diplomová práce

Využití akumulačních kapacit elektromobilu pro další aplikace

Text práce 2.84 MB Příloha 92.72 kB

Autor práce: Ing. Lukáš Hrbáč

Ak. rok: 2016/2017

Vedoucí: doc. Ing. Petr Baxant, Ph.D.

Oponent: Ing. Lukáš Radil, Ph.D.

Abstrakt:

Tato diplomová práce se zabývá elektromobilitou a možnostmi využití jejich uložené energie. Jsou zde popsány současné technologie akumulátorů, stejně jako představeny komerční řešení dané problematiky. V rámci práce je také popsán návrh a řízení systému, který využívá elektromobil pro zálohu napájení domácí ostrovní sítě v kombinaci s fotovoltaickou elektrárnou. Součástí práce je vytvořený program pro simulaci provozu takové sítě. V poslední kapitole je zhodnocení výsledků simulace provozu za různých podmínek.

Klíčová slova:

elektromobil; akumulátor; power banka; V2H; matlab

Termín obhajoby

06.06.2017

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znamkaBznamka

Klasifikace

B

Průběh obhajoby

Student seznámil komisi se svojí diplomovou prací na téma: Využití akumulačních kapacit elektromobilu pro další aplikace. Student odpověděl na otázky z posudků oponenta a vedoucího práce. Doplňující otázku položil Ing. Jiří Ptáček, Ph.D. a otázka byla zaměřena na spotřebu elektrické energie jednoho ze spotřebičů. Student na otázku odpověděl. Další otázku na téma kapacity baterií a dobíjení elektromobilu položil doc. Ing. Petr Mastný, Ph.D. a student na otázku odpověděl s doplněním komise.

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Ústav

Studijní program

Elektrotechnika, elektronika, komunikační a řídicí technika (EEKR-M1)

Studijní obor

Elektroenergetika (M1-EEN)

Složení komise

prof. Ing. Petr Toman, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Petr Mastný, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Petr Baxant, Ph.D. (člen)
Ing. Branislav Bátora, Ph.D. (člen)
prof. Ing. František Janíček, Ph.D. (člen)
Ing. Jiří Ptáček, Ph.D. (člen)

Posudek vedoucího
doc. Ing. Petr Baxant, Ph.D.

Student Bc. Lukáš Hrbáč se v diplomové práci zabývá problematiku využití akumulační kapacity elektromobilu i pro jiné než trakční aplikace. Téma sleduje velmi aktuální a dynamicky se rozvíjející trh elektromobilů a zároveň rostoucí podíl obnovitelných zdrojů zejména v oblasti fotovoltaiky. Práce tedy přispívá k diskuzi nad možnými dalšími aplikacemi elektromobilu a zhodnocení této nemalé investice.
Student se tématu zhostil s osobním zájmem velmi pozitivně a projevoval průběžnou aktivitu během celého semestru. Jeho práce byla vyvážená a systematická. I když jsme měli v plánu realizovat i praktické zkušební vzorky, nakonec toto nebylo možné z technických důvodů naplnit a proto student řešil praktickou část pouze s využitím počítačové simulace. Využil prostředí Matlab, kde vytvořil sice základní a zjednodušený, ale funkční model a ukázkovou aplikaci simulátoru chodu systému se stacionární i mobilní akumulací, fotovoltaickou elektrárnou a několika vybranými spotřebiči a nabíječkami. Je tak možné demonstrovat myšlenku výroby, uskladnění, přečerpávání a využití akumulované energie v tomto modelu a následně ji dále upravovat a případě realizovat na funkčním vzorku v další práci. Možné schéma celého zařízení uvedl v příloze práce.
Student splnil všechny pokyny k zadání a účastnil se všech průběžných seminářů s prezentací. Jeho prezentace byly sice kratší, ale víceméně vystihovaly řešené etapy práce. Reagoval na vznesené dotazy, reflektoval připomínky, vyžadoval pouze nezbytné množství konzultací a pracoval víceméně samostatně. Určité neznalosti projevoval při tvorbě zapojovacích schémat, ale ty nakonec odstranil a do práce zapracoval. Za pozitivní mohu označit rozsáhlý seznam literatury a internetových zdrojů, který svědčí o autorově přehledu v dané oblasti.
Práci považuji i přes uvedené drobné nedostatky za zdařilou a doporučuji ji k obhajobě u státní závěrečné zkoušky. Výsledný počet bodů navržený vedoucím: 85

Známka navržená vedoucím: B

Posudek oponenta
Ing. Lukáš Radil, Ph.D.

Student Lukáš Hrbáč zpracoval diplomovou práci s názvem: Využití akumulačních kapacit elektromobilu pro další aplikace.

Práce je členěna do osmi kapitol. V prvních kapitolách student řeší obecnou problematiku akumulace – tedy vlastní akumulátory, měniče a související zařízení. Dle citované literatury je patrné, že studenta práce zaujala a věnoval se jí. Je vidět, že postihl i takové věci jako je vliv teploty na kapacitu akumulátoru a samovybíjení.

Ostatní kapitoly se věnují vlastnímu řešení problematiky. Z uvedených informací plyne, že reálná konstrukce nebyla možná z důvodu poruchy na elektromobilu, která nebyla zapříčiněna studentem, ale také nebyla vyřešena do termínu odevzdání diplomové práce.

Proto se student rozhodl vytvořit pouze simulační model, který by respektoval skutečnosti, které byly původně v plánu.
Program je vytvořen v prostředí Matlab tzn., že je závislý na jeho knihovnách. Simulace je provedena ale poměrně nešťastně. Pokud si zapnu různé spotřebiče, tak během simulace se mi odpojují a připojují náhodně.
O samotném modelu nevíme prakticky nic. Respektuje vliv teploty? Respektuje samovybíjení, jak bylo popsáno v teorii? Je to modelace pro jeden den, což je poměrně málo. Nelze si uskutečnit představu o například týdenním provozu. Grafické výstupy uvedené na obrázcích 30 – 32 netuším, co měly interpretovat.
V příloze je uvedeno zamýšlené schéma instalace.

Po stylistické stránce je práce v pořádku. Pouze tabulka 11 přetéká na další stranu, kde nejsou popsány sloupce. Citovaná literatura je převážně internetového charakteru s nepříliš odborným obsahem. Zde si dovolím zaspekulovat, že odborné stránky se tématu věnují také a byly by velmi vhodným podkladem pro zlepšení činnosti modelu. Ještě mi chybí zamyšlení, jak se V2H  projeví na životnosti akumulátoru v automobilu.

Závěrem lze říci, že práce myšlenkově navazuje na současný trend v oblasti udržitelné energetiky. Pokud nedošlo k propojení celé soustavy, tak měl student celou svoji energii věnovat modelu – minimálně pro delší simulační periodu než jeden den.
Dá se konstatovat, že práci doporučuji k obhajobě a hodnotím stupněm C Otázky k obhajobě:
  1. 1. Co vyjadřují grafy 30 – 32?
  2. 2. Opravdu model při mé změně (např. zapnutí nabíječky na počátku simulace) si ji sám odpojí, stejně tak pračka?
  3. 3. Co lze přesněji interpretovat z výsledků? Jak lze model využít pro obecné použití. Nebo jde pouze pro tento konkrétní případ?
  4. 4. Respektuje model teplotu nebo jiný fyzikální děj ve skutečném akumulátoru?
Výsledný počet bodů navržený oponentem: 71

Známka navržená oponentem: C

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová