Bachelor's Thesis

Computational tool for predicting photovoltaic power plant energy production

Final Thesis 3.28 MB

Author of thesis: Tomáš Kocián

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: prof. Ing. Jiří Pospíšil, Ph.D.

Reviewer: Ing. Pavel Milčák, Ph.D.

Abstract:

This bachelor thesis focuses on the development and application of a computational tool for predicting the energy production of  photovoltaic power plants. The theoretical section describes the physical principles of solar panels, their various types, and their construction. The computational tool is developed using the Python programming language and is capable of simulating the power output of a photovoltaic plant with a 15-minute resolution. The algorithm thoroughly models the character of incident radiation using meteorological TMY data, while taking into account energy losses related to temperature, ray reflection, and low irradiance. The accuracy of the tool was validated with data from a real photovoltaic power plant, and the results proved to be comparable to those from well-established simulation tools. Subsequently, the tool was successfully used in an optimization study examining the influence of solar panel tilt and orientation on annual yield, profit, and self-consumption.

Keywords:

photovoltaic power plant, power output prediction, optimization, solar panel tilt and orientation, self-consumption, Perez model

Date of defence

16.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student odprezentoval obsah své bakalářské práce. Otázky oponenta byly zodpovězeny. V průběhu obhajoby byly položeny tyto doplňující otázky: 1) Co nám vyjadřují meteorologická data? Zodpovězeno. Co jste zadal v PVGIS? Zodpovězeno. 2) Proč hodnota ceny klesla na nulu? Zodpovězeno. Další dotaz byl zaměřen na hodnoty v PVGISU. Zodpovězeno.

Language of thesis

Czech

Faculty

Fakulta strojního inženýrství

Department

Energy Institute

Study programme

Energy (B-ENE-P)

Composition of Committee

prof. Ing. Jiří Pospíšil, Ph.D. (předseda)
Ing. Petr Kracík, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Ladislav Šnajdárek, Ph.D. (člen)
Ing. Michal Špiláček, Ph.D. (člen)
Ing. Libor Kudela, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
prof. Ing. Jiří Pospíšil, Ph.D.

Téma práce se věnuje problematice fotovoltaických elektráren. Vlastní tvůrčí část je zaměřena na tvorbu vlastního výpočtového modelu pro predikci výkonu fotovoltaické elektrárny.

Student zpracoval kvalitní práci naplňující cíle zadání. Student přistupoval ke zpracování práce aktivně a samostatně. Rozsah a úroveň zpracování práce plně odpovídají bakalářské práci.

Student samostatně pracoval s podklady a zdrojovými daty. Po formální stránce je práce zpracována pečlivě, všechny běžné grafické náležitosti odpovídají standardu závěrečné práce. Výstupy práce jsou využitelné v praxi.

Práci doporučuji k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací B
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Pavel Milčák, Ph.D.

Předložená bakalářská práce je zaměřena na vývoj a aplikaci výpočtového modelu pro predikci výroby fotovoltaických elektráren. V rámci praktické části student vytvořil v programovacím jazyce Python modulární výpočtový model, který ve čtvrthodinovém rozlišení simuluje výkon fotovoltaické elektrárny o zadaných parametrech. Přesnost modelu byla ověřena validací na provozních datech a model byl následně úspěšně aplikován pro optimalizační studii vlivu
sklonu a orientace panelů na roční produkci, ziskovost a vlastní spotřebu. 

Student si ve své bakalářské práci výborně osvojil problematiku fotovoltaických zařízení a lze prohlásit, že detail zpracování modelu velmi přesahuje požadavky na bakalářkou práci a vyrovná se téměř práci diplomové. Formálně a graficky je práce rovněž na velmi dobré úrovni. Bakalářskou práci doporučuji k obhajobě a hodnotím známkou výborně/A.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A
Topics for thesis defence:
  1. Pokuste se zdůvodnit stanovení napěťové hladiny 750 V v DC části a to i přesto, že jste vycházel z literatury [7]. Jaké bude napětí na AC hladině? Bude to rověž 750 V?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová