O projektu

Razvojno-istraživački projekt Sigurnija i učinkovitija kogeneracijska / trigeneracijska postrojenja financira se iz strukturnih fondova EU u sklopu programa 2007.-2013 RC.2.2.08 Jačanje kapaciteta za istraživanje, razvoj i inovacije. Projekt se realizira u suradnji FESB-a i tvrtke Banko d.o.o. koja koristi inovacije, primijenjeno istraživanje i transfer znanja za povećanje vlastite konkurentnosti na svjetskom tržištu. U posljednjih nekoliko godina njihove razvojne aktivnosti usmjerene su na razvoj kogeneracijskih ORC postrojenja, a u taj projekt se od 2013. godine uključila i Katedra za elektromotorne pogone i automatizaciju s FESB-a. Suradnja je intezivirana i istraživački unaprijeđena uspješnom realizacijom ovog projekta

Ovim se projektom želi doprinijeti razvoju efikasnijih i sigurnijih kogeneracijskih/trigeneracijskih postrojenja pri čemu su osnovna istraživanja usmjerena na razvoj pojedinačnih komponenti i sustava upravljanja takvih postrojenja. Jedna od značajki projekta je naglasak na eksperimentalnim istraživanjima što je uvjetovalo razvoj i izgradnju tri prototipa visokotehnoloških industrijskih uređaja i sustava. To su pretvarač frekvencije za visokobrzinske generatore, sustav upravljanja kogeneracijskim postrojenjem temeljen na matematičkom modelu procesa, te absorpcijska dizalica topline za proizvodnju rashladne energije. Projektom je predviđeno da se razvijeni uređaji testiraju na prvom prototipnom kogeneracijskom ORC postrojenju toplinske snage 500 kW i električne snage 100 kW, koje je firma Banko razvila i izgradila u tvornici Đuro Đaković Kotlovi d.o.o.

Sa odobrenim rezultatima, nadamo se daljnjem razvoju proizvoda I komercijalizaciji projektnih rezultata.

Istraživački ciljevi

Projektom su definirana 3 istraživačka cilja:

1. Razvoj pretvarača frekvencije za visokobrzinske generatore

Za spoj visokobrzinskog generatora s permanentnim magnetima (PM generator) na električnu mrežu u sklopu projekta radi se na razvoju pretvarača frekvencije visoke nazivne frekvencije (do 1000 Hz). Razvoj će obuhvatiti dva modela, u kojima je mrežni dio pretvarača potpuno isti za oba, dok se na generatorskoj strani primjenjuju različiti pretvarači: (1) pretvarač temeljen na diodnom ispravljaču i uzlaznom DC/DC pretvaraču, (2) trofazni IGBT izmjenjivač jednake strukture kao i mrežni pretvarač.

Za oba modela izgradit će se prototipovi pretvarača frekvencije snage 100 KW i ulazne frekvencije napona generatora do 1000 Hz , koji će biti testirani na motor-generator grupi s asinkronim kaveznim strojem i sinkronim PM strojem, snage 100 kW i maksimalne brzine 20000 rpm. Primjenom najnovije tehnologije i naprednih upravljačkih algoritama u razvoju frekventnog pretvarača, cilj je povaćati upravljivost procesom i na taj način doprinijeti pouzdanosti i efikasnosti cijelog sustava.

2. Razvoj upravljačkog sustava kogeneracijskog postrojenja temeljenog na matematičkom modelu procesa

Razvoj se temelji na matematičkom modeliranju ORC procesa i svih sastavnih dijelova ORC postrojenja, a zatim i optimiranju upravljačkih algoritama kroz simulacijska testiranja na računalu, testiranja na hardverskom simulatoru procesa i u konačnici testiranja razvijenih algoritama na stvarnom ORC postrojenju. Cilj je razviti upravljački sustav koji će postići maksimalnu izlaznu električnu i toplinsku snagu instaliranog kogeneracijskog modula, te unaprijediti sigurnosne procedure.

3. Istraživanje tehničkih parametara kogeneracijskog / trigeneracijskog postrojenja za primjenu u zgradarstvu

Dok su kogeneracijska postrojenja uobičajena u industriji, u rezidencijalnim sredinama skoro da ih i nema, s obzirom na niski energetski volumen i sezonsku tendenciju proizvodnju topline. Mali, visokoefikasni skalabilni trigeneracijski moduli bi mogli zaobići ove probleme, stoga u okviru ovog projekta istražujemo mogućnost nadogradnje BANKO kogeneracijskog modula, te ekonomske i tehničke parametre koji ovaj modul mora zadovoljiti da bi primjena istog u rezidencijalnim sredinama bila isplativa.

Horizontalni rezultati

1. Povećanje utjecaja znanosti na razvoj industrije u Hrvatskoj

Usmjeravanje istraživačkih aktivnosti na industrijski primjenjiva područja izravno se povećavaju kapaciteti za primijenjeno istraživanje. Projekt doprinosi ovom cilju, na način da izravno povećava broja znanstvenika koji rade na industrijskim istraživanjima (10) i koji implementira podržavajući horizontalne aktivnosti, kao što je usmjeravanje studentskih završnih radova prema industrijski zanimljivim temama i osvježavanjem edukacijskih materijala rezultatima istraživanja što dodatno ohrabruje i promiče primjenu znanja u gospodarstvu.

2. Povećanje razine suradnje znanstvenih institucija i industrije

U svrhu jačanja razine suradnje, kao izravan projektni rezultat, pri Fakultetu je osnovan Odbor za suradnju s gospodarstvom i EU fondove. Njegov cilj je promovirati industrijsko istraživanje i razvoj među znanstvenom zajednicom, te olakšati ugovaranje, te tehničku i administrativnu provedbu kolaborativnih istraživanja. Rad ureda izravno doprinosi glavnom cilju, a ujedno i olakšava transfer znanja i tehnologije između znanstvenih institucija i industrije u Hrvatskoj.

3. Jačanje tehničkih znanja i vještina mladih znanstvenika za istraživanje i razvoj

Organizacija projektnih timova je pomno osmišljena kombinacija mladih znanstvenika (6) i iskusnih mentora (3) gdje svaki mladi znanstvenik ima svog mentora, od juniora do seniora. Ovakav način rada omogućuje efikasan transfer znanja i jačanje tehničkih znanja i vještina kod mladih znanstvenika, a što je posebno važno značajno doprinosi razvojnim vještinama cijelog tima što uključuje i istraživače tvrtke Banko d.o.o., partnera u projektu.

4. Doprinos energetske učinkovitosti društvu i očuvanju prirode

Glavni projektna tema je razvoj efikasnije načina proizvodnje energije iz otpadne topline. Primjenom razvijenog sustava u stvarnosti izravno se doprinosi ciljevima energetske samoodrživosti i očuvanju prirode. Ne samo da primjena sustava, već i tehnologija i metode razvijene projektom će imati za učinak očuvanje prirode i smanjenje CO2 otiska s obzirom da integriraju najmodernije metode upravljanja i tehničke konstrukcije poluvodičkih sustava.