vsebina: sonce življenje Človek – energetski...
Post on 03-Sep-2020
1 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Vsebina:
• Sonce – življenje
• Človek – energetski sistem
• Oskrba z energijo včeraj, danes, jutri
• Aktivnosti LTE
Nastopno predavanje
prof.dr. Mihael Sekavčnik
6. 11. 2014; Nastopno predavanje; prof.dr. Mihael Sekavčnik 2
Življenje lahko razumemo samo za nazaj,
živeti pa ga je treba naprej.
Sören Kirkegaard (1813-1855)
Sonce – življenje
6. 11. 2014; Nastopno predavanje; prof.dr. Mihael Sekavčnik 3
SonceDevterij gorivo za fuzijo
Masna – energijska bilanca
Princip fuzije
energija + + + + + β ν H He H H 2 1
2 2
1 1
1 1
razpolovna doba: a 10 14 2 ln
9 2 1 . = =
λ τ
energija He H H 3 2
1 1
2 1 + + + γ
energija H 2 He He He 1 1
4 2
3 2
3 2 + . + +
0,7 % mase se pri tem spremeni v energijo
: He jedro 1 nastane in
H jedra 4 porabi se reakciji V
4 2
1 1
( ) He H 4 2
1 1 007 , 0 1 4 m m = - . .
2 . = c m W
kg 10 99 , 1 30 danes . = m
. =
kg/a 10 54 , 1
kg/s 10 5
17
9 He H
. =
m .
kg/a 10 08 , 1
kg/s 10 35
15
6
. =
. = m W m .
W 10 9 , 3 d
d 26 S . = =
t
W W .
Sonce – življenje
6. 11. 2014; Nastopno predavanje; prof.dr. Mihael Sekavčnik 4
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
0,60,81,01,21,41,6
1,82,0
starost Sonca / 10 let9
dan
es
svetilnost - energijski tok
radij
temperatura
Sonce
Okoljska bilanca
Stopnja povečanja energijskega toka Sonca
Atmosfera se počasi segreva
Zemlja ne bo več življenju prijazen planet
a 10
% 10
d
d 9
= t
W
Človek 70·103 a
Premog 350·106 a
Biološki organizmi 3,5·109 a
.
Sonce – življenje
6. 11. 2014; Nastopno predavanje; prof.dr. Mihael Sekavčnik 5
W 10 9 , 3 d
d 26 S . = =
t
W W
23,7°
W 10 174 15 Z
. = W
149,5·106 km
23.480·rZ
. .
Sonce – življenje
Čas / h
Rotacija Zemlje okrog svoje osi
Z W
W &
&
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0 50 100 150 200 250
6. 11. 2014; Nastopno predavanje; prof.dr. Mihael Sekavčnik 6
primarni producenti
sončnaenergija
1,2 %98,8 %
rastlinojedci
mesojedci
višji mesojedci
razgrajevalci
energija v organskihodpadkih in ostankih
izgube energije s toploto metabolizmain prehodom prekomeja ekosistema
63,4 %
16,2 %
3,5 % 10,9 %
1,8 %
0,4 % 1,3 %
0,1 %
0,02 % 0,08 %
24,3 % 75,7 %
100 %
meja
eko
sis
tem
a
ko
pič
en
je b
iom
ase
FOTOSINTEZA
AEROBNODIHANJE
sončna svetloba
sladkornemolekule kisik
voda+
ogljikovdioksid
energija:delo
+toplota
Sonce – življenje
6. 11. 2014; Nastopno predavanje; prof.dr. Mihael Sekavčnik 7
Človek – energetski sistem
Odkar se je človek
postavil na dve nogi,
ima težave z
ravnotežjem
6. 11. 2014; Nastopno predavanje; prof.dr. Mihael Sekavčnik
Človek – energetski sistem
8
HRANA - GORIVO HRANA
kompleksniogljikovi hidrati
glikogenmaščobe proteini
aminokiskline
ogljikoveverige
sladkorjimaščobne
kisline
glikoliza
glicerol
piruvat
acetil CoA
Krebsovcikel
NH3
urin
e-
e-H+
+ kisik
voda
oksidacijskafosforilacija
- 2 ATP
...
ATP
ATP
}ENERGIJA
CO2
CO2
+ 4 ATP
+ 2 ATP
+ 2 ATP
6. 11. 2014; Nastopno predavanje; prof.dr. Mihael Sekavčnik 9
ZALOGA ENERGIJE - REZERVOAR
proteini
ogljikovi
hidrati
maščobe
delo
toplota
HRANA - GORIVO
neposredna
energija
h ~ 0,7
skladiščena
energija
sinteza
kemičnih
spojin
neporabljena energija
Človek – energetski sistem
6. 11. 2014; Nastopno predavanje; prof.dr. Mihael Sekavčnik
Človek – energetski sistem
10
Človek – stroj Toplotni stroj Gorivna celica
HRANA
kompleksniogljikovi hidrati
glikogenmaščobe proteini
aminokiskline
ogljikoveverige
sladkorjimaščobne
kisline
glikoliza
glicerol
piruvat
acetil CoA
Krebsovcikel
NH3
urin
e-
e-H+
+ kisik
voda
oksidacijskafosforilacija
- 2 ATP
...
ATP
ATP
}ENERGIJA
CO2
CO2
+ 4 ATP
+ 2 ATP
+ 2 ATP
GORIVOC HX Y
termičnaoksidacija
zgorevanje:
ogljikov dioksid+
voda+
presežni kisik+...
TOPLOTA
krožniproces
DELO
ODVODTOPLOTE
okolica
kisik(zrak)
kisik(zrak)
+voda
GORIVOC HX Y
reformiranjegoriva
vodik
ogljikovdioksid
DELO
TOPLOTA
kisik(zrak)
elektrokemičnaoksidacija
6. 11. 2014; Nastopno predavanje; prof.dr. Mihael Sekavčnik 11
z dovoljenjem Mebius, d.o.o.
Človek – energetski sistem
Prikaz gorivne celice
6. 11. 2014; Nastopno predavanje; prof.dr. Mihael Sekavčnik 12
Človek – energetski sistem
moč / W čas / h delo / kW h Faktor
človek 60 8 0,5
konj 600 10 6,0 12,5
motor z notranjim zgorevanjem 80.000 24 1.920 4.000
NEK 670.000.000 24 16.080.000 33.500.000
TEŠ 6 550.000.000 24 13.200.000 27.500.000
Povprečna družina (5-članska) v povprečju porabi 12 kW h električne energije na dan!
Primerjava zmogljivosti človeka z drugimi tehnologijami
6. 11. 2014; Nastopno predavanje; prof.dr. Mihael Sekavčnik
V elektrarnah se je urejen košček premoga spremenil v širjenje nekoristnih toplih
plinov; visok in miren zbiralnik vode je postal entropična dirka, tavajoča proti delti.
Taka žrtvovanja reda so ustvarjala uporabno ločevanje nabojev…
Jonathan Earl Franzen, Popravki
Oskrba z energijo včeraj, danes, jutri
6. 11. 2014; Nastopno predavanje; prof.dr. Mihael Sekavčnik 14
Socio-političnisistem
Izobraževalnisistem
Mednarodno-političnisistem
Zdravstvenisistem
Ekonomskisistem
Prebivalstvo
Kmetijstvo Energetika
TehnologijaNaravni viri
inkvaliteta okolja
Konflikti/SodelovanjeStabilnost/NestabilnostVladni
izdatki
Rodnost
Prehrana
Umrljivost
Prihodki
Delovna sila
PovpraševanjeOskrbaCene,Investicije
UčinkovitostIzraba virovEmisije ogljika
Uporaba talVoda
Oskrba z energijo včeraj, danes, jutri
premog
nafta
zemeljski plin
jedrsko gorivo
lesna biomasa
vodna energija
energija vetra
nova biomasa
sončna energija
geotermalna energija
odprto
10
tce
9
1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020 2040 2060
0
10
20
30
40tce ... tona premogovega ekvivalenta
1 tce = 29,3 GJ
6. 11. 2014; Nastopno predavanje; prof.dr. Mihael Sekavčnik 15
Oskrba z energijo včeraj, danes, jutri
Obstoječi elektroenergetski
sistem Evrope
6. 11. 2014; Nastopno predavanje; prof.dr. Mihael Sekavčnik
Oskrba z energijo včeraj, danes, jutri
6. 11. 2014; Nastopno predavanje; prof.dr. Mihael Sekavčnik 17
Proizvidnja HE 2005
0
100
200
300
400
500
600
700
800
1 365
Čas / dan
El. m
oč /
MW
0
1
2
3
4
5
6
7
8
31.avg 5.sep 10.sep 15.sep 20.sep 25.sep 30.sep
elek
trič
na m
oč P
/
kW
Energija iz hidroelektrarn v RS
Energija iz sončnih elektrarn v RS
porabniki el. energije = obnovljivi viri električne energije
• tehnologije shranjevanja električne energije
• aktivna omrežja
• racionalna raba energije
Oskrba z energijo včeraj, danes, jutri
Tehnični problem
6. 11. 2014; Nastopno predavanje; prof.dr. Mihael Sekavčnik
Elektrika-v-plin (Power-to-gas) kot sezonsko shranjevanje OVE je tehnično izvedljivo...
Spremenljivi
OVE Elektroliza
hBW 72%
Proizvodnja
metana
hBW 77%
Kombinirana
PPE
hHW 60%
Obstoječi
plinovodi
el. H2 CH4 CH4
G
CO2
+ -
Elektroliza in proizvodnja CH4
izkoristek 55% - CH4 strošek 50 ct / kWh
Elektroliza, CH4 in PPE
izkoristek 32 % - lastna cena el. energije 1€ / kWh
Stroški sintetičnega CH4 10 – 20 × večji kot današnja cena zemeljskega plina > Opomba: ni zanesljive ocene presežne energije iz OVE; predpostavka: 10 ct/kWh
... toda:
a) s precejšnjimi izgubami in
b) z velikimi investicijami
Oskrba z energijo včeraj, danes, jutri
Ekonomski problem
6. 11. 2014; Nastopno predavanje; prof.dr. Mihael Sekavčnik 19
Oskrba z energijo včeraj, danes, jutri
Etični problemi:
Proizvodnja tehničnih goriv iz hrane Uporaba obdelovalnih površin za
proizvodnjo električne energije
6. 11. 2014; Nastopno predavanje; prof.dr. Mihael Sekavčnik 20
Odsotnost celovitih rešitev: primer Danske in njenega nevtraliziranja CO2 odtisa
Oskrba z energijo včeraj, danes, jutri
6. 11. 2014; Nastopno predavanje; prof.dr. Mihael Sekavčnik 21
Tragikomika slovenske sedanjosti
Oskrba z energijo včeraj, danes, jutri
?!
6. 11. 2014; Nastopno predavanje; prof.dr. Mihael Sekavčnik 22
Nebo ima svoje zakonitosti gibanja,
Zemlja svoje vire,
človek svoje nazore
in slednji tvori s prej imenovanima
neločljivo trojnost.
Toda človek stori napako,
kakor hitro zlorabi temelje te trojnosti
in poseže po prvih dveh.
Xuan Quang Xunxi (3. stol.pr.n.š.)
Oskrba z energijo včeraj, danes, jutri
6. 11. 2014; Nastopno predavanje; prof.dr. Mihael Sekavčnik
hidroel.
sončne el.
vetrne el.
termoel.
gospodinj.
storitve
industrija
mo
č
čas
čas
mo
č
regu
laci
ja
gori
vna
celic
a
elek
tro
lizer
hra
niln
ik
vod
ika
elek
tro
nsk
o
bre
me
zajem podatkov
matematični modeli
numerične simulacije
matematični modeli
numerične simulacije
eksperimentalni testi
analiza rezultatov
regu
laci
ja
proizvodnja
poraba
visokotlačni kompresorji
visokotlačni hranilniki H2
H2 polnilna postaja
RRP 8: Postavitev vodikovih polnilnih postaj
raziskovalna oprema
elektrolizer
gorivna
celica
hranilnik vodika
Teme raziskav:
Aktivna omrežja
Optimizacijski algoritmi
LCA analize…
Raziskovalna dejavnost LTE
6. 11. 2014; Nastopno predavanje; prof.dr. Mihael Sekavčnik
LTE sodeluje z…
24
ETN (European Turbine Network)
Združenje za povezovanje verige
vrednosti na področju tehnologij
za stacionarne plinske turbine
Delovna skupina:
Izkoristki procesov
Vključevanje v konzorcije za
prijave raziskovalnih projektov
6. 11. 2014; Nastopno predavanje; prof.dr. Mihael Sekavčnik
LTE sodeluje z…
25
FluMaBack: Fluid Management
component improvement for Back up
fuel cell systems
7. okvirni raziskovalni program
• Večja učinkovitost in zanesljivost BoP
komponent;
• Podaljšanje življenjske dobe
• Zmanjšanje stroškov izdelave
• Poenostavitev izdelave UPS sistema
Funkcija Lte:
• Numerično modeliranje – CFD
• LCA analiza izdelave, obratovanja in
razgradnje celotnega sistema
• Diseminacija rezultatov
6. 11. 2014; Nastopno predavanje; prof.dr. Mihael Sekavčnik
LTE sodeluje z…
26
LIFE SUSTAINHUTS: Sustainable
mountain huts in Europe
LIFE Climate Change
Adaptation project application
Razviti gorsko kočo s trajnostno
oskrbo energije in blizu ničnih emisij.
• Implementacija OVE;
• Vključitev vodikovih tehnologij;
• Novi izolacijski materiali;
• 9 demo hiš (Pireneji, Alpe, Karpati);
• LCA analiza (zgolj naloga Lte)
• Razvoj končnih priporočil in navodil
za izdelavo trajnostnih gorskih koč
6. 11. 2014; Nastopno predavanje; prof.dr. Mihael Sekavčnik 27
LTE sodeluje s…
TEŠ
25
30
35
40
19
80
19
81
19
82
19
83
19
84
19
85
19
86
19
87
19
88
19
89
19
90
19
91
19
92
19
93
19
94
19
95
19
96
19
97
19
98
19
99
20
00
20
01
20
02
20
03
20
04
20
05
Leto
Izko
riste
k T
E Š
ošta
nj, %
Marec 1995 vklop NRDP4
Januar 2001 vklop NRDP5
Januar 1995 prvi preizusi blokov v TEŠ
pred zagonom NRDP4.
Od takrat dalje izmenično vsako leto
eden od blokov 4 ali 5
6. 11. 2014; Nastopno predavanje; prof.dr. Mihael Sekavčnik 28
LTE sodeluje z…
Energetiko Ljubljana (TE-TOL, TOŠ)
62%
64%
66%
68%
70%
72%
74%
76%
1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013
T/E= 2,58
1998 začetek sodelovanja s FS
Absolutno izboljšanjeizkoristka glede naleto 1998 znaša 4,9 %
Relativno izboljšanjeizkoristka glede na leto 1998 znaša 7,2 %
V primerjavi z letom 1998 znaša prihranek v letu
2012 2,8 MIO EUR.
KOTEL 3: ODSTOPANJE VSEBNOSTI
KISIKA V DIMNIH PLINIH IN ODSTOPANJE
SPECIFIČNE PORABE ZARADI TEGA
ODSTOPANJA
6. 11. 2014; Nastopno predavanje; prof.dr. Mihael Sekavčnik 29
LTE sodeluje z…
• NEK pri rednih remontih kot pooblaščeni izvedenec za jedrsko in sevalno
varnost s strani ARSJV
• neodvisnih meritvah obratovalnih parametrov sekundarnega in terciarnega
dela postrojenja
• pri izdelavi neodvisnih strokovnih ocen, ekspertiz in preračunov
6. 11. 2014; Nastopno predavanje; prof.dr. Mihael Sekavčnik
LTE sodeluje s…
30
VGB PowerTech – največje evropsko
združenje za proizvajalcev električne
energije in tehnološko opreme za
elektrarniško tehniko
Znanstveni
sosvet
Delovna skupina za
prevzemne in
kontrolne meritve
6. 11. 2014; Nastopno predavanje; prof.dr. Mihael Sekavčnik
LTE – alumni
31
Tine Gantar Energijske karakteristike radialnih turbinskih
strojev z nekonvencionalno smerjo pretoka 2008 Envita, d.o.o.
Tine Ogorevc Vpliv termohidrodinamskih parametrov izpušnega
sistema na delovanje motorja z notranjim
zgorevanjem
2009 Danfoss
Mitja Mori Hlajenje lopatic v turbinskih strojih 2009 UL-FS
Lovrenc Novak Konvektivni prenos toplote v aksialni stopnji
plinske turbine 2010 CEE, d.o.o.; UL-FS
Andrej Pirc Aktivna energetska omrežja s sistemi sočasne
proizvodnje toplote in električne energije in
vodikovimi tehnologijami
2014 Savaprojekt, d.o.o.;
ENOVIP, d.o.o.
Zaključeni doktorati znanosti
Rok Lacko Uporaba vodikovih tehnologij za izrabo razpršenih
obnovljivih virov energije Naloga oddana v
oceno Envita, d.o.o.
Andrej Lotrič Sistem sočasne proizvodnje toplote in elektrike
(SPTE) z visokotemperaturnimi gorivnimi celicami
s protonsko prevodnimi membranami
3. letnik Mebius, d.o.o.
Doktorske naloge v izdelavi
6. 11. 2014; Nastopno predavanje; prof.dr. Mihael Sekavčnik
LTE – alumni
32
Zaključeni magisteriji znanosti
Zaključene diplomske naloge (II. stopnja, UNI, VSŠ): 48
Tadej Auer Gorivne celice v sistemu sočasne proizvodnje
električne energije in toplote 2009 RCVT
Lenart Marđetko Termoenergetski preizkusi termoelektrarn 2012 HSE, d.d.
Franci Vehar Centripetalna črpalna stopnja v večstopenjski
centrifugalni črpalki 2013 Turboinštitut, d.o.o.
6. 11. 2014; Nastopno predavanje; prof.dr. Mihael Sekavčnik 33
LTE – študijske ekskurzije
NEK, 2014
6. 11. 2014; Nastopno predavanje; prof.dr. Mihael Sekavčnik 34
LTE – študijske ekskurzije
SIEMENS, MÜLHAUSEN, 2014
6. 11. 2014; Nastopno predavanje; prof.dr. Mihael Sekavčnik 35
LTE – študijske ekskurzije
RWE, NEURATH, 2014
(2 X 1100 MW)
6. 11. 2014; Nastopno predavanje; prof.dr. Mihael Sekavčnik 36
LTE – študijske ekskurzije
STUTTGART, 2014
6. 11. 2014; Nastopno predavanje; prof.dr. Mihael Sekavčnik
LTE – kadrovska zasedba
37
6. 11. 2014; Nastopno predavanje; prof.dr. Mihael Sekavčnik
LTE – finančno poslovanje
38
6. 11. 2014; Nastopno predavanje; prof.dr. Mihael Sekavčnik 39
HVALA ZA POZORNOST
Na koncu bo vse dobro; če še ni dobro, še ni konec.
Oscar Wilde
top related