12. TRIMOVE RAZISKOVALNE NAGRADE KATALOG

KATALOG
12. TRIMOVE RAZISKOVALNE NAGRADE
2014
TRIMOVE RAZISKOVALNE NAGRADE
2014
Kazalo
TRIMOVE RAZISKOVALNE NAGRADE
2014
•
Komisija za raziskovalno delo 3
•
Recenzenti
3
•
Nagrade
4
•
Posebna priznanja
4
•
Povzetki nagrajenih del
6
KOMISIJA ZA RAZISKOVALNO DELO
mag. Črtomir REMEC
predsednik
dr. Ljudmila KOPRIVEC
član
Maja LAPAJNE
član
Tomaž POPIT
član
Marta STRMEC
član
RECENZENTI
1. Boštjan ČERNE
2. Ljudmila KOPRIVEC
3. Aleš KRALJ
4. Maja LAPAJNE
5. Uroš LESKOVŠEK
6. Špela LOKAR
7. Katja PIRC
8. Tomaž POPIT
9. Damjan SINIGOJ
10. Tatjana ŽUŽEK
11. Marija DREV
12. Špela LOKAR
13. Uroš LESKOVŠEK
TRIMOVE RAZISKOVALNE NAGRADE
2014
3
NAGRADE
Diplomsko delo
1.
Katarina Smrke
2.
Domen Ivanšek
3.
Urška Weiss
4.
Uroš Kokot
5.
Mateja Ostanek
6.
Urška Kalčič
7.
Eva Remec
Doktorska Disertacija
8.
Kaja Rangus
9.
Blaž Skubic
10.
Uroš Leskovšek
11.
Marija Drev
POSEBNA PRIZNANJA
Magistrsko delo
1.
Magdalena Lavre
2.
Uroš Leskovšek
Doktorska Disertacija
3.
Alenka Slavec
4.
Gregor Harih
5.
Matevž Bokalič
TRIMOVE RAZISKOVALNE NAGRADE
2014
4
Nagrajenci 12. Trimovih raziskovalnih nagrad skupaj s
predsednikom uprave Trimo ter predsednikom komisije za
raziskovalno delo.
TRIMOVE RAZISKOVALNE NAGRADE
2014
5
Povzetki nagrajenih del
Diplomska dela
TRIMOVE RAZISKOVALNE NAGRADE
2014
POVZETEK
Avtor: Katarina Smrke
ANALIZA NOVEGA NAČINA VGRADNJE OKEN V FASADNI
SISTEM QBISS ONE Z METODO KONČNIH ELEMENTOV
diplomsko delo
Univerza: Fakulteta: Mentor: Somentor: Univerza v Ljubljani
Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo v Ljubljani
prof. dr. Boštjan Brank
Boštjan Zupanc, u.d.i.s.
TRIMOVE RAZISKOVALNE NAGRADE
2014
7
V diplomskem delu so prikazani rezultati numeričnih analiz,
ki so del študije o primernosti novega načina vgradnje oken
v fasadni sistem Qbiss One. Predstavljene so razlike med
dosedanjim in predlaganim, novim načinom vgradnje oken v
fasadni sistem, kjer sta glavni novosti odstranitev vzdolžnih
ojačitvenih cevi in spremenjena zasnova nosilca okenskega
ter fasadnega elementa. Modelirani so bili vsi detajli Qbiss
One panelov in okna, za kar so bili uporabljeni 3d končni
elementi za trdno telo in lupinasti končni elementi. Oba tipa
končnih elementov sta bila med seboj povezana s kontaktnimi končnimi elementi. Narejene so bile linearne elastične
analize za vplive vetra in temperaturnih sprememb, stacionarna toplotna analiza, modalna analiza ter uklonske analize
in geometrijsko in materialna nelinearna analiza, oboje za
vpliv vetra.
Na osnovi izračunanih rezultatov so bile pridobljene informacije o sprejemljivosti predlaganega novega načina vgradnje oken v fasadni sistem Qbiss One. Izkaže se, da bi lahko
novi način postal, z nekaj dopolnitvami, popolnoma sprejemljivo nadomestilo obstoječemu načinu vgradnje oken.
slika zgoraj:
Geometrija polovice izbranega fizikalnega
modela, a) stari način vgradnje, b) nova ideja
vgradnje okna.
slika v sredini:
Geometrija in mreža KE v območju
spodnjega stika fasadnega panela in
okenskega okvirja.
slika spodaj:
Pomiki na zunanji strani sistema panelokno-panel zaradi vetra - tlak.
izolativno jedro
notranja plošča
distančnik
jeklena adapterska palica
jeklena cev
zunanja plošča
obešalo
aluminijasta folija
polimerna ojačitvena
letev
Avtor: Domen Ivanšek
NUMERIČNA ANALIZA PREHODA TOPLOTE NA STIKIH
QBISS AIR FASADNEGA SISTEMA
diplomsko delo
Univerza: Fakulteta: Mentor: Somentor: Univerza v Ljubljani
Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo
prof. dr. Boštjan Brank
dr. Matjaž Žnidaršič
POVZETEK
Vsak stik elementov oziroma konstrukcijskih sklopov lahko predstavlja toplotni most, na katerem poleg dodatnih
toplotnih izgub in slabšega toplotnega ugodja obstaja tudi
nevarnost kondenzacije vodne pare ter pojava mikroorganizmov na notranji površini konstrukcije. Diplomsko obravnava prehod toplote v treh izbranih detajlih inovativnega
visokotehnološkega obešenega fasadnega sistema Qbiss
Air. Ti detajli so: bočni stik dveh fasadnih panelov v vogalu,
ki gleda navznoter, stik dveh fasadnih panelov v vogalu, ki
gleda navzven ter stik fasadnega panela s temeljno gredo.
Narejene so bile ravninske numerične analize po metodi
končnih elementov, s katerimi je simulirano prehajanje
toplote skozi omenjene detajle pri stacionarnih pogojih. Pri
pripravi računskih modelov je avtor upošteval mednarodne
standarde.
Kompleksna geometrija vseh detajlov je bila pripravljena v
CAD programu Catia V5, numerične analize pa izvedene s
programskim paketom Ansys 13.0. Avtor je ugotovil, da mora
biti za optimalno točnost in hitrost računanja mreža končnih
elementov dovolj zgoščena predvsem na mestih, kjer se
pričakuje večje toplotne tokove (najbolj prevodni elementi),
paziti pa je treba tudi na dobre kontakte med končnimi elementi in na njihovo obliko. Na podlagi rezultatov numerične
analize je avtor za vsak detajl izračunal faktor linijskega
toplotnega mostu in temperaturni faktor, kar je podlaga za
izračun toplotne prehodnosti stavbe.
Za vse tri detajle je v skladu s SIST EN ISO 14683 dokazal, da na mestih toplotnih mostov vodna para ne kondenzira in da ni nevarnosti pojava mikroorganizmov na notranjih površinah. Delo je zaključil z opisanimi, simuliranimi in
računsko ovrednotenimi predlogi možnosti za izboljšavo
detajlov z osredotočenjem na minimalni poseg v njihovo
konstrukcijsko sestavo.
slika zgoraj:
Sestava fasadnega panela Qbiss Air.
slika v sredini:
Osnovna mreža končnih elementov za detajl
vogal navznoter.
slika spodaj:
Potek dvodimenzionalnega specifičnega
toplotnega toka v vogalu navznoter v
konturnem (levo) in vektorskem (desno)
prikazu.
TRIMOVE RAZISKOVALNE NAGRADE
2014
8
POVZETEK
Avtor: Urška Weiss
IDEJNI NAČRT ZA SAMOZADOSTNO RAZISKOVALNO
POSTAJO V ZAŠČITENEM OBMOČJU FENIKSOVEGA
OTOČJA V DRŽAVI KIRIBATI
Naloga je usmerjena predvsem v raziskovanje možnosti
izboljšanja življenja v okolju, kjer je ekološko ravnotežje
zelo načeto. Z idejnim načrtom samozadostne morske raziskovalne postaje na atolu Kanton v tihooceanski državi
Kiribati avtorica s svojim sledi vsem zahtevam trajnostnega
vrednotenja stavb (BREEAM, LEED). Ob trajnostnem in
varčnem delovanju postaja ponuja prijetno in zdravo bivalno
okolje za vse uporabnike, hkrati pa nudi souporabo samozadostnih tehnologij in družbenih funkcij naselju. Avtorica z
morfološko učinkovitim oblikovanjem arhitekture, predlaganimi tehnologijami in inovativnim fasadnim ovojem, prikazuje
moderen koncept trajnostne gradnje tudi v najbolj odročnih
krajih in izredno občutljivem okolju.
diplomsko delo
Univerza: Fakulteta: Mentor: Univerza v Ljubljani
Fakulteta za arhitekturo
doc. dr. Alenka Fikfak
slika zgoraj:
Sheme delovanja sistemov pridobivanja in
shranjevanja energije, naravnega in
mehanskega prezračevanja, procesov,
vključenih v obdelavo voda ter aeroponičnega
pridobivanja hrane.
slika v sredini:
Načrtovanje konstrukcije in izbira materialov
sta pogojena predvsem z vplivom na okolje
skozi celotni življenjski cikel materiala od
pridobivanja oziroma izdelave, prevoza na
lokacijo, odpadkov pri vgradnji in potreb po
vzdrževanju med uporabo, do možnosti
reciklaže po koncu uporabnosti izdelka.
slika spodaj:
Prikaz arhitekturnih in tehnoloških elementov
v laboratorijskem delu raziskovalne postaje.
Posebna pozornost je bila posvečena
razmerju med zagotavljanjem čim boljšega
bivalnega ugodja, optimalni izrabi prostora in
zmanjšanju vpliva na okolje pred, med in
po uporabi.
TRIMOVE RAZISKOVALNE NAGRADE
2014
9
POVZETEK
Avtor: Uroš Kokot
NUMERIČNA TOPLOTNA ANALIZA DVEH DETAJLOV
FASADNEGA ELEMENTA QBISS AIR
diplomsko delo
Univerza: Univerza v Ljubljani
Fakulteta: Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo
Mentor: prof. dr. Boštjan Brank
Somentor: dr. Matjaž Žnidaršič
V diplomski nalogi je narejena numerična toplotna analiza
dveh detajlov fasadnega sistema Qbiss Air,. Gre za detajl
stika panel - okno in za detajl atike, to je stika med panelom in
strešno ploščo. Numerična analiza obeh detajlov je izvedena
pri stacionarnih pogojih in v dveh dimenzijah. Pri detajlu panel okno je toplotna analiza izvedena za dve geometrijski različici.
Analiza obeh detajlov je izvedena s pomočjo računalniškega
programa Ansys 13.0. Avtor je zelo goste mreže uporabil z
namenom, da bi se natančno ugotovilo, kako prehaja toplota
skozi različne konstrukcijske in ne konstrukcijske dele panela
iz precej različnih materialov ter skozi ne prezračevane zračne
reže in komore napolnjene s plinom. Ugotavljal je vpliv števila
in oblike končnih elementov na rezultate analize. V ta namen
je študiral tudi algoritem za oceno diskretizacijske napake, ki
ga uporablja program Ansys, ter kriterije, s katerimi program
ocenjuje primernost oblike končnih elementov.
V posebnem poglavju je opisal osnove stacionarnega prevajanja toplote v dveh dimenzijah in pripadajočo formulacijo po
metodi končnih elementov. Rezultati vseh analiz so podani v
grafični obliki in pospremljenimi s komentarji. S pomočjo rezultatov numeričnih analiz je avtor za vsak detajl izračunal
še koeficient toplotne sklopitve, korekcijski faktor linijskega
toplotnega mosta ter temperaturni faktor toplotnega mosta, kot
to narekuje standard SIST ISO 10211. Omenjeni koeficient in
oba faktorja se bodo lahko uporabljali pri oceni toplotnih izgub
stavb, ki jih bo pokrival Qbiss Air modularni fasadni sistem.
slika zgoraj:
Model z robnimi pogoji.
slika v sredini:
Razpored temperature.
slika spodaj:
Gostota toplotnega toka.
TRIMOVE RAZISKOVALNE NAGRADE
2014
10
POVZETEK
Avtor: Mateja Ostanek
IDEJNI NAČRT ZA VRTEC NA MIRNI
Sodobni, modularni način gradnje s prefabriciranimi fasadnimi in strešnimi elementi zagotavlja večjo prilagodljivost, enostavnost in hitrost gradnje. Manjši moduli zagotavljajo potresno odpornost stavb, omogočajo svobodnejše oblikovanje,
fleksibilnejše arhitekturne rešitve in znižujejo stroške gradnje. Avtorica v svoji diplomski nalogi s premišljeno modularno
zasnovo, predlagano konstrukcijo in uporabo Trimo izdelkov
v celotnem fasadnem ovoju omogoča hitro, učinkovito in energetsko izgradnjo vrtca na Mirnu. Ugotovitve in rezultati, do
katerih je prišla, kažejo, da imajo trimovi fasadni elementi
odlične tehnične lastnosti in so primerni za raznoliko in individualno oblikovanje fasadnega ovoja.
diplomsko delo
Univerza: Fakulteta: Mentor: Somentor: Konzultant za Trimo gradnjo: Univerza v Ljubljani
Fakulteta za arhitekturo
prof. Igor Kalčič, u.d.i.a.
prof. dr. Vojko Kilar
Mitja Vovko, u.d.i.a.
slika zgoraj:
Južna in severna fasada.
slika v sredini:
Pogled na 8 oddelčni modularni vrtec Trimo
na Mirni.
slika spodaj levo:
Pogled na modularno igralnico Trimo vrtca na
Mirni.
slika spodaj desno: Vrtec po delih.
TRIMOVE RAZISKOVALNE NAGRADE
2014
11
POVZETEK
Avtor: Urška Kalčič
IDEJNA ZASNOVA SAMOZADOSTNEGA RAZISKOVALNO IZOBRAŽEVALNEGA CENTRA V TRIGLAVSKEM NARODNEM
PARKU
diplomsko delo
Univerza: Fakulteta: Mentor: Univerza v Ljubljani
Fakulteta za arhitekturo
doc. dr. Alenka Fikfak
Avtorica z diplomskim delom prikaže problem negativnih
vplivov na planet kot posledica rasti prebivalstva, porabe
energije in drugih virov. Rešitev problematike vidi skozi napredek in tehnološki razvoj. S posnemanjem naravnih ciklov Biosfere oziroma biokibernetskih zakonov, ki temeljijo
na kroženju snovi brez odpadkov. Odpadek v tem kontekstu predstavlja hrano. V sodobnem svetu pa se zakonitost
kroženja snovi imenuje Cradle to Cradle ali od zibelke do
zibelke. Inovativni pristop k varovanju okolja uporabi pri zasnovi samozadostnega raziskovalno izobraževalnega centra
v Triglavskem narodnem parku. Na podlagi temeljitega raziskovanja in teoretskih izhodišč ustvari samozadostni objekt
kot dokaz, da lahko še tako občutljivo okolje prenese posege
v prostor, če so ti premišljeni in grajeni trajnostno.
Problematika diplomske naloge je za današnji čas še posebej aktualna, saj se korenito dotika vprašanja ohranjanja planeta. Vpeljuje inovativne procese, načine in poglede na to,
kako graditi trajnostno s pomočjo znanosti in novih tehnologij.
Te omogočajo nova gradiva, ki za izdelavo potrebujejo manj
energije, ne onesnažujejo okolja in so narejena iz naravnih
odpadnih snovi. Zasnova samozadostnega objekta torej
pomeni, da je zgrajen tako, da se samo oskrbuje z vidika
toplote, energije in vode ter je narejen iz trajnostnih gradiv.
slika zgoraj:
Vizualizacije zunanjosti 1
slika v sredini:
Vizualizacije zunanjosti 2
slika spodaj levo:
Vizualizacije zunanjosti 3
slika spodaj desno: Ožja situacija
TRIMOVE RAZISKOVALNE NAGRADE
2014
12
POVZETEK
Avtorica diplomske naloge raziskuje različne teme tako
z vidika arhitekture in gradiv kot tudi z vidika programa in
posledično tipologije objektov značilnih za hotelski program.
Na podlagi preučevanja zgodovine prefabricirane gradnje in
zgodovine hotelov pri nalogi uporabi sodobne pristope. Kot
rezultat takšnih pristopov avtorica ustvari dizajn hotel v obliki
modularnih enot, ki ga postavi kot primer v mesto Ljubljana.
Avtor: Eva Remec
IDEJNA ZASNOVA MODULARNEGA DIZAJN
HOTELA V LJUBLJANI
diplomsko delo
Univerza: Fakulteta: Mentor: Somentor: Univerza v Ljubljani
Fakulteta za arhitekturo
izr.prof.mag. Tadej Glažar
dr. Ljudmila Koprivec
Tematika naloge je za današnje čase še posebej aktualna. V obdobju gospodarske krize gre za porast gradnje
z modularnim sistemom, ker omogoča selitev objektov na
različne lokacije. Uporaba prefabriciranih gradiv je v takšnih
primerih smotrna in nujna. Trimo produkti se izkažejo kot
zelo posrečena in inovativna rešitev. Kot posledica tovrstnih možnosti avtorica postreže z številnimi fleksibilnimi
možnostmi modularnih enot, ki ustrezajo lokacijam tako v
naravi kot tudi v mestu. Zasnova knjižnice prostorov za hotele nudi neomejeno možnosti različnih grajenih struktur, ki
se prilagajajo umestitvi v prostor in potrebnemu programu.
Avtorica nalogo nadgradi tako, da hotelu doda lasten dizajn
in mu tako ustvari lastno identiteto in prepoznavnost. Koncept preraste v verigo hotelov s slovensko identiteto, kjer je v
dizajn fasade vključena celo idrijska čipka.
slika zgoraj:
Računalniška vizualizacija pogleda iz
Celovške ceste.
slika v sredini:
Računalniška vizualizacija delavnega
prostora.
slika spodaj levo:
Računalniška vizualizacija tipične hotelske
sobe.
slika spodaj desno: Računalniška vizualizacija pogleda na
notranji atrij.
TRIMOVE RAZISKOVALNE NAGRADE
2014
13
Povzetki nagrajenih del
Doktorske disertacije
TRIMOVE RAZISKOVALNE NAGRADE
2014
POVZETEK
Avtor: Kaja Rangus
NAGNJENOST K ODPRTEMU INOVIRANJU: RAZVOJ
KONSTRUKTA, DETERMINANTE IN REZULTATI
doktorska disertacija
Univerza: Fakulteta: Mentor: Somentor: Univerza v Ljubljani
Ekonomska fakulteta
prof. dr. Mateja Drnovšek
Assistant professor Alberto di Minin, Scuola Superiore
Sant’Anna, Pisa - PhD
Tematika doktorske naloge je zelo aktualna na področju
managementa inovacij, zlasti na področju kvalitativnega raziskovanja in med številnimi praktiki. Disertacija prispeva k
znanosti v več pogledih. Prvič, gre za prvo študijo, ki upošteva
večdimenzionalnost odprtega inoviranja. Raziskava poda
pregled obstoječe definicije nagnjenosti k odprtemu inoviranju in empirično preveri zanesljivost, konvergentno in diskriminantno veljavnost. Drugič, omogoča nadaljnjo proučevanje
vloge nagnjenosti odprtega inoviranja v teoretičnem modelu z drugimi organizacijskimi korelati. Tretjič, konstrukt
nagnjenosti k odprtemu inoviranju je postavljen v teoretični
model soodvisnosti z drugimi organizacijskimi konstrukti
in empirično testiran njegov vpliv na uspešnost podjetja.
Četrtič, s konceptualno integracijo absorpcijske sposobnosti
v širši model z nagnjenostjo k odprtemu inoviranju in inovativnostjo podjetja ter empirično preverbo modela prispeva
dokaze za poglavitna vprašanja s področja inovacijskega
managementa.
Glavni motivi inovacijske odprtosti so povezani s trgom:
izboljšati kakovost proizvodov, biti v koraku z razvojem
trga, zadovoljiti potrebe strank, z višjim ciljem doseganja
rasti, boljšo finančno uspešnostjo ali večjim tržnim deležem.
Odprto inoviranje je večdimenzionalni konstrukt, ki pod eno
streho združuje številne organizacijske aktivnosti, kot so
vključevanje uporabnikov, zunanje partnerstvo, licenciranje
intelektualne lastnine, ustanavljanje novih podjetij, ipd. Disertacija poda tudi napotke, kako uspešno implementirati
odprto inoviranje v organizaciji. Doktorska disertacija predstavlja uporabno vrednost za Trimo, tako zaradi krepitve zavedanja o odprtosti inoviranja kot tudi v smislu praktičnega
uvajanja tega modela v podjetje.
slika zgoraj:
Proclivity for open innovation construct.
slika v sredini:
Steps in development and evaluation of
proclivity for open innovation scale.
slika spodaj levo:
Results of the cluster analysis.
slika spodaj desno: Steps for successful implementation of open
innovation.
TRIMOVE RAZISKOVALNE NAGRADE
2014
15
POVZETEK
Avtor: Blaž Skubic
TERMIČNA OBDELAVA IZOLACIJSKIH PLOŠČ NA
OSNOVI EKSPANDIRANEGA PERLITA
Doktorsko delo predstavlja dva matematična modela, ki se
dobro ujemata z eksperimentalno dobljenimi rezultati in lahko služita kot uporabni orodji za kontrolo termične obdelave
pri industrijski proizvodnji perlitnih termoizolacijskih plošč.
Prvi matematični model zajema področje mikrovalovnega
sušenja perlitne termoizolacijske plošče z uporabo Lambertove poenostavitve o eksponentnem padanju absorbirane
mikrovalovne moči znotraj sušečega materiala. Drugi model
predstavlja napoved obnašanja termoizolacijske plošče
med procesom sintranja. Oba modela omogočata podrobno
poznavanje in učinkovito kontrola obeh procesov zagotavlja učinkovito proizvodnjo visoko kakovostnega končnega
produkta z minimalnimi proizvodnimi stroški in minimalnim
odpadom materiala.
doktorska disertacija
Univerza: Fakulteta: Mentor: Somentor: Univerza v Ljubljani
Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo
doc. dr. Igor Plazl
doc. dr. Mitja Lakner
slika zgoraj:
(a) Porazdelitev izračunane absorbirane
moči na površini perlitne plošče med
mikrovalovnim sušenjem izračunane na
podlagi kalorimtrične določitve absorbirane
moči; (b) primerjava z izračunano močjo na
podlagi Maxwellovih enačb za vzorec
krompirja podobnih dimenzij v enako močni
mikrovalovni komori.
slika v sredini:
Prikaz temperatur in spreminjanja dimenzij
vzorčne plošče med procesom sintranja.
slika spodaj levo:
Prerez po globini vzorčne plošče z izračunano
absorbirano močjo ter kritičnimi mesti
pregrevanja materiala.
slika spodaj desno:
(a) Absorbirana moč po višini vzorčne plošče
na polovici širine; (b) absorbirana moč skoraj
popolnoma sledi Lambertovemu zakonu
pojemanja moči.
TRIMOVE RAZISKOVALNE NAGRADE
2014
16
POVZETEK
Avtor: Uroš Leskovšek
SOČASNI PRENOS TOPLOTE IN SNOVI V VLAKNASTI
TOPLOTNI IZOLACIJI S TESNIMI ROBNIMI POVRŠINAMI
doktorska disertacija
Univerza: Fakulteta: Mentor: Univerza v Ljubljani
Fakulteta za strojništvo
prof. dr. Sašo Medved
TRIMOVE RAZISKOVALNE NAGRADE
2014
17
V doktorskem delu so predstavljene stacionarne in nestacionarne raziskave sočasnega prenosa toplote in snovi
v vlaknasti toplotni izolaciji, ki je obdana s tesnimi robnimi
površinami. Avtor je vzdolžno širjenje vode v izolacijskem jedru v naravnem okolju eksperimentalno ovrednotil in dokazal,
da se voda razširi po celotnem izolacijskem jedru, čeprav je
nameščena le na majhno področje gradnika. Nestacionarni
numerični model, je bil z laboratorijskimi ter z v naravnem
okolju izvedenimi eksperimenti verificiran v širokem območju
temperatur in ploskovnih gostot vode. Pri tem je bila opredeljena tudi najmanjša ploskovna gostota vode, ki omogoča
prenos največje količine latentne toplote skozi gradnik in
poimenovana “ploskovna gostota zaključenega hlapilno/kondenzacijskega cikla vode”.
Razvit je bil tudi merilno-tehnični postopek, ki omogoča
neporušitveno določitev količine vode v izolacijskem jedru
gradnika. Za obravnavane navlažene gradnike pa je bila
nadgrajena tudi v SIST EN ISO 13786 standardizirana metoda vrednotenja dinamičnih toplotnih lastnosti ter za navlažene
gradnike določena koeficienta dušenja in dinamične toplotne
prehodnosti.
slika zgoraj:
Termostatirna testna celica z nameščenim
gradnikom (a); notranjost testne celice vidna so tudi merilna zaznavala (b); bazenček
pod netesnim spodnjim robom gradnika (c).
slika v sredini:
slika spodaj levo:
Merilni rezultati za 191. dan eksperimenta
(22.4.2011): gostote toplotnih tokov (a);
relativne vlažnosti zraka v izolacijskem jedru (b); temperature notranje robne površine ter
zraka v testni celici (c); temperature zunanje
robne površine in okoliškega zraka ter
gostota sončnega sevanja (d).
slika spodaj desno:
Izmerjena q2 in numerično, pri različnih
ploskovnih gostotah vode, določeni poteki
gostot toplotnih tokov ob notranji robni
površini gradnika.
Izmerjene in numerično določene gostote
toplotnih tokov ob robnih površinah.
POVZETEK
V doktorskem delu sta bila obravnavana dva načina
izboljševanja izkoristka sončnih celic.
Avtor: Marija Drev
NANOKRISTALIČNE TiO2 PLASTI IN LUMINISCENČNI
PRETVORNIKI V ELEKTROKEMIJSKIH SONČNIH CELICAH
doktorska disertacija
Univerza: Fakulteta: Mentor: Somentor: Univerza v Ljubljani
Fakulteta za elektrotehniko
prof. dr. Marko Topič
viš. znan. sod. dr. Urša Opara Krašovec
Prvi način je izboljšanje električnih in optičnih lastnosti že
obstoječih sončnih celic. V ta namen je bil obravnavan razvoj
in optimizacija polprevodniške TiO2 plasti za elektrokemijske
sončne celice. Razvoj je temeljil na optimizaciji viskoznosti
in površinske napetosti paste TiO2, pripravljene po Pechinijevi sol-gel metodi, ki je bila že uspešno uporabljena za
nanašanje s tehniko »doctor-blade«. Analizirana je bila tudi
stopnja poliesterifikacije Ti-sola, pripravljenega po Pechinijevi sol-gel metodi, ki deluje kot matrika v pasti TiO2. Največja
učinkovitost elektrokemijskih sončnih celic z uporabo elektrolita na osnovi ionskih tekočin, izmerjena pri standardnih
testnih pogojih, je bila 6,3 %.
Drugi način izboljšanja izkoristka sončnih celic predstavlja
integracija luminiscenčne plasti v sončno celico z namenom
zmanjšanja spektralnega neujemanja med sončnim spektrom
in absorpcijo v aktivnih plasteh sončne celice. Analiziran je bil
evropij in samarij v štirih različnih matrikah binarnega sistema TiO2—SiO2. Binarni sistem TiO2—SiO2 nam omogoča
kontrolo lomnega količnika luminiscenčne plasti, od lomnega
količnika TiO2 (2,1) do lomnega količnika SiO2 (1,5). Medsebojno dopolnjevanje proti odbojnega in luminiscenčnega
učinka dodane plasti ključno vpliva na učinkovitost sončne
celice. Rezultati so pokazali, da je najbolj učinkovita elektrokemijska sončna celica z dodano plastjo, ki vsebuje 2 mol
% Eu3+ v matriki s 5 mol % TiO2 v SiO2, kar pripomore k
15 % relativnemu povečanju učinkovitosti pretvorbe glede na
elektrokemijsko sončno celico brez dodane plasti.
slika zgoraj:
Spekter sončnega sevanja AM1.5 (oranžna
krivulja) in spektralna porazdelitev deleža
absorbiranih fotonov za c-Si (siva ploščina)
ter prikaz termičnih in dolgovalovnih izgub za
c-Si z Eg = 1,12 v odvisnosti od valovne
dolžine.
slika v sredini:
Shematski prikaz absorpcije
visokoenergijskih fotonov v sončni celici s
pretvorniškim slojem, ki vsebuje en
vmesni energijski nivo E1, pri čemer je
energija obeh izsevanih fotonov enaka (E1)
energijski reži sončne celice Eg sončne
celice.
slika spodaj levo:
PL spekter izsevanja (λem = 310 nm) plasti
Eu:TiO2 na steklu v odvisnosti od molske
koncentracije Eu3+-iona v matriki TiO2.
TRIMOVE RAZISKOVALNE NAGRADE
2014
18
TRIMOVE RAZISKOVALNE NAGRADE
2014