Bachelor's Thesis

Power Generation Efficiency in Coal and Gas Power Plants

Final Thesis 1.5 MB

Author of thesis: Martin Škoda

Acad. year: 2025/2026

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

Reviewer: Ing. Vojtěch Wasserbauer

Abstract:

The bachelor's thesis titled "Efficiency of Electricity Generation in Coal and Gas Power Plants" deals, in its first part, with the fundamental methods of electricity generation in the given power plants and addresses the primary ways of increasing their efficiency. The second part evaluates the position of coal and gas power plants within the energy mix of the Czech Republic. The third part explains the concepts of net and gross efficiency in thermal power plants. The fourth part focuses on defining the relationships between efficiency, fuel consumption, and emissions, with the latter two being analyzed in greater depth. The fifth part of the thesis summarizes and categorizes the options for increasing efficiency in steam and gas power plants, followed by an economic case study assessing an investment in a combined-cycle power plant project.

Keywords:

energetics, electricity generation, coal power plant, gas power plant, combined-cycle power plant, efficiency, coal, natural gas, emissions

Date of defence

18.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaEznamka

Grading

E

Process of defence

Student seznámil komisi s výsledky své bakalářské práce. S posudkem oponenta seznámil komisi Ing. Wasserbauer. Posudek vedoucího práce přečetl prof. Toman. Vedoucí práce hodnotil stupněm D s 63 b. Oponent hodnotil stupněm D s 60 b. Následnou rozpravu zahájil Ing. Wasserbauer položením otázek oponenta. Doplňující dotaz položil prof. Toman na důvod chybějících částí práce. Student dotazy zodpověděl.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Power Electrical and Electronic Engineering (BPC-SEE)

Composition of Committee

prof. Ing. Petr Toman, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Petr Baxant, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Branislav Bátora, Ph.D. (člen)
Ing. Jan Morávek, Ph.D. (člen)
Ing. Martin Paar, Ph.D. (člen)
Ing. Jan Koudelka, Ph.D. (člen)

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

Student Martin Škoda zpracoval bakalářskou práci na téma „Účinnost výroby elektrické energie v uhelných a plynových elektrárnách“. Cílem práce bylo popsat princip výroby elektrické energie v uhelných a plynových elektrárnách, analyzovat provoz vybraných elektráren a jejich význam v energetickém mixu, provést výpočet a porovnání hrubé a čisté účinnosti, vyhodnotit vazby mezi účinností, spotřebou paliva a produkcí emisí a navrhnout technická opatření vedoucí ke zvýšení účinnosti stávajících technologií.

Student řešil práci převážně samostatně a v průběhu zpracování využíval konzultace pouze v omezené míře. Tato skutečnost se projevila zejména v rozsahu odborných analýz, ve způsobu naplnění některých bodů zadání a v celkové technické hloubce práce.

První bod zadání zaměřený na popis principů výroby elektrické energie v uhelných a plynových elektrárnách byl splněn. Student zpracoval přehled základních termodynamických oběhů využívaných v tepelné energetice a popsal principy parních, plynových a paroplynových elektráren. Text poskytuje základní orientaci v problematice a obsahuje odpovídající schémata a vztahy.

Druhý bod zadání, tedy analýza provozu vybraných elektráren a zhodnocení jejich významu v energetickém mixu, považuji za splněný pouze částečně. Práce sice obsahuje obecný popis role uhelných a plynových elektráren v české energetice a jejich významu při regulaci elektrizační soustavy, avšak chybí podrobnější analýza konkrétních elektráren, jejich technických parametrů a provozních ukazatelů. Namísto práce s reálnými daty převládá rešeršní charakter textu.

Třetí bod zadání zaměřený na výpočet a porovnání hrubé a čisté účinnosti elektráren byl splněn pouze na základní úrovni. Student vysvětluje rozdíl mezi oběma veličinami a uvádí příslušné vztahy, nicméně vlastní výpočtová část je velmi omezená. Chybí detailnější porovnání konkrétních elektráren na základě skutečných provozních dat a hlubší interpretace dosažených výsledků.

Čtvrtý bod zadání, týkající se vazeb mezi účinností, spotřebou paliva a emisemi, je zpracován převážně popisnou formou. Student správně uvádí základní souvislosti mezi těmito veličinami, avšak jejich kvantitativní vyhodnocení je omezené. Chybí podrobnější analýza dopadů změny účinnosti na spotřebu paliva a produkci emisí u konkrétních zdrojů.

Poslední bod zadání věnovaný návrhu opatření pro zvýšení účinnosti elektráren byl splněn. Student shrnuje běžně používané technické postupy, jako jsou superkritické parametry páry, přihřívání páry, regenerační ohřev napájecí vody, paroplynové cykly nebo kogenerace. Přínos této části je však omezen skutečností, že jednotlivá opatření nejsou podrobněji porovnávána ani kriticky hodnocena z technického a ekonomického hlediska. Práce tak zůstává převážně na úrovni shrnutí dostupných informací.

Po odborné stránce je hlavním nedostatkem práce nedostatečný rozsah vlastních analýz a výpočtů. Řada kapitol má charakter literární rešerše bez hlubšího technického rozboru. V práci se jen omezeně pracuje s reálnými provozními daty elektráren a některé závěry jsou formulovány obecně bez podrobnější argumentace. Vzhledem k zaměření tématu bych očekával větší důraz na kvantitativní vyhodnocení účinností vybraných zdrojů, detailnější porovnání provozních parametrů a samostatnější technické zhodnocení diskutovaných opatření.

Po formální stránce je práce zpracována přehledně a obsahuje odpovídající množství obrázků a literárních zdrojů. Jazyková úroveň práce je přijatelná, místy se však objevují stylistické nepřesnosti a formulace, které neodpovídají zcela odbornému stylu technického textu.

Přes uvedené nedostatky student prokázal základní orientaci v problematice tepelných elektráren a účinnosti výroby elektrické energie. Zadání práce bylo splněno pouze v základním rozsahu a výsledná úroveň práce odpovídá požadavkům kladeným na bakalářskou práci na spodní hranici úspěšného hodnocení.

Práci doporučuji k obhajobě. Points proposed by supervisor: 63

Grade proposed by supervisor: D

Reviewer’s report
Ing. Vojtěch Wasserbauer

Bakalářská práce Martina Škody se zabývá zvyšováním účinnosti uhelných a plynových elektráren. Nejprve autor popisuje princip fungování parního a plynového cyklu elektrárny. Dále v práci uvádí možnosti zvýšení účinnosti obou cyklů včetně kladů a záporů těchto postupů. Zabývá se také diagramem zatížení a regulací výkonu v elektrizační soustavě. V práci je také ve zkratce popsán princip obnovy napětí v síti a startu elektrárny ze tmy. Na závěr autor v krátkosti ukazuje postup ekonomického posouzení výstavby paroplynové elektrárny.
Obsah bakalářské práce je téměř výhradně souhrnem teoretických informací. Mnohdy chybí hlubší popis uvedené problematiky. V práci se nenachází žádný výpočet porovnávající účinnosti u konkrétních uhelných a plynových elektráren. Vše je zde uvedeno pouze na teoretické úrovni. V kapitole popisující ekonomické výpočty při výstavbě paroplynového zdroje chybí bližší popis a parametry dané elektrárny. Jedná se pouze o zpracování řady převzatých vstupních údajů bez hlubšího kontextu. Tyto údaje jsou navíc neaktuální, protože odpovídají roku 2003. K formální stránce bakalářské práce lze říci, že občas není dodržen jednotný styl textu, vyskytují se chyby formátování a některé věty nedávají smysl. Za největší nedostatek považuji velmi nízký vlastní přínos autora, proto práce působí rozpracovaným dojmem. Rozsah práce je na spodní hranici použitelnosti pro bakalářskou práci. I přes výše zmíněné nedostatky doporučuji práci k obhajobě. Topics for thesis defence:
  1. Jsou v příkladu ekonomického výpočtu zahrnuty i náklady na emisní povolenky?
  2. V práci uvádíte účinnost jednotlivých typů elektráren. Jedná se o hodnoty dosahované při jmenovitém výkonu? Jak se projeví provoz elektrárny při sníženém výkonu na hodnotě účinnosti?
Points proposed by reviewer: 60

Grade proposed by reviewer: D

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová