Iskanje po katalogu digitalne knjižnice

Opis: V magistrskem delu smo opravili analizo trenutnega stanja proizvodnje električne energije v Republiki Sloveniji in analizo potenciala zelenih virov energije. Za potrebe preračuna količine vodika, ki bi ga potrebovali za vsa osebna vozila smo pregledali obstoječo ponudbo proizvajalcev vozil na vodikove gorivne celice za leto 2021 in jih na kratko opisali. Izračunali smo količino emisij CO2, ki jih proizvedejo osebna vozila na bencin in dizel ter količino energije, ki jo porabijo med delovanjem.
Ključne besede: vodik, obnovljivi viri energije, proizvodnja vodika, vodikove gorivne celice, promet
Objavljeno v DKUM: 12.01.2023; Ogledov: 271; Prenosov: 34
Celotno besedilo (3,16 MB)

Opis: Izčrpavanje fosilnih virov ter emisije toplogrednih plinov sta najpomembnejša motivacijska dejavnika za prehod iz tradicionalnih energetskih sistemov na inovativne in bolj trajnostne alternative. Vodik predstavlja eno izmed teh možnosti, saj ima visok izkoristek pretvorbe energije, proizvaja se lahko iz vode, ki je v izobilju, omogoča več načinov shranjevanja, lahko se pretvarja v druge oblike energije in ima višjo energijsko vrednost v primerjavi s fosilnimi gorivi. Vodik ima široko možnost uporabe, pri čemer se ga večina uporablja za proizvodnjo kemikalij kot so amonijak, dušikova (V) kislina, metanol, klorovodikova kislina, vodikov peroksid in številnih drugih. Uporablja se tudi kot vir energije za transport, kot raketno gorivo, za redukcijo, za gretje in hlajenje in druge namene. Kot surovina je prisoten v raznih industrijskih procesih, kot je proizvodnja goriv v rafinerijah, redukcija kovinskih rud, proizvodnja nasičenih maščob in druge. V sklopu magistrske naloge smo pregledali različne načine proizvodnje vodika in jih primerjali iz vidika vplivov na okolje. Analizirali smo sledeče načine proizvodnje vodika: klasična proizvodnja vodika iz zemeljskega plina, proizvodnja vodika z uporabo elektrolize vode, pridobivanje vodika iz bioplina in biomase, proizvodnja iz odpadnega aluminija, proizvodnja vodika iz alkohola, proizvodnja iz glicerola kot stranskega produkta proizvodnje biodizla ter proizvodnja vodika iz kislih plinov. Z uporabo programskega orodja OpenLCA in podatkovnih baz Ecoinvent ter Gabi smo analizirali njihov vpliv na okolje iz vidika odtisa toplogrednih plinov, energijskega odtisa, zakisljevanja, evtrofikacije in strupenosti za ljudi. Dobljene rezultate smo med seboj dodatno primerjali z upoštevanjem različnih virov električne energije. Z analizo življenjskega cikla smo ugotovili, da sta na podlagi ocenjenih okoljskih kazalcev najboljši tehnologiji parno reformiranje glicerola in odpadnega alkohola. Prav tako uporaba obnovljivih virov za pridobivanje električne energije drastično zmanjša okoljske vplive, še posebej pri tehnologiji elektrolize vode.
Ključne besede: Vodik, proizvodne tehnologije, analiza življenjskega cikla, okoljski odtis, vpliv na okolje in zdravje ljudi
Objavljeno v DKUM: 04.05.2022; Ogledov: 555; Prenosov: 72
Celotno besedilo (3,67 MB)

Opis: Več kot tretjino svetovnih emisij predstavljata industrija in transport, sektorja, ki ju ni mogoče v celoti elektrificirati. Kot vezni člen med obnovljivimi viri energije in brezogljično energijo se vse bolj uporablja vodik. V magistrskem delu je opisano vozlišče na osnovi vodikovih tehnologij. Električna energija se proizvaja v sončni elektrarni, ki nato v elektrolizerju proizvaja zeleni vodik oziroma vodik brez emisij toplogrednih plinov. Proizvedeni vodik se primarno uporablja za transport, v povezavi z gorivno celico pa omogoča avtonomnost vozlišča, kadar slednje ni povezano na elektroenergetsko omrežje. Za namen ogrevanja se toplota v vozlišču proizvaja v toplotnih črpalkah. Podani so tudi ekonomski izračuni vozlišča in končna cena vodika. Izračuni, modeli in simulacije vozlišča so izvedeni v programskem jeziku Python.
Ključne besede: Vodik, zeleni, vozlišče, vodikove tehnologije, Python
Objavljeno v DKUM: 14.12.2021; Ogledov: 430; Prenosov: 37
Celotno besedilo (2,03 MB)

Opis: V okviru diplomske naloge smo simulirali geometrijo dovoda na obstoječi napravi, kjer vstopa reakcijski plin (vodik) v reakcijsko cev naprave za ultrazvočno razpršilno pirolizo (USP) s pomočjo uporabe numeričnih metod. Pri tem vstopu vodika pride do mešanja z nosilnim plinom (dušik). USP naprava je sestavljena iz evaporacijske ter dveh reakcijskih con enakih dolžin, v katero vstopa aerosol s perkurzorsko spojino. V začetnem delu smo izvedli eksperiment na USP napravi tako, da smo za vstopne parametre izbrali tiste, ki so bili teoretično najustreznejši: konstantni pretok vodika 5 L/min in tri različne pretoka dušika (5 L/min, 10 L/min in 15 L/min). V nadaljevanju smo izvedli validacijo z numerično simulacijo z uporabo programa ANSYS CFX. Geometrije modelov so bile izvedene z uporabo programa Solidworks. Vstopna geometrija dovoda vodika je vključevala študijo lege in radija vstopa dovoda glede na reakcijsko cev, kakor tudi študijo kota in premer dovoda. Pri simulaciji smo izbrali značilne pretoke obeh plinov v območju od 5 L/min do 15 L/min. Rezultati so pokazali, da je bila najboljša geometrija z dovodom reakcijskega plina od spodaj. V nadaljevanju smo v simulacijo osnovne geometrije z izbranimi pretoki plinov vključili še temperaturo tako, da smo v coni evaporacije upoštevali 150 °C, v ostalih dveh conah pa 400 °C. Rezultati študije so pokazali, da nam numerične simulacije predstavljajo ustrezno orodje za študij toka reakcijskega plina v UPS napravi, saj so dobljeni rezultati primerljivi z rezultati eksperimentalnih testiranj. Tako lahko numerične simulacije uporabimo za ustrezno ovrednotenje optimalne geometrije dovoda za vstop reakcijskega plina.
Ključne besede: USP naprava, vodik, dušik, mešanje plinov, računalniška dinamika tekočin, simuliranje tokov tekočin, AnsysCFX
Objavljeno v DKUM: 24.09.2021; Ogledov: 396; Prenosov: 48
Celotno besedilo (1,84 MB)

Opis: V magistrski nalogi so predstavljeni izračuni potrebne toplotne energije za ogrevanje stanovanjske hiše štiričlanske družine in potrebna energija vodika, ki jo potrebujejo za transport z avtomobilom na gorivne celice. Predstavljen je sistem ogrevanja s toplotno črpalko in solarno termično aktiviranimi fasadnimi (STAF) paneli ter njuno delovanje. Ker pa za ogrevanje s toplotno črpalko in proizvodnjo vodika potrebujemo električno energijo, jo proizvedemo z malo hidroelektrarno. V magistrskem delu je predstavljena razpoložljiva energija, ki jo lahko z njo proizvedemo. Ker pa se potrebna električna energija za delovanje toplotne črpalke čez leto spreminja, lahko presežek uporabimo za proizvodnjo vodika. Predstavljena je proizvodnja in shranjevanje vodika ter količina, ki jo lahko proizvedemo iz presežka električne energije. Na koncu je predstavljena ekonomska analiza samooskrbnega sistema s toplotno energijo in energijo vodika za transport.
Ključne besede: hidroelektrarna, toplotna črpalka, STAF panel, vodik, samooskrba
Objavljeno v DKUM: 22.05.2019; Ogledov: 1384; Prenosov: 179
Celotno besedilo (2,99 MB)