Loading...
Projekti / Programi vir: ARRS

Energetsko strojništvo

Obdobja
01. januar 2022 - 31. december 2027
Raziskovalna dejavnost

Koda Veda Področje Podpodročje
2.03.00  Tehnika  Energetika   
2.13.00  Tehnika  Procesno strojništvo   

Koda Veda Področje
2.03  Tehniške in tehnološke vede  Mehanika 
Ključne besede
Energija; Energetsko strojništvo; Baterije; Gorivne celice; Elektromobilnost; Procesi za odpadne snovne tokove; Kavitacija; Čiščenje odpadne vode; Energija iz odpadkov; Termokemijske pretvorbe; Zgorevanje; Uplinjanje; Zajemanje ogljika; Akustika; Nadzor hrupa; Študija življenjskih ciklov; Modeliranje
Vrednotenje (pravilnik)
vir: COBISS
Upoš. tč.
1.995,42
A''
735,78
A'
1.236,1
A1/2
1.403,92
CI10
1.214
CImax
56
h10
21
A1
6,25
A3
10
Podatki za zadnjih 5 let (citati za zadnjih 10 let) na dan 03. december 2022; A3 za obdobje 2016-2020
Podatki za razpise ARRS ( 04.04.2019 - Programski razpis , arhiv )
Baza Povezani zapisi Citati Čisti citati Povprečje čistih citatov
WoS  98  1.260  1.017  10,38 
Scopus  119  1.706  1.363  11,45 
Raziskovalci (1)
št. Evidenčna št. Ime in priimek Razisk. področje Vloga Obdobje Štev. publikacij
1.  23468  dr. Tomaž Katrašnik  Energetika  Vodja projekta/programa  2022  599 
Organizacije (1)
št. Evidenčna št. Razisk. organizacija Kraj Matična številka Štev. publikacij
1.  0782  Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvo  Ljubljana  1627031  27.549 
Povzetek
S ciljem omogočanja uspešnega energetskega prehoda je Raziskovalni program Energetsko strojništvo v celoti osredotočen na zeleno in digitalno preobrazbo sektorjev energetike in mobilnosti. Za reševanje tega interdisciplinarnega izziva Raziskovalni program razvija inovativne metodologije, pristope in orodja za generacijo rezultatov z visokim vplivom na ključnih, medsebojno prepletenih raziskovalnih področjih: -Inovativni več skalni modeli in metodologije za med skalno povezovanje, ki pojasnjujejo vzročno posledične povezave pojavov v baterijah in gorivnih celicah ter tvorijo osnovo za spremembo paradigme inoviranja baterij, ki vodi v znatno skrajšanja časa razvoja. -Nova generacija SoX virtualnih zaznaval za stanje napolnjenosti, določitev delovnih pogojev, oceno staranja in funkcije gorivnih celic ter baterij, ki temeljijo na inovativnih fizikalno-kemijsko konsistentnih modelih z znižano dimenzionalnostjo in omogočajo bistveno izboljšanje funkcionalnosti nadzora in krmiljenja. -Novi koncepti termokemijske pretvorbe brez okoljskega odtisa, osredotočeni na tehnologije zgorevanja z ultra nizkimi emisijami in inovativnimi postopki uplinjanja, ki so novo razviti za energijske vektorje prihodnosti in zagotavljajo skladnost z najstrožjimi okoljskimi predpisi v naslednjih desetletjih. -Novi postopki obdelave odpadnih snovnih tokov s poudarkom na snovni učinkovitosti, ki temeljijo na prebojnih zasnovah večnamenskih kavitacijskih naprav, integriranih v nove pristope krožnega ravnanja z odpadki z manjšo skupno porabo energije. -Radikalno inovativne tehnologije za zajem in ponovno rabo CO2, ki temeljijo na integriranih večnamenskih rešitvah z integracijo kavitacije, sorpcije in zgorevanje, kar vodi v obsežno poenostavitev procesov CCSU. -Inovativni nenadzorovani algoritmi, razviti za klasifikacijo vibroakustičnih dogodkov in raziskave fizikalnih mehanizmov dušenja znotraj granuliranih materialov s ciljem razvoja novih vrst metamaterialov za nadzor in zmanjševanje nizkofrekvenčnega hrupa. -Novi inventarji življenjskih ciklov in ekološke inovacije, ki temeljijo na inovativnih pristopih, vključujoč numerične, eksperimentalne ali pol-empirične modele z namenom znatnega izboljšanja orodij za oceno in primerjavo vplivov na okolje, gospodarstvo in družbo. Navedena interdisciplinarna raziskovalna področja so v celoti usklajena z evropskimi in nacionalnimi direktivami ter strateškimi načrti. Raziskovalna področja so strateško zasnovana za kreacijo prelomnih odkritij, ki znatno presegajo postopne inovacije, in za širjenje obzorij znanosti in tehnologije na področju energetskega strojništva. Dodatno so zasnovana tako, da s prenosom tehnologije industrijskim partnerjem povečajo ekonomske učinke. Pomemben družbeni učinek Raziskovalnega programa izhaja iz obsežne mednarodne diseminacije rezultatov, iz diseminacije v izobraževalnem procesu in iz aktivnega sodelovanja pri oblikovanju nacionalnih in mednarodnih načrtov, kar potrjuje relevantnost in vpliv raziskav.
Pomen za razvoj znanosti
Raziskovalni program Energetsko strojništvo se v celoti osredotoča na zeleno in digitalno preobrazbo sektorjev energetike in mobilnosti. Energetsko strojništvo, ki je eden ključnih nosilcev tega prehoda, skupino raziskovalcev RP spodbuja k iskanju inovativnih metodologij, pristopov in orodij za reševanje obstoječih in prihodnjih izzivov na področjih podnebja, energije, materialov in mobilnosti. Ta jasna vizija in zavedanje o pomembnosti reševanja relevantnih in kritičnih izzivov, s katerimi se sooča človeštvo, jasno opredeljuje raziskovalni fokus Raziskovalnega programa in posledično njegov pomen za razvoj inovativnih znanstvenih in tehnoloških pristopov. Raziskovalni program tako predstavlja temeljni horizontalni steber za ustvarjanje novega znanja in dodane vrednosti s sinergijskimi aktivnostmi na interdisciplinarnih področjih. Relevantnost tega znanstvenega razvoja je potrjena s popolno uskladitvijo strategije Raziskovalnega programa s politiko EU in Strateškim načrtom, zato bodo inovativni tehnološki pristopi prispevali k doseganju ciljev več misij v Obzorju Evropa. Poleg tega bo Raziskovalni program za učinkovito podporo ustvarjanju inovativnih izdelkov in sodelovanju z industrijo za učinkovito premostitev vrzeli med TRL-ji (stopnjami tehnološke pripravljenosti) vključen v celotno raziskovalno verigo od osnovnih raziskav do industrializacije izdelkov, kar predstavlja dodatne znanstvene in tehnične izzive, ki jih bo Raziskovalni program obravnaval. Reševanje tako ambicioznih ciljev je možno le v interdisciplinarnem in mednarodnem okolju, kar je še ena od kvalitet Raziskovalnega programa, ki je zelo dobro vključen v mednarodne in interdisciplinarne raziskave. To se potrjuje s sodelovanjem z vrhunskimi mednarodnimi partnerji in sodelovanjem v najprestižnejših mednarodnih projektih. Ti ambiciozni izzivi na visoki ravni, ki jih bo Raziskovalni program reševal, že sami po sebi zahtevajo ustvarjanje inovativnih znanstvenih in inovativnih tehnoloških pristopov. Na področju inovativnih več skalnih modelov in metodologij za med skalno povezovanje bomo razvili nova modelska orodja in metode, ki bodo z vzpostavitvijo inovativne metodologije za med skalno povezovanje izrazito pripomogle k razjasnjenju številnih več skalnih izzivov in posameznih vzročno posledičnih povezav. Omenjena vzpostavitev dvosmernega povezovanja med posameznimi modelirnimi skalami je namreč ključnega pomena za pospešeni virtualno podprte raziskave in razvoj baterij in gorivnih celic vse od materialov pa do komponent. Novo razvite metode omogočajo odmik od tradicionalnih razvojnih pristopov na podlagi poskušanja k obsežni in visoko zmogljivi obravnavi in avtonomni sintezni robotiki. Na področju SoX virtualnih zaznaval in kiber-fizikalnih sistemov baterij in gorivnih celic nove generacije bodo razviti fizikalno-kemijsko konsistentni modeli z znižano dimenzionalnostjo. Konsistentna preslikava, ki jo bodo omogočali, bo veljavna za vse amplitude in tudi za časovno ter frekvenčno domeno. V slednji bo omogočala ustreznejšo povezavo med izmerjenimi vrednostmi in lastnimi lastnostmi baterij in gorivnih celic. Poleg tega bodo na področju baterij inovativni pristopi med modelskega preslikovanja zapolnili dolgotrajno vrzel v znanju med različnimi pristopi k baterijskemu modeliranju, npr. med modeli PNP in Newmanskim baterijskim modelom. Na področju novih konceptov termokemične pretvorbe brez okoljskega odtisa bo vrsta rešitev, predvsem fizikalno konsistentnih modelov zgorevanja in uplinjanja za nove nosilce energije, podprta z obsežnimi eksperimentalnimi analizami novih, prvič vzpostavljenih konceptov vodenja zgorevanja s pripravo zmesi in reaktivnostjo goriv, predstavljala univerzalno in prenosljivo osnovo za nadaljnje (tudi virtualne) raziskave v širokem spektru znanstvenih področij. Na področju novih postopkov obdelave odpadnih snovnih tokov s poudarkom na snovni učinkovitosti, bomo različne postopke kombinirali na inovativen način, kjer bomo najprej raziskali temeljna načela kavitacije, kar bo privedlo do boljšega razumevanja obdelave odpadne vode in odpadnega blata. Drugič, pri povezovanju sežiga in sušenja odpadnega blata z dimnimi plini na inovativen način bomo učinkovito porabili drugače neuporabljeno energijo. Na koncu bomo izvedli raziskavo o možnosti ponovnega recikliranja končnega produkta - pepela za proizvodnjo mineralne volne. Na področju inovativnih tehnologij za zajem in ponovno rabo CO2 bo prebojno raziskovalno delo z izrazito velikim doprinosom prvič omogočalo spajanje področij raziskav kavitacije in procese naknadne obdelave plinov. S tem bo omogočen izdaten razvoj novih raziskovalnih smeri, ki jih odpira pionirski koncept za simultano zmanjševanje izpustov CO2 in škodljivih onesnažil v produktih zgorevanja z možnostjo korenitih sprememb v zasnovi procesov za shranjevanje in ponovno uporabo ogljika. Na področju disipacije vibroakustične energije v zrnatih metamaterialih za obvladovanje motečnosti hrupa se pričakuje preboj v raziskavah nenadzorovanih klasifikacijskih algoritmov za vibroakustične dogodke. Ta preboj bo uporabljen pri nadaljnjih revolucionarnih raziskavah novega fizikalnega mehanizma, ki opisuje disipacijo vibroakustične energije v granuliranem metamaterialu, kar bo omogočilo razvoj novih elementov za zmanjšanje nizkofrekvenčnega hrupa. Na področju kreiranja novih inventarjev življenjskih ciklov in ekoloških inovacij bodo v metodologijo študij življenjskih ciklov (LCA) integrirani novi, inovativni procesi, ki obsegajo numerične, eksperimentalne in pol-empirične modele, ki bodo izboljšali procese odločanja pri vrednotenju okoljskih, ekonomskih in socialnih vplivov izdelkov, procesov ali tehnologij. Ta pristop bo omogočil doseganje bolj verodostojnih rezultatov, ki bodo omogočili celostno vrednotenje opazovanih tehnologij, dali kakovostne informacije v ozadju faze načrtovanja tehnologije/procesa in upoštevali vse direktive in zakonodajo EU na področju trajnostnega razvoja in vplivov na okolje
Pomen za razvoj Slovenije
Raziskovalni program Energetsko strojništvo se bo osredotočil na spodbujanje inovativnih metodologij, pristopov in orodij za spopadanje s stalnimi in nastajajočimi izzivi zelene in digitalne preobrazbe energetike in mobilnosti. Raziskovalni program Energetsko strojništvo sodeluje pri reševanju kritičnih izzivov, s katerimi se danes sooča družba, in stremi k zagotavljanju inovativnih rešitev, ki bodo pomembno prispevale k doseganju ciljev začrtanih v Zelenem dogovoru, Direktivi o spodbujanju uporabe energije iz obnovljivih virov, Direktivi o industrijskih emisijah, Direktivi o energetski učinkovitosti, Okvirni direktivi EU o vodah in Direktivi o metodah ocenjevanja škodljivih učinkov okoljskega hrupa. Tako je usmeritev raziskovalnega programa hkrati v celoti usklajena s politiko EU iz Strateškega načrta 2021-2024 in njenimi ključnimi usmeritvami, kar zagotavlja, da bodo raziskave in inovacije obravnavale dejanske izzive, s katerimi se srečujemo v Evropi. S to vizijo in strategijo bo raziskovalni program prispeval tudi k doseganju ciljev več misij v programu Obzorje Evropa, to so Podnebno nevtralna in pametna mesta, Zdravi oceani, morja, obalne in celinske vode in Zdravje tal in živila ter tako predstavljal jedro teh dejavnosti v Sloveniji. S ciljem učinkovite podpore razvoja inovativnih izdelkov in sodelovanje z industrijo za učinkovito premostitev vrzeli TRL, znane kot "dolina smrti", bo raziskovalni program vključen v celotno raziskovalno verigo od temeljnih raziskav do industrializacije izdelkov, kar bo še okrepilo njegov vodilni položaj pri prenosu znanja in tehnologij ter vplivu. Okrepili bomo dejavnost na področju zaščite pravic intelektualne lastnine kot eno osrednjih področij raziskovalnega programa, saj zaščita omogoča še učinkovitejšo podporo razvoju in ustvarjanju inovativnih izdelkov. Raziskovalni program že ima reference pri prenosu intelektualne lastnine, saj so nekateri naši patenti že v lasti industrijskih partnerjev in ščitijo pravice intelektualne lastnine njihovih inovativnih izdelkov. Vizija in strategija raziskovalnega programa zagotavljata, da bo program pomembno prispeval k družbenoekonomskemu razvoju Slovenije. Vizija in strategija temeljita na trdni podlagi, saj prihodki raziskovalnega programa iz raziskav in razvoja presegajo 80% vseh prihodkov, medtem ko več kot 20% teh prihodkov predstavljajo projekti, ki jih financira industrija. To dokazuje, da smo člani raziskovalnega programa zavezani in predani hitremu prenosu novih znanstvenih dognanj v aplikacije, le to pa se odraža v zelo velikem številu neposrednih industrijskih projektov z nacionalnimi (skoraj vsa največja izvozna slovenska podjetja, na primer Gorenje, Kolektor, BSH, Hidria, Domel, HSE, Knauf, Akrapovič, Danfoss Trata, Litostroj Power ...) in mednarodni partnerji (izbrani: AVL List GmbH, Rimac Automobili, Denso Corporation, Texas Institute of Science, Armstrong World Industries, Norsonic AS…). Raziskovalni program je bil od leta 2017 s prebojnimi temeljnimi raziskavami in učinkovitim prenosom znanja vključen v ustvarjanje inovativnih izdelkov v več kot 100 projektih. Raziskovalci raziskovalnega programa so aktivni pri mednarodnih in nacionalnih javno financiranih projektih. V zadnjem obdobju financiranja so naši člani sodelovali v 8 projektih H2020 in 7 drugih mednarodnih raziskovalnih in razvojnih projektih. Naši člani sodelujejo tudi v mednarodnih kompetenčnih centrih in projektih mreženja. Večina teh projektov še vedno poteka, saj so bili podeljeni nedavno, kar potrjuje neprekinjeno povečevanje mednarodne prepoznavnosti raziskovalnega programa. Na tej trdni projektni podlagi, z naraščajočo mrežo interdisciplinarnih raziskav in mednarodnih partnerjev ter plodnim ekosistemom za ustvarjanje inovativnih idej, raziskovalni program tvori uspešno platformo za spodbujanje razvoja in ustvarjanja inovativnih izdelkov, tehnologij, rešitev in inovacij, s čimer skrbi za socialno-ekonomski razvoj in promocijo Slovenije. Raziskovalci raziskovalnega programa so zelo uspešni pri razširjanju rezultatov raziskav. Eno od osrednjih področij so objave v znanstvenih revijah, zlasti visokokakovostnih, zelo dejavni pa smo tudi na predstavitvah na konferencah. Ključna pot za razširjanje rezultatov raziskav je tudi naš visokokakovostni pedagoški proces, ki se izvaja na Fakulteti za strojništvo na Katedri za energetsko strojništvo, le ta pa v celoti sovpada z raziskovalnim programom. Naši diplomanti in zlasti doktorati imajo sloves visoko usposobljenih inženirjev in raziskovalcev, kar je ključnega pomena za uspešno dolgoročno sodelovanje z našimi glavnimi nacionalnimi in mednarodnimi industrijskimi partnerji. Naši diplomanti so tudi zelo spoštovani in iskani v javni upravi, ustvarili pa so tudi več zagonskih podjetij. Raziskovalci raziskovalnega programa aktivno vplivajo na družbeni razvoj na nacionalni in mednarodni ravni. Zelo smo dejavni v več nacionalnih in mednarodnih organizacijah, med drugim v evropskih partnerstvih in slovenskih strateških raziskovalnih in inovacijskih partnerstvih. Kot rezultat tega sodelujemo pri pripravi različnih državnih in mednarodnih akcijskih načrtov, strategij in časovnih načrtov. Delujemo pri širjenju rezultatov raziskav v družbi in pomembno prispevamo k popularizaciji znanosti in še pomembneje k dvigu ravni zavedanja in znanja na temeljnem strokovnem področju raziskovalnega programa. Sem spadajo televizijski nastopi, radijske oddaje, novice in predavanja. Poleg tega smo zelo dejavni v različnih ciljnih dejavnostih za otroke, kot so Tehniški dnevi odprtih vrat za osnovnošolce in srednješolce, pa tudi poletne šole in konference za študente.
Zgodovina ogledov
Priljubljeno