Autor práce: Ing. Petr Ličman
Ak. rok: 2014/2015
Vedoucí: doc. Ing. Petr Baxant, Ph.D.
Oponent: Ing. Jan Morávek, Ph.D.
Abstrakt:Diplomová práce se zabývá návrhem záložního zdroje napájení využívající obnovitelné zdroje energie, konkrétně sluneční energii. V první části je popsán potenciál solární elektrárny v podmínkách ČR. Další části popisují typy fotovoltaických systémů, jejich komponenty, dimenzování fotovoltaických systémů a možnosti řízení spotřeby. Kvůli proměnlivé dodávce z OZE se práce také zabývá možnostmi predikce výroby elektrické energie z těchto zdrojů. V praktické části je proveden návrh záložního systému napájení pro rodinný dům, který v letním období funguje také jako optimalizátor vlastní spotřeby. Pro tento návrh bylo provedeno finanční zhodnocení.
Klíčová slova:fotovoltaická elektrárna; hybridní fotovoltaický systém; akumulace energie; predikce výroby
obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)
znamkaCznamka
Student prezentoval diplomovou práci na téma Návrh záložního energetického zdroje pro rodinný dům. Student odpověděl na otázky oponenta. Dodatečné dotazy na provozní charakteristiky elektroměru byly studentem zodpovězeny částečně správně s dopomocí komise. Dotaz na ekonomičnost instalace student zodpověděl bez pomoci.
Elektrotechnika, elektronika, komunikační a řídicí technika (EEKR-M1)
Elektroenergetika (M1-EEN)
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)
doc. Dr. Ing. Jiří Gurecký (člen)
Ing. Jiří Ptáček, Ph.D. (člen)
Ing. Martin Kašpírek, Ph.D. (člen)
Student Bc. Petr Ličman se ve své diplomové práci zabývá tématem záložního zdroje pro rodinný dům. Hlavním motivem bylo využití obnovitelného zdroje jako nevyčerpatelné zásoby energie s neomezeným potenciálem z hlediska současné spotřeby a zároveň využít stávající systémy napájení. Vzniká tak záložní systém napájení s vysokou spolehlivostí a možným dalším škálováním.
Student provedl rešeršní šetření současného stavu dostupných technologií pro přeměnu obnovitelných zdrojů energie slunečního záření a větru, predikce výroby elektřiny z těchto zdrojů s využitím současných softwarových nástrojů. Dále navrhl systém řízení spotřeby pro malou domovní aplikaci, vybral potřebné komponenty, popsal jejich funkce v systému včetně spotřebičů. Dále provedl dimenzování jednotlivých prvků fotovoltaického systému a na základě těchto návrhů provedl návrh záložního zdroje systému napájení. V kapitole 7.7 pak provedl ekonomické zhodnocení návrhu. V práci se vyskytují některé nepřesnosti a chyby_ nesrovnalosti v kapacitě akumulátorů, příliš velký dimenzovaný výkon ostatních zálohovaných spotřebičů bez specifikace o jaké spotřebiče jde, to jsou zásadní nepřesnosti, které ve výsledku ovlivní celý ekonomický výpočet. Výpočet ztrát je také velmi paušální bez uvedení parametrů, za kterých jsou ztráty vypočteny. Ty zcela zjevně závisí na zatížení celého systému a nelze je takto jednoduše stanovit. Na str. 16 uvedeno tvrzení, že uvnitř Slunce se vodík spaluje na hélium – jedná se o syntézu jader a ne spalování, což je oxidační proces – kyslík na Slunci prakticky není.
I přes uvedené nedostatky mohu konstatovat, že práce splnila požadavek zadání a práce přináší ucelené poznatky pro zamýšlenou aplikaci. Student během semestru v konzultoval práci v omezené míře, úkoly plnil spíše samostatně.
Práci doporučuji k obhajobě u státní závěrečné zkoušky.
Výsledný počet bodů navržený vedoucím:
75
Zobrazit víceZnámka navržená vedoucím: C
Student zpracoval diplomovou práci na téma „Návrh záložního energetického zdroje pro rodinný dům“. V teoretické části se věnuje principu využití sluneční a větrné energie spolu s možnostmi predikce výroby z těchto stochastických zdrojů a řízení spotřeby v rodinném domě. Dále je uveden aktuální legislativní rámec provozu malých hybridních systémů v ČR.
Hlavní část práce se zaměřuje na návrh systému pro rodinný dům. Jsou popsány jednotlivé komponenty, včetně návrhu jejich dimenzování. Na tomto základě je vypracován systém pro hybridní provoz FVE s akumulací s maximalizací spotřeby v místě výroby. Uvažovaný objekt je fiktivní, což způsobuje nepřesnosti v odhadu uvažované spotřeby a rozložení spotřebičů. Jako hlavní chybu návrhu považuji zapojení střídače na stávající rozvod. Dle přiloženého schématu nebude vyrobená energie spotřebována v objektu, protože jednofázový střídač je vyveden na fázi L2, zatímco ostatní zásuvky jsou na fázích L1 a L3. Jediný odběr v místě tak bude zajišťovat fáze L2 třífázové zásuvky. Dále není ve schématu naznačeno rozdělení vodiče PEN na PE a N pro zapojení proudových chráničů. Výpočet ztrát v AC vodiči na str. 51 je chybný. Celkové výkonové ztráty systému představují 27,58%, přičemž není zřejmé, proč byly uvažovány souhrnné ztráty na měniči 12%.
V samotném návrhu spatřuji nedostatek v poddimenzování vstupního výkonu na střídači, kdy není využit jeho potenciál. V případě fiktivního návrhu by systém měl být navržen tak, aby pracoval co nejefektivněji. V tomto případě se investice zhodnotí až po 19. letech, přičemž v kalkulaci není počítáno s náklady na údržbu (revize, výměna prvků, atd.)
Práce je po formální stránce v pořádku, splňuje zadání, obsahuje však několik gramatických chyb a překlepů. Práci doporučuji k obhajobě a hodnotím stupněm C - 75b.
Otázky k obhajobě:
- Jaký je správný vztah pro výpočet výkonových ztrát v jednofázovém AC rozvodu?
- V čem spočívá „inteligentní“ funkce dálkově ovládaného prodlužovacího přívodu?
- Jak byly stanoveny ztráty v akumulaci, DC-DC a DC-AC části hybridního měniče?
- Proč je vývod na osvětlení zakončen zásuvkou a je dimenzován na 13A? Jaký je použitý typ kabelu?
Výsledný počet bodů navržený oponentem:
75
Zobrazit víceZnámka navržená oponentem: C
Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová