Bachelor's Thesis

Human powered electric sources

Final Thesis 2.36 MB

Author of thesis: Bc. Ivan Naller

Acad. year: 2014/2015

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

Reviewer: Ing. Jan Škoda, Ph.D.

Abstract:

The aim of this work is to map sources of electricity-driven man. It is divided into three parts, the first of which deals with the muscles of the human body and essential components of the diet. The second part includes a search created prototypes of generators from small to big achievements. The last part is focused on the performance that can be achieved in a given individual and the associated energy demands of humanity. After the experiment, it is apparent that the average power of man is in the range of 150 to 300 W. On the basis of the data obtained it is possible to use the energy generated man (in gyms, fitness centers ....) for lighting, or simple applications such as water heating etc.

Keywords:

muscle proteins, protein, carbohydrate, energy, powering mechanisms, passive transformation, active transformation energy for lighting, comparing energy, human power

Date of defence

12.06.2015

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaEznamka

Grading

E

Process of defence

Student seznámil komisi se svojí bakalářskou prací s názvem Zdroje elektrické energie poháněné lidskou silou. S posudek vedoucího práce a oponenta seznámil komisi vedoucí práce doc. Petr Baxant. Student zodpověděl otázky oponenta nesprávně. Až s výraznou pomocí komise byly odpovědi upřesněny. Student měl nejasnosti v základních v práci uvedených veličinách.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Electrical, Electronic, Communication and Control Technology (EECC Bc.)

Field of study

Power Electrical and Electronic Engineering (B-SEE)

Composition of Committee

doc. Ing. Jaroslava Orságová, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Petr Baxant, Ph.D. (místopředseda)
prof. Ing. Karel Katovský, Ph.D. (člen)
Ing. Michal Krbal, Ph.D. (člen)
Ing. Michal Ptáček, Ph.D. (člen)
Ing. Vladimír Kohout (člen)
Ing. Jiří Potěšil (člen)

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

Student Ivan Naller měl za úkol ve své bakalářské práci provést souhrn možností výroby elektrické energie pomocí lidské síly. Cílem bylo zmapovat současný stav techniky a zhodnotit další možný postup ve využívání energie lidských svalů. V první části práce se zabývá fyziologií lidského těla, procesem získávání energie z potravy a transformace do energie lidských svalů. Tato kapitola je rešerší již známých poznatků a shrnuje podstatné části do stručného přehledu. V další části se věnuje mechanizmům, které byly historicky vytvořeny pro pohon lidskou silou až po moderní systémy s elektrickými generátory. Tato část obsahuje celou řadu zajímavých aplikací a dokládá rozmanitost současných možností techniky. V závěru práce se student věnuje srovnání lidské práce a elektrického pohonu u vybraných aplikací.
V práci se vyskytují formální i věcné chyby. Např. v kapitole 7 student míchá pojmy výkonu a vyrobené energie, takže vzniklé závěry jsou často chybné. Reprezentace obrázku 28 je také zavádějící, neudává skutečný poměr počtu jedinců. Spotřeba ČR není 11GWh/rok a proto i závěr o délce šlapání denně je chybný. Nekoresponduje ani dále s uvedenými informacemi v kapitole 9, kde opět student zaměňuje pojmy energie a výkon. V tabulce 7 pouze sečetl výkony bez uvažování denní doby využití a tím výpočtu skutečně odebrané energie. Další srovnání je tedy irelevantní. V tabulkách 9 - 11 chybí údaje o energii a proto je srovnání nejasné, jak se došlo k procentuálním hodnotám na závěr kapitoly. V kapitole 9.3 zhodnotil provedené reálné zátěžové testy ale staví na špatném předpokladu z kapitoly 7. Tudíž výsledky jsou opět chybné. V kapitole 10 se velmi stručně zabývá návrhem konstrukce zdroje elektrické energie poháněné lidskou silou. Od vlastní konstrukce bylo po domluvě s vedoucím upuštěno.
Student pracoval během semestru samostatně a dostatečně konzultoval svou činnost. Doporučuji při obhajobě opravit chybné závěry uvedené v posudku do správné formy.
Doporučuji práci k obhajobě u státní závěrečné zkoušky. Points proposed by supervisor: 70

Grade proposed by supervisor: C

Reviewer’s report
Ing. Jan Škoda, Ph.D.

Student Ivan Naller měl za úkol vypracovat bakalářskou práci na nezvyklé téma zabývající se zdroji elektrické energie poháněné lidskou silou. Student v první části své práce čtenáře stručně seznamuje se svaly lidského těla a procesem přeměny energie z potravin na jejich pohon. V další části se věnuje přehledu přístrojů poháněné lidskou silou. Poslední velmi krátkou část student věnuje energetickým nárokům jedince a návrhu generátoru. Zde ale musím konstatovat, že je tato část postavená na velmi špatných základech a svým rozsahem neodpovídá přidané hodnotě očekávané od bakalářské práce. V první řadě student si plete pojmy výkon a spotřeba energie. Celou následnou úvahu student postavil na zcela mylné informaci o roční spotřebě ČR, která podle studenta činí 11GWh. Ve světle této informace se tak vcelku dobře myšlená úvaha o ekvivalentu JE Temelín a cyklisty stává zcela chybnou. Doporučuji studentovi prohlédnout si plakát vyvěšený v 6. podlaží UEEN a vyhledat na něm správnou hodnotu a své závěry přeformulovat.
Pokud bych pominul tuto hrubou chybu, poslední kapitoly jsou velmi povrchní a zasloužily by si lepší rozpracování. Návrhu generátoru poháněné lidskou silou se student nevěnoval téměř vůbec. Dále bych rád studenta upozornil na to, že cukry jsou podmnožinou sacharidů a 3 základní energetické složky potravin jsou sacharidy, tuky a bílkoviny. V této souvislosti bych doporučil revizi kapitoly 3. Po formální stránce mám zásadní připomínku k necitování zdrojů u převzatých obrázků a k poměrně malému množství odborných publikací, jenž student užil. Převážná část literatury je tvořena spíše populárně naučnými články, které ale přináší zajímavý přehled neobvyklých aplikací lidského pohonu k výrobě elektřiny.
Závěrem je tedy nutné konstatovat, že práce je z velké části literární rešerší, bez výrazného vlastního přínosu studenta.
Z výše uvedených důvodu práci hodnotím stupněm D 63 bodů a i přes uvedené nedostatky ji doporučuji k obhajobě u SZZ. Topics for thesis defence:
  1. Jak velká je spotřeba elektrické energie v ČR?
  2. V práci jste uvedl vcelku zajímavý příměr energetických potřeb člověka k hodinám šlapání na rotopedu. Revidujte svoje výpočty a prezentujte správnou hodnotu tohoto příměru. Je spotřeba energie člověka v této souvislosti únosná? Definujte dle svého úsudku stupeň únosnosti na stupnici od 1 (neznatelné) do 10 (neúnosné). Své tvrzení vysvětlete.
Points proposed by reviewer: 63

Grade proposed by reviewer: D

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová