Detail oboru

Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

FEKTZkratka: PP-SEEAk. rok: 2015/2016

Program: Elektrotechnika a komunikační technologie

Délka studia: 4 roky

Akreditace od: 25.7.2007Akreditace do: 31.12.2020

Profil

Cílem postgraduálního doktorského studia je výchova k vědecké práci v oboru silnoproudé elektrotechniky a elektroenergetiky. Absolventi se uplatní jednak na vědecké a výzkumné dráze, včetně průmyslového vývoje, jednak jako vědecko-pedagogičtí pracovníci na vysokých školách a rovněž ve vyšších manažerských funkcích

Klíčové výsledky učení

Absolvent získá vysoké teoretické znalosti a naučí se samostatně řešit složité vědecké a technické úkoly Absolvent je připraven k dalšímu odbornému růstu s vysokou mírou adaptibility Absolventi se uplatní jednak na vědecké a výzkumné dráze, včetně průmyslového vývoje, jednak jako vědecko-pedagogičtí pracovníci na vysokých školách a rovněž ve vyšších manažerských funkcích

Profesní profil absolventů s příklady

Absolvent získá vysoké teoretické znalosti, osvojí si základy vědecké práce a naučí se samostatně řešit složité problémy z oblasti vědy a techniky, s využitím celosvětových informačních zdrojů v daném oboru.
Absolvent je připraven k dalšímu vědeckému a odbornému růstu s vysokou mírou adaptibility a najde široké společenské uplatnění jednak v oblasti vědy a výzkumu, včetně výzkumu a vývoje v průmyslových společnostech, a to i jako perspektivní pracovník pro vyšší manažerské funkce, jednak i jako vědecko-pedagogický pracovník na technických univerzitách.

Garant

Vypsaná témata doktorského studijního programu

  1. Analýza a měření dynamických jevů ve výkonové elektronice

    Téma se zabývá metodami analýzy rychlých zapínacích a vypínacích procesů spínacích tranzistorů ve výkonové elektronice. Součástí tématu je výzkum v oblasti snímačů proudu s šířkou pásma alespoň 150 MHz. Vedle teoretického návru několika typu snímačů bude třeba experimentální ověření přesnosti a kvality jejich výstupních signálů. Předpokládá se aplikace v silových obvodech s tranzistory IGBT, MOSFET a extrémně rychlými tranzistory SiC-MOSFET.

    Školitel: Vorel Pavel, doc. Ing., Ph.D.

  2. Asynchronní motor s plným rotorem

    Asynchronní motor malého výkonu jako zvláštní provedení elektrického stroje. Parametry, charakteristiky, možnosti použití. Teoetická a experimentální analýza motoru. Návrh a ověření parametrů na funkčním vzorku.

    Školitel: Hájek Vítězslav, prof. Ing., CSc.

  3. Diagnostika izolačního stavu zařízení pro VN a VNN pomocí částečných výbojů

    Diagnostika izolačního stavu zařízení určených pro VN a VNN je moderní metodou umožňující neinvazivním způsobem lokalizovat místo poruchy, přinést komplexní informaci o izolačním stavu nebo určit míru rušení při provozu testovaného objektu. Částečné výboje způsobují postupnou degradaci izolace prostřednictvím elektrických, erozivních, chemických a tepelných účinků – tím snižují její životnost, spolehlivost a způsobují elektromagnetické rušení. Práce je zaměřena na diagnostiku vnějších, vnitřních a povrchových částečných výbojů u zařízení napájených střídavým napětím o frekvencí 50 Hz a maximální efektivní hodnotě 300 kV, dále pak na analýzu naměřených výsledků a tvorbu pomocných laboratorních přípravků.

    Školitel: Orságová Jaroslava, doc. Ing., Ph.D.

  4. Elektrické stroje s vysokou účinností

    Téma je zaměřeno na výzkum elektrických strojů s vysokou účinností, analýzu jednotlivých druhů ztrát a možnosti jejich omezení. Analýza jednotlivých typů vinutí, vliv prostorových harmonických, potlačení nežádoucích prostorových harmonických při zachování vysokého činitele vinutí, speciální konstrukce rotoru, aplikaci moderních materiálů permanentních magnetů. Analytický návrh, také s použitím programu Ansoft-RMxprt, simulace pomocí metody konečných prvků v programu Ansoft-Maxwell 2D/3D, optimalizace. Předpokládá se výroba vzorků a experimentální ověřování výsledků výzkumu.

    Školitel: Vítek Ondřej, doc. Ing., Ph.D.

  5. Elektrizační soustava s akumulací elektrické energie

    S výrobou elektrické energie z obnovitelných zdrojů (především z větrných a fotovoltaických elektráren) je úzce spojen pojem stabilita dodávky elektrické energie. Výzkum bude zaměřen na možnosti akumulace elektrické energie vyrobené z obnovitelných zdrojů pomocí moderních technologií, se zaměřením na využití vodíku (VRB systémy) a přečerpávacích vodních elektráren pro její akumulaci. Výsledkem práce bude návrh opatření v energetické soustavě, který bude řešit časovou disproporci mezi dodávkou a odběrem elektrické energie z obnovitelných zdrojů. Řešení je spojeno s modelováním (Matlab) na PC a experimentálním měřením na funkčním modelu.

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

  6. Energetické aplikace pro permakulturní ekosystémy

    Pojem permakultura je znám a používán již téměř 40 let a je spojován především s citlivým přístupem k zemědělství, přírodě a životnímu prostředí tak, aby byla dosažena trvalá udržitelnost. V místech, kde došlo k poškození přírody, tak směřuje k regeneraci a zajištění následné péče o přírodní zdroje. Poslední dobou se do oblasti permakultury zařazují i pokročilé technologie související s využíváním obnovitelných zdrojů energie a to zejména lokálně dostupných bez nutnosti přenosu energie. Téma studia se zaměří právě na výzkum možností dnes dostupných technologií pro získávání a využití energie s co nejmenším dopadem na životní prostředí. Tento přístup je často pojmenováván jako tzv. "ekodesign". V rámci práce by student řešil otázky nejen využívání již hotových systémů, ale i návrh nových koncepcí např. pro malé mobilní elektrárny, které by bylo možné sdílet mezi více uživateli a používat jako dočasné zdroje ve chvíli, kdy jsou potřeba. Část práce by se věnovala úsporným zdrojům světla pro přírodní stavby i otevřené prostory. V další části by se student zabýval životním cyklem existujících i možných nových zařízení. Smyslem by mělo být zajistit maximální recyklaci použitých materiálů a minimalizaci dopadů na životní prostředí.

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

  7. Komplexní model kinematiky a dynamiky spínacího přístroje nn

    Cílem disertační práce je vytvořit komplexní numerický model kinematiky a dynamiky spínacího přístroje nn. Problematika bude zaměřena zejména na působení vybavovacích prvků využívajících teplené a elektromagnetické účinky proudu na spínací a kontaktní systém přístroje. Experimentální ověření navrženého modelu a doporučení pro optimalizaci konstrukce spínače.

    Školitel: Bušov Bohuslav, doc. Ing., CSc.

  8. Kvalita napětí v DC sítích

    S rozvojem DC a smíšených AC/DC sítí a mikro-sítí, jako jsou DC sítě datových center, lokální AC/DC i DC sítě s OZE, velmi výrazně roste ze strany provozovatelů těchto systémů potřeba měření, monitoringu a hodnocení kvality napětí (DC nebo AC/DC) v souvislosti s dodavatelsko-odběratelskými vztahy při obchodu s DC elektrickou energií a kvalitou výroby elektrické energie a napájecích podmínek pro provoz zařízení v DC sítích. Práce je v konečné fázi zaměřena na návrh systému indicií hodnotících kvalitu napětí v DC sítích, vycházejících ze současné praxe hodnocení napětí v trakčních DC sítích a AC veřejných distribučních sítí. Téma je součástí řešení výzkumného úkolu. Předpokládaná spolupráce s firmou K M B systems, s.r.o. Informace: drapela@feec.vutbr.cz.

    Školitel: Drápela Jiří, prof. Ing., Ph.D.

  9. Lokalizace místa zemního spojení pomocí krátkodobého přizemnění zdravé fáze

    Problematika lokalizace místa zemního spojení v sítích vn je přes řadu publikovaných či patentovaných metod stále nevyřešeným problémem při provozu sítí vn. Jednou z možných metod je využití krátkodobého zvýšení poruchového proudu pomocí přizemnění zdravé fáze v napájecí rozvodně. Cílem práce je analýza dostupných metod, rozpracování uvedené metody a návrh způsobu lokalizace jednopólových poruch v sítích vn včetně posouzení možných negativních vlivů na bezpečnost sítí.

    Školitel: Toman Petr, prof. Ing., Ph.D.

  10. Malé asynchronní motory s nižší energetickou náročností

    Cílem práce je výzkum a vývoj představitelů řady motorů jednofázových a třífázových. Zvláštní pozornost bude věnována především výzkumu ve smyslu optimalizace magnetického obvodu z hlediska ztrát. Výsledkem řešení projektu se předpokládá moderní malý asynchronní stroj na vysoké technické úrovni, který splňuje v maximální možné míře požadavky výrobců např. obráběcích strojů. Analýza a minimalizace ztrát.

    Školitel: Hájek Vítězslav, prof. Ing., CSc.

  11. MEŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN NA ROTUJÍCÍCH ČÁSTECH

    Téma je orientováno na měření velmi malých vzdáleností a deformací rotujících částí el. strojů, které mají významný vliv na provozní vlastnosti strojů a zařízení. K měření je využito moderní měřící, záznamové a vyhodnocovací techniky. Cílem je posouzení a optimalizace dílčích vlivů fyzikálních veličin na vlastnosti a parametry elektromechanických soustav. Práce sestává z teoretické, experimentální a aplikační části. Problematika je na ÚVEE průběžně řešena v rámci grantového projektu, připravuje se mezinárodní spolupráce.Výsledky jsou průběžně publikovány.

    Školitel: Veselka František, doc. Ing., CSc.

  12. Měření neutronového toku a energetických veličin na urychlovačem řízeném podkritickém jaderném reaktoru se spalačním terčem neutronů

    Téma je zaměřeno experimentálně a jeho experimentální část bude probíhat v SUJV Dubna. Součástí řešení je tedy dlouhodobá stáž v Dubně v Ruské federaci ve skupině zabývající se transmutacemi vyhořelého jaderného paliva s pomocí urychlovačem řízených jaderných reaktorů. Cíle práce bude provést měření parametrů pole neutronů a energetických veličin systému ADS konvenčními měřícími metodami, zejména metodou aktivačních a prahových fólií a srovnat výsledky s výpočty, případně jinými metodami. Konzultantem práce v SUJV Dubna bude vedoucí české skupiny Dr.Alois Kovalík a odborník z Oddělení jaderné spektrometrie ze skupiny Dr.Alexandra Alexandroviče Solnyškina.

    Školitel: Katovský Karel, doc. Ing., Ph.D.

  13. Metodiky pro testování izolačních systémů zařízení distribučních sítí

    Téma je zaměřeno na analýzu současných postupů při testování izolace zařízení používaných pro přenos a rozvod elektrické energie v distribučních sítích s napětím 110 kV a 22 kV. Cílem je vytvoření metodik pro měření a zkoušení izolace, které obvykle zahrnuje: měření izolační pevnosti střídavým a stejnosměrným napětím a zkoušky impulsním napětím a to při různých okolních podmínkách (znečištění, vlhkost apod.). Dále jsou to testy namáhání izolace koronou, měření kvality dielektrika, zotaveného napětí nebo částečných výbojů. V úvodu se předpokládá rozsáhlá rešerše současných technických předpisů a norem pro uvedené zkoušky na základě, kterých bude vytvořen projekt pro technickou realizaci testů ve vysokonapěťové laboratoři.

    Školitel: Orságová Jaroslava, doc. Ing., Ph.D.

  14. Modelování jevů v plazmatu elektrického oblouku

    Nízkoteplotní plazma nachází mnohostranné technologické využití. Jedním z jeho možných zdrojů je generátor plazmatu (plazmatron), který k produkci plazmatu využívá elektrický oblouk. Cílem práce je vytvořit matematicko-fyzikální model oblouku a provést srovnání se zjednodušeným modelem. K ověření modelu budou využity hodnoty naměřené na plazmatronu.

    Školitel: Lázničková Ilona, doc. Ing., Ph.D.

  15. Modelování vjemu chromatického blikání v měřičích blikání

    Jedním z největších problémů v oblasti kvality elektrické energie jsou rychlé změny napětí, tedy jeho kolísání, způsobující blikání světelných zdrojů, které může následně vést k nežádoucímu vjemu blikání s nepříznivým vlivem na zrakový vjem. Kolísání napětí je způsobeno řadou známých mechanizmů způsobujících u světelných zdrojů kolísání zářivého výkonu ale i změnu spektra. Vjem těchto změn je u člověka dán mimo jiné fyziologií zraku. Práce je zaměřena na analýzu procesu přenosu kolísání napětí na kolísání zářivého výkonu a změnu spektra zdrojů, a dále využití výsledků analýzy pro vývoj a realizaci a verifikaci objektivního měřiče blikání respektujícího vedle jasového i chromatický flikr. Práce tedy zahrnuje teoretickou-analytickou, vývojovou i realizační část. Předpokládaná mezinárodní vědecká spolupráce. Informace: drapela@feec.vutbr.cz.

    Školitel: Drápela Jiří, prof. Ing., Ph.D.

  16. Možnosti řízení spotřeby v elektrických sítích.

    Řízení elektrické spotřeby zapadá do konceptu vyrovnávání výroby jednotlivých zdrojů rozptýlené výroby v daném regionu s její spotřebou, kdy bude nutné využívat odložení spotřeby na straně odběratelů jak v odběratelské třídě „B“ (velkoodběr se samostatným přívodem ze sítě vn), tak i v maloodběru podnikatelské sféry – odběratelská třída „C“. Cílem práce je návrh a zpracování algoritmů pro predikci spotřeby (systém „učící se“ z dat minulých a vyhodnocování potřeb budoucích) a návrh způsobu využití pro řízení sítí.

    Školitel: Toman Petr, prof. Ing., Ph.D.

  17. Možnosti řízení spotřeby v elektrických sítích.

    Řízení elektrické spotřeby zapadá do konceptu vyrovnávání výroby jednotlivých zdrojů rozptýlené výroby v daném regionu s její spotřebou, kdy bude nutné využívat odložení spotřeby na straně odběratelů jak v odběratelské třídě „B“ (velkoodběr se samostatným přívodem ze sítě vn), tak i v maloodběru podnikatelské sféry – odběratelská třída „C“. Cílem práce je návrh a zpracování algoritmů pro predikci spotřeby (systém „učící se“ z dat minulých a vyhodnocování potřeb budoucích) a návrh způsobu využití pro řízení sítí.

    Školitel: Toman Petr, prof. Ing., Ph.D.

  18. Nezávislé měření tepelného výkonu urychlovačem řízeného podkritického jaderného reaktoru se spalačním terčem neutronů

    Téma je zaměřeno experimentálně a jeho experimentální část bude probíhat v SUJV Dubna. Součástí řešení je tedy dlouhodobá stáž v Dubně v Ruské federaci ve skupině zabývající se transmutacemi vyhořelého jaderného paliva s pomocí urychlovačem řízených jaderných reaktorů. Cíle práce bude navrhnout a validovat alternativní metodu k měření výkonových parametrů těchto systémů, mimo jiné např.: zorientovat se v problematice měření teploty a vybrat nejvhodnější měřící metodu (např. termočlánek) pro detekci malých změn teploty, řádově desetiny K; sestrojit měřící aparaturu pro měření; v různých místech spal. tečce rozmístit vhodným způsobem čidla a po experimentu zpětně dopočítat integrální hodnoty; porovnat metodu s jinými měřícími metodami, zejména metodou aktivačních a prahových fólií a s výpočty. Konzultantem práce v SUJV Dubna bude odborník z Oddělení jaderné spektrometrie ze skupiny Dr.Alexandra Alexandroviče Solnyškina.

    Školitel: Katovský Karel, doc. Ing., Ph.D.

  19. Nízkofrekvenční EMC v NN a VN distribučních sítích vysoce zatížených rozloženou nelineární, dynamickou a parametrickou zátěží

    Zajištění elektromagnetické kompatibility v distribučních sítích z hlediska deformace a změn velikosti napětí je odvozeno od definovaných úrovní odolnosti spotřebičů a zjednodušeného lineárního jednofázového schématu a jednoduchého pravděpodobnostního modelu (např. IEC 61000-1-4). Výsledkem jsou meze emisí nelineárních/dynamických zátěží (např. IEC 61000-3-2, 3-3, 3-11, 3-12). Jak ale ukazuje praxe, předpoklady těchto modelů se neshodují s reálnými výsledky. Disertační práce je zaměřena na vývoj modelů obecných nelineárních a dynamických zátěží s unifikovanou parametrizací vlastností zahrnující stupeň distribuce v topologicky reprezentativních systémech. Takto vzniklé modely budou verifikovány pomocí simulací a srovnáním s výsledky z reálných sítí, z cílem nalézt mezní stavy pro spolehlivý provoz v definovaných mezích kvality napětí. Při řešení je předpokládán analytický a statistický přístup s cílem navrhnout procesy modelování s vyšší spolehlivostí predikce, které mohou být použity namísto doposud používaných. Téma je součástí řešení výzkumného úkolu. Předpokládaná mezinárodní vědecká spolupráce. Informace: drapela@feec.vutbr.cz.

    Školitel: Drápela Jiří, prof. Ing., Ph.D.

  20. Nové metody řízení rychlosti asynchronních strojů

    Náhradní zapojení asynchronního stroje může mít tvar T-článku, Gama-článku nebo Inverzního gama-článku. Nové metody řízení jsou založeny na formálním matematickém přepočtu těchto náhradních zapojení do zcela jiného vhodného tvaru. V rámci výzkumu budou konkrétní metody simulovány v Matlabu-Simulinku, realizovány hardwarově i softwarově a experimentálně ověřeny. Téma je zaměřeno an implementaci řídicích algoritmů do mikroprocesoru. Součástí výzkumu bude experimentální identifikace parametrů náhradních zapojení. Součástí výzkumu bude analýza a syntéza nových typů vinutí pomocí nově vyvinuté analytické metody.

    Školitel: Patočka Miroslav, doc. Dr. Ing.

  21. Nový koncept chránění prvků distribučních sítí při přepětí

    Poruchy svodičů přepětí v provozovaných fotovoltaických elektrárnách (FVE) připojených do sítí vn ukazují na potřebu posouzení a ev. přehodnocení současné praxe v projektování ochrany před přepětím těchto zařízení, jejichž provoz se liší od dosavadních převažujících odběrných zařízení. Charakter provozu FVE je specifický v tom, že v čase kdy nevyrábějí k síti zůstávají připojeny poměrně velké transformátory prakticky naprázdno, navíc s kabelovým rozvodem vn a jím způsobenou dodávkou jalového výkonu do sítě, příp. i s tzv. dekompenzačním zařízením, který má této dodávce jalové energie zabránit, ale které může být příčinou přepětí při přechodových stavech v síti, především při zemních poruchách a jejich vypínání. Cílem práce je návrh konceptu chránění, který bude zahrnovat jak ochranu proti atmosférickým, tak i proti spínacím přepětím. Chránění by mělo být specifikováno zejména pro generátory, motory, transformátory, dekompenzační tlumivky a zaměřeno zejména na úroveň vysokého napětí.

    Školitel: Toman Petr, prof. Ing., Ph.D.

  22. Optimalizace uzemňovacích systémů založená na kvantifikované analýze rizik

    Problematika návrhu uzemňovacích systémů a způsob provozu sítí při poruchách jsou klíčovými faktory ovlivňujícími bezpečnost elektrických sítí. Na druhé straně vybudování zaručeně bezpečné elektrické sítě je velmi obtížné, velmi nákladné a pro přenosy velkých výkonů téměř nerealizovatelné. Cílem práce je podrobná analýza rizik a aplikace výsledků do návrhu metodiky pro optimální návrh systémů uzemnění.

    Školitel: Toman Petr, prof. Ing., Ph.D.

  23. Ostrovní DC síť pro objekty s obnovitelnými zdroji energie

    Koncepční řešení ostrovní DC sítě, kde zdrojovou základnu tvoří hybridní energetický systém (fotovoltaika, větrná turbína, akumulace). Cílem je navrhnout technické řešení energetického systému umožňujícího v případě nedostatku/přebytku energie spolupráci s AC sítí a současně zabezpečení bezpečného napájení objektu. Součástí řešení bude i návrh a testování řídícího a monitorovacího algoritmu.

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

  24. Radiační transport energie v plazmatu elektrického oblouku

    Řešení energetické bilance v plazmatu oblouku se zaměřením na stanovení energie vyzářené. Studium vlivu spektrálního intervalu a vliv molekulárních složek na radiační transport energie. Návrh programu pro výpočet koeficientu absorpce vybraného typu termického plazmatu.

    Školitel: Aubrecht Vladimír, prof. RNDr., CSc.

  25. Regulace napětí v aktivních distribučních sítích

    S rozvojem a transformací distribučních sítí od pasivních k aktivním zahrnujícím distribuované zdroje elektrické energie s rozšířenými možnostmi regulace spotřeby vzrůstá z důvodu nezbytnosti zajištění elektromagnetické kompatibility i nutnost regulace napětí z hlediska různých parametrů. Cílem práce je návrh koordinace a systému regulace napětí s uvažování úplné množiny využitelných technických prostředků. Téma je součástí řešení výzkumného úkolu. Předpokládaná spolupráce s provozovateli DS a mezinárodní vědecká spolupráce. Informace: drapela@feec.vutbr.cz.

    Školitel: Drápela Jiří, prof. Ing., Ph.D.

  26. Regulace napětí v distribučních sítích s vysokým podílem stochastických zdrojů

    Stále rostoucí podíl stochastických zdrojů v sítích má vliv na stabilitu napětí v průběhu dne. V důsledku proměnlivé dodávky výkonu do elektrizační soustavy z těchto zdrojů dochází ke kolísání odchylek napětí v průběhu denního diagramu. Současné prostředky používané k regulaci napětí v některých případech nedokáží zajistit požadovanou úroveň napětí ve všech odběrných místech sítě. Cílem práce je zmapovat nové možnosti a prostředky pro regulaci napětí v distribuční soustavě a navrhnout koncepci této regulace s ohledem na současný vývoj zdrojové základny.

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

  27. Řízení asynchronního motoru s ohledem na účinnost při činnosti v širokém rozsazu otáček a momentu

    Téma se zabývá problematikou co nejpřesnějšího modelování ztrát v asynchronním stroji tak, aby bylo možné všechny podstatné ztráty při daných momentech a otáčkách vyjádřit jako funkci rotorového kmitočtu a sycení. Pak lze nalézt lokální minimum ztrát a jemu odpovídající optimámální rotorvý kmitočet a sycení. Tato analytická úloha vyžaduje zpřesněný model stroje a také respekování přesycení magnetizační indukčnosti, k němuž v praxi dochází.

    Školitel: Vorel Pavel, doc. Ing., Ph.D.

  28. STUDIUM DYNAMICKÝCH VLASTNOSTÍ KLUZNÉHO KONTAKTU

    Téma zahrnuje problematiku kluzného kontaktu ve speciálních aplikacích elektromechanických systémů, provozovaných v dynamických provozních podmínkách ( spouštění, regulace, apod.) s vysokými jmenovitými hodnotami proudu, napětí, otáček, rychlosti a definovanými parametry okolního prostředí. Vzhledem k tomu, že vývoj elektromechanických systémů je zejména v současné době spojen s požadavkem vysoké spolehlivosti a definované životnosti, mělo by být cílem práce prodloužení životnosti kluzného kontaktu, snížení degradace stacionární i pohybující se části kluzného kontaktu, eliminace vlivu okolí na vedení proudu mezi stacionární a pohyblivou částí kluzného kontaktu.

    Školitel: Veselka František, doc. Ing., CSc.

  29. Svítidla s autonomním napájením z obnovitelných zdrojů

    Téma je zaměřeno na výzkum a vývoj autonomních svítidel napájených z lokálního obnovitelného zdroje. Přestože jsou tato svítidla již komerčně dostupná, jejich rozšířenost je minimální. Přesto se nabízí značný potenciál a to jak v oblasti veřejného osvětlení, tak v oblasti průmyslu, komerčních budov i občanských staveb. Díky pokročilým technologiím světelných zdrojů na bázi LED a novým optickým systémům lze dnes velice precizně zpracovat vyzařovací charakteristiky s vysokou účinností přenosu světla a zároveň minimalizovat spotřebu elektrické energie. V rámci práce provede student analýzu potenciálu dostupných obnovitelných zdrojů v rámci vybraných lokalit, možnosti konverze na elektrickou energii, její účinnou akumulaci a optimální konverzi na světlo. Počítá se s využitím pohybových detektorů, detektorů intenzity okolního osvětlení, popř. predikce dostupnosti obnovitelného zdroje ve spojení se simulačními programy pro předpověď počasí. Tím se dá předejít vyčerpání akumulované energie v případě dlouhodobějšího nedostatku např. slunečního svitu bez navyšování kapacity akumulační baterie. Další možnou oblastí výzkumu by mohla být schopnost kooperace těchto svítidel v rámci malých sítí s možností sdílení akumulované energie, tedy kapacit instalovaných akumulátorů.

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

  30. Syntéza a analýza nových typů střídavých vinutí

    Výzkum bude zaměřen na analýzu a syntézu nových typů vinutí pomocí nově vyvinuté analytické metody a na experimentální ověřování jejich vlastností. Součástí výzkumu bude experimentální identifikace parametrů náhradního zapojení asynchronního stroje. Náhradní zapojení může mít tvar T-článku, Gama-článku nebo Inverzního gama-článku. V rámci výzkumu budou rovněž vyvíjeny nové metody řízení, které jsou založeny na formálním matematickém přepočtu těchto náhradních zapojení do zcela jiného vhodného tvaru. Tyto metody budou simulovány v Matlabu-Simulinku, realizovány hardwarově i softwarově a experimentálně ověřovány.

    Školitel: Patočka Miroslav, doc. Dr. Ing.

  31. Systém pro řízení kvality a toků elektrické a tepelné energie v budovách s obnovitelnými zdroji energie

    Zhodnoťte současné možnosti (celosvětově) řízení a monitoringu energetických systémů budov s obnovitelnými zdroji energie. Navrhněte a vytvořte jednotný systém regulace a řízení pro systém, který bude zahrnovat tepelné čerpadlo, solární termický kolektor a hybridní energetický systém s akumulací (fotovoltaika, větrná turbína) tak, aby bylo dosaženo maximální možné interakce mezi jednotlivými zdroji a zařízeními s ohledem na okolní vlivy. Výchozím předpokladem navrženého systému je koncepce založená na využití PLC.

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

  32. Systémy chránění distribučních sítí s velkým podílem zdrojů rozptýlené výroby

    Integrace velkého počtu obnovitelných zdrojů energie při malé velikosti výrobních zdrojů do struktury výroby elektřiny bude vyžadovat nové struktury rozvodných sítí a nové strategie pro jejich provoz a řízení s cílem zajistit jejich účinnost, bezpečnost, udržitelnost, spolehlivost a kvalitu dodávky. Lze předpokládat, že v distribučních sítích (DS) se bude řešit: • změna toku energie - chránění distribučních sítí se bude více podobat chránění přenosových systémů, do kterých v současné době pracuje většina zdrojů, • nové algoritmy ochran, které budou schopny se vyrovnat s nižšími hodnotami zkratových proudů v důsledku malých zkratových příspěvků generátorů s měniči, • nové řídící aplikace pro zdroje rozptýlené výroby připojené k distribuční síti pro jejich ovládání, rekonfigurace , synchronizace a opětného zapnutí, • rozvoj silných komunikačních sítí v s integrací dat na základě IEC 61850, • spolehlivá detekce ostrovů a schopnost záměrného vytvoření ostrovního provozu v části sítě.

    Školitel: Orságová Jaroslava, doc. Ing., Ph.D.

  33. Vliv osvětlovací techniky na životní prostředí

    Téma je zaměřeno na důkladný rozbor vlivu světelných zdrojů, svítidel a jejich řízení na životní prostředí. Hlavní část by se měla zabývat analýzou energetické a ekologické bilance světelných zdrojů a svítidel při výrobě, provozu a následné ekologické likvidaci. Téma v současné době, kdy je vhodné hospodárně nakládat s energiemi, nabývá na důležitosti. Výsledkem by mělo být ohodnocení jednotlivých komponentů potřebných k výrobě osvětlovací techniky z různých hledisek (energetického, ekologického apod.)

    Školitel: Škoda Jan, Ing., Ph.D.

  34. Vysokootáčkové asynchronní motory pro dynamometry

    Cílem je výzkum a vývoj vysokootáčkového asynchronního stroje pro dynamometry. Jedná se o stroj 200kW, 20000ot/min. Tyto stroje musí splňovat vysoké nároky na dynamiku, to znamená mít malý moment setrvačnosti a dostatečnou tuhost, vysokou účinnost a spolehlivost. Výsledkem vývoje bude optimalizace stroje s využitím algoritmů umělé inteligence, simulace a měření dynamických vlastností. Pro ověření výpočtů a simulací bude postaven funkční vzorek. Výzkum je v souladu s výzkumnými cíli Centra kompetencí a ve spolupráci s firmou VUES Brno.

    Školitel: Ondrůšek Čestmír, doc. Ing., CSc.

  35. Vysokootáčkové synchronní stroje s permanentními magnety pro dynamometry

    Vysokootáčkové synchronní stroje s permanentními magnety pro dynamometry. Jedná se o stroj 120kW, 30000ot/min. Tyto stroje musí splňovat vysoké nároky na dynamiku, to znamená mít malý moment setrvačnosti a dostatečnou tuhost, vysokou účinnost a spolehlivost. Výsledkem vývoje bude optimalizace stroje s využitím algoritmů umělé inteligence, simulace a měření dynamických vlastností. Pro ověření výpočtů a simulací bude postaven funkční vzorek. Výzkum je v souladu s výzkumnými cíli Centra kompetencí a ve spolupráci s firmou VUES Brno.

    Školitel: Ondrůšek Čestmír, doc. Ing., CSc.

  36. Využití částečných výbojů pro identifikaci poruchových jevů v distribučních sítích.

    Spolehlivost dodávky elektrické energie patří k dlouhodobým prioritám vyspělé společnosti. S tím souvisí potřeba rychlé a spolehlivé lokalizace poruch vznikajících na prvcích elektrizační soustavy. V řadě případů je možné poruchu identifikovat v začátečním stadiu a předejít tak jejímu rozšíření a následným výpadkům. Cílem práce je analýza současných metod využívajících analýzu částečných výbojů pro hodnocení stavu jednotlivých zařízení a následně využití získaných poznatků pro detekci vznikajících poruch v distribuční soustavě. Příkladem může být zhoršený izolační stav transformátorů, průchodek, jednopólová porucha na vedení s izolovanými vodiči, atd.

    Školitel: Toman Petr, prof. Ing., Ph.D.

  37. VYUŽITÍ NANOTECHNOLOGIÍ V ELEKTROMECHANICKÝCH SYSTÉMECH

    Téma je zaměřeno na aplikaci nanotechnologií u elektrických strojů, zejména s kluzným kontaktem. Práce navazuje na rozsáhlé znalosti a dovednosti v této oblasti, které byly získány na ÚVEE FEKT VUT v Brně při aplikaci moderních technologií v konstrukci elektrických strojů. Cílem je zjištění závislostí a vazeb mezi jednotlivými komponenty, v různém konstrukčním a technologickém provedení s vazbou např. na EMC.. Problematika je na ÚVEE řešena průběžně a je dosahováno zajímavých výsledků publikovaných na mezinárodní úrovni. Ústav disponuje speciálními měřicími pracovišťi pro praktické ověřování teoretických předpokladů a spolupracuje se špičkovými firmami.

    Školitel: Veselka František, doc. Ing., CSc.

  38. Využití systému TANGRA (TAgged Neutrons and Gamma RAys) pro analýzu složení látek a studium reakčních rychlostí fúzních neutronů

    Nové experimentální zařízení TANGRA, které bude využíváno pro výzkum různých neutronových reakcí např. (n,xn), (n,xng), (n,g), (n,f) na mnoha důležitých izotopech pro jadernou energetiku, vědu a průmysl (235,238U, 237Np, 239Pu, 244,245,248Cm), je sestavováno a testováno v Laboratoři neutronové fyziky ve Spojeném ústavu jaderného výzkumu v Dubně. Student bude součástí týmu projektu TANGRA a bude přispívat k vývoji zařízení a bude jej jeho využívat zejména pro vědecké účely pro oblast jaderné energetiky. Součástí řešení tématu je dlouhodobý pobyt v SUJV Dubna v Ruské federaci. Konzultant práce bude Dr. Yurij Nikolaevich Kopatch, vědecký pracovník LNF a vedoucí sektoru Výzkumu jaderných reakcí neutronů.

    Školitel: Katovský Karel, doc. Ing., Ph.D.

  39. Využití tarifních měřidel s rozšířenou funkcí pro řízení distribučních soustav

    Hlavní funkcí elektroměrů je měřit elektrickou energii v definovaném místě elektrické sítě. Kromě toho však mohou elektroměry plnit řadu dalších funkcí. Například mohou být využity pro měření dalších elektrických veličin vypovídajících o stavu elektrické sítě a následně použitelných, v rámci konceptu Smart Grids, pro její řízení. Cílem je definovat potřebné funkce měřidel a jejich začlenění do jednotlivých bezpečnostně-technických vrstev řízení distribučních sítí. Dále optimalizovat měřící funkce a koncentraci dat pro jednotlivé úlohy. Téma je součástí řešení výzkumného úkolu. Předpokládaná spolupráce s provozovateli DS a mezinárodní vědecká spolupráce. Informace: drapela@feec.vutbr.cz.

    Školitel: Drápela Jiří, prof. Ing., Ph.D.

  40. Výzkum potenciálu elektromobilů jako energetických akumulačních prvků

    Téma je zaměřeno na oblast řešení jedné z klíčových otázek současné energetiky, kterou je technologie akumulace elektrické energie. Nabízí se potenciál v současné době rychle rostoucí elektromobility. Využití elektromobilů jako akumulátorů energie není sice novou myšlenkou, ale zatím nejsou známy praktické a rozšířené aplikace, které by měly celý koncept detailně zpracovaný. Student by v rámci studia provedl rešerši dosavadních řešení, vytvořil by simulační model elektromobilu a dále by mohl pracovat s reálným prototypem elektromobilu, který by poskytoval reálná data z měření a provozu. Cílem je ověřit myšlenku využití akumulačních baterií pro další účely, vedle napájení trakčního pohonu automobilu. Dále definovat podmínky, jak by taková aplikace v praxi vypadala a případně provést demonstrační provozní testování a sběr dat s jejich vyhodnocením. Nabízí se i využití dat z elektromobilu VUT v Brně Škoda Superb.

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

  41. Výzkum vlivu inovovaných povrchových úprav palivových proutků jaderného paliva na krizi přestupu tepla

    Student bude provozovat a využívat unikátní experimentální zařízení budované na Ústavu elektroenergetiky FEKT VUT pro studium krize přestupu tepla v lehké vodě při středně nízkých tlacích. Cílem výzkumu je dát zásadní informace o vlivu inovovaných nebo jinak modifikovaných povrchů palivových proutků na rozvoj krize varu, což je důležité zejména pro bezpečnostní a havarijní analýzy tlakovodních a varných jaderných reaktorů.

    Školitel: Katovský Karel, doc. Ing., Ph.D.

  42. Vzájemné působení konstrukčních materiálů a spínacího oblouku ve výkonových spínacích přístrojích nízkého napětí

    Na základě požadavků kladených na konstrukční materiály bude studována problematika přestupu tepla z výbojového prostoru spínacího oblouku do materiálů v kontaktu s obloukem. Následně budou vybrané materiály podrobně experimentálně prozkoumány s cílem nalézt rozhodující veličiny pro numerické simulace zahrnující problematiku spínacího oblouku (elektrický odpor, tepelná vodivost, měrná tepelná kapacita, teplota tání a vypařování) a jejich funkční závislosti na vybraných parametrech. Vytvořená numerická simulace spínacího oblouku bude verifikována experimentálními testy v Laboratoři spínacích přístrojů.

    Školitel: Aubrecht Vladimír, prof. RNDr., CSc.


Struktura předmětů s uvedením ECTS kreditů (studijní plán)

1. ročník, zimní semestr
ZkratkaNázevJ.Kr.Pov.Uk.Hod. rozsahSk.Ot.
DTK2Aplikovaná kryptografiecs4Volitelný oborovýdrzkS - 39ano
DET1Elektrotechnické materiály, materiálové soustavy a výrobní procesycs4Volitelný oborovýdrzkS - 39ano
DEE1Matematické modelování v elektroenergeticecs4Volitelný oborovýdrzkS - 39ano
DME1Mikroelektronické systémycs4Volitelný oborovýdrzkS - 39ano
DRE1Návrh moderních elektronických obvodůcs4Volitelný oborovýdrzkS - 39ano
DFY1Rozhraní a nanostrukturycs4Volitelný oborovýdrzkS - 39ano
DTE1Speciální měřicí metodycs4Volitelný oborovýdrzkS - 39ano
DAM1Vybrané kapitoly řídicí technikycs4Volitelný oborovýdrzkS - 39ano
DVE1Vybrané statě z výkonové elektroniky a elektrických pohonůcs4Volitelný oborovýdrzkS - 39ano
DBM1Vyšší metody zpracování a analýzy obrazůcs4Volitelný oborovýdrzkS - 39ano
DJA6Angličtina pro doktorandycs4Volitelný všeobecnýdrzkCj - 26ano
DMA1Statistika. stochastické procesy, operační výzkumcs4Volitelný všeobecnýdrzkS - 39ano
DEIZVědecké publikování od A do Zcs2Volitelný všeobecnýdrzkS - 8ano
1. ročník, letní semestr
ZkratkaNázevJ.Kr.Pov.Uk.Hod. rozsahSk.Ot.
DME2Mikroelektronické technologiecs4Volitelný oborovýdrzkS - 39ano
DRE2Moderní digitální bezdrátová komunikacecs4Volitelný oborovýdrzkS - 39ano
DTK1Moderní síťové technologiecs4Volitelný oborovýdrzkS - 39ano
DTE2Numerické úlohy s parciálními diferenciálními rovnicemics4Volitelný oborovýdrzkS - 39ano
DFY2Spektroskopické metody pro nedestruktivní diagnostikucs4Volitelný oborovýdrzkS - 39ano
DET2Vybrané diagnostické metody, spolehlivost, jakostcs4Volitelný oborovýdrzkS - 39ano
DAM2Vybrané kapitoly měřicí technikycs4Volitelný oborovýdrzkS - 39ano
DBM2Vybrané problémy biomedicínského inženýrstvícs4Volitelný oborovýdrzkS - 39ano
DEE2Vybrané problémy z výroby elektrické energiecs4Volitelný oborovýdrzkS - 39ano
DVE2Vybrané statě z elektrických strojů a přístrojůcs4Volitelný oborovýdrzkS - 39ano
DJA6Angličtina pro doktorandycs4Volitelný všeobecnýdrzkCj - 26ano
DMA2Diskrétní procesy v elektrotechnicecs4Volitelný všeobecnýdrzkS - 39ano
DEIZVědecké publikování od A do Zcs2Volitelný všeobecnýdrzkS - 8ano
1. ročník, celoroční semestr
ZkratkaNázevJ.Kr.Pov.Uk.Hod. rozsahSk.Ot.
DQJAZkouška z angličtiny před státní doktorskou zkouškucs4Povinnýdrzkano