Bachelor's Thesis

Innovation and Extension of Solar Concentrator system

Appendix 2.84 MB

Author of thesis: Bc. Mykola Vasyliev

Acad. year: 2019/2020

Supervisor: doc. Ing. Petr Baxant, Ph.D.

Reviewer: Ing. Lukáš Radil, Ph.D.

Abstract:

The bachelor thesis is focused on the innovation and expansion of the solar concentrator system, which was originally created by Robert Hrachiar in 2016 [1].
The description and implementation of the concentrator system is given in the bachelor's thesis entitled Solar applications with concentrator elements.
The bachelor thesis contains a description of basic knowledge for the operation of a solar concentrator system, analysis of the original project, identification of deficiencies and the relevant improvement of the concentrator system.
The advantages of solar energy over other alternative energy sources and the principle of operation of solar systems with separate mirrors are described in the theoretical part.
The analysis of the project and the identification of deficiencies in the section described the identified deficiencies that arose during 2 years of operation of the solar system. Investigation of the causes of deficiencies and negative consequences.
The Modernization section contains a description of the relevant improvement of the concentrator system based on the identified shortcomings, innovation and expansion based on the experience of using a similar system in the country and in the world.

Keywords:

advantages of solar energy, alternative energy sources, aluminum mirrors, parabolic concentrator, solar concentrator system, water heating with the help of the sun, wooden concentrator.

Date of defence

24.06.2020

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaCznamka

Grading

C

Process of defence

Student podrobně vylíčil výsledky své práce, oponent přečetl oponentní posudek a vedoucí práce doc. Ing. Petr Baxant, Ph.D. přečetl posudek vedoucího práce. Rozpravu zahájil Ing. Lukáš Radil, Ph.D. položením otázek oponenta. První otázku student zodpověděl nepřesně. Na druhou otázku odpověděl správně. První dotaz položil Ing. Karel Katovský, Ph.D., student odpověděl pohotově. Další dotaz položil doc. Ing. Petr Toman, Ph.D., student odpověděl správně. Doplňující otázku položil Ing. David Topolánek, Ph.D., student odpověděl správně s mírnou pomocí vedoucího práce.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Power Electrical and Electronic Engineering (BPC-SEE)

Composition of Committee

doc. Ing. Jaroslava Orságová, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Petr Baxant, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Ilona Lázničková, Ph.D. (člen)
Ing. Michal Ptáček, Ph.D. (člen)
Ing. Lukáš Radil, Ph.D. (člen)
doc. Ing. David Topolánek, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
doc. Ing. Petr Baxant, Ph.D.

Student Mykola Vasylijev měl ve své práci za úkol zlepšit konstrukci zrcadlového koncentrátorového systému vytvořené v předešlé verzi bakalářské práce. Úkolu se ujal velmi iniciativně a svou práci soustředdil zejména do praktické části a realizace návrhů a testování jejich správnosti. Práce byla rozdělena v podstatě na čtyři hlavní části, kde v první části řeší velmi stručně obecná fakta o solární energetice a využití sluneční energie. Zde však není zcela zřejmé, zda jde o FVE a nebo o systémy s koncentrátory. Tato část je až příliš stručná. Dále se zabývá principem koncentrátorového systému, opět velmi stručně, spíše na doplnění podstaty řešeného problému. V další části již přistupuje ke konkrétní instalaci pokusného zařízení, kde rozebírá jeho technické nedostatky a navrhuje zlepšení dílčích částí. Toto popisuje v kapitole č. 5 nazvané Modernizace. Tato kapitola je nejobsáhlejší a tvoří podrobný popis realizovaných kroků včetně přehledné fotodokumentace. V další části se zabývá praktickým měření na zdokonalené konstrukci koncentrátoru. Na tuto část již zbylo poměrně málo času a je tedy velmi zjednodušená. Zde musím podotknout, že kvůli karanténním opatřením nebylo možné na zařízení dlouhou dobu pracovat a tím se student dostával do nepříjemného skluzu s řešením. Toto kompenzoval zvýšenou aktivitou v době s uvolněnějším režimem karantény. Dále určité komplikace způsobovalo i seřizování systému, kdy bylo nutné vyčkávat na přímé sluneční záření a tedy nebylo možné pracovat kdykoliv. I s tímto se student poměrně dobře vypořádal.
I přes značné zjednodušení teoretických částí a hodnocení výsledků měření práce splnila body zadání. Po realizační stránkce lze očekávat zlepšení stability konstrukce koncentrátoru v čase, což byl hlavní důvod modernizace zařízení, i když dosažená přesnost nastavení zrcadel není podle původního očekávání. Student pracoval po celou dobu poměrně vyváženě a s osobním zaujetím. Musím zdůraznit významný pokrok v manuální zručnosti a samostatnosti za dobu řešení projektu. I když během celého projektu vyžadoval konzultační a odbornou dopomoc, v závěru projektu již pracoval z velké části samostatně a dokázal řešit i náročnější úkoly. Gramatické chyby lze tolerovat vzhledem k faktu, že čeština není studentovým rodným jazykem. Práci doporučuji k obhajobě u státní závěrečné zkoušky. Points proposed by supervisor: 70

Grade proposed by supervisor: C

Reviewer’s report
Ing. Lukáš Radil, Ph.D.

Student Vasyliev Mykola zpracoval téma solárního koncetrátorového zařízení.

Jelikož se dá předpokládat, že čeština nebude rodným jazykem studenta, lze přijnout někdy až krkolomné vyjadřování a psaný projev.

Práce je členěna do sedmi kapitol a má rozsah 42 stran. První část práce popisuje obecné principy koncentračních elektráren a všeobecně solární termální systémy. Některé části jsou psány povrchně a zasloužily by určitě hlubší studium, protože koncentrátorové systémy jsou velmi aktuální.

Další část práce je spíše popisem konstrukce a výroby domácího koncentrátoru dle kdysi velmi populárního časopisu "Urob si sám". Tím nechci hanit text, ale naopak vyzvednout to, že popsal detaily celé konstrukce. Samozřejmě, někdy to jsou detaily až úsměvné (např. "5.2.2 o zaklepávání dvou kolíku, i když by stačil jeden"), ale z textu je jasné, že student chtěl vyzvednout manuální část celé bakalářské práce.

Výtku mám naopak k celkové komunikaci výsledků. Měření termokamerou je v podstatě orientační měření. Nevíme nic o nastavení termokamery (úhel, emisivita materiálu - a podle zaměřeného bodu bych tipoval, že teplota 270 °C byla nesmyslná), výchozích podmínkách aj.

Chybou je značení jednotek veličin v hranatých závorkách.
Obecně lze práci doporučit k obhajobě a hodnotím stupněm C. Topics for thesis defence:
  1. Co je to za výkon zobrazený na obr 6-4, resp. 6-3. ?
  2. Jde určit výkon solárního kolektoru při optimálních podmínkách?
Points proposed by reviewer: 70

Grade proposed by reviewer: C

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová