|
|
Parciální řešení hybridního systému s nízkoteplotními palivovými články a obnovitelnými zdroji
Ptáček, Michal ; Mišák, Stanislav (oponent) ; Tlustý,, Josef (oponent) ; Matoušek, Antonín (vedoucí práce)
Práce se zabývá principy funkce nízkoteplotního palivového článku s polymerním elektrolytem (PEMFC), fotovoltaického zdroje (FVE) a větrného zdroje energie (VTE) a řeší jejich podrobná matematická vyjádření. V rámci práce jsou jednotlivé zdroje simulovány a jejich modely jsou podrobeny důkladné analýze. Samotnému simulování předchází seznámení se s významnými historickými milníky ve vývoji palivových článků. Dále je provedena základní klasifikace palivových článků a jsou uvedeny charakteristické vlastnosti článků používaných v energetice. V práci jsou také uvedeny informace o projektech, které řeší implementaci PEMFC jako primárního nebo doplňkového zdroje energie. Ve spojitosti s nastíněnou možností uplatnění nízkoteplotních palivových článků, jako vodíkové technologie v blízké budoucnosti, jsou pro komplexnost představeny i základní metody výroby vodíku a možnosti jeho skladování. Práce je výhradně zaměřena na zdokonalení matematických modelů PEMFC, které v rámci hybridního systému kooperují s obnovitelnými zdroji energie (OZE). Součástí práce je proto krátké review jednotlivých provozovaných nebo modelovaných konceptů hybridních systémů v energetice, na kterých jsou specifikovány hlavní nedostatky modelů PEMFC nebo systému jako celku. Specifikace nedostatků vede k vytvoření nového zdokonaleného dynamického modelu palivového článku, který umožňuje analýzu vývoje elektrických a neelektrických veličin v rámci scénáře s dlouhodobou zátěží. Dále jsou zde představeny výsledky tepelných experimentů a dynamického chování palivového článku, které byly získány pomocí modelu rozšířeného ještě o reformér a DC/DC konvertor. V práci je dále vytvořen model fotovoltaického modulu, který je založen na parametrizaci výhradně ze štítkových hodnot a který je podroben základním experimentům s využitím reálně změřených hydrometeorologických dat. V případě, že hybridní systém využívá OZE, je dobré znát vývoj atmosférických podmínek v místě instalace těchto zdrojů. Konkrétně pro FVE je možné využít veřejně dostupných databází obsahující informace o hodnotách dopadajícího slunečního záření pro zvolenou lokalitu. Veřejné databáze často slouží pro prvotní návrh a výrobní možnosti FVE. V reakci na to je v práci provedeno zhodnocení relevance těchto databází, a to na základě konfrontace s dlouhodobě reálně měřenými daty, jež jsou využita pro zmíněné experimenty fotovoltaického modulu. Částečně je zde také řešena problematika větrného zdroje energie. V této souvislosti je zde popsán a simulován pouze zjednodušený model VTE. V navazující práci pak lze vytvořené modely subsystémů všeobecně implementovat jako parciální vstupy hybridního systémů. Práce byla zpracována v Centru výzkumu a využití obnovitelných zdrojů energie (CVVOZE) za finanční podpory Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy České republiky v rámci projektu č. LO1210 - Energie v podmínkách udržitelného rozvoje (EN-PUR) a v rámci projektu specifického výzkumu č. FEKT-S-14-2520 - Nové technologie pro udržitelnou elektroenergetiku a dále za finanční podpory Technologické agentury České republiky v rámci projektu č. TA03020523 - Dynamický model distribuční sítě.
|
|
|
Návrh autonomního zdroje energie s fotovoltaickým a větrným zdrojem
Bršťák, Jan ; Bartošík, Tomáš (oponent) ; Ptáček, Michal (vedoucí práce)
Schopnost akumulovat elektrickou energii je jednou z nejdůležitější a nejvíce se rozvíjející se oblastí v energetice. Současným problémem výroby elektrické energie z fotovoltaických zdrojů jsou kolísavé výkony dané množstvím slunečního záření dopadajícího na fotovoltaický panel a u větrných zdrojů jsou jejich kolísavé výkony způsobené povětrnostními podmínkami v dané oblasti. Tato jejich nevýhoda může způsobovat různé problémy v distribuční soustavě (zvláště jsou-li do distribuční soustavy dodávány vysoké výkony, platí pro systémy grid-on). Hybridní soustava (fotovoltaická elektrárna + větrná elektrárna) a akumulace elektrické energie z větší části řeší problémy výkyvů jejich výkonů, protože se navzájem doplňují. Tato práce je zaměřena na návrh a popis fotovoltaického a větrného zdroje a jejich akumulaci elektrické energie. Jedna z částí práce je určena k popisu známých a používaných akumulátorů elektrické energie. Dále je zde obecný návrh kooperujícího fotovoltaického a větrného zdroje, respektive jeho zhodnocení ve vztahu k distribuční soustavě. Závěrem je zhodnoceno použití hybridního systému (fotovoltaická elektrárna + větrná elektrárna) v praxi, jeho výhody a nevýhody.
|
|
|
Návrh autonomního zdroje energie s fotovoltaickým a větrným zdrojem
Bršťák, Jan ; Bartošík, Tomáš (oponent) ; Ptáček, Michal (vedoucí práce)
Schopnost akumulovat elektrickou energii je jednou z nejdůležitější a nejvíce se rozvíjející se oblastí v energetice. Současným problémem výroby elektrické energie z fotovoltaických zdrojů jsou kolísavé výkony dané množstvím slunečního záření dopadajícího na fotovoltaický panel a u větrných zdrojů jsou jejich kolísavé výkony způsobené povětrnostními podmínkami v dané oblasti. Tato jejich nevýhoda může způsobovat různé problémy v distribuční soustavě (zvláště jsou-li do distribuční soustavy dodávány vysoké výkony, platí pro systémy grid-on). Hybridní soustava (fotovoltaická elektrárna + větrná elektrárna) a akumulace elektrické energie z větší části řeší problémy výkyvů jejich výkonů, protože se navzájem doplňují. Tato práce je zaměřena na návrh a popis fotovoltaického a větrného zdroje a jejich akumulaci elektrické energie. Jedna z částí práce je určena k popisu známých a používaných akumulátorů elektrické energie. Dále je zde obecný návrh kooperujícího fotovoltaického a větrného zdroje, respektive jeho zhodnocení ve vztahu k distribuční soustavě. Závěrem je zhodnoceno použití hybridního systému (fotovoltaická elektrárna + větrná elektrárna) v praxi, jeho výhody a nevýhody.
|
|
|
Parciální řešení hybridního systému s nízkoteplotními palivovými články a obnovitelnými zdroji
Ptáček, Michal ; Mišák, Stanislav (oponent) ; Tlustý,, Josef (oponent) ; Matoušek, Antonín (vedoucí práce)
Práce se zabývá principy funkce nízkoteplotního palivového článku s polymerním elektrolytem (PEMFC), fotovoltaického zdroje (FVE) a větrného zdroje energie (VTE) a řeší jejich podrobná matematická vyjádření. V rámci práce jsou jednotlivé zdroje simulovány a jejich modely jsou podrobeny důkladné analýze. Samotnému simulování předchází seznámení se s významnými historickými milníky ve vývoji palivových článků. Dále je provedena základní klasifikace palivových článků a jsou uvedeny charakteristické vlastnosti článků používaných v energetice. V práci jsou také uvedeny informace o projektech, které řeší implementaci PEMFC jako primárního nebo doplňkového zdroje energie. Ve spojitosti s nastíněnou možností uplatnění nízkoteplotních palivových článků, jako vodíkové technologie v blízké budoucnosti, jsou pro komplexnost představeny i základní metody výroby vodíku a možnosti jeho skladování. Práce je výhradně zaměřena na zdokonalení matematických modelů PEMFC, které v rámci hybridního systému kooperují s obnovitelnými zdroji energie (OZE). Součástí práce je proto krátké review jednotlivých provozovaných nebo modelovaných konceptů hybridních systémů v energetice, na kterých jsou specifikovány hlavní nedostatky modelů PEMFC nebo systému jako celku. Specifikace nedostatků vede k vytvoření nového zdokonaleného dynamického modelu palivového článku, který umožňuje analýzu vývoje elektrických a neelektrických veličin v rámci scénáře s dlouhodobou zátěží. Dále jsou zde představeny výsledky tepelných experimentů a dynamického chování palivového článku, které byly získány pomocí modelu rozšířeného ještě o reformér a DC/DC konvertor. V práci je dále vytvořen model fotovoltaického modulu, který je založen na parametrizaci výhradně ze štítkových hodnot a který je podroben základním experimentům s využitím reálně změřených hydrometeorologických dat. V případě, že hybridní systém využívá OZE, je dobré znát vývoj atmosférických podmínek v místě instalace těchto zdrojů. Konkrétně pro FVE je možné využít veřejně dostupných databází obsahující informace o hodnotách dopadajícího slunečního záření pro zvolenou lokalitu. Veřejné databáze často slouží pro prvotní návrh a výrobní možnosti FVE. V reakci na to je v práci provedeno zhodnocení relevance těchto databází, a to na základě konfrontace s dlouhodobě reálně měřenými daty, jež jsou využita pro zmíněné experimenty fotovoltaického modulu. Částečně je zde také řešena problematika větrného zdroje energie. V této souvislosti je zde popsán a simulován pouze zjednodušený model VTE. V navazující práci pak lze vytvořené modely subsystémů všeobecně implementovat jako parciální vstupy hybridního systémů. Práce byla zpracována v Centru výzkumu a využití obnovitelných zdrojů energie (CVVOZE) za finanční podpory Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy České republiky v rámci projektu č. LO1210 - Energie v podmínkách udržitelného rozvoje (EN-PUR) a v rámci projektu specifického výzkumu č. FEKT-S-14-2520 - Nové technologie pro udržitelnou elektroenergetiku a dále za finanční podpory Technologické agentury České republiky v rámci projektu č. TA03020523 - Dynamický model distribuční sítě.
|
host ::
RSS.