Bachelor's Thesis

Modular system for generating electricity from wind

Final Thesis 1.15 MB

Author of thesis: Bc. Filip Kutlák

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Jiří Škorpík, Ph.D.

Reviewer: Ing. Ladislav Šnajdárek, Ph.D.

Abstract:

Bachelor’s thesis deals with simplified airfoil design of a modular wind turbine for urban envi-ronments. The theoretical provides a general overview of wind turbines and introduces related technical issues, including innovative solutions for bladeless wind turbines following with refer-ence on research of modular wind turbines in built-up areas. The practical part focuses on de-termining the turbine’s operating conditions and establishing necessary equations. Subsequently, the calculations and design of the airfoil itself are performed. The Monte Carlo method is utilized to determine the required calculation coefficient and to design the airfoil geometry. The thesis demonstrated that the obtained results are relevant and practically applicable.

Keywords:

Modular wind turbines, wind turbines, blade, aerodynamic design, construction design, Monte Carlo

Date of defence

17.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaBznamka

Grading

B

Process of defence

Student odprezentoval obsah své bakalářské práce. Otázky oponenta byly zodpovězeny. V průběhu obhajoby byly položeny tyto doplňující otázky: Jaké jsou vstupní informace, když tvrdíte, že váš výpočet je lehce modifikovatelný? V čem máte tento model zpracovaný? Jak si představujete aplikaci v domácnosti?

Language of thesis

Czech

Faculty

Fakulta strojního inženýrství

Department

Energy Institute

Study programme

Fundamentals of Mechanical Engineering (B-ZSI-P)

Specialization

Fundamentals of Mechanical Engineering (STI)

Composition of Committee

prof. Ing. Jiří Pospíšil, Ph.D. (předseda)
Ing. Pavel Milčák, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Jiří Škorpík, Ph.D. (člen)
Ing. Ladislav Šnajdárek, Ph.D. (člen)
Ing. Michal Špiláček, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Jiří Škorpík, Ph.D.

Student oboru Základy strojního imženýrství měl před sebou nelehký úkol, a to, zpracovat velmi oborové téma, které není příliš zastoupeno v osnově studovaného oboru. Této skutečnosti lze připsat i menší samostatnost při psaní práce a zvýšený počet konzultací. Na druhou stranu jeho snaha pochopit danou problematiku byla velmi aktivní a vedla dokonce k vytvoření tištěného modelu podle vlastního návrhu a výpočtu. Student hledal rady i mimo vedoucího práce.
Evaluation criteria Grade
Fulfilment of requirements and objectives of assignment A
Working process, extent and suitability of applied methods A
Scholarly contribution and originality A
Ability to interpret achieved results and draw conclusions A
Applicability of results in practice or theory A
Logical arrangement of thesis and its layout B
Grafic layout, used style and language level C
Work with used sources including quotations A
Student's independence when working on the topic A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Ladislav Šnajdárek, Ph.D.

Student ve své bakalářské práci zpracovával téma modulárního systému zařízení pro výrobu elektrické energie z větru. Práce je rozdělena na rešeršní část, která se zabývá modulárními systémy pro výrobu elektrické energie z větru v městské zástavbě. Tato část je však zpracována poměrně stručně a obsahuje převážně obecné informace. Popis vlastního uvažovaného typu mikromodulárních větrných elektráren prakticky vychází pouze z jednoho zdroje obecných informací.

Dalším cílem práce bylo provedení vlastního aerodynamického návrhu mikromodulární turbíny. Vzhledem k tomu, že se student během studia pravděpodobně nesetkal s tímto typem návrhových výpočtů, lze pozitivně hodnotit, že byl schopen provést vlastní návrh, byť s uplatněním řady zjednodušujících předpokladů. Výstupem práce byl také 3D model navrženého zařízení, který je však v práci prezentován pouze jedním obrázkem, bez podrobnějšího popisu, konstrukčního rozboru či výkresové dokumentace.

Celková stylistická úroveň textu by vzhledem k požadavkům kladeným na bakalářskou práci vyžadovala další úpravy. Práce nicméně dokládá snahu studenta samostatně řešit zadané téma a aplikovat základní aerodynamické návrhové postupy na konkrétní technický návrh.
Evaluation criteria Grade
Fulfilment of requirements and objectives of assignment D
Working process, extent and suitability of applied methods D
Scholarly contribution and originality C
Ability to interpret achieved results and draw conclusions D
Applicability of results in practice or theory C
Logical arrangement of thesis and its layout D
Grafic layout, used style and language level D
Work with used sources including quotations C
Topics for thesis defence:
  1. Na základě čeho byla zvolena návrhová rychlost větru 6 m·s⁻¹ a odpovídá tato hodnota reálným podmínkám v zástavbě? V jakých hodnotách se tato rychlost pro uvažované lokality pohybuje?
  2. Jaké jsou hlavní limity použití metody BEM pro malý rotor pracující v turbulentním proudění městské zástavby?
  3. Ve své práci uvádíte výkon vám navržené větrné turbíny 19 W. O jaký výkon se jedná a jaký by mohl být předpokládaný elektrický výkon po započtení všech ztrát?
  4. Jak je realizováno zapojení generátoru pro vámi navrženou konstrukci a případně zapojení do pole těchto modulů?

Grade proposed by reviewer: D

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová