaranja metodom simulacije velikih vrtloga
Zadatak ovog rada je napraviti analizu parametara modela kod simulacije predmiješanog izgaranja metodom računalne simulacije velikih vrtloga. Numeričke simulacije potrebno je provesti primjenom metode kontrolnih volumena pomoću programskog paketa FIRE.
Kontakt osoba: milan.vujanovic@fsb.hr
13. Energetsko planiranje – dugoročno modeliranje energetske potrošnje
Zadatak završnog/diplomskog rada je napraviti analizu i model potrošnje energije odabranog sektora u Hrvatskoj. Kroz rad je potrebno ustanoviti potencijal smanjenja potrošnje energije, emisija CO2 i korištenja obnovljivih izvora energije. Isto tako potrebno je izraditi model predviđanja buduće potrošnje energije za odabrani sektor. Sektori koje možete birati: sektor kućanstva, građevinski sektor, trgovački sektor, sektor zdravstva, prehrambena industrija, industrija građevinskog materijala, kemijska industrija, drvna i papirna industrija, primarni sektor (uključujući šumarstvo, lov i ribolov), sektor transporta (cestovni promet), sektor transporta (željeznički, riječni i pomorski te zračni).
Kontakt osoba: tomislav.puksec@fsb.hr
14. Utjecaj Obnovljivih izvora energije (OIE) na gospodarstvo u Republici Hrvatskoj
Zadatak ovoga rada je napraviti analizu utjecaja OIE na zapošljavanje u energetskom sektoru te utjecaj na regionalni razvoj.
Kontakt osoba: boris.cosic@fsb.hr
15. Energetsko planiranje – 100% obnovljive regije
Zadatak ovoga rada je napraviti analizu utjecaja obnovljivih izvora energije kao i električnih vozila na razvoj otoka, regija i država Jugoistočne Europe.
Kontakt osoba: boris.cosic@fsb.hr
16. Projekt sustava za proizvodnju vodika pomoću solarne energije, kapaciteta 10 kg/dan (diplomski rad)
Vodik se smatra gorivom budućnosti. Sastavni je dio vode koje ima u prirodi u dovoljnim količinama, ali ga u slobodnom obliku nema. Zato ga je potrebno izdvojiti iz vode za što je potrebna energija. U ovom radu pretpostavlja se da je ta primarna energija sunčeva energija, podsustav kojim se proizvodi vodik elektrolizator vode, a potrebnu električnu energiju za pogon elektrolizatora daje podsustav fotonaponskih modula koji pretvara sunčevu električnu energiju. U radu je potrebno odabrati komercijalni elektrolizator, komercijalni PV modul, komercijalni podsustav za konverziju električne energije koju proizvodi podsustav s PV modulima u električnu energiju s parametrima koje za svoj rad zahtijeva elektrolizator. Također je potrebno odabrati komercijalni podsustav za skladištenje vodika pod tlakom. Potrebno je napraviti shemu sustava, izvesti njegov matematički model i provesti simulaciju u programu Matlab-Simulink. Cilj simulacije je izračunati ukupnu količinu proizvedenog vodika i kisika tokom jednog proizvoljno odabranog sunčanog dana.
Kontakt osoba: ankica.djukic@fsb.hr
17. Proračun i konstrukcija alkalnog elektrolizatora kapaciteta 2 kg vodika na sat (diplomski rad)
Vodik se smatra gorivom budućnosti. Sastavni je dio vode koje ima u prirodi u dovoljnim količinama, ali ga u slobodnom obliku nema. Jedan od načina da ga se dobije u slobodnom obliku je elektroliza vode. U radu je potrebno dati pregled postojećih koncepata elektrolize, odabrati koncept s lužnatim tekućim elektrolitom, proanalizirati dostupnu literaturu s ciljem upoznavanja uobičajenih konstrukcija takvih elektrolizatora.
Zatim treba odabrati jednu od njih i razraditi algoritam proračuna i konstrukciju takvog elektrolizatora. Potom treba provesti dimenzioniranje za kapacitet proizvodnje vodika od 2 kg/h.
Na temelju podataka iz literature o karakteristikama elektroda, katalizatora i ostalog izračunati stupanj energetske efikasnosti konstruiranog elektrolizatora.
Kontakt osoba: ankica.djukic@fsb.hr
18. Proračun i konstrukcija sustava za umjeravanje dinamičkih osjetnika tlaka do 10 bar i 200 Hz (diplomski rad)
Pretpostavka je da se raspolaže etalonskim osjetnikom tlaka koji može pratiti promjene tlaka čija je frekvencija promjene do 200 Hz s amplitudom 1-10 bar praktički bez kašnjenja. Potrebno je koncipirati, proračunati i konstruirati sustav u kojem će se usporedbom s pokazivanjem navedenog etalonskog osjetnika moći provesti ispitivanje ponašanja optičkih osjetnika tlaka reflektivnog tipa. Osnova sustava je zatvorenispremnik zraka u kojem se može generirati promjena tlaka proizvoljne amplitude i proizvoljne frekvencije u naprijed spomenutom području. Na taj su spremnik priključeni referentni etalonski osjetnik i ispitivani osjetnici tlaka. Poželjno je da sustav bude na elektromehanički pogon, sa stapom i mjehom kao linearno pomičnim dijelovima te frekvencijski upravljivim elektromotorom kao izvorom mehaničke energije za potrebni način promjene tlaka. Zatim je potrebno u laboratoriju organizirati njegovu izradu i provesti mjerenje. Na raspolaganju su potrebni materijali, alati, strojevi i kvalificirani laborant.
Kontakt osoba: ankica.djukic@fsb.hr
19. Proračun i konstrukcija sustava za ispitivanje linearnog alternatora s rezonantnom frekvencijom do 200 Hz (diplomski rad)
Potrebno je koncipirati, proračunati i konstruirati sustav za ispitivanje linearnog alternatora (snage do 200 W, mjerenje izlazne struje i napona kod odgovarajućeg tereta) s rezonantnom frekvencijom do 200 Hz i pomakom do +/- 5 mm. Oba parametra treba moći nezavisno povećavati po želji unutar zadanih granica. Konstrukcijom je potrebno osigurati točnost pomaka bolju od 0,1 mm. Zatim je potrebno u laboratoriju organizirati njegovu izradu i provesti mjerenja. Na raspolaganju su potrebni materijali, alati, strojevi i kvalificirani laborant.
Kontakt osoba: ankica.djukic@fsb.hr
20. Proračun i konstrukcija mjernog sustava za određivanje toplinskog toka grafita do temperature od 1000 °C (diplomski rad)
Potrebno je napraviti koncept, proračun i konstrukciju mjernog sustava za određivanje toplinskog toka grafita do temperature 1000 °C, hlađenog vodom. Sustav se sastoji od zatvorenog spremnika koji je podijeljen na dva dijela. Povezuje ih ispitivani komad grafita. Spremnik višeg temperaturnog nivoa zagrijava se električnim grijačem, a spremnik nižeg temperaturnog nivoa hladi se tekućom vodom na +1 +/- 0.5 °C. Sustav mora osiguravati mjerenja svih potrebnih veličina kao što su temperatura, struja i napon grijača, temperatura okoline, temperatura i protok rashladne vode, temperatura oplošja spremnika i temperatura okoline radi proračuna toplinskih gubitaka na okolinu.
Zatim je potrebno u laboratoriju organizirati njegovu izradu i provesti mjerenje. Na raspolaganju su potrebni materijali, alati, strojevi i kvalificirani laborant.
Kontakt osoba: ankica.djukic@fsb.hr
21. Separatori za izdvajanje vodika iz mješavine s tekućim lužnatim elektrolitom (konstrukcija, izrada i određivanje učinkovitosti) (diplomski rad)
Za potrebe razdvajanja kisika i vodika od tekućeg elektrolita kod rada alkalnog elektrolizatora potrebno je raspolagati efikasnim separatorima. Idealni separatori potpuno izdvajaju plin iz tekućine dok kod realnih to nije slučaj. Stoga je potrebno istražiti moguće koncepte komercijalnih separatora, koncipirati, proračunati i konstruirati vlastitu konstrukciju i organizirati njegovu izradu.
Po izradi potrebno je osmisliti način određivanja njihove učinkovitosti, provesti potrebna mjerenja i na temelju njih izračunati učinkovitost separatora. Na raspolaganju su potrebni materijal, alatni strojevi i alati kao i kvalificirani laborant.
Kontakt osoba: ankica.djukic@fsb.hr
22. Energija geostrofskih vjetrova: tehnički i ekonomski aspekti
Opis zadatka: Teoretski, geostrofski vjetrovi sadrže veće količine energije od onih koji se pojavljuju na visinama tipičnim za konvencionalne vjetroelektrane. S obzirom na razvoj novih tehnologija i rast cijene nafte, komercijalno iskorištavanje tih vjetrova sve je bliže. U ovome radu treba napraviti teoretsku analizu proizvodnje energije iz geostrofskih vjetrova sa ekonomskog i tehnološkog aspekta.
Kontakt osoba: luka.perkovic@fsb.hr
23. Isplativost kogeneracijskog postrojenja na otpadnu biomasu ili komunalni (ili proizvodni) otpad
Napraviti studiju o isplativosti kogeneracijskog postrojenja na otpadnu biomasu ili komunalni (ili proizvodni) otpad u odnosu na životni vijek postrojenja i tok novca. U okviru studije treba napraviti tehno-ekonomsku analizu uzimajući u obzir sve ekonomske troškove postrojenja (investicije, pogona, održavanja zaštite okoliša, projektiranja, zbrinjavanja otpada i dr.) kao i prihode ostvarene prodajom električne i toplinske energije.
Kontakt osoba: daniel.schneider@fsb.hr
24. Proračun generatora pare na otpadnu biomasu ili komunalni otpad
Napraviti termodinamički i hidrodinamički proračun kotla na otpadnu biomasu (ili u drugoj varijanti zadataka, komunalni otpad). Pri tom treba opisati i definirati parametre i geometriju kotla s kosom rešetkom na temelju zadanih parametara: kapaciteta, tlaka i temperature svježe pare te vrste goriva; napraviti tehnički crtež kotla u odgovarajućem razmjeru s odabranim presjecima odnosno detaljima. Da bi se prethodno moglo uspješno izvršiti treba definirati sastav i karakteristike goriva budući da se radi o heterogenom gorivu čiji sastav i svojstva značajno variraju ovisno o lokaciji i sezoni (kod biomase i otpada). Također je potrebno izračunati emisije onečišćujućih tvari u atmosferu (NOX, SOX, itd.) koje nastaju prilikom izgaranja zadanog goriva (u neobrađenim dimnim plinovima, na izlasku iz generatora pare odnosno prije primjene sekundarnih mjera za čišćenje dimnih plinova) te predložiti postupke njihovog uklanjanja (čišćenja).
Kontakt osoba: daniel.schneider@fsb.hr
25. Računalna simulacija procesa u ložištu generatora pare na kruto gorivo (različite varijante zadatka) s:
1. izgaranjem ugljene prašine (u prostoru) (u podvarijanti zadatka: sa suspaljivanjem otpada ili biomase),
2. izgaranjem ugljena, komunalnog otpada ili otpadne biomase na rešetki (klasična ili kosa stepenasta),
3. izgaranjem u fluidiziranom sloju, mjehurićastom ili cirkulirajućem (ugljen/biomasa/otpad).
U ovom zadatku je potrebno napraviti trodimenzionalni matematički model strujanja u ložištu s izgaranjem zadanog goriva u prostoru, fluidiziranom sloju ili na rešetki u jednom od postojećih CFD (računalna dinamika fluida) kodova (npr. FIRETM, FLUENTTM).
Potrebno je definirati parametre i geometriju ložišta na temelju zadanih parametara koji će se dobiti od nastavnika. Također treba definirati sastav i karakteristike goriva budući da se radi o heterogenom (krutom) gorivu čiji sastav i svojstva značajno variraju ovisno o lokaciji i sezoni (kod biomase i otpada). Na temelju poznate geometrije i dimenzija treba napraviti mrežu kontrolnih volumena.
Matematički model mora uključiti sve relevantne procese strujanja i izmjene topline koji se u ložištu odvijaju i to redom: prijenos mase, količine gibanja i kemijskih vrsta (uključujući i relevantne polutante), izgaranje goriva, prijenos topline uključujući prijenos topline zračenjem. Strujanje u ložištu treba obuhvatiti odgovarajućim modelom turbulencije.
Potrebno će biti definirati odnosno razviti model izgaranja (sa sustavom odnosno mehanizmom kemijskih reakcija) u prostoru, fluidiziranom sloju ili na rešetki (heterogena faza) kao i u homogenoj (plinskoj) fazi, uključivo i nastajanje polutanata (NOX, SOX, čestice itd.), te takav model ugraditi u generalni trodimenzionalni matematički model procesa u ložištu.
Sve bitne varijable i parametre procesa treba obraditi u post-procesoru i rezultate adekvatno prikazati u grafičkom obliku.
Kontakt osoba: daniel.schneider@fsb.hr
26. Proračun postrojenja za proizvodnju električne (i toplinske) energije iz otpada ili biomase baziranog na naprednim tehnologima rasplinjavanja ili pirolize (varijante zadatka)
Napraviti termodinamički proračun termoenergetskog postrojenja zasnovanog na jednoj od naprednih tehnologija konverzije otpada (ili biomase) u energiju poput: termičkog rasplinjavanja (djelomičnim izgaranjem), rasplinjavanja plazmom, ili pirolize. Posebna pažnja biti će posvećena proračunu rasplinjača na otpad (ili u drugoj varijanti zadatka krutu biomasu) koji služi za proizvodnju sintetskog plina za koji je potrebno, osim masenih i toplinskih bilanci, definirati i sustav kemijskih reakcija koji se u zadanom rasplinjaču odvija. Rasplinjač predstavlja dio većeg integriranog postrojenja pri čemu proizvedeni gorivi plin izgara u plinskim motorima ili komorama izgaranja plinskih turbina u svrhu proizvodnje električne (i toplinske) energije. Proračun postrojenja je potrebno napraviti u samostalno razvijenom kodu (koristeći alate poput C++, Excela, Visual Basica, Matlaba, Mathcada i sl.) ili uz pomoć specijaliziranih inženjerskih paketa (poput Aspena, Gatecyclea ili drugih). Pri tom treba opisati i definirati parametre i geometriju pojedinih komponenata u procesu (rasplinjača i dr.) na temelju zadanih parametara: kapaciteta, tlaka i temperature svježe pare te vrste goriva te izraditi shemu postrojenja sa svim komponentama uključujući i sustave za čišćenje dimnih i gorivih (sintetskog) plinova. Potrebno je izračunati i emisije onečišćujućih tvari iz takvog termoenergetskog postrojenja, nakon što dimni plinovi budu očišćeni u sustavu za čišćenje (NOX, SOX, čestice itd.).
Kontakt osoba: daniel.schneider@fsb.hr
27. Proračun rasplinjača za otpad (biomasu)
Napraviti trodimenzionalni matematički model rasplinjača (ili pirolizera) na otpad (ili u drugoj varijanti zadatka krutu biomasu) koji služi za proizvodnju sintetskog plina. Rasplinjač predstavlja dio većeg integriranog postrojenja pri čemu proizvedeni gorivi plin izgara u plinskim motorima ili komorama izgaranja plinskih turbina u svrhu proizvodnje električne (i toplinske) energije. U sklopu ovog zadatka potrebno je napraviti numeričku simulaciju samog rasplinjača korištenjem jednog od CFD (računalna dinamika fluida) programa.
Pri tom treba:
1. opisati i definirati parametre i geometriju rasplinjača na temelju zadanih parametara: kapaciteta, tlaka i temperature svježe pare te vrste goriva;
2. napraviti tehnički crtež rasplinjača u odgovarajućem razmjeru;
3. napraviti numeričku simulaciju u jednom od postojećih komercijalnih CFD kodova, kao što su FIRETM ili FLUENTTM (prema dogovoru);
4. da bi se točka 3. mogla uspješno izvršiti biti će potrebno posebno definirati sastav i karakteristike goriva budući da se radi o heterogenom gorivu čiji sastav i svojstva značajno variraju ovisno o lokaciji i sezoni;
5. isto kao 4., biti će potrebno definirati sustav kemijskih reakcija (mehanizam) pri rasplinjavanju spomenute vrste goriva, a koji će biti ugrađen u komercijalni CFD kod;
6. također je potrebno simulacijom izračunati emisije onečišćujućih tvari u gorivom plinu iz rasplinjača (prije samog čišćenja i izgaranja).
Kontakt osoba: daniel.schneider@fsb.hr
28. Odabir najpovoljnije tehnologije postrojenja za energetsku oporabu otpada
Napraviti multikriterijalnu analizu prema kriterijima održivosti. Odabir najpovoljnije tehnologije za odabranu lokaciju biti će napravljen pomoću analize koristi i troškova koja osim standardnih troškova/prihoda uključuje i eksterne troškove zaštite okoliša, zdravlja ljudi te druge socio-ekonomske aspekte. Kao metoda analize dolazi u obzir i LCA (Life Cycle Assessment) analiza. Za odabranu regiju, odnosno lokaciju postrojenja, ustanoviti raspoložive količine otpada koje je potrebno zbrinuti. Fizikalno-kemijska svojstva otpada pretpostaviti prema prosječnim karakteristikama otpada na tom području. Fizikalna svojstva otpada bitna za energetsko iskorištavanje su npr.: gustoća, udio vlage, veličina čestica i njihova raspodjela (ako se radi o krutom otpadu), poroznost itd. Od kemijskih svojstava otpada definirati sastav, ogrjevnu moć, i druge parametre koji se pokažu neophodnima. Na osnovu poznatih ulaznih parametara o količinama i vrstama otpada te lokaciji postrojenja za energetsko iskorištavanje otpada, izraditi tehno-ekonomsku analiza i analiza koristi i troškova (engl. cost-benefit) koja osim standardnih troškova (poput troškova investicije, pogona i održavanja, varijabilnih troškova) te prihoda od preuzimanja otpada i predaje električne energije u javnu mrežu (ako se proizvodi) uključuje i eksterne troškove koji se odnose na zaštitu okoliša (naknade za emisije, naknade za ispuštanje otpadnih voda, naknade za odlaganje pepela na deponije), zdravlje ljudi te druge socio-ekonomske aspekte (poput smanjene vrijednosti nekretnina uz postrojenja, neugodnih mirisa, buke i sl.). Na osnovu tih analiza odabrati jednu ili više najpovoljnijih tehnologija u smislu tehno-ekonomskih i ekoloških zahtjeva. Tehnologiju izabrati iz baze najboljih dostupnih tehnologija (BAT) koje se danas u svijetu koriste za oporabu otpada odnosno njegovo energetsko iskorištavanje (uz broj referenci pojedinog postupka odnosno prihvaćenost takvog načina oporabe.
Kontakt osoba: daniel.schneider@fsb.hr