Pomorstvo

Energija v pomorskem prometu


Učni načrt

Globalna analiza:

- Raba energije v pomorskem prometu

- Energijski tokovi: razvrstitev pretvornikov in porabnikov energije ter naprav za shranjevanje energije na plovilih

- Vplivi prometa na okolje in osnovni pregled okoljske zakonodaje

- Okoljski vpliv posameznih pretvornikov energije

- Tehnološke smernice in zahteve razvoja pretvornikov energije za plovilih

- Topologije pogonskih sistemov in osnovne komponente

Motorji z notranjim zgorevanjem (MNZ):

- Proces in osnovni principi zgorevanja

- Lastnosti realnega delovnega medija

- Goriva: lastnosti, napredna in alternativna goriva

a) Batni motorji:

- Kinematika bata in uravnoteženje prostih sil in navorov

- Medsebojna povezanost idealnih procesov v toplotnih motorjih in procesov v realnih batnih MNZ

- Priprava gorljive zmesi, vžig in zgorevanje v Ottovih motorjih

 - Priprava gorljive zmesi, vžig in zgorevanje v dizelskih motorjih

- Priprava gorljive zmesi, vžig in zgorevanje v naprednih procesih zgorevanja (LTC, CAI…)

- Mehanizmi tvorbe onesnažil

- Sistemi in naprave za naknadno obdelavo plinskih onesnažil in delcev (vrste naprav, procesi in značilnosti)

- Izmenjava delovnega medija

- Mehanske izgube v batnih MNZ

- Termoregulacija batnih MNZ

- Prisilno polnjenje batnih MNZ

- Zmogljivosti batnih MNZ

b) Turbinski motorji:

- Procesi v turbinskih motorjih

- Deli turbinskih motorjev in njihove značilnosti

- Osnove delovanja turbinskih motorjev in njihove zmogljivosti

Električni stroji:

- Osnove delovanja električnih strojev

- Izvedbe električnih strojev in njihove značilnosti ter zmogljivosti

Baterije:

- Izvedbe baterij in njihove značilnosti

- Transport snovi, elektrokemični procesi in generacija toplote

- Degradacijski procesi

Gorivne celice:

- Izvedbe gorivnih celic in njihove značilnosti

- Transport snovi, elektrokemični procesi in generacija toplote

- Degradacijski procesi

Integracija in optimizacija:

- Interakcija med napravami za shranjevanje energije in energijskimi pretvorniki v plovilih

- Kotli in generacija pare

- Izmenjevalniki toplote in regeneracija toplote

- Analiza in optimizacija energijske učinkovitosti v pogonskih sistemih plovil

Več...

Cilji in kompetence

Cilji: Temeljni cilji učnega predmeta so seznaniti študente s celotnim spektrom energijskih pretvorb in rabe energije v pomorstvu in prometu s posebnim poudarkom na energijskih pretvornikih in napravah za shranjevanje energije v strojnicah plovil. Ta cilj zahteva poznavanje procesov v teh napravah in njihovih značilnosti, ki omogočajo razumevanje delovanja in optimizacijo integriranih pogonskih sistemov plovil in še na višji skali optimizacijo rabe energije v pomorskem prometu.

Kompetence: Študent bo pridobil sposobnosti sistematičnega in logičnega razumevanja na vseh potrebnih skalah od procesov v posameznih napravah, ki se odvijano na nano-skali preko makroskopskega razumevanja delovanja in karakteristik naprav do sistemskega razumevanja delovanja integriranih sistemov. Te kompetence bodo omogočale samostojno vrednotenje procesov in topologij pogonskih sistemov z ozirom na njihove značilnosti in zmogljivosti ter okoljske in energetske zahteve. Dodatno bo študent sposoben uporabiti temeljna znanja pri snovanju in optimizaciji procesov v realnih sistemih in bo sposoben ovrednotiti vpliv posameznih procesov in tehnoloških izboljšav na delovanje pogonskih sistema. Široka baza znanja, ki vključuje tudi porajajoče se tehnologije bo študenta ustrezno pripravila tudi na pričakovane prihodnje spremembe v tem sektorju, saj bo sposoben njihovega kompetentnega vrednotenja.


Temeljna literatura

  1. Guzzella L, Sciarretta A.: Vehicle Propulsion Systems - Introduction to Modeling and Optimization, 2nd ed., Springer, 2007, ISBN 978-3-540-74691-1, Izbrana poglavja.
  2. Doug Woodyard (Editor) Pounder’s marine diesel engines and gas turbines, Elsevier Butterworth-Heinemann, 2004, ISBN 0 7506 5846 0, Izbrana poglavja.
  3. Katrašnik Tomaž, Predloge za predavanja (handouts).

Izvajalci

Predavanja