Energetika in okolje

Cilji in kompetence

Cilj predmeta je študente naučiti osnovno razumevanje povezav med naravoslovjem in tehnologijami, ki jih uporabljamo pri klasičnih, alternativnih in možnih bodočih z energijo povezanih sistemih. Predmet podaja razumevanje medsebojnih zvez med energijskimi tehnologijami ter socialnimi in okoljskimi vprašanji.
Poseben poudarek je na razumevanju osnovnih pojmov in zakonitosti s področja tehnologij z obnovljivimi viri.
Obravnavana problematika je dopolnjena s številnimi praktičnimi primeri in ekskurzijo. Študentje v okviru predmeta pripravijo seminar, ki podrobneje osvetli eno izmed obravnavanih problematik.

Študenti pridobijo naslednje kompetence:
- Varno, okoljsko prijazno, zanesljivo in ekonomično upravljanje z energijskimi sistemi v kontekstu trajnostnega razvoja..

Pogoji za vključitev v delo oz. za opravljanje študijskih obveznosti

Za uspešno osvajanje snovi je potrebno predhodno znanje, ki ga študentje pridobijo pri predmetih: Tehniška matematika, Tehniška fizika, Inženirska kemija.

Vsebina

  1. Uvod
    • Pregled učne snovi in študijskega gradiva
    • O tem kako študiramo predmet
    • Spletne strani v povezavi s predmetom

  2. Trajnost in trajnostni razvoj
    • Definicije
    • Interdisciplinarni pogled na energetiko
    • Rast prebivalstva in migracije
    • Biokapaciteta in ogljični odtis
    • Globalne spremembe klime
    • Tanjšanje ozonske plasti
    • Odpadki
    • Ostali globalni vplivi in ogrožanja
    • Strategije trajnostnega razvoja
    • Krožno gospodarstvo

  3. Energijske tehnologije s fosilnimi gorivi
    • Iskanje fosilnih goriv, proizvodnja in shranjevanje
    • Premog
    • Nafta
    • Zemeljski plin
    • Alternativna fosilna goriva
    • Tehnologije izgorevanja in termoelektrarne
    • Kogeneracija
    • Visokotemperaturni toplotni in električni sistemi
    • Svet, Evropa in Slovenija

  4. Energijske tehnologije z obnovljivimi viri
    • Hidroelektrična energija
    • Izkoriščanje valovanja morja
    • Izkoriščanje bibavice
    • Izkoriščanje toplote morja
    • Izkoriščanje vetra
    • Izkoriščanje biomase
    • Izkoriščanje geotermalne energije
    • Fotovoltaika
    • Tehnologije povezane z vodikom
    • Izkoriščanje solarne energije za proizvodnjo elektrike
    • Izkoriščanje solarne energije za ogrevanje

  5. Osnove jedrskih tehnologij

  6. Raba energije – industrija
    • Kontrola procesov in energijski management
    • Integracija procesov
    • Sistemi s prilagodljivo hitrostjo

  7. Raba energije - stavbe
    • Skoraj nič-energijske stavbe
    • Pasivni, hibridni in nizkoenergijski sistemi hlajena
    • Dnevna svetloba in pasivni solarni sistemi
    • Okna in zasteklitve
    • Ventilacija
    • Umetna svetloba
    • Sistemi za upravljanje z zgradbami

  8. Raba energije - transport
    • Nove tehnologije motorjev z notranjim izgorevanjem
    • Projektiranje vozil in novi materiali
    • Gorivne celice
    • Alternativna vozila
    • Transport in urejanje prometa

  9. Varčevanje z energijo na podlagi ohranjanja
    • Ogrevanje in prezračevanje
    • Toplotne črpalke
    • Izolacija
    • Osvetljava

  10. Varčevanje z energijo na podlagi recikliranja

  11. Energetski menedžment
    • Vloga energetskih menedžerjev
    • Energetski menedžment na nivoju družine
    • Energetski menedžment na nivoju podjetja
    • Energetski menedžment v Sloveniji, Evropi in Svetu
    • Zakonodaja: odpadki, okolje, emisije,...

  12. Energijske tehnologije prihodnosti
    • Uvod
    • Stran konverzije
    • Stran porabe

  13. Seminar

Predvideni študijski rezultati

Znanje in razumevanje:
Razumevanje trajnostnega razvoja in krožnega gospodarstva.
Znanje o klasičnih in alternativnih energijskih tehnologijah.
Razumevanje osnovnih principov delovanja sistemov za konverzijo energije.

Temeljna literatura in viri

• Izbrano gradivo na strani Ministrstva za infrastrukturo
• Renewable Energy- A Primer for the Twenty-First Century, Bruce Usher, 2019
• Social Science Theory for Environmental Sustainability - A Practical Guide, Marc J. Stern, 2018
• Physics and Technology of Sustainable Energy, E. L. Wolf, 2018
• Circular economy series, Ellen MacArthur Foundation, https://www.ellenmacarthurfoundation.org/ publications#!/~/, 2019
• G.Boyle, Renewable Energy, Oxford University Press, Oxford, 2003.
• Izbrano gradivo EC Directorate General for Energy (DG XVII).
• Izbrane spletne strani.

Načini ocenjevanja

• Pisni izpit • Javna predstavitev in zagovor seminarja. 70/30

Reference nosilca

Pridr. prof. dr. Henrik Gjerkeš, rang izr. prof. habilitiran za področje strojništva.
Biografija: Henrik Gjerkeš je diplomiral na Tehniški fakulteti Univerze v Mariboru. Magistriral in leta 1999 doktoriral je na Fakulteti za strojništvo Univerze v Ljubljani, kjer je bil zaposlen kot raziskovalec in asistent do leta 2006, ko se je kot znanstveni sodelavec in univerzitetni profesor – docent zaposlil na Poslovno-tehniški fakulteti in Fakulteti za aplikativno naravoslovje Univerze v Novi Gorici. Znanstveno-raziskovalno delo dopolnjuje s sodelovanjem pri domačih in mednarodnih projektnih aktivnostih s področja trajnostnega razvoja in inovativnih sistemov za rabo obnovljivih virov energije, v sodelovanju z gospodarstvom, lokalnimi in regionalnimi skupnostmi, nevladnimi organizacijami in/ali vladnimi službami. Od leta 2009 do 2011 je bil minister v vladi Republike Slovenije, odgovoren za lokalno samoupravo in regionalni razvoj. Od leta 2011 je zaposlen na Univerzi v Novi Gorici in na Gradbenem inštitutu ZRMK v Ljubljani.
Vloga: Henrik Gjerkeš je nosilec predmeta Uvod v sodobne tehnološke sisteme in Energetika in okolje na Poslovno-tehniški fakulteti in predmeta Postopki optimatizacije v varstvu okolja na Fakulteti za znanosti o okolju. Je mentor številnim diplomantom in član komisije za študijske zadeve na Poslovno-tehniški fakulteti.
Področja dela in raziskovanja: prenos toplote, procesna tehnika, trajnostni razvoj, obnovljivi viri energije, učinkovita raba energije, okoljske tehnologije, merilne tehnike, sodobni tehnološki sistemi, regionalni razvoj, evropska kohezijska politika.

Izbrane objave:
ŠIJANEC-ZAVRL, Marjana, GJERKEŠ, Henrik. Sustainable energy networks : a hub for nearly zero energy buildings : presented at 3rd International Exergy, Life Cycle Assessment, and Sustainability Workshop & Symposium (ELCAS-3), 07-09 July, 2013, Nisyros, Greece. Nisyros: ELCAS-3, 9. jul. 2013. [COBISS.SI-ID 2911483]
Energetska učinkovitost in energetska izkaznica stavb. ŠIJANEC-ZAVRL, Marjana, BUTALA, Vincenc, GALONJA, Saša, KAPLAR, Jože, KUNIČ, Roman, MEDVED, Sašo, POTOČAR, Erik, PRAZNIK, Miha, PREK, Matjaž, SELAN, Boris, TOMŠIČ, Miha, ZUPAN, Matjaž, KOPORČIČ, Darko, PRAVIČEK, Maja, GRABNER, Sabina, GROŠETA, Robert, GJERKEŠ, Henrik. Maribor: Forum Media, 2010-2013. ISSN 1855-9670. [COBISS.SI-ID 252656384]
ŠIJANEC-ZAVRL, Marjana, STEGNAR, Gašper, GJERKEŠ, Henrik. Demonstration of the nearly zero energy building concept. Journal of geoscience and environment protection, ISSN 2327-4336, 2015, vol. 3, no. 6, str. 45-54, ilustr., doi: 10.4236/gep.2015.36008. [COBISS.SI-ID 4026875]
GJERKEŠ, Henrik. Sodobne tehnologije za uporabo biomase in transformiranje odpadkov v energijo. V: PRAZNIK, Miha (ur.), PRAZNIK, Miha. Priročnik za usposabljanje energetskih svetovalcev : publikacija ob strokovnem usposabljanju energetskih svetovalcev za delo v mreži ENSVET. Ljubljana: Gradbeni inštitut ZRMK. 2015, str. 238-244, ilustr. [COBISS.SI-ID 512102427]
GJERKEŠ, Henrik, ŠIJANEC-ZAVRL, Marjana. Stroškovni in okoljski učinki tipičnih sistemov generacije toplote. V: PRAZNIK, Miha (ur.), PRAZNIK, Miha. Priročnik za usposabljanje energetskih svetovalcev : publikacija ob strokovnem usposabljanju energetskih svetovalcev za delo v mreži ENSVET. Ljubljana: Gradbeni inštitut ZRMK. 2015, str. 258-262, ilustr. [COBISS.SI-ID 512102683]
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, ISSN 0140-7007. [Print ed.], Jan. 2016, vol. 61, str. 127-139, ilustr., 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, ISSN 2071-1050, 2016, vol. 8, no. 10, str. 1-16, ilustr. http://dx.doi.org/10.3390/su8101063, doi: 10.3390/su8101063. [COBISS.SI-ID 4550139]
GJERKEŠ, Henrik, MIRTIČ, Mihael, STEGNAR, Gašper, ŠIJANEC-ZAVRL, Marjana. Spremljanje delovanja napredno načrtovane skoraj ničenergijske večstanovanjske stavbe. V: PETELIN-VISOČNIK, Barbara (ur.), MERŠE, Stane (ur.). Energetska učinkovitost - največji evropski vir energije : [zbornik]. Ljubljana: Časnik Finance. 2016, str. 42-50, ilustr. http://beta.finance-on.net/files/2016-04-15/Zbornik-DE-2016.pdf. [COBISS.SI-ID 4281851]
ŠIJANEC-ZAVRL, Marjana, STEGNAR, Gašper, RAKUŠČEK, Andraž, GJERKEŠ, Henrik. Bottom-up modelling of continuous renovation and energy balance of existing building stock : case study Kočevje. V: PATTERSON, Jo (ur.). Proceedings of the international conference "Smart energy regions", Cardiff, UK, 11th and 12th February 2016 : COST Action TU1104. Cardiff (UK): The Welsh School of Architecture, Cardiff University. cop. 2016, str. 254-266, ilustr. http://smart-er.eu/sites/default/files/attachments/Proceedings%20of%20the%20international%20conference%20Smart%20Energy%20Regions_0.pdf. [COBISS.SI-ID 4221435]
GJERKEŠ, Henrik, ŠIJANEC-ZAVRL, Marjana, RAPINA, Tetiana. Cost and energy efficient modernization of school buildings in Ukraine = Stroškovno in energetsko učinkovita prenova šolskih stavb v Ukrajini. Svet strojništva, ISSN 2350-3505, mar. 2016, letn. 5, št. 1, str. 14-21, ilustr. http://www.zveza-zsis.si/attachments/ article/77/svet_strojnistva_mar16.pdf. [COBISS.SI-ID 4244475]
GJERKEŠ, Henrik, ILC, Slavica. Primerjalna analiza življenjskega cikla prečno lepljenega lesa v proizvodni fazi = Comparative production phase life cycle assessment of cross-laminated timber. Svet strojništva, ISSN 1855-6493, sep. 2016, letn. 5, št. 2, str. 4-10, ilustr. [COBISS.SI-ID 14897179]
GJERKEŠ, Henrik, PISK, Valter, ŠIJANEC-ZAVRL, Marjana. Energetska samooskrba v krožnem gospodarstvu : primer občine Kočevje. V: PAPLER, Drago. Priložnosti na področju energije in energetike, ki jih prinaša celovito upravljanje z energijo. Kranj: Gorenjske elektrarne. 2016, [7] str. [COBISS.SI-ID 5012987]

GJERKEŠ, Henrik. Celovita analiza stroškov za ogrevanje stavb. Varčujem z energijo : svetovalec, feb.-mar. 2017, let. 10, št. 53, str. 56-57, ilustr. [COBISS.SI-ID 5002747]
GJERKEŠ, Henrik, TOMŠIČ, Miha, ŠIJANEC-ZAVRL, Marjana. Zelena energija za trajnostni razvoj. EGES : energetika, gospodarstvo, ekologija Slovenije. jun./jul./avg. 2018, leto 22, [št.] 3, str. 57-59, ilustr. ISSN 1408-2667. [COBISS.SI-ID 5410555]
ŠIJANEC-ZAVRL, Marjana, GJERKEŠ, Henrik, JAĆIMOVIĆ, Marko, JEJČIČ, Neva. Sodobni pristop k energetski prenovi stavb. EGES : energetika, gospodarstvo, ekologija Slovenije. sep./okt. 2018, leto 22, [št.] 4, str. 66-69, ilustr. ISSN 1408-2667. [COBISS.SI-ID 5410811]
GJERKEŠ, Henrik, ŠIJANEC-ZAVRL, Marjana. Upravljanje z energijo : implementacija Uredbe o upravljanju z energijo v javnem sektorju. Gradbenik : revija za gradnjo, sanacije in gradbene materiale. apr. 2018, letn. 22, št. 4, str. 58-59, ilustr. ISSN 1408-1725. [COBISS.SI-ID 5411067]
GJERKEŠ, Henrik, TOMŠIČ, Miha, ŠIJANEC-ZAVRL, Marjana. Obnovljivi viri energije kot razvojna priložnost za lokalne skupnosti. Gradbenik : revija za gradnjo, sanacije in gradbene materiale. jun. 2018, letn. 22, št. 6, str. 32-33, ilustr. ISSN 1408-1725. [COBISS.SI-ID 5411579]
GJERKEŠ, Henrik, TOMŠIČ, Miha, ŠIJANEC-ZAVRL, Marjana. Zelena energija za trajnostni razvoj. EGES : energetika, gospodarstvo, ekologija Slovenije. jun./jul./avg. 2018, leto 22, [št.] 3, str. 57-59, ilustr. ISSN 1408-2667. [COBISS.SI-ID 5410555]
GJERKEŠ, Henrik. Renewables in buildings and local communities : buildings energy efficiency : predavanje na Veleučilištu u Slavonskom Brodu, 2. 9. 2019. [COBISS.SI-ID 40679683]
21. ŠIJANEC-ZAVRL, Marjana, JEJČIČ, Neva, TOMŠIČ, Miha, GJERKEŠ, Henrik, ZUPANČIČ, Luka, DOLINŠEK, Blaž, JORDAN, Sabina, KNEZ, Friderik, ŠIJANEC-ZAVRL, Marjana (urednik), GJERKEŠ, Henrik (urednik). D1 Poročilo o posvetovalnih delavnicah z deležniki o kazalnikih trajnostne gradnje : LIFE IP CARE4CLIMATE (LIFE17 IPC/SI/000007). Ljubljana: Gradbeni inštitut ZRMK: Zavod za gradbeništvo Slovenije, 2019. 75 str., ilustr. https://www.care4climate.si/sl/o-projektu/podrocja-aktivnosti-projekta/trajnostna-gradnja-in-ucinkovita-raba-energije-v-stavbah-in-podjetjih#dokumenti. [COBISS.SI-ID 40830979]
STRNIŠA, Erna (oseba, ki intervjuva), POTOČAR, Erik (intervjuvanec), VENDRAMIN, Mojca (intervjuvanec), GJERKEŠ, Henrik (intervjuvanec). Kdaj se bomo v Sloveniji ogrevali na okolju prijazen način?. Ljubljana: Radiotelevizija Slovenija javni zavod, 2019. 1 spletni vir (1 zvočna datoteka (55 min, 23 sek)). Studio ob 17:00. https://radioprvi.rtvslo.si/2019/10/studio-ob-17-00-124/. [COBISS.SI-ID 40702467]
GJERKEŠ, Henrik (intervjuvanec), ŠIJANEC-ZAVRL, Marjana (intervjuvanec). Hiše prihodnosti : prihodnost je že tukaj. Delo in dom. [Spletna izd.]. 19. apr. 2019. ISSN 2591-1538. https://deloindom.delo.si/energija-in-okolje/energijska-ucinkovitost/hise-prihodnosti-prihodnost-je-ze-tukaj. [COBISS.SI-ID 40694531]
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. [COBISS.SI-ID 40382723]
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. V: BAGARIĆ, Marina (ur.). Energy efficient building design and legislation, (RILEM proceedings, ISSN 1461-1147, 128). Paris: RILEM Publications. [2019], str. 237-244, ilustr. http://www.grad.unizg.hr/_download/repository/2_EEBDL_Proceedings_FINAL.pdf. [COBISS.SI-ID 5361915]
ŠIJANEC-ZAVRL, Marjana, JEJČIČ, Neva, GJERKEŠ, Henrik, JAĆIMOVIĆ, Marko, VARŠEK, Damjana. O stavbah po letu 2020. EGES : energetika, gospodarstvo, ekologija Slovenije. 2019, leto 23, št. 3, str. 91-95, ilustr. ISSN 1408-2667. [COBISS.SI-ID 40733187]
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. [COBISS.SI-ID 40348931]