Kombinované studium

4 roky

prof. RNDr. Vladimír Aubrecht, CSc.

Předseda :
prof. RNDr. Vladimír Aubrecht, CSc.
Člen interní :
doc. Ing. Petr Mastný, Ph.D.
prof. Ing. Jiří Drápela, Ph.D.
doc. Ing. Pavel Vorel, Ph.D.
doc. Ing. Ondřej Vítek, Ph.D.
prof. Ing. Petr Toman, Ph.D.
Člen externí :
prof. Ing. Radomír Goňo, Ph.D.
Ing. Petr Modlitba, CSc.
prof. Ing. Aleš Richter, CSc.
Ing. Zdeněk Wolf

Studijní program doktorského studia je zaměřen na přípravu špičkových vědeckých a výzkumných specialistů v nejrůznějších oblastech výkonové elektrotechniky, řídicí techniky, návrhu elektrických strojů, výroby a rozvodu elektrické energie, a užití elektrické energie.
Cílem je poskytnout ve všech těchto dílčích zaměřeních doktorské vzdělání absolventům vysokoškolského magisterského studia, prohloubit jejich teoretické znalosti, dát jím též potřebné speciální vědomosti i praktické dovednosti a naučit je metodám vědecké práce.

Cílem postgraduálního doktorského studia programu "Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika" je výchova k vědecké práci v oboru silnoproudé elektrotechniky a elektroenergetiky. Absolventi se uplatní jednak ve výzkumu a vývoji, včetně průmyslového vývoje, jednak jako vědecko-pedagogičtí pracovníci na vysokých školách a rovněž ve vyšších manažerských funkcích.

Absolvent doktorského studijního programu "Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika" získá hluboké teoretické znalosti, osvojí si základy vědecké práce a naučí se samostatně řešit složité problémy z oblasti vědy a techniky, s využitím celosvětových informačních zdrojů v daném oboru.
Absolvent je připraven k dalšímu vědeckému a odbornému růstu s vysokou mírou adaptibility a najde široké společenské uplatnění jednak v oblasti vědy a výzkumu, včetně výzkumu a vývoje v průmyslových společnostech, a to i jako perspektivní pracovník pro vyšší manažerské funkce, jednak i jako vědecko-pedagogický pracovník na technických univerzitách.

Studium doktoranda probíhá podle individuálního studijního plánu, který zpracuje v úvodu studia školitel doktoranda ve spolupráci s doktorandem. V individuálním studijním plánu jsou specifikovány všechny povinnosti stanovené v souladu se Studijním a zkušebním řádem VUT, které musí doktorand k úspěšnému ukončení studia splnit. Tyto povinnosti jsou časově rozvrženy do celého období studia, jsou bodově ohodnoceny a v pevně daných termínech probíhá kontrola jejich plnění.
Student si zapíše a vykoná zkoušku z povinného kurzu Zkouška z angličtiny před státní doktorskou zkouškou, z povinně volitelných předmětů ohledem na zaměření jeho disertační práce, přičemž alespoň dva jsou voleny z: Matematické modelování v elektroenergetice, Vybrané problémy z výroby elektrické energie, Vybrané statě z výkonové elektroniky a elektrických pohonů, Vybrané statě z elektrických strojů a přístrojů, a dále minimálně dvou volitelných předmětů (Angličtiny pro doktorandy; Citování ve vědecké praxi; Řešení inovačních zadání; Vědecké publikování od A do Z).
Ke státní doktorské zkoušce se může student přihlásit až po vykonání všech zkoušek předepsaných jeho individuálním studijním plánem. Před státní doktorskou zkouškou student vypracuje pojednání k disertační práci, v němž detailně popíše cíle práce, důkladné zhodnocení stavu poznání v oblasti řešené disertace, případně charakteristiku metod, které hodlá při řešení uplatňovat.
Obhajoba pojednání, které je oponováno, je součástí státní doktorské zkoušky. V další části zkoušky musí student prokázat hluboké teoretické i praktické znalosti v oblasti elektrotechniky, elektroniky, elektrických strojů a elektrických přístrojů. Státní doktorská zkouška probíhá ústní formou a kromě diskuze nad pojednáním k disertačním práce se také skládá z tematických okruhů týkajících se povinných a povinně volitelných předmětů.
K obhajobě disertační práce se student hlásí po vykonání státní doktorské zkoušky a po splnění podmínek pro ukončení, jakými jsou účast na výuce, vědecká a odborná činnost (tvůrčí činnost), a minimálně měsíční studijní nebo pracovní stáž na zahraniční instituci anebo účasti na mezinárodním tvůrčím projektu.

Studium doktoranda probíhá podle individuálního studijního plánu (dále jen ISP), který zpracuje v úvodu studia školitel doktoranda ve spolupráci s doktorandem. Individuální studijní plán je pro doktoranda závazný. Jsou v něm specifikovány všechny povinnosti stanovené v souladu se Studijním a zkušebním řádem VUT, které musí doktorand k úspěšnému ukončení studia splnit. Tyto povinnosti jsou časově rozvrženy do celého období studia, jsou bodově ohodnoceny a v pevně daných termínech probíhá kontrola jejich plnění. Průběžné bodové hodnocení všech aktivit doktoranda je vedeno v dokumentu „Celkové bodové hodnocení doktoranda“ a je součástí ISP. Při zahájení dalšího roku studia pak školitel do ISP zaznamená případné změny. Nejpozději do 15. 10. každého roku studia odevzdává doktorand vytištěný a podepsaný ISP na vědeckém oddělení fakulty ke kontrole a založení.
Během prvních čtyř semestrů skládá doktorand zkoušky z povinných, povinně volitelných anebo volitelných předmětů pro splnění bodových limitů ze Studijní oblasti, a současně se intenzivně zabývá vlastním studiem a analýzou poznatků v oboru stanoveném tématem disertační práce a průběžným publikováním takto získaných poznatků a vlastních výsledků. V dalších semestrech se doktorand již více soustřeďuje na výzkum a vývoj, který souvisí s tématem disertační práce, na publikování výsledků své tvůrčí práce a na vlastní zpracování disertační práce.
Do konce druhého roku studia skládá doktorand státní doktorskou zkoušku, kterou prokazuje široký rozhled a hluboké znalosti v oboru, souvisejícím s tématem disertační práce. K této zkoušce se musí přihlásit nejpozději do 30. dubna ve druhém roce svého studia. Státní doktorské zkoušce předchází zkouška z anglického jazyka.
Ve třetím a čtvrtém roce svého studia provádí doktorand potřebnou výzkumnou činnost, publikuje dosažené výsledky a zpracovává svoji disertační práci. Součástí studijních povinností v doktorském studijním programu je absolvování části studia na zahraniční instituci nebo účast na mezinárodním tvůrčím projektu s výsledky publikovanými nebo prezentovanými v zahraničí nebo jiná forma přímé účasti studenta na mezinárodní spolupráci, což je nutné doložit nejpozději při odevzdání disertační práce.
Doktorandi ve čtvrtém roce studia předkládají do konce zimního zkouškového období svému školiteli rozpracovanou disertační práci, který ji ohodnotí. Disertační práci doktorand odevzdává do konce 4. roku studia.
Student prezenční formy doktorského studia je v průběhu studia povinen absolvovat pedagogickou praxi, tj. působit v procesu výuky. Zapojení doktoranda do pedagogické činnosti je součástí jeho vědecké přípravy. Pedagogickou praxí doktorand získává zkušenosti v předávání poznatků a zdokonaluje prezentační dovednosti. Skladbu pedagogických aktivit (cvičení, laboratorní cvičení, vedení projektů apod.) určí doktorandovi vedoucí daného ústavu po dohodě se školitelem. Povinnost pedagogické praxe se nevztahuje na doktorandy-samoplátce a na doktorandy v kombinované formě studia. Zapojení do výuky v rámci pedagogické praxe potvrdí po jejím splnění školitel v IS VUT.

1. Moderní topologie a optimální řízení indukčních ohřevů

   Tranzistory MOSFET z materiálu SiC a GaN umožňují zvyšování pracovního kmitočtu indukčního ohřevu. V práci bude posuzován vliv pracovního kmitočtu na vlastní proces ohřevu v různých praktických případech a také vliv pracovního kmitočtu na ztráty v pracovní cívce. Zde bude třeba zohlednit dominantní vliv skinefektu a proximity efektu. S problematikou ztrát v cívce úzce souvisí její geometrie volená s přihlédnutím ke konkrétní aplikaci. V této souvislosti bude uvažována nejen cívka vzduchová, ale i s feritovým jádrem (např. pro specifické ohřevy v klempířských aplikacích). V práci se bude řešit také otázka volby charakteristické impedance LC obvodu, tj. vysokoimpedanční nebo nízkoimpedanční provedení cívky. Tato volba má přímý vliv na teoretické a praktické souvislosti týkající se ztrát cívky a jejího chlazení, na realizační problémy a také na optimální volbu topologie silového obvodu. V oblasti řízení budou zkoumány zejména možnosti fázového řízení. Předpokládá se stáž na TU Linz v Rakousku.

   Školitel: Vorel Pavel, doc. Ing., Ph.D.

2. Návrh a optimalizace systému pro integraci a řízení distribuovaných energetických zdrojů v komunitní energetice s využitím matematických modelů a simulací

   Komunitní energetika přináší zásadní změnu v přístupu k výrobě, distribuci a spotřebě elektrické energie. Decentralizované zdroje (DER), jako jsou fotovoltaické elektrárny, bateriová úložiště a další obnovitelné zdroje, se stávají klíčovými prvky energetického systému. Efektivní využití těchto zdrojů vyžaduje pokročilé metody řízení a optimalizace, které zohlední jak technické, tak ekonomické aspekty jejich provozu. Zásadním problémem zůstává správná konfigurace a řízení připojení těchto zdrojů do distribuční soustavy a komunitních energetických sítí. Cílem studia a dizertační práce je zaměření na návrh a optimalizaci systémové architektury pro řízení komunitní energetiky s využitím pokročilých automatizačních prvků, zejména programovatelných logických automatů (PLC), a optimalizačních algoritmů. Nedílnou součástí je vytvoření matematických modelů energetických toků v rámci komunitních sítí, který umožní simulaci různých scénářů sdílení elektřiny a predikci její výroby a spotřeby. Simulace umožní testování řídicích strategií pro efektivní alokaci elektřiny mezi účastníky s využitím statických, dynamických a hybridních alokačních klíčů. Součástí výzkumu bude také analýza legislativních a technických podmínek připojení DER do komunitních energetických systémů. Bude zkoumáno, jak lze distribuované zdroje efektivně začlenit do energetických komunit při respektování platných regulací a technických požadavků distribuční soustavy. Důraz bude kladen na interoperabilitu řídicích systémů, bezpečnost dat a kybernetickou odolnost platformy. Očekávanými výstupy práce by měl být návrh metodiky pro integraci a řízení DER a validovaný simulační model energetických toků. V rámci studia se předpokládá zapojení do výzkumného projektu jehož výsledkem bude experimentálně ověřený prototyp řídicí platformy pro komunitní energetiku. Výsledná dizertační práce má přispět k rozvoji efektivních strategií pro decentralizované řízení výroby a spotřeby elektřiny a podpořit širší adopci komunitní energetiky v souladu s moderními energetickými trendy.

   Školitel: Morávek Jan, Ing., Ph.D.