Rast výskumno-vývojových a inovačných kapacít v energetike regiónu Prešovského kraja

Predkladaný projekt žiadateľa - Energetický klaster Prešovského kraja je plne v súlade s Špecifickým cieľom Operačného programu Integrovaná infraštruktúra a s podmienkami Výzvy s kódom - OPII-MH/DP/2020/9.5-28. V rámci daného špecifického cieľa sa projekt zameriava na typ aktivity OP II:

Energetický klaster Prešovského kraja (ďalej len EKPK) vznikol v roku 2012 ako záujmové združenie právnických osôb s víziou rozvoja kraja v oblasti energetiky s využitím alternatívnych zdrojov energií pri dosiahnutí maximálnej energetickej efektívnosti vo vlastnom podnikateľskom prostredí.  Vytvorená platforma má za cieľ pri zhodnotení ekonomických i environmentálnych kritérií dokázať navrhnúť a aplikovať také  riešenia, ktoré zvýšia konkurencieschopnosť kraja a napomôžu k jeho rozvoju.

Členmi EKPK sú tieto spolupracujúce subjekty -

Energetický klaster Prešovského kraja, ako nositeľ vlastného know-how, pomocou odborných kapacít svojich členov a partnerov vybudoval technické a personálne zázemie zaoberajúce sa efektívnym nakladaním s energiami. Výsledkom tejto činnosti sú merania, analýza, postupy a inovatívne riešenia. Dosiahnuté výsledky sú premietnuté do konečných riešení, metodík a postupov, ktoré neustále overuje a zlepšuje. Špecifickým riešením výskumnej činnosti klastra je nasadzovanie OZE pomocou vlastných konštrukcií a technických riešení.

Kontinuálny rozvoj klastra má za cieľ vývoj inovatívnych riešení, čo vyžaduje permanentné prehlbovanie výskumu a vývoja. Preto je potrebné rozšíriť výskumnú základňu o nové technické zariadenia i o interný výskumno – organizačný tím, čo prispeje k dotvoreniu výskumnej platformy v oblasti efektívneho nakladania s energiami, predovšetkým z hľadiska ich redukcie.

Vychádzajúc z týchto požiadaviek klaster EKPK predstavuje projekt zameraný na dobudovanie technického zázemia a infraštruktúry spoločnej vedecko-výskumnej platformy, pomocou ktorej dokáže budovať vlastné know-how pre zúčastnených a nadväzovať partnerstvá i spoluprácu doma i v zahraničí.

Budovanie odborného zázemia súvisiaceho s realizáciou projektu so sebou prináša obsadenie 3 pozícií - Klastrový manažér, Projektový manažér a Administratívny pracovník. Všetky tieto pozície budú obsadené po celú dobu realizácie projektu a vytipované osoby sú už uvedené v predloženej personálnej matici projektu a ich životopisy sú súčasťou príloh ŽoNFP.

Aby odborné kapacity dokázali komplexne hodnotiť energetickú efektívnosť objektov, ako i súvisiacej infraštruktúry je potrebné laboratórium klastra dovybaviť škálou zariadení, ktoré majú výrazný vplyv na monitorovanie primárnej energetickej spotreby. Na základe vlastnej analýzy a po konzultáciách s existujúcimi aktérmi navrhujeme zabezpečiť nasledovnú štruktúru meracích zariadení:

• spolu so sondami umožňuje meranie prietoku vzduchu, resp. obecne plynov v pozdĺžnych kanáloch – potrubiach. Ak požadujeme aby energetická efektívnosť bola u prevádzkovateľov riešená komplexne, potom je nutné sa zamerať na špecifické oblasti, ako je doprava a preprava štandardného vzduchu, ako i kvalita prevádzkovania vzduchotechnických potrubí. Nezhody v procesoch a technických zariadeniach rekuperovaného vzduchu, ako aj špeciálnych plynov a pod. predstavujú jeden z činiteľov vplývajúcich na potrebu energie a spôsob jej využívania. Tento spôsob merania nadväzuje na meranie prúdenia v interiéri a slúži na presnú analýzu tlakových strát, netesností a rýchlosti prúdenia plynných médií v distribučných kanáloch.

Oblasť výskumu/činnosti: Prúdenie vzduchu. Distribúcia chladu. Výskum tlakových strát v potrubí. Stanovenie rýchlostných profilov prúdenia, stanovenie charakteristík laminárneho prúdenia, turbulentného prúdenia v závislosti od konkrétnych parametrov potrubí, prúdiacej látky a špecifických podmienok prevádzkovateľa.

Cieľ výskumnej činnosti: Aplikačný výskum charakteristík prúdenia média, výskum trajektórií prúdenia v uzavretých potrubiach, výskum sekundárnych parametrov s cieľom zvýšenia energetickej efektívnosti a nasadenia vhodných technických materiálov, ako i odborných špecifikácií pre technologické vybavenie a inovácie v predmetnom segmente trhu.

• Prietokomer na meranie objemového množstva vzduchu

Meraním množstva vzduchu distribuovaného vzduchotechnickými jednotkami do priestorov výustkami je ďalšou skupinou energeticky efektívnych procesov. Prúdenie vzduchu vo výškach, či pri strope s ohľadom na existujúci, alebo vznikajúce tepelné mosty je možné znížiť energetickú náročnosť a budovať efektívny energetický manažment. Podmienkou je však poznať prebiehajúce deje, ich ovplyvňujúce činitele a v kombinácii s nanotechnológiou meniť ich vplyv. Podporným prvkom je merací rukáv usmerňujúci prúdenie vzduchu k meraciemu senzoru. Cieľom samotného merania je zabezpečiť nastavenie množstva distribuovaného vzduchu tak, aby všetkými výustkami bolo distribuované rovnaké množstvo, pri požadovanej kvalite pri minimálnych zmenách a nižšej energetickej náročnosti. Zvýšenie kvality prostredia ako aj zníženie rýchlosti prúdenia vzduchu v interiéri je závislé od kvalitatívneho nastavenia energetickej spotreby s ohľadom na zníženie energetickej náročnosti rovnomernej distribúcie celkového množstva vzduchu v prevádzkovaných priestoroch.

Zníženie energetickej náročnosti a zvýšenie kvality prúdenia vzduchu, distribúcie chladu, rekuperácie (získania energie), znižovanie negatívnych vplyvov, výskum v oblasti kvality pracovného prostredia, stanovenia PMD a výskum prúdenia v pracovnom prostredí analýzou  PPV faktorov.

: Analýza charakteristík mj. ovplyvňujúcich kvalitu prostredia a energetickej náročnosti. Tvorba metód pre zabezpečenie účinných energetických a zdravotne bezpečných systémov výskumom v oblasti výmeny vzduchu. Na základe výsledkov výskumu je možné definovať obmedzujúce činitele a charakteristiky spotrebovávaného vzduchu, a následnou optimalizáciou parametrov vzduchu (rýchlosť prúdenia, teplota, vlhkosť). Kvalita vzduchu a vzduch ako veličina pracovného priestoru sú  faktory vplývajúce na nakladanie s energiami, ako i na kvalitu prevádzkového prostredia.

Znečistené vnútorné ovzdušie sa v súčasnosti považuje za jeden z najvýznamnejších determinantov určujúcich kvalitu životného prostredia a verejného zdravia obyvateľov. Väčšina ľudí prežije 85 – 90% svojho života v uzavretých priestoroch, či už v škole, na pracovisku alebo doma. Všade pritom čelíme problémom rovnakého charakteru a v súčasnosti novému fenoménu s názvom COVID 19. Preto je potrebné vedieť, aké prostredie sa nachádza okolo užívateľov priestorov, či už v byte, na úrade alebo v škole, čo obsahujú predmety v priestoroch. Všetko okolo nás sa zmenilo: stavebné materiály, nábytok, farby, povrchové materiály. Byty a kancelárie majú nižšie stropy než v minulosti, preto aj koncentrácia nebezpečných látok je v nich väčšia. Práve odborné znalosti z dejov prebiehajúcich v prostredí sú dôležité pre vedomé formovanie postoja k starostlivosti o zdravie, životné prostredie a vzájomnú spoluprácu doma i v zahraničí.

• - meranie prietoku kvapalín v potrubí

Pri optimalizácii procesov súvisiacich s efektívnym nakladaním s energiami je potrebné vykonávať merania ako reakciu na meniace sa pomery v teplovodných rozvodných sieťach, v systémoch CZT i v autonómnych vykurovacích systémoch. Jedná sa o nedeštruktívny spôsob merania prúdenia v potrubiach pri zohľadnení energetickej náročnosti.Tento významný nástroj diagnostiky efektívne napomáha kontrole i meraniu prúdiaceho média a napomáha jasnej identifikácii strát v prietokoch s cieľom špecifikácie únikov. Meranie sa vykonáva na báze ultrazvukového princípu merania s analýzou prebiehajúcich prietokových stavov.

: Jedná sa o priemyselný a aplikačný výskum, ktorý má vytvoriť významnú databázu efektívnych vykurovacích sietí, ktoré sa na Slovensku a vo významnej časti Európy podieľajú na distribúcii tepla. Následne pomocou komparatívnych metód a na základe dobrých riešení, navrhnúť optimálne riešenia pre prevádzku, distribúciu a servis v procesoch efektívneho nakladania energiami. Potreba potenciál vhodných riešení z výskumu je daný vekom rozvodných sietí, zmenami v štruktúre a spotrebe tepla i absenciou databázy aktuálnych tepelných sietí vrátane dimenzií, dĺžok a prietokov. Je potrebné si uvedomiť, že všetky zmeny prietokov, ako i nedostatočnosť média vedie k energetickým stratám, k nedokurovaniu koncových bodov a následnému plytvaniu s energiami.

: Cieľom navrhovanej platformy merania prietoku v potrubí nedeštruktívnym spôsobom je pokryť širokú škálu dimenzií a na základe off line úprav zabezpečiť rovnomernú dodávku tepla koncovému užívateľovi. Systém súčasne umožní reagovať na dynamické potreby v dodávkach tepla, v dôsledku pripájania nových spotrebičov, alebo užívateľov, ako aj na zmenu ich technických parametrov. Výsledkom výskumu je vytvorenie databázy tepelných sietí v SR s optimalizáciou dodávok v jednotlivých vetvách. Tieto výsledky sú základom pre budovanie strategického partnerstva klastra a rozvoj výskumno-vývojových aktivít v rámci cirkulačnej ekonomiky.

• - diaľkové meranie porúch a tepelných mostov

Využívanie dronov vo výskumných aktivitách je významným nástrojom na zvýšenie efektivity realizácie vedeckých projektov. Predovšetkým použitie v líniových energetických stavbách a výškových technologických zariadeniach s efektívnym prístupom k meraným veličinám predurčuje tieto technológie k nasadeniu v oblasti výskumu a vývoja. Nasadením tejto technológie je možné inovatívnym spôsobom využívať metódy diaľkového monitorovania, definovania rizík a validáciu údajov získaných z termovízneho merania pomocou existujúceho mobilného vybavenia klastra. Prístrojové vybavenie, tak ako je v projekte navrhnuté využíva technológiu bezpilotného získavania údajov. Vybavenie drona špičkovou termovíznou kamerou so stabilizátorom obrazu umožní na základe termodynamických princípov zaznamenávať, popisovať, vyhodnocovať tepelné zmeny a monitorovať dejev reálnom čase. Predmetná konfigurácia zostavy umožní výskumnému tímu klastra stanoviť energetickú účinnosť FTV elektrární pomocou stanovenia príkonu fotónov i radiačným snímačom. Tieto údaje a ich analýza napomôžu predmetnému segmentu trhu efektívne implementovať FTV do existujúcich systémov a tak napomáhať plneniu cieľov EURÓPA 2020. V spolupráci s energetickým klastrom v Rześow-e môžeme na základe exaktných meraní identifikovať poruchové články a s využitím technického zázemia tohto poľského klastra vypracovať efektívne riešenia na nasadenie a efektivitu prevádzok OZE v oblasti FTV. Tvorba metodík hodnotenia vytvorí vázu, na základe ktorej bude možné kvantifikovať energetické straty a minimalizovať ich dopady na prevádzku, životné prostredie a energetickú potrebu.

Cieľom realizácie projektu je vytvoriť komplexné mobilné laboratórium na sledovanie udržateľnosti už realizovaných projektov i prebiehajúcich dejov v reálnom prostredí a vybudovať interné odborné zázemie na predmetný výskum. Ak sa má v regióne znížiť energetická náročnosť a vytvoriť udržateľná spolupráca aktérov doma i v zahraničí, potom je nutné vytvoriť nástroj pre tvorbu nových metodík, spôsob hodnotenia a definovanie ďalšieho potenciálu redukcie energetickej potreby. Práve verejný sektor ako nositeľ dobrých riešení, by mal byť hlavným poskytovateľom objektov a infraštruktúry na ktorých bude výskum v pilotných riešeniach realizovaný, pričom MSP budú partnerov pri overovaní riešení a tvorbe metodík implementovateľných do praxe.

Súčasné moderné technológie vo výrobe tepla, založené predovšetkým na systéme CZT znižujú vo svojej podstate primárnu energetickú spotrebu. Jedná sa predovšetkým o vysoko účinnú výrobu elektrickej energie a tepla, realizáciu tepelných čerpadiel, solárnych systémov apod. Efektivita týchto zariadení sa naplno prejaví, ak všetky miesta spotreby budú mať zabezpečenú rovnakú jednotkovú dodávku tepla napr. do OST, ktorú je možné potom ďalej regulovať inteligentnými algoritmami. Meranie tlaku v potrubí umožní krátkodobo, ale predovšetkým dlhodobo monitorovať tlakové zmeny, ktoré v tepelných sieťach prebiehajú v dôsledku teplotných zmien a charakteru prevádzky. Tento monitoring umožní optimalizovať nábeh jednotlivých spotrebičov, aby sa predĺžila životnosť sietí. Nakoľko súčasné technológie umožňujú pripojenie meracej techniky priamo so SMART mobilnými zariadeniami súčasťou projektu je aj takáto moderná sada, ktorá zabezpečí jednoduchý, no veľmi rýchly koncept merania tepelno technických veličín.

Udržateľnosť výsledkov projektu bude zabezpečená zachovaním minimálne 1 pracovného miesta, prostredníctvom ktorého bude EKPK plniť záväzky vyplývajúce z projektu, ale zároveň aj úlohy a činnosti, ktoré budú nadväzovať na využívanie obsatraných technológií v prospech členov a partnerov klastra. Daná osoba bude zároveň zabezpečovať aj proces recertifikácie EKPK - Potvrdenie kvality klastra v súlade s STN a metodikou ESCA. Víziou klastra EKPK je vynikajúcim riadením dosiahnuť najväčšie vplyvy v rámci daného technologického, priemyselného, regionálneho a legislatívneho rámca pre účastníkov klastra a regiónov. Túto víziu chce vedenie klastra potvrdiť certifikáciou systému kvality podľa STN EN ISO 9001 a certifikáciou procesu označovania a porovnávania ECEI pre klastre. Plnením požiadaviek z auditu a zlepšovaním sa v stanovených kritériách, dokáže klaster budovať také riešenia, ktoré sú pre účastnených jedinečné, prinášajú konkurenčnú výhodu a špecifické postavenie na trhu s ohĺadom aregión v ktorom klaster pôsobí.

Rozvoj aktivít a posilnenie pozície klastrovej organizácie

• spolupráca v oblasti technológií, výskumu, vývoja, inovácií a transferu poznatkov
• činnosti na podporu potenciálu regionálneho rastu
• tvorba stratégie, analýz a expertných činností klastrových organizácií, mapovanie relevantných odvetví
• podpora propagačných a marketingových aktivít klastrovej organizácie na domácej i zahraničnej úrovni
• výmena informácií a skúseností medzi jednotlivými členmi klastra
• nábor nových členov klastra 

Počet podporených klastrových organizácií - 1

Počet podnikov, ktoré dostávajú granty - 1

Počet hodnotení, analýz a štúdií zrealizovaných v rámci projektu - 1

Nárast zamestnanosti v podporovaných podnikoch - 3

09/2020 - 02/2023 (30 mesiacov)

218 464,80 Eur

Klastrový manažér - 1 osoba

Projektový manažér - 1 osoba

Administratívny pracovník - 1 soba