Okolju prijazne tehnologije

• Poznavanje osnovnih pojmov in zakonitosti s področja izrabe obnovljivih virov energije v različnih tehnologijah
• Razumevanje principov delovanja pomembnejših naprav oz. tehnologij, kot so: tehnologije za zajemanje in shranjevanje ogljika, vetrnice, solarni sistemi, fotonapetostne celice različnih tipov, hidroelektrarne, elektrarne na bibavico, naprave za izkoriščanje energije valov, morskih tokov in toplotne energije morja, osmotske elektrarne, tehnologije za izkoriščanje geotermalne energije (hidrotermalno in geotlačno izkoriščanje, hlajenje vročih kamnin), pridobivanje vodika s fotoelektrolizo, pretvorba v električno energijo v gorivnih celicah različnih tipov, Li-ionske baterije, elektrokromne in fotoelektrokromne naprave, fotokatalitski sistemi za čiščenje vod in zraka, samočistilno delovanje na osnovi fotokatalize, fisijski in fuzijski jedrski reaktorji
• Osvojitev nekaterih eksperimentalnih veščin v laboratoriju, povezanih z napravami za izkoriščanje obnovljivih virov energije
• Sposobnost prepoznavanja dobrih praks in študenti razvijejo sposobnost kritične presoje obstoječih tehnologij s področja izkoriščanja obnovljivih virov energije

Za uspešno osvajanje snovi je potrebno predhodno znanje kemije in fizike.

Predmet obravnava naslednja poglavja s hitro razvijajočega se področja okolju prijaznih tehnologij, ki temeljijo predvsem na izrabi obnovljivih virov energije:
uvod v energijsko problematiko in pomembnost trajnostne energije, tehnologije za zajemanje ogljikovega dioksida, vetrna energija, sončna energija (toplota, fotovoltaika), bioenergija, vodna energija (hidroelektrarne, energija morja in oceanov), geotermalna energija, gorivne celice in vodikova ekonomija, napredne baterije ter elektrokromne in fotoelektrokromne naprave, fotokataliza, jedrska energija.

Znanje in razumevanje:
Študenti razumejo in znajo pojasniti temeljne pojme in zakonitosti s področja izrabe obnovljivih virov energije in drugih relevantnih tehnologij: (i) pretvorba vetrne energije (znajo razložiti karakteristike vetrnice, pojasniti odvisnost moči vetrnice od hitrosti vetra, poznajo trend instalirane moči v zadnjih letih, različne tipe vetrnic in njihove prednosti / slabosti, možnosti obdelave površine proti ledenju, insektom, eroziji), (ii) pretvorba sončne energije v različnih sistemih (poznajo spekter sončnega sevanja, solarno konstanto, merilnike sončnega sevanja, vrste toplotnih solarnih sistemov, hlajenje s sončno energijo, princip fotonapetostne pretvorbe, primerne polprevodnike, karakteristike sončnih celic, delovanje standardnih silicijevih sončnih celic in vrste novejših tehnologij kot npr. DSSC in organske sončne celice), (iii) pretvorba bioenergije (poznajo oblike biomase, kurilnost in zgorevalno toploto goriv iz biomase, tehnologijo zgorevanja v štirih fazah, proizvodnjo bioetanola in biodizla, vplive na okolje), (iv) pretvorba vodne energije (poznajo razvoj vodnih elektrarn, znajo opisati in shematično prikazati delovanje nekaj tipov hidroelektrarn, znajo razlikovati med reakcijskimi in impulznimi turbinami, znajo razložiti pojav plimovanja in izkoriščanje te energije, poznajo tehnične izvedbe naprav za izkoriščanje energije valovanja, morskih tokov, toplotne energije morja, razlike v slanosti), (v) pretvorba geotermalne energije (poznajo potenciale in načine izkoriščanja, delovanje geosonde, geotermalne elektrarne na cikel s suho paro, mokro paro in binarni cikel, poznajo uporabe še za druge namene, izkoriščanje v Sloveniji), (vi) pridobivanje, shranjevanje in pretvorba vodika (poznajo trajnostni način pridobivanja s fotoelektrolizo v različnih konceptih naprav, poznajo tri osnovne možnosti shranjevanja vodika, znajo opisati pretvorbo v elektriko v gorivnih celicah PEMFC in SOFC, poznajo slabosti in prednosti vodika kot energenta), (vii) pretvorba jedrske energije (poznajo zgodovino razvoja, radioaktivnost in enote, princip cepitve jeder in nadzorovanje verižne reakcije v elektrarni, poznajo zgradbo sredice reaktorja, varnostne mehanizme, tipe jedrskih reaktorjev, ravnanje z izrabljenim gorivom in problematiko odpadkov, poznajo tudi princip zlivanja jeder in fuzijske reaktorje), (viii) fotokatalitska pretvorba (razumejo procese razgradnje onesnažil v okolju z uporabo polprevodniškega katalizatorja in ultravijoličnega sevanja, razumejo delovanje samočistilnih površin na osnovi fotoinducirane superhidrofilnosti in fotokatalize), (ix) poznajo tehnologije zajemanja in shranjevanja ogljikovega dioksida, saj je (in bo) energetsko izkoriščanje fosilnih goriv še vedno neizogibno. Študent se preko seminarske naloge nauči predstaviti problematiko z enega od zgoraj navedenih področij in o njej razpravljati z ostalimi študenti. Pri vajah študentje osvojijo osnovne računske tehnike v povezavi s solarnimi sistemi (npr. nizkoenergijska gradnja, izkoristki sončne celice), sestavijo in izmerijo delovanje naprave (npr. s sončno celico povzročijo elektrolizo vode, pridobljeni vodik pretvorijo v električno energijo v gorivni celici), ogledajo si primer dobre prakse v Sloveniji (ekskurzija).

Temeljna

• GJERKEŠ, Henrik. Okolju prijazne tehnologije. Vsako leto posodobljeni zapiski predavanj. https://mitv.ung.si/
• GJERKEŠ, Henrik. Koncept krožnega gospodarstva, gradbeništvo in primer občine Kočevje. V: VOLFAND, Jože (ur.), et al. Prehod v trajnostno gradnjo in življenjski cikel stavbe : priročnik za krožno gospodarstvo. Celje: Fit media, 2020. Str. 56-61, ilustr. ISBN 978-961-6283-60-1. E-gradivo
• ŠIJANEC-ZAVRL, Marjana, JEJČIČ, Neva, TOMŠIČ, Miha, GJERKEŠ, Henrik. Razogljičenje stavb - usposabljanje, prepoznavanje kakovosti in merila za trajnostno gradnjo in prenovo. V: UMBERGER, Marko (ur.). Peter Novak. V Ljubljani: Slovensko društvo za sončno energijo, 2023. Str. 55-60, ilustr. ISBN 978-961-96287-0-6.
• GJERKEŠ, Henrik. Pregled, analiza in predlog alternativne oskrbe z energijo : LDC Letališka Mercator: končna verzija. Ljubljana: Gradbeni inštitut ZRMK, 2021. 32 str., ilustr.
• ŠIJANEC-ZAVRL, Marjana, TOMŠIČ, Miha, GJERKEŠ, Henrik, POTOČAR, Erik. Implementation of the EPBD in Slovenia : status in 2020. [Brussels: European Union, 2021]. 1 spletni vir (1 datoteka PDF (27 str.)), ilustr. E-gradivo
• GJERKEŠ, Henrik. Toplotne črpalke v kontekstu trajnostnega ogrevanja v Sloveniji. V: UMBERGER, Marko (ur.). Toplotne črpalke : revija. Ljubljana: UM svetovanje, 2019. Str. 39-44, ilustr. Katalog
• PRAZNIK, Miha, TOMŠIČ, Miha, ŠKERLEP, Tomaž, JEJČIČ, Neva, KRAPEŽ, Primož, GOSTIČ, Samo, SKOK, Jurij, BROŽIČ, Dušanka, KOS, Jože, KOMEL, Primož, GJERKEŠ, Henrik, et al., PRAZNIK, Miha (urednik). Usposabljanje novih energetskih svetovalcev za delo v mreži ENSVET : gradivo tečaja. Ljubljana: Gradbeni inštitut ZRMK, 2015. 2 zv. (loč. pag.), ilustr. [COBISS.SI-ID 512114715]
• Interesting Engineering E-gradivo
• Nature E-gradivo
• Renewable Energy- A Primer for the Twenty-First Century, Bruce Usher, 2019 2019 Katalog E-gradivo
• Physics and Technology of Sustainable Energy, E. L. Wolf, 2018 Katalog
• Renewable Energy, ed. G. Boyle, Oxford University Press, 2004. Katalog E-gradivo

Kolokvij iz vaj (30 %), ustna predstavitev seminarske naloge (10 %), pisni izpit (60 %)

Prof. dr. Henrik Gjerkeš. Habilitacijsko področje: strojništvo.

Henrik Gjerkeš iz Ljutomera je diplomiral na Tehniški fakulteti Univerze v Mariboru ter magistriral in l. 1999 doktoriral na Fakulteti za strojništvo Univerze v Ljubljani. Od l. 2006 je zaposlen na Univerzi v Novi Gorici, kjer je nosilec pri 6 predmetih na Poslovno-tehniški fakulteti, Fakulteti za znanosti o okolju in Fakulteti za podiplomski študij, ter član senata, znanstvenega sveta in komisije za študijske zadeve. Od l. 2012 je dodatno zaposlen še na Gradbenem inštitutu ZRMK, kjer vodi dejavnosti na področju trajnostne rabe energije in sodeluje pri številnih domačih in mednarodnih projektih – od strateških do povsem konkretnih reševanj problemov v industriji in lokalnih skupnostih. Med leti 2009 in 2011 je bil minister Vlade Republike Slovenije, odgovoren za lokalno samoupravo, regionalno politiko in črpanje evropskih sredstev. Osnovno področje dela je strojništvo (prenos toplote in procesna tehnika), ki ga je v svoji nelinearni poklicni poti nadgradil z znanjem iz sodobnih trajnostnih tehnologij, krožnosti, obnovljivih virov energije, upravljanja z odpadki, industrijske ekologije in regionalne politike. Je mentor pri 20 zaključenih magistrskih in 8 diplomskih delih. Njegova bibliografija obsega 243 enot, od tega 24 znanstvenih člankov s 128 čistimi citati in h-indeksom 8 (WoS/Scopus, COBISS, september 2024).

Izbrane objave:

BERCE, Jure, HADŽIĆ, Armin, MOŽE, Matic, ARHAR, Klara, GJERKEŠ, Henrik, ZUPANČIČ, Matevž, GOLOBIČ, Iztok. Effect of surface wettability on nanoparticle deposition during pool boiling on laser-textured copper surfaces. Nanomaterials. [Online ed.]. Feb. 2024, vol. 14, iss. 3, [article no.] 311, str. 1-17, ilustr. ISSN 2079-4991. [COBISS.SI-ID 184768771]

GJERKEŠ, Henrik. Opredelitev in implementacija krožnega gospodarstva. Geotermija v Pomurju : 21. znanstvena konferenca Pomurska akademija Pomurju. : 24. in 25. november 2023. [COBISS.SI-ID 173814531]

GJERKEŠ, Henrik, JAKIN, Tomaž. Trajnostni učinki povišanja stopnje lokalne energetske samooskrbe pri sistemu daljinskega ogrevanja stavb. Svet strojništva. sep. 2023, letn. 12, št. 1/2, str. 43-49, ilustr. ISSN 1855-6493. [COBISS.SI-ID 166391555]

GJERKEŠ, Henrik, ŠIJANEC-ZAVRL, Marjana, Akademija strojništva 2023, 22. 11. 2023, Ljubljana. Analysis of circular economy implementation in local community. Svet strojništva. 2023, letn. 12, št. 03/06, str. 148-149, ilustr. ISSN 2350-3505. [COBISS.SI-ID 173807107]

ŠIJANEC-ZAVRL, Marjana, JEJČIČ, Neva, TOMŠIČ, Miha, GJERKEŠ, Henrik. Razogljičenje stavb - usposabljanje, prepoznavanje kakovosti in merila za trajnostno gradnjo in prenovo. V: UMBERGER, Marko (ur.). Peter Novak. V Ljubljani: Slovensko društvo za sončno energijo, 2023. Str. 55-60, ilustr. ISBN 978-961-96287-0-6. COBISS.SI-ID 169930755]

MOŽE, Matic, ZUPANČIČ, Matevž, STEINBÜCHER, Miha, GOLOBIČ, Iztok, GJERKEŠ, Henrik. Nanosecond laser-textured copper surfaces hydrophobized with self-assembled monolayers for enhanced pool boiling heat transfer. Nanomaterials. [Online ed.]. Oct. 2022, vol. 12, iss. 22, str. 1-20, ilustr. ISSN 2079-4991. [COBISS.SI-ID 129879555]

MOŽE, Matic, ZUPANČIČ, Matevž, SEDMAK, Ivan, FERJANČIČ, Klemen, GJERKEŠ, Henrik, GOLOBIČ, Iztok. Revisiting the corresponding-states-based correlation for pool boiling critical heat flux. Energies. May 2022, vol. 15, iss. 10, str. 1-19, ilustr. ISSN 1996-1073. [COBISS.SI-ID 107631363]

TOMŠIČ, Miha, GJERKEŠ, Henrik, ŠIJANEC-ZAVRL, Marjana, BAČLIJA BRAJNIK, Irena, PREBILIČ, Vladimir. Potentials and limitations of local fiscal policies as instruments for sustainable development in Slovenia. Energy efficient building design and legislation. Paris: RILEM Publications, [2019]. Str. 237-244, ilustr. ISSN 1461-1147. [COBISS.SI-ID 5361915]

PETKOVŠEK, Jure, HENG, Yi, ZUPANČIČ, Matevž, GJERKEŠ, Henrik, CIMERMAN, Franc, GOLOBIČ, Iztok. IR thermographic investigation of nucleate pool boiling at high heat flux. International journal of refrigeration. [Print ed.]. Jan. 2016, vol. 61, str. 127-139, ilustr. ISSN 0140-7007. DOI: 10.1016/j.ijrefrig.2015.10.018. [COBISS.SI-ID 14351643]

ŠIJANEC-ZAVRL, Marjana, STEGNAR, Gašper, RAKUŠČEK, Andraž, GJERKEŠ, Henrik. A bottom-up building stock model for tracking regional energy targets : a case study of Kočevje. Sustainability. 2016, vol. 8, no. 10, str. 1-16, ilustr. ISSN 2071-1050. [COBISS.SI-ID 4550139]

GJERKEŠ, Henrik, MALENŠEK, Jože, SITAR, Anže, GOLOBIČ, Iztok. Product identification in industrial batch fermentation using a variable forgetting factor. Control eng. pract.. [Print ed.], Oct. 2011, vol. 19, iss. 10, str. 1208-1215, doi:10.1016/j.conengprac.2011.06.011. [COBISS.SI-ID 11995931]

GOLOBIČ, Iztok, PETKOVŠEK, Jure, GJERKEŠ, Henrik, KENNING, D.B.R. Horizontal chain coalescence of bubbles in saturated pool boiling on a thin foil. Int. j. heat mass transfer. [Print ed.], Dec. 2011, vol. 54, iss. 25/26, str. 5517-5526, doi: 0.1016/j.ijheatmasstransfer.2011.07.039. [COBISS.SI-ID 11996187]

GOLOBIČ, Iztok, GJERKEŠ, Henrik. Interactions between laser-activated nucleation sites in pool boiling. International journal of heat and mass transfer. [Print ed.]. 2001, vol. 44, no. 1, str. 143-153. ISSN 0017-9310. [COBISS.SI-ID 4009243]

GJERKEŠ, Henrik, GOLOBIČ, Iztok. Pool boiling CHF on a laser heated thin plate. International journal of heat and mass transfer. [Print ed.]. 2000, vol. 43, no. 11, str. 1999-2008. ISSN 0017-9310. [COBISS.SI-ID 3587355]