Sisteme de Energii Regenerabile şi Reciclare

www.unitbv.ro/icdt

Aria de activitate, obiective de cercetare Cuvinte cheie

Concepţia şi dezvoltarea de sisteme de energii regenerabile cu eficienţă ridicată integrate în mediul construit;

Concepţie și dezvoltare de produse implicând soluţii de energii regenerabile; re-proiectarea produselor şi ambalajelor;

Tribologia sistemelor mecanice: testarea, optimizarea funcţională şi constructivă a transmisiilor şi cuplelor mecanice;

Materiale avansate pentru elementele active în conversia energiei solare şi pentru tratarea/epurarea apelor;

Utilizarea deşeurilor ca materii prime secundare în dezvoltarea de produs (cenuși, cauciuc, mase plastice, lemn).

Sisteme de Energii Regenerabile; Eco-design; Tribologia Sistemelor Mecanice; Reciclarea Deşeurilor; Materiale pentru Energie şi Mediu; Calitatea Mediului

Profilul grupului de cercetare

De la data formării centrului (2005), concepţia, dezvoltarea de noi soluţii şi implementarea sistemelor de conversie a energiilor regenerabile şi valorificarea deşeurilor ca materii prime secundare sunt domenii abordate dinamic, răspunzând nevoilor actuale şi de perspectivă.

Centrul beneficiază de infrastructură unică în România, competitivă la nivel internaţional, a cărei realizare a demarat cu proiectul CNCSIS-Platforme, Design de Produs pentru Dezvoltare Durabilă, coordonat de prof. Dr. ing. Ion Vişa şi a fost permanent extinsă prin peste 50 de contacte regionale, naţionale şi internaţionale, cu valoare totală de peste 6M€. Infrastructura cuprinde două staţii meteo, standuri pentru testarea sistemelor fotovoltaice, solar-termice, hibride incluzând pompe de căldură, echipamente de testare tribologică, sisteme de depunere a straturilor subţiri, de caracterizare avansată a (nano)materialelor şi de evaluare a calităţii apelor.

Centrul are 33 de membri, inclusiv opt conducători de doctorat care coordonează în mod curent 15…20 doctoranzi şi cercetători post-doctorali; promovează internaţionalizarea, găzduind în anul 2013 un cercetător post-doc şi doi doctoranzi din spaţiul francofon.

Produse de cercetare-dezvoltare, invenţii, use cases

Vişa I., Duţă A., Diaconescu D.V., Vătăşescu M., Săulescu R., Colector solar, model IP, No. RO 018891 Bostan I., Visa I., Dulgheru V., Ciupercă R., Turbina eoliana cu ax vertical, MD3817 (B1) Bostan I., Vişa I., Dulgheru V., Ciupercă R., Turbina eoliana cu ax vertical (Variante), MD3847 B1 Vişa I., Duţă A, Diaconescu D.V., Negrea I., Ţoţu I, Pop V.P., Rotor pentru turbina eoliana, B.I. nr. RO

125465 B1 Diaconescu D.V., Neagoe M., Jaliu C., Săulescu R., Ţoţu V., Transmisie cicloidală cu role,B.I. nr. RO

125177 B1 Vişa I., Diaconescu D.V., Ciobanu D., Velicu R., Reductor cu came cardioide, B. I. nr. RO 125178 B1 Vişa I., Duţă A., Diaconescu D.V., Săulescu R., Popa M.V., Burduhos B.G., Mecanism de orientare, B. I.

RO 125253 B1 Se află în analiză la OSIM alte 11 Cereri de Brevete.

Casa Solară(Colina Universităţii) este o clădire cu autonomie energetică ridicată realizată prin implementarea de soluţii arhitecturale şi de mix energetic (sisteme fotovoltaice - platformă PV de 10kWp și 12 module PV cu diferite variante de sisteme de orientare, sisteme solar termice cu panouri plate, tuburi vidate şi o pompă de căldură). Experienţa dobândită afost valorificată în proiectarea clădirilor din Institutul de Cercetare Dezvoltare al Universităţii şi permite formularea de soluţii personalizate pentru

beneficiari.

Platforma PV Twin (Colina Universităţii) este un stand care permite testarea concomitentă, în timp real, a patru tipuri de module fotovoltaice, pe o platformă cu sistem de orientare. Realizată prin proiectul internaţional PV-Twin Laboratory (Coordonator: Prof. dr. ing. Ion Vişa), într-un acord bilateral cu Universitatea de Ştiinţe Aplicate din Zwickau, platforma funcţionează în paralel cu un sistem identic, implementat în Germania şi permite studiul performanţei şi adaptabilităţii sistemelor fotovoltaice în mediul construit.

Proiecte de cercetare finalizate şi în derulare la nivel naţional şi internaţional

Membrii centrului au fost implicaţi în 52 de granturi şi contracte şi au coordonat proiecte CNCSIS Platforme, A, AT, TD, IDEI, proiecte PNII Modul I, Parteneriate, contracte cu terţi (companii, firme, administraţie regională şi locală). De asemenea, centrul a activat ca partener în proiecte de tip FP7, Acorduri bilaterale, PNII Modul I, Modul III şi Parteneriate.

1. Proiect: PLATSOL PV Creşterea eficienţei conversiei energiei solare în platforme fotovoltaice orientabile – Coordonator: Universitatea Transilvania din Braşov. Proiectul (2007 – 2010), finanţat de UEFISCDI prin programul PNII Parteneriate (1.240.329 Lei), a avut ca scop concepţia, proiectarea şi dezvoltarea de noi sisteme de orientare pentru creşterea eficienţei conversiei în platforme fotovoltaice şi pentru formularea de noi soluţii de integrare a acestora în mediul construit. Prin proiect s-au dezvoltat şapte soluţii performante de orientare la nivel de prototip virtual dintre care cinci sunt implementate în locaţia Centrului din Institutul CD al Universităţii.

0

20

40

60

80

100

Tra

ck

ing

Eff

icie

nc

y [

%]

system 1 system 2 system 3 system 4 system 5

system 1 99,607 98,825 99,607 98,563 99,192

system 2 98,788 93,107 98,788 84,499 95,171

system 3 81,497 95,711 81,497 44,506 83,827

system 4 82,863 65,176 82,863 95,464 76,449

system 5 72,860 61,078 72,860 71,957 69,367

S.Eq. S.Solst. A.Eq. W.Solst. Yearly

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Ora solara [h]

Pu

terea e

lectr

ica p

rod

usa

[W

]

Fix Ps

Eficienţa captării radiaţiei solare în module fotovoltaice orientate cu sisteme biaxiale (1, 2),

respectiv monoaxiale (3, 4) faţă de modulele fixe (5)

Echipa de proiect:20 de membri ai centrului, dintre care cinci doctoranzi şi doi tineri cercetători. Director proiect: Prof. dr. ing. Ion Vişa; Coordonatori grupuri de lucru: Prof. dr. ing. Dorin Diaconescu (Design conceptual), Prof. dr. ing. Cătălin Alexandru (Prototipare virtuala), Prof. dr. ing. Elena Eftimie (Radiaţie solară), Prof. dr. ing. Gheorghe Moldovean (Proiectare de detaliu).

2. ProiectEST IN URBA - Sisteme solar termice eficiente cu acceptanţă ridicată pentru implementare în mediul urban, Coordonator Universitatea Transilvania din Braşov Proiectul (2012 – 2015), finanţat de UEFISCDI prin programul PNII Parteneriate (3.000.000 Lei), are ca scop dezvoltarea de suprafeţe solar-termice, alcătuite din colectoare cu geometrie diferită (trapez, pătrat, hexagon) şi culori ale plăcilor absorbante sau fenestraţiei, care să conducă la creşterea eficienţei conversiei şi a acceptanţei implementării acestora în mediul construit. Proiectul valorifică rezultatele şi continuă cercetarea derulată prin alte două proiecte de parteneriate, coordonate de Universitatea Transilvania din Braşov (MECSOL-PV, CEEX, Modul I 752/2006 – 2009, Director Prof. Ion Vişa şi

MATSOL-T, CEEX Modul I 277/2006 – 2009, Director Prof. Anca Duţă).

Echipa interdisciplinară este alcătuită din 28 de membri ai centrului, între care trei doctoranzi şi cinci tineri cercetători,. Director proiect: prof. dr. ing. Ion Vişa; Coordonatori echipe: Prof. dr. ing. Mircea Neagoe (Design conceptual), Prof. dr. ing. Cătălin Alexandru (Prototipare virtuală), Prof. dr. ing. Elena Eftimie (Radiaţie solară), Prof. dr. ing. Codurţa Jaliu (Mentenanţă), Prof. dr. ing. Radu Velicu (Proiectare de detaliu) şi Prof. dr. ing. Anca Duţă (Absorberi solari).

Prof. Ion Visa Prof. M. Neagoe Prof. C. Alexandru Prof. E. Eftimie Prof. C. Jaliu Prof. R. Velicu Director de Proiect visaion@unitbv.ro

3. Proiect FOTOCOMPLEX Sisteme fotocatalitice complexe pentru epurarea avansată a apelor rezultate din industria textilă. Coordonator: Universitatea Transilvania din Braşov Proiectul (2007 – 2010), finanţat de UEFISCDI prin programul PNII Parteneriate (1.213.715 Lei), a avut ca scop dezvoltarea de noi materiale cu proprietăţi controlate integrate în sisteme complexe pentru epurarea efluenţilor din finisajul textil și îndepărtarea simultană a coloranţilor organici şi a metalelor grele.

0

20

40

60

80

100

724824

Efi

cie

nta

fo

tod

eg

rad

are

[%

]

Timp [ore]

TiO2 seria 1

TiO2 seria 2

TiO2 seria 3

TiO2/WO

3 seria 1

TiO2/WO

3 seria 2

TiO2/WO

3 seria 3

Reactor de fotocataliză şi adsorbţie Stabilitatea şi eficienţa fotocatalizatorilor pe bază de WO3 şi TiO2

Prin proiect s-au dezvoltat patru noi tipuri de sisteme de adsorbţie/fotocataliză bazate pe TiO2, WO3, cenuşi de termocentrală şi combinaţii ale acestora, o tehnologie pilot de îndepărtare simultană a coloranţilor şi metalelor grele din apele uzate şi un echipament de fotocataliză şi adsorbţie care face obiectul propunerii de brevet nr. 127888 A0/2012. Echipa proiectului a cuprins 19 membri, dintre care 5 doctoranzi şi 2 tineri cercetători. Director proiect: Prof. dr. ing. Anca Duţă; Coordonatori grupuri de lucru:Conf. dr. Dana Perniu (Sinteză), Conf. dr. Luminiţa Isac (Caracterizare), Conf. dr. Maria Vişa (Adsorbţie), Ş.L. dr. Luminiţa Andronic (Fotocataliză).

Prof. Anca Duţă Conf. D. Perniu Conf. L. Isac Conf. M. Vişa Ş.L. L. Andronic Director de proiect a.duta@unitbv.ro 4. Proiect: NANOVISMAT – Nanomateriale cu suprafeţe complexe fotoactive pentru producerea ecologică a energiei si degradarea poluanţilor organici, Coordonator INFPLBucureşti Proiectul (2012 – 2015) este finanţat de UEFISCDI, program PNII Parteneriate şi are o valoare totală de 3.000.000 Lei, din care 700.000 Lei, reprezintă bugetul Universităţii Transilvania din Braşov (Responsabil ştiinţific Prof. dr. ing. Anca Duţă). Scopul proiectului este de a dezvolta noi materiale active în conversia energiei solare, prin tehnologii industrializabile şi cu performanţe opto-electronice de vârf. Echipa interdisciplinară cuprinde 18 membri ai Centrului, dintre care trei doctoranzi şi trei

tineri cercetători. 5. Proiectul Sisteme de transmisie prin lanţ – studiu tribologic în regim de funcţionare dinamic, Contract de cercetare ştiinţifică cu beneficiar internaţional din mediul economic Proiectul (2012 - 2015) este finanţat de Schaeffler Technologies AG&Co cu 331430 EUR; prin proiect se realizează cercetarea şi optimizarea componentelor specifice prin măsurarea şi evaluarea caracteristicilor de frecare şi uzare ale materialelor şi lubrifianţilor pentru diverse condiţii de ungere (uscată, limită, mixtă), de mişcare, tipuri de contact (punctiform, liniar, pe suprafaţă), sarcini şi temperaturi. Echipa proiectului: Prof. dr. ing. Radu Velicu – director proiect, Prof. dr. ing. Codruţa Jaliu, Prof. dr. Lucia Dumitrescu, Conf. dr. ing. Mihai Lates, S.L. dr. ing. Radu Săulescu, S.L. dr. Ileana Manciulea, Dr. Silviu Popa, Dr. Nicolae Souca. În activitatea proiectului sunt angrenaţi doi doctoranzi. 6. Proiecte CNCSIS A şi PNII IDEI coordonate de cadre didactice din centru Analiza şi optimizarea în mediu virtual, pe platforme de prototipare digitală, a sistemelor mecatronice

utilizate pentru eficientizarea conversiei radiaţiei solare în energie electrică, CNCSIS A, Director Prof. dr. ing. Cătălin Alexandru, 2007-2008

Modele, programe şi simulări pentru optimizarea dinamică a transmisiilor mecanice cu flux energetic ramificat, prin eliminarea defectelor structurale, CNCSIS A, Director Prof. dr. ing. Codruţa Jaliu, 2005-2006

Cercetarea, proiectarea şi testarea mecanismelor ştergătorului de parbriz pe baza tehnologiilor moderne (modelare digitală, prototipare virtuală), CNCSIS A, director Prof. dr. ing. Cătălin Alexandru, 2005-2006

Cercetarea teoretică, practică şi experimentală a unor sisteme mecanice de modelare a prehensiunii şi a păşirii - caracteristice membrelor umane, CNCSIS A, Director Prof. dr. ing. Petre Alexandru, 2006-2007

Cercetări privind creşterea eficienţei conversiei energiei solare în colectoarele solar-termice, CNCSIS A, Director Prof. dr. ing. Ion Vişa, 2006-2008

Sisteme de orientare a modulelor/şirurilor/platformelor fotovoltaice şi algoritmi de mişcare

Cercetări privind creşterea eficienţei conversiei energiei solare în celule fotovoltaice în stare solidă , CNCSIS A, Director Prof. dr. ing. Anca Duţă, 2006-2008

Modelarea matematică şi simularea funcţională a cuplajelor de siguranţă, CNCSIS A, Director Prof. dr. ing. Elena Eftimie, 2006-2007

Studii şi simulări privind conceperea de noi variante de reductoare planetare cu raport cinematic şi eficienţa energetico-economică ridicate, cu utilizare în sisteme de energii regenerabile, CNCSIS A, Director Prof. dr. ing. Dorin Valentin Diaconescu, 2007-2008

Sisteme mecatronice inovative destinate microhidrocentralelor pentru exploatarea eficientă a potenţialului hidrologic din zonele izolate, PNII – IDEI, Director Prof. dr. ing. Codruţa Jaliu, 2007-2010

Studiul unor Structuri Noi de Mecanisme Articulate şi Roti Dinţate Pentru Suspensia-Direcţia Auto, în Context Mecatronic, PNII IDEI, Director: Prof. dr. ing. Alexandru Petre, 2008 – 2011

Reducerea Compuşilor Organici Volatili din Atmosfera prin Modificarea Tehnologiilor de Obţinere şi Aditivare a Materialelor Polimerice, PNII IDEI, Director: Prof. dr. Paţachia Silvia, 2008 – 2011

Conceperea, Optimizarea şi Modelarea Straturilor Subţiri de CuxS cu Morfologie Controlata Utilizate în Celule Solare în Stare Solida, PNII IDEI, Director: Conf. dr. Isac Luminiţa, 2008 – 2009

Modelarea Conducţiei Electrice în Absorber şi în Interfaţa Absorber/Strat Tampon pentru Creşterea Eficientei Celulelor Fotovoltaice In Stare Solidă, PNII IDEI, Director: Conf. dr. Perniu Dana, 2008 – 2011

7. Proiecte coordonate de tineri cercetători din centrul de cercetare În afara implicării lor în proiectele de anvergură ale centrului, tinerii doctoranzi şi cercetători au dezvoltat proiecte în domeniul concepţiei, dezvoltării şi optimizării sistemelor de conversie a energiilor regenerabile:

Dr. Mihai Comşiţ Dr. Bogdan Burduhos Dr. Daniela Ciobanu Dr. Monica Enescu Drd. Bianca Dobre

Dr. Alexandru Eneşca Dr. Mihaela Dudiţă Dr. Elena Ienei Dr. Cătălin Croitoru

Proiectarea sistemului de orientare pentru panouri fotovoltaice, CNCSIS TD, Director: Ş.L. dr. ing. Mihai Comşiţ, 2006-2007

Optimizarea mecanismelor de orientare de tip pseudo-ecuatorial utilizate pentru creşterea eficienţei conversiei panourilor fotovoltaice individuale, CNCSIS-TD, Director: Ş.L. dr. ing. Bogdan Burduhos, 2007-2009

Studii experimentale asupra creşterii cantităţii de energie solară receptată prin orientare, Proiect European SFERA- PROMES CNRS, Director: Ş.L. dr. ing. Bogdan Burduhos, 2012

Modelarea mecanismelor cu came şi pârghii prin metoda sistemelor multicorp, CNCSIS TD, 2007-2008, Director: Ş.L. dr. ing. Daniela Ciobanu

Sistem de orientare cu mecanism cu camă cardioidă Structuri cristaline controlate de SnO2 pentru colectoare solare tip jgheab pentru substraturi FTO

Cercetări privind sistemele robotizate destinate depunerii de straturi subţiri cu proprietăţi controlate

pentru sistemele de conversie a energiei solare, CNCSIS TD, 2007-2008, Director: Dr. ing. Monica

Enescu, cercetător post-doc

Proiectarea şi execuţia sistemelor mecanice de compactare deşeuri din mase plastice şi dezvoltarea de produse din materiale compozite bazate pe cauciuc şi mase plastice reciclate, CNCSIS TD, 2005-2007, Director: Asist. drd. ing. Edith-Bianca Dobre (Fazakas)

Dezvoltarea şi testarea de noi materiale oxidice nanostructurate pentru obţinerea hidrogenului , CNCSIS TD, 2005-2007, Director: Ş.L. dr. Alexandru Eneşca

Obţinerea, caracterizarea, modelarea si optimizarea filmelor nano și mezo-structurate de fotocatalizatori pe baza de oxid de staniu (SnO2), PNII IDEI, 2008 – 2011, Director: Ş.L. dr. Alexandru Eneşca

Materiale cu proprietăţi controlate utilizate ca absorberi I.R. în colectoarele solare plane, CNCSIS TD, 2007-2008, Director: Ş.L. dr. Mihaela Voinea, (căs. Dudiţă)

Durabilitatea acoperirilor solare selective in mediul salina şi sub radiaţie concentrată, Proiect SFERA -ENEA, 2012, Director: Ş.L. dr. Mihaela Dudiţă

Materiale I.R. Absorbante cu proprietăţi controlate de tip cermet M/Al2O3, CNCSIS TD, CNCSIS BD, 2007-2009, Director: CSIII dr. Elena Cristina Purghel (căs. Ienei).

Studii de imprentare moleculară a polimerilor vinilici aplicabili în procesele de separare controlată a unor principii active, CNCSIS TD, 2007-2009, Director: Dr. Cătălin Croitoru

8. Proiecte de cercetare ştiinţifică în care echipa centrului a activat în calitate de partener De la lansarea proiectelor de parteneriat, echipe din centrul nostru au participat, în calitate de partener, la 18 granturi; coordonatorii acestor echipe au fost: Prof. Camelia Drăghici, Prof. Lucia Dumitrescu, Prof. A. Duţă, Prof. Silvia Paţachia, Prof. Ion Vişa, Conf. Dana Perniu. 9. Proiecte care valorifică experienţa dobândită în cercetare O serie de proiecte europene, coordonate de membrii centrului au condus la instrumente de educaţie şi formare pentru promovarea conceptelor Energiei Durabile şi au pus baza unor parteneriate de cercetare ştiinţifică. Între acestea se numără două proiecte pilot de tip Leonardo da Vinci (directori de proiecte Prof. Mircea Neagoe, Prof. Ion Vişa), două proiecte pilot de tip Comenius (directori de proiecte. Prof. Ion Vişa, prof. Anca Duţă), un proiect de tip ERASMUS PROG (director Conf. Dr. Dana Perniu), două proiecte de tip ERASMUS MOD (directori de proiect Prof. Anca Bârsan şi Prof. Camelia Drăghici) şi proiecte de mobilităţi pentru studenţi şi cadre didactice de tip Leonardo da Vinci.

Experienţa din cercetare a fost valorificată şi în proiecte de strategie regională (Proiect FP7 –Regions of Knowledge, RenErgEUReg, 2008 – 2010, coordonator Prof. Ion Vişa) şi locală (contracte cu Consiliul Judeţean, coordonator Prof. Ioan Stroe şi cu Agenţia de Mediu, coordonator Prof. Camelia Drăghici).

Selecţie a 7 publicaţii recente reprezentative ale grupului de cercetare De la înfiinţarea sa, membrii centrului au publicat peste 450 de monografii şi articole, dintre care peste 150 în jurnale indexate ISI Thomson, Web of Science.

1. I Vişa, DV Diaconescu, R Săulescu, M Vătăşescu, B Burduhos, New Linkage with Linear Actuator for Tracking PV Systems with Large Angular Stroke, (2011), Chinese Journal of Mechanical Engineering, 24, 5, pg. 744-751, Factor de impact 0,210

2. I Vişa, DV Diaconescu, V Popa, BG Burduhos, Synthesis of Tracking Linkage with Increased Angular Stroke, Proceedings Syrom 2009, Springer Science and Business Media, (2009), pg. 193-206, indexat ISI

3. M Enescu, C Alexandru, Optimal algorithm for spray pyrolysis deposition of TiO2 films by using an industrial robot, J. Renewable Sustainable Energy 4, 053126 (2012), (11 pages), Factor de impact 0,855

4. L Andronic, A Duţă, Photodegradation processes in two-dyes systems - Simultaneous analysis by first-order spectra derivative method, Chemical Engineering Journal, 198, 2012, Pp. 468- 475, 2012, Factor de Impact 3,461

5. M Visa, RA Carcel, L Andronic, A Duta, Advanced treatment of wastewater with methyl orange and heavy metals on TiO(2), fly ash and their mixtures, Catalysis Today, 144, pp. 137-142, 2009, Factor de impact 3,584

6. C Croitoru,S Paţachia, A Porzsolt, C Friederich, Effect of alkylimidazolium based ionic liquids on the structure of UV-irradiated cellulose, Cellulose, 18 (6), 2011, pp. 1469 – 1479, Factor de impact 3,600

7. I Vişa(Editor), SYROM 2009, Springer Science and Business Media, 2009, indexat ISI

Date de contact

Nume: Prof.dr.ing. Ion Vişa Poziţie: Coordonator al centrului de cercetare ştiinţifică email: visaion@unitbv.ro

web: www.unitbv.ro/icdt Tel.: +40 372 729698 Fax:+40 372 879652 Locaţie: Institut de Cercetare - Dezvoltare al Universităţii Transilvania din Braşov, Laborator L7, Str. Institutului nr. 10, Braşov