Cílem práce bylo navrhnout model turbíny, hydraulickou a elektrickou část soustavy, realizovat funkční vzorek, naprogramovat řízení a ověřit funkci zařízení měřením. Zadání je rozsáhlé a mezioborové, protože kombinuje problematiku hydrauliky, mechaniky, výkonové elektroniky a programování.

V rámci práce byl navržen a realizován laboratorní model vodní elektrárny s uzavřeným hydraulickým okruhem, Bankiho turbínou, BLDC strojem, aktivním usměrňovačem, řídicí jednotkou STM32 a HMI panelem s komunikací Modbus RTU. Oceňuji zejména praktickou realizaci funkčního zařízení, naprogramování řídicího systému a experimentální ověření jednotlivých měřicích a řídicích podsystémů. Za významný přínos práce považuji skutečnost, že výsledkem není pouze návrh, ale reálně sestavený a oživený laboratorní model. Práce má didaktickou hodnotu a může být dále využívána i rozvíjena v laboratorní výuce. V práci je uvedeno měření na odporové zátěži, měření nabíjení baterie a vyhodnocení mechanického výkonu generátoru.

Student na práci pracoval průběžně, zodpovědně a pravidelně využíval konzultací s vedoucím práce. Dosažené parametry modelu jsou částečně omezeny hydraulickou částí. Skutečné hydraulické ztráty byly vyšší než v návrhu, tlakové poměry před turbínou nebyly ideální a turbína při maximálním průtoku dosáhla nižších než návrhových otáček. Přesto byla elektrická část funkčně ověřena a výsledky poskytují jasný základ pro další technické zdokonalení. Všechny body zadání byly splněny, práce má velmi dobrou odbornou úroveň a doporučuji ji k obhajobě.

Diplomová práce se věnuje návrhu, realizaci a ověření funkčnosti laboratorního modelu vodní elektrárny pro výukové účely.

Práce je přehledně a logicky členěna do pěti hlavních kapitol. Teoretická část popisuje základní souvislosti potřebné k porozumění především výběru typu turbíny a návrhovým principům. V praktické části se student věnuje detailnímu postupu výpočtů hydraulických ztrát, návrhu turbíny a dokumentuje elektrickou část, řízení i firmware mikrokontroléru – zahrnující regulaci průtoku čerpadla, regulaci BLDC generátoru, komunikaci přes Modbus RTU i programování grafického uživatelského rozhraní dotykového ovládacího panelu. Poslední kapitola dokumentuje měření na realizovaném modelu. I přes popisované komplikace byla jednotka úspěšně oživena.

Doufám, že v provozním stavu již nevytéká voda z frekvenčního měniče, jak dokumentuje schéma na obrázku 4.1. Průběhy na obrázcích 5.12 a 5.13 neobsahují dostatečné časové rozlišení pro posouzení rychlosti proudové regulace. Proto z nich nelze vyvozovat závěry o době odezvy regulátoru ve smyslu autorova tvrzení o rychlé odezvě (řádově stovky milisekund).

Oceňuji část příloh, kde student mimo jiné popisuje postup obsluhy modelu a vypracoval návrh laboratorní úlohy pro výuku studentů. U modelu vodní elektrárny by bylo zajímavější měření charakteristiky turbíny, což ale model neumožňuje vlivem odchylek hydraulických parametrů modelu od teoretického návrhu. S ohledem na fakt, že nejsou běžně dostupné zdokumentované návrhy a realizace turbín obdobných parametrů, tak u prvního prototypu jsou takové odchylky očekávatelné.

Nadstandardní rozsah 162 stran včetně příloh dokumentuje komplexnost řešené problematiky i značný rozsah odvedené praktické práce. Zadání práce bylo splněno v plném rozsahu a práci doporučuji k obhajobě. Topics for thesis defence:

1. Jaké jsou rozhodovací napěťové úrovně TTL logiky? Odpovídá jim amplituda signálu průtokoměru uvedená v textu práce?
2. Jak je v mikrokontroléru implementována nadproudová ochrana? Bude fungovat i v případě zamrznutí programu?