|
|
Design of a photovoltaic power system with battery storage for household purposes
Polášek, Radek ; Vanýsek, Petr (referee) ; Vaněk, Jiří (advisor)
Cílem této práce je představit základy a funkční principy fotovoltaiky a fotovoltaických systémů, tak aby mohly být následně použity k návrhu fotovoltaického energetického systému na rodinném domě. První část práce se zaobírá právě teoretickým úvodem do tématu fotovoltaiky a představením jednotlivých komponentů, kterých je při návrhu fotovoltaického systému potřeba.Druhá část práce se poté zaobírá designem a simulacemi fotovoltaických systémů v několika variantách a také režimech připojení. Nejprve se jedná o systém ostrovní, jehož primárním cílem je v tomto návrhu kompletní pokrytí spotřeby domácnosti. Ačkoliv úroveň spotřeby není pro vybranou domácnost nijak vysoká, dosáhnutí kompletního pokrytí vyžaduje velmi značnou investici do vybavení systému, nad rámec běžného návrhu, zejména kvůli problematickým obdobím s nízkou úrovní slunečního záření. Ve výsledku se tedy návrh ostrovního systému ukazuje jako nedostatečný a to i po uvážení a rozboru jeho modifikovaných verzí. Alternativou ostrovního systému je v našem případě systém hybridní, který narozdíl od první varianty řešení, umožňuje také připojení k síti a v době nízké generace energie, může být suplementován dodávkou právě z ní. Po představení principů hybridního systému a rozboru případných finančních dotací a prodeje přebytků, následují jednotlivé návrhy hybridních systémů, kde každý z nich má vlastní zaměření. Jako první byl nasimulován návrh s co možná nejmenší pořizovací cenou, využívající zároveň tarifu virtuální baterie, která umožňuje díky přetokům levnější čerpání elektřiny ze sítě, když je tomu třeba. Po finanční analýze se systém sice ukázal jako levný, avšak potenciální výtěžek z něj a zhodnocení investice již nebylo tak slibné Druhá varianta hybridního systému byla zamýšlena jako pomyslný střed mezi minimálním a maximálním provedením. Jedná se o kompletní pokrytí jedné střešní plochy s adekvátní baterií. Takovýto systém navíc využívá prodeje přebytečné elektřiny na trhu. Díky vysoké úrovně dotace a také prodeji přebytků, slibuje finanční analýza tohoto systému relativně rychlou návratnost investice, která dál postupně roste v porovnání s variantou bez jakéhokoliv fotovoltaického systému. Třetí systém byl zaměřen na maximální využití vhodných střešních ploch velikostního rozsahu pro mikrozdroje do 10 kWp instalovaného výkonu. Negativem takovéto varianty je vyšší pořizovací cena, avšak odhadovaná návratnost dosahuje značně vyšších úrovní než u předchozích systémů. V poslední části byla provedena multikriteriální analýza s cílem určit nejvhodnější řešení systému, dle přesnějších požadavků majitelů daného rodinného domu. Vyhodnocení této analýzy ukázalo jako nejvhodnější třetí variantu, a to s podílem 47.6%.
|
|
|
Energy production systems designed to reduce the energy dependency of a family home
Švehla, František ; Lisá, Hana (referee) ; Toman, Filip (advisor)
This thesis deals with the issue of electricity production in family houses, focusing mainly on photovoltaic and wind power plants, but also on the use of hydroelectric and biogas sources. The main objective of the thesis is to analyse and compare methods for efficient electricity generation in households. Technical aspects such as the appropriate size and location of photovoltaic systems and wind turbines, their technical parameters, and above all issues of economic viability are examined. The most important result of the work is the identification of optimal combinations of renewable energy sources for individual households, which can lead to a significant reduction of energy consumption from conventional sources and improve the energy independence of houses. Based on the analyses and calculations, recommendations for decision-making in the selection and implementation of renewable energy sources in family houses are presented. This work provides interesting insights for homeowners, energy consultants and professionals in the field of electricity generation using renewable energy sources in family houses.
|
|
|
Porovnání kvalitativních ukazatelů u sklízecích mlátiček s různou konstrukcí mlátících ústrojí
MRAZÍK, Václav
This thesis aims to compare combine harvesters and different thrashing system designs. The different types of harvesters, tangential, axial and hybrid thrashing systems for which measurements were obtained during conducted field work are described in detail. Obtained results are then presented together with discussion on conditions of each measuring activity. Individual stations are then evaluated and comparison of various qualitative attributes affecting the performance, quality and fuel consumption is presented. Evaluation of individual thrashing systems is presented in the conclusion of this thesis together with answers to questions regarding the methodology of conducted measuring activities. Finally, findings from this thesis are applied in practice.
|
|
|
Design of a photovoltaic power system with battery storage for household purposes
Polášek, Radek ; Vanýsek, Petr (referee) ; Vaněk, Jiří (advisor)
Cílem této práce je představit základy a funkční principy fotovoltaiky a fotovoltaických systémů, tak aby mohly být následně použity k návrhu fotovoltaického energetického systému na rodinném domě. První část práce se zaobírá právě teoretickým úvodem do tématu fotovoltaiky a představením jednotlivých komponentů, kterých je při návrhu fotovoltaického systému potřeba.Druhá část práce se poté zaobírá designem a simulacemi fotovoltaických systémů v několika variantách a také režimech připojení. Nejprve se jedná o systém ostrovní, jehož primárním cílem je v tomto návrhu kompletní pokrytí spotřeby domácnosti. Ačkoliv úroveň spotřeby není pro vybranou domácnost nijak vysoká, dosáhnutí kompletního pokrytí vyžaduje velmi značnou investici do vybavení systému, nad rámec běžného návrhu, zejména kvůli problematickým obdobím s nízkou úrovní slunečního záření. Ve výsledku se tedy návrh ostrovního systému ukazuje jako nedostatečný a to i po uvážení a rozboru jeho modifikovaných verzí. Alternativou ostrovního systému je v našem případě systém hybridní, který narozdíl od první varianty řešení, umožňuje také připojení k síti a v době nízké generace energie, může být suplementován dodávkou právě z ní. Po představení principů hybridního systému a rozboru případných finančních dotací a prodeje přebytků, následují jednotlivé návrhy hybridních systémů, kde každý z nich má vlastní zaměření. Jako první byl nasimulován návrh s co možná nejmenší pořizovací cenou, využívající zároveň tarifu virtuální baterie, která umožňuje díky přetokům levnější čerpání elektřiny ze sítě, když je tomu třeba. Po finanční analýze se systém sice ukázal jako levný, avšak potenciální výtěžek z něj a zhodnocení investice již nebylo tak slibné Druhá varianta hybridního systému byla zamýšlena jako pomyslný střed mezi minimálním a maximálním provedením. Jedná se o kompletní pokrytí jedné střešní plochy s adekvátní baterií. Takovýto systém navíc využívá prodeje přebytečné elektřiny na trhu. Díky vysoké úrovně dotace a také prodeji přebytků, slibuje finanční analýza tohoto systému relativně rychlou návratnost investice, která dál postupně roste v porovnání s variantou bez jakéhokoliv fotovoltaického systému. Třetí systém byl zaměřen na maximální využití vhodných střešních ploch velikostního rozsahu pro mikrozdroje do 10 kWp instalovaného výkonu. Negativem takovéto varianty je vyšší pořizovací cena, avšak odhadovaná návratnost dosahuje značně vyšších úrovní než u předchozích systémů. V poslední části byla provedena multikriteriální analýza s cílem určit nejvhodnější řešení systému, dle přesnějších požadavků majitelů daného rodinného domu. Vyhodnocení této analýzy ukázalo jako nejvhodnější třetí variantu, a to s podílem 47.6%.
|
|
|
Design of Island Electricity Network for UEEN Laboratory
Macejko, Stanislav ; Vrána, Michal (referee) ; Mastný, Petr (advisor)
The aim of this thesis is acquaintance with hybrid energetic system at Department of electrical power engineering (UEEN), study issues for subsequent design and the creation of project documentation. This thesis deals with options of connecting photovoltaic systems and description of each part of the hybrid system, which is located at UEEN. It also solves the basic knowledge for design and planning, on the basis of which the project documentation and the design of the extension of the electrical installation powered by the hybrid system were created. The thesis also includes the design of electrical installations and energy and economic evaluation. Part of the thesis is also project documentation, which contains a technical report, budget, protocol for determination of external influences, measurement record, verification calculations, and drawings of the electrical installation.
|
|
|
Implementation of control algorithm in application with several accumulation systems
Klusáček, Jan ; Morávek, Jan (referee) ; Collin, Adam (referee) ; Vrána, Michal (advisor)
Rozptýlená výroba elektrické energie využívající obnovitelné zdroje, jako je sluneční energie, přispívá ke snížení emisí skleníkových plynů. Z hlediska provozu distribuční soustavy je také výhodné, aby energie byla primárně spotřebována v místě výroby. To je částečně možné přizpůsobením spotřeby, ale především využitím akumulačních systémů. V této práci je představen hybridní systém složený z fotovoltaické elektrárny, akumulátoru elektrické energie a akumulátoru tepelné energie. Výběr a parametry všech částí hybridního systému jsou popsány v práci. Akumulátor elektrické energie je navržen a sestaven z LiNiMnCoO2 článků a řídícího systému zajišťujícího bezpečný provoz. Řídicí systém akumulátoru (BMS) zajistí odpojení baterie, pokud je překročen některý z provozních parametrů baterie. Návrh baterie i sestavy je popsán v práci. Akumulátor tepelné energie sestává z výkonového spínače a nádrže na teplou vodu s topnou patronou pro odporový ohřev vody. Na základě rešerše komerčně používaných zařízení pro regulaci příkonu byly definovány jejich nedostatky a na základě nich bylo navrženo optimální řešení. Řešení spočívá v použití komerčního polovodičového spínacího prvku. Pro tento výkonový spínací prvek byla vytvořena zpětnovazební řídící smyčka s regulátorem výkonu, který byl implementován v prostředí softwaru LabVIEW. V práci je také uveden postup návrhu chladiče spínacího prvku a LCL filtru, který je klíčový pro splnění požadavků elektromagnetické kompatibility. V druhé části práce je popsán návrh nadřazeného řídícího algoritmu, jehož úkolem je řídit výkonové toky v hybridním systému tak, aby byly splněny požadavky definované jak uživatelem, tak i okamžitým stavem akumulátorů. Algoritmus byl implementován v prostředí LabVIEW. Funkčnost celého systému byla ověřena měřením v laboratorních podmínkách. Z výsledků plyne, že nadřazený řídící algoritmus funguje správně. Řídící smyčka tepelného akumulátoru je stabilní a reguluje zátěž na požadovanou hodnotu. Přidanou hodnotou je kratší reakční doba na změnu toku výkonu oproti hybridnímu měniči a díky tomu dochází k minimalizaci přetoků elektrické energie do distribuční sítě. Na práci je možné navázat rozšířením stávajícího algoritmu o možnost řízení/ovládání více typů akumulačních jednotek a generátorů nebo implementováním odlišných strategií řízení.
|
|
|
Autonomous energy systems
Dolinský, Filip ; Poláčik, Ján (referee) ; Pospíšil, Jiří (advisor)
Master thesis deals with usage issues of autonomous, self-sufficient and decentralized systems. In the first part convectional and experimental sources for autonomous systems are disclosed. Second chapter deals with accumulation of electrical and thermal energy and possibilities of applications. 3rd part is focused on pilot project realized for autonomous and smart systems, which were built in last years. In the 4th chapter electrical and thermal energy consumption curves are made on daily and monthly basis for 4 type objects. In the fifth part issue of autonomy is explained, and for type buildings solutions are made with additional return on investment. The last chapter is focused on calculation of thermal accumulator and briefly discloses small district heating.
|
|
|
Control Processes in Energy Systems with Alternative Power Sources
Morávek, Jan ; Kolcun, Michal (referee) ; Braciník, Peter (referee) ; Mastný, Petr (advisor)
The dissertation is an publication summary focused on the field of management processes in renewable energy systems, mathematical models and optimization possibilities for large and small scale photovoltaic systems. The articles were published in foreign impacted and reviewd journals and indexed proceedings of foreign and domestic conferences. The main results of the dissertation are the design, configuration and realization of the hybrid energy system with subsequent optimization. Using the data from the laboratory system, a mathematical model was compiled and subsequently validated in the Matlab/Simulink environment for a hybrid energy system with accumulation. The options for power production optimization with photovoltaic sources are based on both operational measurements (for commercial applications) and on the analysis of power flow controllers to optimize the~energy balance (for small scale applications in private buildings).
|
|
| |
|
|
Concept of Charging Stations with off-grid Operation for Electric Bicycles
Leitman, Valentín ; Morávek, Jan (referee) ; Mastný, Petr (advisor)
This thesis deals with charging stations for electric bicycles powered by renewable energy. The aim of this work is to make a proposal for the hybrid charging stations for electric bicycles, which will work independently and, if necessary, will be backed up by a network. In this thesis is entered theoretical information on the issue of electric bicycles, the batteries, charging stations, the connectors of chargers, and photovoltaic systems. The practical part of this thesis is the basic design of the charging station and its design of the mathematical model of the individual parts in Simulink program, which are linked to the actual design of the charging station. In conclusion, this thesis deals with energy and economic analysis of the proposed system, therein included various methods of assessing investment recommendations of appropriate processing methods and overall assessment of the subject.
|
guest ::
