Bachelor's Thesis

Determination of the energy potential of autonomous object and its use

Final Thesis 3.92 MB

Author of thesis: Ing. Josef Dohnal

Acad. year: 2012/2013

Supervisor: doc. Ing. Petr Baxant, Ph.D.

Reviewer: Ing. Jan Šlezingr

Abstract:

The aim of this bachelor´s thesis is to refer briefly about possibilities of obtaining energy from locally available resources for autonomous object and the definition of the term –
an autonomous object. This bachelor´s thesis mentions processes how to gain energy from different sources, possibilities of their implementation (from a legislative perspective) or suggestions on how to save gained energy. We are concerned in the autonomous objects primarily and in the acquisition of heat and electrical energy, so the thesis is also divided into two main subsections dedicated to determining the required amount of the energy that would cover our demand for it. The next section briefly discusses the construction of Savonius wind turbine generator which we can build ourselves. This is a hybrid system that consists of a solar photovoltaic panel and the wind turbine with the appropriate electrical devices. Construction of Savonius wind turbine is documented in the chapter Appendix, where you can find photographs showing construction phases. It should be noted that the construction is not completed and the determination of some parameters were not possible technically at home. These measurements would be flawed. Individual issues are then briefly explained and described how they would be in the ideal case. In conclusion, the procedure for calculating is outlined by the method called NPV (Net Present Value), which is often used.

Keywords:

Autonomous object; Savonius rotor; energy potential

Date of defence

20.06.2013

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaBznamka

Grading

B

Process of defence

Student prezentoval svoji bakalářskou práci a postupně odpověděl na všechny na všechny otázky uvedené v oponentním posudku. Komise byla s odpověďmi spokojena. Dr. Macháček se zeptal: „Dělal jste nějaký průzkum trhu Savonivých rotorů?“ Student odpověděl, že se o tuto tématiku zajímal avšak aktuální nabídce se neorientuje. Ing. Jiří Holoubek se zeptal na doplňující dotaz: „Máte představu o energetické náročnosti objektu?“ Student konkrétní čísla nevěděl ani hrubým odhadem. Dále nedokázal reagovat na výhrady Dr. Macháčka týkající se odchýlení práce od zadání.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Electrical, Electronic, Communication and Control Technology (EECC Bc.)

Field of study

Power Electrical and Electronic Engineering (B-SEE)

Composition of Committee

doc. Ing. Petr Baxant, Ph.D. (předseda)
prof. Ing. Karel Katovský, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Jiří Holoubek (člen)
doc. Dr. Ing. Jan Kyncl (člen)
Ing. Jan Macháček, Ph.D. (člen)
Ing. Martin Paar, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
doc. Ing. Petr Baxant, Ph.D.

Student měl za úkol ve své práci provést zhodnocení a energetické možnosti vybraného autonomního objektu a navrhnout zařízení na využití této energie. V rámci práce splnil požadovanou osnovu zadání a nad rámec zadání si vybral svou vlastní realizaci funkčního vzorku Savoniova rotoru. Na tomto modelu demonstroval možnosti konstrukce jednoduchého elektrického generátoru a větrného motoru.  Celé zařízení samostatně zkonstruoval a provedl základní měření parametrů. Jeho aktivita během semestru byla na odpovídající úrovni, konzultoval konkrétní témata a jinak pracoval samostatně. Prokázal vlastní tvůrčí potenciál a práce je z toho pohledu velice pečlivě zpracována. Drobné nedostatky lze tolerovat a nesnižují tedy vlastní hodnotu výsledku. Práci doporučuji k obhajobě a hodnotím ji jako výbornou. Points proposed by supervisor: 90

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Jan Šlezingr

Student definoval autonomní objekt, popsal teoretické možnosti využití lokálních zdrojů energie, avšak poslední bod zadání o efektivním hospodaření s energií v autonomním objektu chybí, resp. byl nahrazen poutavým popisem studentovy vlastní tvůrčí práce. Oponent předpokládá, že se tak stalo v souladu s pokyny vedoucího práce a považuje zadání za splněné. 

V teoretické části práce student popisuje různé metody autonomního získávání tepelné a elektrické energie pro obytný objekt, zejména z energie slunečního svitu, větru a biomasy. Některé kapitoly jsou mírně zmatené, některé vzorce nedávají rozměrově smysl. Chybí snaha dát jednotlivé kapitoly do souvislosti – například v kapitole o využití geotermální energie autor žádným způsobem nerozvádí, kde se vezme elektrická energie pro tepelné čerpadlo.
V druhé části se věnuje praktickému návrhu a realizaci větrného generátoru, bohužel bez hlubšího teoretického rozboru. Předložená práce je charakterizována velkým nadšením studenta o danou problematiku a chutí pustit se na vlastní pěst do výroby pokusných zařízení. Lze jen doufat, že toto nadšení studenta neopustí. Bohužel, je však nutné konstatovat, že v některých ohledech student při hledání vlastní cesty k tématu zcela opomíjí výkresovou a výpočtovou přípravu práce a dopouští se tak zbytečně hledání „kudy cesta nevede.“ Oponent se domnívá, že vysokoškolská kvalifikační práce by měla vycházet z nejlepších poznatků vědy a jejich interpretace, nikoli jen vznešeně popisovat kutilství, byť sám obdivuje studentův zápal pro realizaci daného zařízení.
  
Po návrhu a realizaci větrného rotoru následuje základní měření na daném zařízení, bohužel pouze částečná. Student prezentuje výsledky měření výstupního napětí generátoru naprázdno, žádné další výsledky nejsou k dispozici. Není tedy patrné, jaký a zdali vůbec nějaký výkon je generátor schopen odevzdat do zátěže.
V poslední kapitole ekonomického zhodnocení student posuzuje ekonomickou návratnost hybridního systému, který se náhle objeví v kapitole návrhu větrného rotoru, bez jakéhokoli vysvětlení nebo návrhu a uvedení parametrů jednotlivých zařízení. Ekonomické zhodnocení tak téměř nedává smysl.

Práce je sepsána populárně naučným stylem, s občasným výskytem nezdůvodněných subjektivních hodnocení. Některé věty jsou velmi šroubované a zdá se, že autor v průběhu jejich psaní tzv. ztratil myšlenku.
Obrázky, grafy, tabulky jsou vyvedeně kvalitně a přehledně.  U vzorců schází uvedení rozměrů dosazovaných veličin a místy vysvětlení dosazovaných veličin. Topics for thesis defence:
  1. Je možné postavit skutečně energeticky autonomní objekt, tj. který elektrickou a tepelnou energii nepotřebuje dodávat zvenčí? Jak velký pozemek je k tomu potřeba?
  2. Je vyrobený generátor schopen dodávat elektrickou energii? Jaký je jeho skutečný výkon? Je opravdu někde v provozu?
  3. Co přesně vyjadřuje vzorec 1.20, v jakých jednotkách se do něho dosazuje? Co přesně vyjadřuje vzorec 1.23, v jakých jednotkách se do něho dosazuje?
Points proposed by reviewer: 70
Display more

Grade proposed by reviewer: C