bakalářská práce

Termoelektrické generátory a jejich využití ve spojení s obnovitelnými zdroji energie

Text práce 1.33 MB Příloha 1.42 MB

Autor práce: Ing. Tomáš Bajgl

Ak. rok: 2014/2015

Vedoucí: doc. Ing. Petr Baxant, Ph.D.

Oponent: Ing. Lukáš Radil, Ph.D.

Abstrakt:

Tato práce se zabývá principem přeměny tepelné energie na elektrickou pomocí termoelektrického generátoru.  Práce je členěna na teoretickou a praktickou část a experimentální měření. V teoretické části jsou popsány jednotlivé termoelektrické jevy, vlastnosti jednotlivých materiálů používaných pro výrobu, jejich elektrické vlastnosti a konstrukce. Dále je zde pozornost věnována v současnosti nabízeným systémům. V praktické části je pak obsažen návrh zařízení pro nabíjení mobilního telefonu pomocí termoelektrických generátorů a následuje zpracování naměřených hodnot.

Klíčová slova:

Termoelektrický generátor, Zdroj elektrické energie, Seebeckův efekt, Peltierův článek, TEG

Termín obhajoby

11.06.2015

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znamkaDznamka

Klasifikace

D

Průběh obhajoby

Student seznámil komisi se svojí bakalářskou prací na téma „Termoelektrické generátory a jejich využití ve spojení s obnovitelnými zdroji energie“ a prezentoval experimentální zařízení. Student odpověděl na otázky oponenta a vedoucího práce, souhlasil s vytýkanými body týkající se nízké kvality obrázků, zpracování grafů a nepřesně uvedených vzorců. Doplňující otázky ohledně vlastností dostupných termoelektrických článků a praktického využití zařízení v praxi, položil Ing. Krbal. Doplňující otázku ohledně využití termoelektrických zařízení v otopné soustavě položil Ing. Kohout. Na tuto otázku student neodpověděl.

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Ústav

Studijní program

Elektrotechnika, elektronika, komunikační a řídicí technika (EEKR-B)

Studijní obor

Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika (B-SEE)

Složení komise

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)
Ing. Vladimír Kohout (člen)
Ing. Jiří Potěšil (člen)

Posudek vedoucího
doc. Ing. Petr Baxant, Ph.D.

Student Tomáš Bajgl se ve své práci zabývá problematikou využití termoelektrických generátorů ve spojení s obnovitelnými zdroji energie. Jelikož se na trhu začínají objevovat aplikace, které pomocí termoelektrických článků vyrábějí elektrickou energii z tepla a samotné odpadní teplo využívají dále jako užitkové, bylo toto téma zajímavé z hlediska ověření uváděných parametrů a stavu současné techniky. Student měl vytvořit a proměřit i praktickou aplikaci s termoelektrickým generátorem.
Práce je logicky rozčleněna podle požadavku zadání a osnovy a postupně řeší jednotlivé zadané úkoly. Text je srozumitelný a obsahuje řadu rešeršních informací v ucelené podobě. V praktické části popisuje vlastní konstrukci přípravku na měření, postup laboratorního testu a jeho vyhodnocení.
Během semestru student konzultoval svou práci přiměřeně, při praktickém zpracování měření se student dopouštěl chyb a testy musely být opakovány. Výsledné naměřené hodnoty neodpovídají deklaraci výrobce a není diskutováno více zdůvodnění takového rozdílu dodávaného výkonu. I přes tyto nedostatky lze považovat zadání práce za splněné a práci doporučuji k obhajobě u státní závěrečné zkoušky. Výsledný počet bodů navržený vedoucím: 75
Zobrazit více

Známka navržená vedoucím: C

Posudek oponenta
Ing. Lukáš Radil, Ph.D.

Student Tomáš Bajgl vypracoval bakalářskou práci na téma termoelektrických měničů.
Práce obsahuje 8 kapitol a má celkem 52 stran. Po formální stránce vytýkám někdy až „mizernou“ kvalitu obrázků, které mají velmi nízké rozlišení (obr.22).  Tento jev je natolik vážný, že snižuje kvalitu práce. Jednotky u veličin se vkládají do kulatých závorek. Stupně Celsia má nesprávně označeny jako nulu v horním indexu. Zápis chemického značení má uvedeno nekoretkně (např. Al2O3, str. 24), což v některých pasážích znepřehledňuje text.

V úvodu se student zabývá základními principy termoelektrických generátorů (TEG), jejich konstrukčními vlastnostmi a přináší i přehled současných výrobců. Tato kapitola je dobře zvládnutá. Na straně 32 netuším, proč je text podkreslen žlutým pruhem.
Naopak značně postrádám rešerši výrobců kompletních zařízení na využití TEG, tzn. kompletní sestavu s již zabudovanými články. Takoví výrobci jsou.  Čemu nerozumím, se nachází na straně 48. Aproximace měřených bodů je naprosto špatná. Zvlášť markantní chyba je na obrázku 26. Navíc netuším, co znamená proměnná eta a eta(p).
Autor uvádí, že výsledná účinnost závisí na termoelektrickém koef. Z, tuto hodnotu však nikde neuvádí!  ZT není totožná jako Z. Nehledě na to, že koef. ZT by měl být určen dle referenční hodnoty, což také není. Uvádí, že účinnost se počítá dle vzorce 4.15, ale poté má uveden také vztah 7.5 (je de facto analogický). Avšak nevím, který je nakonec použit. Přesto dosažená účinnost se jeví jako dobrá. Kladně hodnotím vytvoření vlastního měřícího přípravku s objektivním hodnocením jeho nevýhod (unik tepla apod.)

Myšlenka práce je výborná, ale její vypracování je horší. Kvalita obrázků je nízká, o daném TEG měniči víme velmi málo.
Práci hodnotím stupněm D. Otázky k obhajobě:
  1. Jakou hodnotu má koef Z. u měřeného článku?
  2. Který vztah byl použit pro výpočet celkové účinnosti?
  3. Jaká byla výsledná účinnost při zapojení s DC/DC měničem, pokud byla měřena?
Výsledný počet bodů navržený oponentem: 65
Zobrazit více

Známka navržená oponentem: D

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová