Master's Thesis

Lighting systems in off-grid applications

Final Thesis 2.99 MB

Author of thesis: Ing. Ladislav Lengyel

Acad. year: 2014/2015

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

Reviewer: Ing. Jan Škoda, Ph.D.

Abstract:

Aim of the master's thesis is at first to explain appropriate light sources and lighting systems; secondly present suitable light sources selection for lighting a small space and design of an off-grid system. The last part consists of an overview about alternative energy transformations to light energy. The first of these three major themes focuses on the analysis of light sources suitable for use in applications with accumulation together with data on energy efficiency and the utilization efficiency associated with them, concentrating on their consumption and possible energy saving lighting within small applications. It ends with a description and calculations of electricity energy indicators for different types of rooms. The second and main part of the thesis is focusing on suitable light sources selection for off-grid systems and impacts on humans and the environment associated with it. An object representing a small application has been created in RELUX® software with suitable light sources installed in it. For this scene, appropriate parts of off-grid systems were selected, which could be used to power the proposed lighting. The last theme consists of a brief about alternative sources, most of which are still in development or existing only at a theoretical level. All of these alternative sources are having a possible application in the future.

Keywords:

light; source; lamp; insular; independent; off-grid; system; little; application; lighting; photovoltaic; panel; Alternative; energy; design; calculation; low voltage; battery, invertor; regulator

Date of defence

09.06.2015

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaDznamka

Grading

D

Process of defence

Student představil komisi svou diplomovou práci na téma Osvětlovací systémy v ostrovních aplikacích. Vedoucím této práce byl doc. Petr Baxant a oponentem byl Dr. Jan Škoda. Obsah obou posudků představil doc. Baxant včetně doplňujících dotazů oponenta práce. Na tyto dotazy student odpověděl, ale ne zcela bez výhrad komise. Prof. Sokanský měl několik doplňujících dotazů a připomínek. S těmito se student nedokázal vypořádat ke spokojenosti komise. Dr. Katovský se dotázal na energetickou náročnost obou provední osvětlení, student tuto skutečnost ale objasnit nedokázal.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Electrical, Electronic, Communication and Control Technology (EEKR-M)

Field of study

Power Electrical Engineering (M-EEN)

Composition of Committee

prof. Ing. Petr Toman, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Petr Baxant, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Petr Mastný, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Karel Katovský, Ph.D. (člen)
Ing. Michal Ptáček, Ph.D. (člen)
prof. Ing. František Janíček, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Karel Sokanský, CSc. (člen)
Ing. Pavel Kopečný (člen)

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

Student Bc. Ladislav Lengyel se ve své diplomové práci zabývá problematikou osvětlovacích systémů v ostrovních systémech. Jelikož osvětlení je považováno za primární potřebu pro jakékoliv obytné i výrobní prostory, je třeba s ním počítat i u ostrovních energetických zařízení a jeho optimalizace i celkový návrh může hrát klíčovou roli při spotřebě elektrické energie. Student v práci řeší postupně všechny body zadání. Za velice zajímavou považuji zejména kapitolu 5, kde student shrnuje poznatky o alternativních světelných zdrojích, které pracují s obnovitelnými zdroji a to buď nepřímo anebo přímo, jako např. bioluminiscence. Další zajímavou částí je kapitola o zdravotních rizicích používání nevhodného světelného spektra zdrojů a elektromagnetickém vyzařování zejména elektronicky napájených zdrojů. Toto informace se zatím objevují velice málo a je tedy přínosem, že čtenáři je v práci najdou.
Student během semestru komunikoval zřídka a jeho aktivita byla malá. V práci se vyskytuje větší množství chyb a nepřesností, které mohly být konzultacemi potlačeny. Za vážnější nedostatky považuji např. chybné jednotky LENI v tabulkách na straně 28 a 29, zavádějící vysvětlení indexu podání barev na straně 31, chybný vztah (1) na straně 26, kde student sčítá veličiny různých rozměrů a to bez odkazu na zdroj informací, někdy rozporné informace o parametrech zdrojů – světelné toky a příkony, kde není jasné, jaké zdroje měl student na mysli – tab. 4, str. 25 a pak následně tab. 9, str. 33. Tyto chyby snižují celkovou hodnotu práce.  Na druhou stranu oceňuji samostatnost při řešení a splnění zadání dle požadavku.
Přes uvedené nedostatky mohu práci doporučit k obhajobě u státní závěrečné zkoušky. Points proposed by supervisor: 75
Display more

Grade proposed by supervisor: C

Reviewer’s report
Ing. Jan Škoda, Ph.D.

Student Bc. Ladislav Lengyel měl dle zadání vypracovat diplomovou práci zabývající se osvětlovacími systémy, které nejsou přímo připojeny k elektrické rozvodné síti a pracují v tzv. ostrovním režimu.
Práci student rozdělil do přehledných kapitol, kde rozebírá dřívější, současné i budoucí možnosti světelných zdrojů využitelných pro výše zmiňovaný účel. Student v souladu se zadáním provedl výběr zdrojů energie určených pro napájení osvětlovací soustavy pracující odděleně od rozvodné sítě. V této části diplomant zvažuje v podstatě užití dvou napěťových hladin 12 V nebo 230 V a hodnotí jejich efektivnost. V poslední části práce jsou uvedeny alternativní světelné zdroje, což hodnotím velmi kladně. Tím student naplnil všechny body zadání, které byly vedoucím stanoveny.
V práci lze ale nalézt nedostatky, které bohužel snižují kvalitu předkládaného díla. V první řadě se v práci vyskytuje velké množství pravopisných chyb. Tento stav je o to zarážející, neboť si autor zvolil pro vypracovaní svůj mateřský jazyk. Mimo tyto chyby lze nalézt v práci i odborné nedostatky, jako je například definice indexu podání barev ze strany 31. Za největší nedostatek však považuji to, že student, co sám i přiznává, nedodržel minimální hladiny osvětlení. Z mého pohledu k tomu nebyl důvod a tato skutečnost, může velmi razantně ovlivnit výsledek návrhu. Rovněž by nebylo špatné, kdyby student spolu s technickými parametry uvedl alespoň přehledově ceny jednotlivých komponentů a výsledných variant. V práci rovněž chybí jednoznačný závěr, ve kterém student sdělí, kterou napěťovou variantu provozu by zvolil. V práci je sice uvedený výpočet, ale bylo by dobré na základě výsledků stanovit jednoznačný závěr.
V poslední řadě, mi v práci chybí zhodnocení účinků navržené soustavy popsaných v teoretickém úvodu (fyziologické účinky světla, elektromagnetické záření apod.). Za dobré považuji to, že student tyto problémy vůbec ve svém úvodu zmínil, ale je škoda, že se jimi následně nezabýval ve svém hodnocení.

Z těchto důvodů hodnotím práci celkovým Stupněm C 75 bodů a i přes uvedené nedostatky práci doporučuji k obhajobě. Topics for thesis defence:
  1. Co je to index podání barev a jak jej lze popsat?
  2. Co Vás vedlo k nedodržení minimálních hladin osvětleností?
  3. Proč jste zvolil odraznost stropu 97,4 %? Není to hodně? Jak bude vypadat činitel odrazu stropu za rok?
  4. Jakou napěťovou variantu tedy doporučujete ve Vašem případě jako nejvhodnější a proč?
Points proposed by reviewer: 75
Display more

Grade proposed by reviewer: C