|
|
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.
|
|
|
Concept of hybrid telescopic handler with a modular platform
Krejčí, Jan ; Kašpárek, Jaroslav (referee) ; Škopán, Miroslav (advisor)
This bachelor´s thesis shows the possible future development of hybrid telescopic handlers with modular platform. In the first section is an overview of technologies, which are used in today’s manipulation, transport and construction machinery. The second part is focused on the concept which uses described technologies. There are mentioned aspects, why are these technologies useful for the telescopic manipulator. There is shown a modular platform as a new way of designing.
|
|
|
Partial Solution of Hybrid System with Low-Temperature Fuel Cells and Renewable Sources
Ptáček, Michal ; Mišák, Stanislav (referee) ; Tlustý,, Josef (referee) ; Matoušek, Antonín (advisor)
The thesis deals with the principle functions of low-temperature fuel cells with proton exchange membrane (PEMFC), photovoltaic sources (PVPP) and wind energy sources (WPP), along with solving their detailed mathematical expressions. In this work, the individual sources and their simulated models are analyzed in depth. The actual simulation is preceded by familiarization with important historical milestones in the development of fuel cells. Furthermore there is a basic classification of fuel cells and the characteristics of the cells used in the energy sectors. The text also provides information on projects that address the implementation of PEMFC as a primary or supplementary source of energy. Along with outlining the options for PEMFC as a perspective hydrogen technologies in the near future, the basic methods of hydrogen production and storage options are presented for the complexity. The work is exclusively focused on improving PEMFC mathematical models that under the hybrid system cooperate with renewable energy sources (RES). Part of the theses contains a short review of run or modeled concepts of hybrid systems in the energy sector. Using these models the main deficiencies of the models or of the whole PEMFC system can be identify. Specifications of the deficiencies lead to the creation of a new advanced dynamic PEMFC model that allows an analysis of the development of electrical and non-electrical quantities using long term tests. Furthermore, the thesis presents results of the experiments of thermal and dynamic behavior PEMFC, which were obtained from the additionally extended model with a reformer and the DC/DC converter. In this text there is a model of a photovoltaic module created, which is based on the nominal values parameterization. The model is subjected to basic experiments in which measured hydrometeorological data are used. If the hybrid system utilizes renewable energy sources, it is good to know the evolution of atmospheric conditions in the installation of these resources. Specifically for PVPP, publicly available databases containing information about solar radiation levels can be used for the selected location. Public databases are often used for initial design and manufacturing options for PVPP. An evaluation of the relevancy of public databases is performed based on a long-term observation of real measured data. Furthermore, these data are used for experiments on the photovoltaic module. Partially the text addresses the issue of the wind energy sources, however, it is simulated only on a simplified model of WPP. Created models of subsystems can be generally implemented as partial inputs hybrid systems in the future work. The thesis was developed at Centre for Research and Utilization of Renewable Energy (CVVOZE) with the financial support of the National Programme for Sustainability and the Ministry of Education, Youth and Sports of the Czech Republic under the project no. LO1210 - Energy for Sustainable Development and the project no. FEKT-S-14-2520 - New Technologies for Sustainable Development of Electrical Power Systems. The thesis was also generated under the project no. TA03020523 - Dynamic model of distribution network with the financial support of Technology Agency of the Czech Republic.
|
|
| |
|
|
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).
|
|
|
Operating parameters of the PV modules operating in hybrid energy systems - comparison
Jílek, Milan ; Morávek, Jan (referee) ; Mastný, Petr (advisor)
The master’s thesis deals with the principle of the photoelectric effect, the composition of the photovoltaic cell and different types of solar panels. Here is described the principle of converting wind energy into electricity. This master’s thesis describes reasons for using of the hybrid system. The next section describes the measurement system which is used to measure real operating statuses. The last section is an analysis of measured values and there are listed factors influencing the design of hybrid power system.
|
|
|
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%.
|
guest ::
