Bachelor's Thesis

Gravity energy storage

Final Thesis 9.2 MB

Author of thesis: Ondřej Diviš

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: doc. Ing. Radek Vlach, Ph.D.

Reviewer: Ing. Aleš Kraml

Abstract:

This thesis deals with the design and implementation of a gravitational battery model
for energy storage. The system uses a DC motor operating in both motor and generator
modes. An analysis of the energy balance and efficiency revealed significant losses and
limited practical applicability at a small scale.

Keywords:

gravitational battery, energy storage, DC motor, efficiency, Arduino

Date of defence

10.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaEznamka

Grading

E

Process of defence

Při obhajobě student nejprve prezentoval svoji bakalářskou práci, následně byly přečteny posudky a student odpovídal na dotazy oponenta. Poté byly členy komise položeny následující otázky: Proč nebyl v generátorickém režimu měřen proud zátěží, ale dopočítáván s nutností aproximace odporu vlákna žárovky? Uvažoval jste volbu jiné zátěže? Jaký je důvod velkého zvlnění napětí v Grafu 8.1? Jak byla určena použitá hmotnost závaží 12,8 kg? Zvažoval jste použití motoru bez převodovky? Proč jste nedodržel doporučenou hmotnost zátěže při testování? Na závěr byla obhajoba hodnocena jako dostatečná.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Mechatronics (B-MET-P)

Composition of Committee

Ing. Martin Appel, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Radek Vlach, Ph.D. (člen)
Ing. Jan Pokorný, Ph.D. (člen)
Ing. Lubomír Houfek, Ph.D. (člen)
Ing. David Vlachý (člen)
Ing. Michal Bastl, Ph.D. (člen)
Ing. Stanislav Frolík, Ph.D. (člen)
Pplk. Ing. Radek Doskočil, Ph.D. (předseda)

Supervisor’s report
doc. Ing. Radek Vlach, Ph.D.

Předložená práce Ondřeje Diviše se zabývá návrhem a realizací gravitační baterie určené k demonstraci principu její funkce. Student během řešení práce využíval nabízené konzultace a doporučení pouze v omezené míře, což se odráží na kvalitě práce. Práce má rozsah 58 stran a značná část je věnována mechanickým výpočtům navrhované konstrukce. Většina těchto výpočtů však obsahuje závažné chyby. Přesto je výsledná konstrukce funkční, byť v některých částech předimenzovaná a zbytečně složitá, což je důsledkem chybných návrhových výpočtů. Při realizaci elektrické části student nerespektoval některá má doporučení, což se negativně projevilo jak na samotném provedení, tak na zpracování energetické bilance. Ta měla představovat jednu z hlavních částí práce, avšak je zpracována pouze na přibližně jedné a půl straně textu. Experimentální ověření bylo provedeno pouze jednou, a to za podmínek, které neodpovídají navrženým parametrům zařízení. Měření bylo realizováno na dráze, jejíž délka je v práci uvedena pouze jako „přibližně 3 m“, se závažím o hmotnosti 12,6 kg namísto projektovaných 10 m a 20 kg. Získané výsledky proto neposkytují dostatečný podklad pro posouzení vlastností navrženého systému ani pro ověření jeho funkce v zamýšleném provozním rozsahu. Některé dílčí cíle práce byly splněny pouze na nízké technické úrovni, což se promítá i do výsledné realizace. Gravitační baterie je sice funkční, avšak její provoz nebyl ověřen pro navrhované parametry ani z hlediska opakovatelnosti a spolehlivosti funkce. Z výše uvedených důvodů doporučuji práci k obhajobě s celkovým hodnocením D.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání D
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod E
Vlastní přínos a originalita D
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry D
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii E
Logické uspořádání práce a formální náležitosti E
Grafická, stylistická úprava a pravopis D
Práce s literaturou včetně citací C
Samostatnost studenta při zpracování tématu D

Grade proposed by supervisor: D

Reviewer’s report
Ing. Aleš Kraml

Předložená bakalářská práce se zabývá návrhem a realizací demonstračního modelu gravitační baterie. Autor nejprve popisuje stavy, ve kterých se zařízení může během provozu nacházet a následně se zaměřuje na jednotlivé prvky mechanické konstrukce. Část věnovaná mechanickým výpočtům obsahuje několik chyb. Při výpočtu síly nutné k zabrždění navijáku pomocí dvou ocelových ramen je uvažována síla pouze od jednoho ramena, což vede k předimenzování mechanismu a přetěžování servomotoru. V části věnující se kontrole napětí v nosné hřídeli je nesprávně uvažováno namáhání hřídele pouze krutem a není uvažováno současné namáhání ohybem; to se promítá i do dalších výpočtů únavy hřídele. Autor se dále věnuje elektrické části zařízení a provedenému testování. V části testování je uvedeno, že závaží bylo zdviženo do výšky „přibližně 3 m“. V práci se vyskytují shodné symboly pro různé fyzikální veličiny. Přestože byly stanovené cíle práce naplněny, kvalita některých technických řešení a jejich zdůvodnění vykazuje nedostatky, které snižují celkovou odbornou úroveň práce. S přihlédnutím k výše uvedenému doporučuji práci k obhajobě s výsledným hodnocením uspokojivě/D. 
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání D
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod D
Vlastní přínos a originalita D
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry E
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii D
Logické uspořádání práce a formální náležitosti E
Grafická, stylistická úprava a pravopis D
Práce s literaturou včetně citací C
Topics for thesis defence:
  1. Jakým jiným způsobem bylo možné provést napěťové přizpůsobení měření napětí na zátěži, namísto zvoleného postupu změny hmotnosti závaží?
  2. Kolikrát byla validační měření provedena? Byla ověřena opakovatelnost experimentu?

Grade proposed by reviewer: D

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová