Bachelor's Thesis

Solar Applications with Concentrator Elements

Final Thesis 3.86 MB

Author of thesis: Ing. Róbert Hrachiar

Acad. year: 2015/2016

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

Reviewer: Ing. Lukáš Radil, Ph.D.

Abstract:

The subject of this bachelor thesis are solar applications with concentrator elements. In the thesis are described theoretical knowledges of various types of concetrator systems, development history, separation, system description, economy and usage of concentrator systems. Basic information about solar irradiation, which is useful for concentrator systems, it's separation and the possibilities of using in our enviroment are also described in the thesis. In practical part is designed model of solar concentrator, a description of realization and following measurements on constructed model.

Keywords:

solar systems; concentrator elements; Stirling engine; photovoltaics; solar absorbators; solar-heat power plants; solar concentrator; model of solar concentrator.

Date of defence

09.06.2016

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student seznámil komisi se svojí bakalářskou prací s názvem Solární aplikace s koncentrátorovými prvky. Vedoucí práce doc. Baxant seznámil komisi s posudky vedoucího i oponenta práce, který zpracoval ing. Radil. Student správně zodpověděl první otázku oponenta, druhá otázka byla zodpovězena s pomocí komise a poslední otázku zodpověděl správně. Doc. Medvec požadoval vysvětlení grafů v práci. Student detailně vysvětlil podmínky při měřeních. Další otázka byla položena ing. Ptáčkem, jak závisí teplota absorbátoru s teplotou vody. Student vysvětlit danou problematiku. Druhá položená otázka se týkala měření pomocí termo-kamery. Student zodpověděl, jak probíhalo měření.

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. Jaroslava Orságová, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Petr Baxant, Ph.D. (místopředseda)
prof. Ing. Karel Katovský, Ph.D. (člen)
Ing. Michal Krbal, Ph.D. (člen)
Ing. Michal Ptáček, Ph.D. (člen)
doc. Dr. Ing. Zdenek Medvec (člen)

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

Student Róbert Hrachiar se ve své práci zabýval solárními systémy s koncentrátorovými prvky. Obsah práce se drží zadaného tématu a předepsané osnovy a uvedené informace přinášejí souhrnný pohled na tématiku koncentrátorových systémů současně používaných v praxi. Dominantní část práce však tvoří vlastní návrh, realizace a měření na prototypu koncentrátorového systému. Oceňuji aplikaci počítačové techniky na vytváření prototypu a jeho poměrně věrnou realizaci v praxi. Student pracoval z velké části samostatně a systematicky a praktické části věnoval nadprůměrné množství času. Výsledkem je funkční prototyp, který přestože vykazuje jisté nedostatky, je dostatečně demonstrativní pro pochopení funkce i velkých solárních systémů.
Práci by bylo možné vytknout zjednodušený přístup k měření výkonu solárního systému, který neposkytuje dostatečně přesné výsledky. Jelikož jsem však sledoval činnost studenta během celého semestru, je možné toto zjednodušení tolerovat a to i s přihlédnutím k časovým možnostem a proměnlivosti počasí, které neumožňovalo provádět kontinuální testy na již sestaveném zařízení.
Student prokázal schopnost samostatné práce a aplikace teoretických poznatků do praxe. Z pohledu vedoucího hodnotím jako velmi kladný osobní přístup studenta, zájem o dané téma a samostatnost. Dosažené výsledky splňují osnovu zadání a v tomto ohledu lze práci považovat za splněnou. Výsledky práce lze využít pro další výzkum a využití v této oblasti a přistoupit k dalším vylepšením a automatizaci.
Doporučuji bakalářskou práci k obhajobě u státní závěrečné zkoušky. Points proposed by supervisor: 95
Display more

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Lukáš Radil, Ph.D.

Student Róbert Hrachiar vypracoval bakalářskou práci na téma solárních koncentrátorů.

Práce obsahuje 11 stěžejních kapitol a má celkově 59 stran. Formální zpracování je velmi dobré úrovni. Student provedl rozsáhlou rešerši současného stavu na poli solárně-termické energetiky. Možná škoda, že se zaměřil na velké projekty. Přitom malé mají v našich podmínkách větší perspektivu. Na úvod bych pouze zmínil, že první solární kolektor je zmíněn v legendě o Archimédovi, který zapaloval lodě při dobývání Syrakus.

V textu se vyskytují nepřesnosti (např., že intenzita záření je v jednotkách kWh.m-2 – což lze považovat za roční „dopadovou“ energii, jinak patří W.m-2).  Na straně 24 se uvádí, cituji: „ … touto technológiou 3000 l.MWh-1, 2 % z tejto vody se využije na pravidelné cistenie ...“ a hned v dalším odstavci je zmínka o 300 l.MWh-1, které jsou použity na čištění. Proto je otázka, kolik procent se tedy spotřebuje? Také používá často slovo „nejideálnějšími“, přičemž už „ideální“ je nejvyšší stupeň.

Velice oceňuji návrh zařízení a jeho vizualizaci. I když nevím, jak moc se student podílel na konstrukci celého solárního koncentrátoru, tak použití dřevěných hranolů byla dobrá volba. Celá konstrukce vypadá bytelně, a i když některé díly vypadají ne příliš sofistikovaně, jedná se o komplexní dílo s dobrou volbou komponentů.

Na stránce 44 se vyskytuje označení Graf 10-1 a na další straně je obrázek 10-1, což nepůsobí homogenně. V grafech je teplota označena jako řecké „ný“ v symbolech jako „ypsilon“. Obvykle se teplota značí jako „theta“. Dále rovnice regrese, vyhází-li z funkční závislosti teploty na čase, tak se neoznačuje y=k.x, ale „ný“=k.t.

Dále na straně 47 pod grafem student píše, že: „… derivácie teploty v čase.“ Nicméně rovnici nederivuje a pokládá v dalším výpočtu rozdíl teplot ku rozdílu času. Je možné diferenciál proměnné d „ný“ považovat za delta „ný“, ale pro velmi malé úseky, kdy delta se limitně blíží nule. Nebo myslel to, že derivací zjistil bod (oblast) maxima funkce, ze které poté vygeneroval regresní přímku?  
U regresních rovnic mi chybí koeficient spolehlivost R2.

Pokud shrnu celý text, je práce velmi kvalitní. Po formální stránce se student dopouští určitých nepřesností, ale hlavní nosná myšlenka – solární koncentrátor – byla naplněna. Měřením se prokázala funkčnost celého systému. Použitá literatura a její citování mírně převyšuje obdobné práce. Práce je ryze praktická.

Doporučuji k obhajobě a hodnotím stupněm B. Topics for thesis defence:
  1. 1. Kolik procent vody se spotřebuje na čištění koncentrátorů? A nelze je čistit jiným způsobem?
  2. 2. Na straně 26 se zmiňujete o jednotlivých parních cyklech – kritický, ultrakritický apod. Dokázal byste je přesněji definovat?
  3. 3. Uvádíte, že teplotu absorbéru jste měřili termokamerou. Jakou měla nastavenu hodnotu emisivity?
Points proposed by reviewer: 89
Display more

Grade proposed by reviewer: B