studijní program

Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Fakulta: FEKTZkratka: DKC-SEEAk. rok: 2020/2021

Typ studijního programu: doktorský

Kód studijního programu: P0713D060005

Udělovaný akademický titul: Ph.D.

Jazyk výuky: čeština

Akreditace: 28.5.2019 - 27.5.2029

Forma studia

Kombinované studium

Standardní doba studia

4 roky

Garant programu

Rada studijního programu

Oblasti vzdělávání

Oblast Téma Podíl [%]
Elektrotechnika Bez tematického okruhu 60
Energetika Bez tematického okruhu 40

Cíle studia

Studijní program doktorského studia je zaměřen na přípravu špičkových vědeckých a výzkumných specialistů v nejrůznějších oblastech výkonové elektrotechniky, řídicí techniky, návrhu elektrických strojů, výroby a rozvodu elektrické energie, a užití elektrické energie.
Cílem je poskytnout ve všech těchto dílčích zaměřeních doktorské vzdělání absolventům vysokoškolského magisterského studia, prohloubit jejich teoretické znalosti, dát jím též potřebné speciální vědomosti i praktické dovednosti a naučit je metodám vědecké práce.

Profil absolventa

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

Charakteristika profesí

Absolvent doktorského studijního programu "Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika" získá hluboké 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.

Podmínky splnění

Studium doktoranda probíhá podle individuálního studijního plánu, který zpracuje v úvodu studia školitel doktoranda ve spolupráci s doktorandem. V individuálním studijním plánu jsou specifikovány všechny povinnosti stanovené v souladu se Studijním a zkušebním řádem VUT, které musí doktorand k úspěšnému ukončení studia splnit. Tyto povinnosti jsou časově rozvrženy do celého období studia, jsou bodově ohodnoceny a v pevně daných termínech probíhá kontrola jejich plnění.
Student si zapíše a vykoná zkoušku z povinného kurzu Zkouška z angličtiny před státní doktorskou zkouškou, z povinně volitelných předmětů ohledem na zaměření jeho disertační práce, přičemž alespoň dva jsou voleny z: Matematické modelování v elektroenergetice, Vybrané problémy z výroby elektrické energie, Vybrané statě z výkonové elektroniky a elektrických pohonů, Vybrané statě z elektrických strojů a přístrojů, a dále minimálně dvou volitelných předmětů (Angličtiny pro doktorandy; Citování ve vědecké praxi; Řešení inovačních zadání; Vědecké publikování od A do Z).
Ke státní doktorské zkoušce se může student přihlásit až po vykonání všech zkoušek předepsaných jeho individuálním studijním plánem. Před státní doktorskou zkouškou student vypracuje pojednání k disertační práci, v němž detailně popíše cíle práce, důkladné zhodnocení stavu poznání v oblasti řešené disertace, případně charakteristiku metod, které hodlá při řešení uplatňovat.
Obhajoba pojednání, které je oponováno, je součástí státní doktorské zkoušky. V další části zkoušky musí student prokázat hluboké teoretické i praktické znalosti v oblasti elektrotechniky, elektroniky, elektrických strojů a elektrických přístrojů. Státní doktorská zkouška probíhá ústní formou a kromě diskuze nad pojednáním k disertačním práce se také skládá z tematických okruhů týkajících se povinných a povinně volitelných předmětů.
K obhajobě disertační práce se student hlásí po vykonání státní doktorské zkoušky a po splnění podmínek pro ukončení, jakými jsou účast na výuce, vědecká a odborná činnost (tvůrčí činnost), a minimálně měsíční studijní nebo pracovní stáž na zahraniční instituci anebo účasti na mezinárodním tvůrčím projektu.

Vytváření studijních plánů

Studium doktoranda probíhá podle individuálního studijního plánu (dále jen ISP), který zpracuje v úvodu studia školitel doktoranda ve spolupráci s doktorandem. Individuální studijní plán je pro doktoranda závazný. Jsou v něm specifikovány všechny povinnosti stanovené v souladu se Studijním a zkušebním řádem VUT, které musí doktorand k úspěšnému ukončení studia splnit. Tyto povinnosti jsou časově rozvrženy do celého období studia, jsou bodově ohodnoceny a v pevně daných termínech probíhá kontrola jejich plnění. Průběžné bodové hodnocení všech aktivit doktoranda je vedeno v dokumentu „Celkové bodové hodnocení doktoranda“ a je součástí ISP. Při zahájení dalšího roku studia pak školitel do ISP zaznamená případné změny. Nejpozději do 15. 10. každého roku studia odevzdává doktorand vytištěný a podepsaný ISP na vědeckém oddělení fakulty ke kontrole a založení.
Během prvních čtyř semestrů skládá doktorand zkoušky z povinných, povinně volitelných anebo volitelných předmětů pro splnění bodových limitů ze Studijní oblasti, a současně se intenzivně zabývá vlastním studiem a analýzou poznatků v oboru stanoveném tématem disertační práce a průběžným publikováním takto získaných poznatků a vlastních výsledků. V dalších semestrech se doktorand již více soustřeďuje na výzkum a vývoj, který souvisí s tématem disertační práce, na publikování výsledků své tvůrčí práce a na vlastní zpracování disertační práce.
Do konce druhého roku studia skládá doktorand státní doktorskou zkoušku, kterou prokazuje široký rozhled a hluboké znalosti v oboru, souvisejícím s tématem disertační práce. K této zkoušce se musí přihlásit nejpozději do 30. dubna ve druhém roce svého studia. Státní doktorské zkoušce předchází zkouška z anglického jazyka.
Ve třetím a čtvrtém roce svého studia provádí doktorand potřebnou výzkumnou činnost, publikuje dosažené výsledky a zpracovává svoji disertační práci. Součástí studijních povinností v doktorském studijním programu je absolvování části studia na zahraniční instituci nebo účast na mezinárodním tvůrčím projektu s výsledky publikovanými nebo prezentovanými v zahraničí nebo jiná forma přímé účasti studenta na mezinárodní spolupráci, což je nutné doložit nejpozději při odevzdání disertační práce.
Doktorandi ve čtvrtém roce studia předkládají do konce zimního zkouškového období svému školiteli rozpracovanou disertační práci, který ji ohodnotí. Disertační práci doktorand odevzdává do konce 4. roku studia.
Student prezenční formy doktorského studia je v průběhu studia povinen absolvovat pedagogickou praxi, tj. působit v procesu výuky. Zapojení doktoranda do pedagogické činnosti je součástí jeho vědecké přípravy. Pedagogickou praxí doktorand získává zkušenosti v předávání poznatků a zdokonaluje prezentační dovednosti. Skladbu pedagogických aktivit (cvičení, laboratorní cvičení, vedení projektů apod.) určí doktorandovi vedoucí daného ústavu po dohodě se školitelem. Povinnost pedagogické praxe se nevztahuje na doktorandy-samoplátce a na doktorandy v kombinované formě studia. Zapojení do výuky v rámci pedagogické praxe potvrdí po jejím splnění školitel v IS VUT.

Vypsaná témata doktorského studijního programu

  1. Integrovaná metrika oslnění pro různé aplikace osvětlení

    Oslnění je nepříznivý stav zraku, který nejen že způsobuje nepříjemný pocit, ale má rovněž nepříznivý vliv na výkonost zrakového systému. Pro hodnocení oslnění se používá několik vztahů, mající vazbu vždy na určitou aplikační sféru. Pro oslnění umělou osvětlovací soustavou v interiérech se používá UGR, pro hodnocení oslnění denním světlem skrze okna se používá DGP a DGI atd. Nevýhodou těchto metrik je to, že jsou naladěny na určitý typ osvětlení (kancelářské, sportovní, pouliční osvětlení atd.) a rovněž jsou specifikovány pro určitý typ osvětlovací soustavy (např. svítidla na bázi zářivek s opálovým difuzorem, okna atd.). Podstata všech je založena na empirických datech a nikoliv na fyziologickém či psychologickém modelu. Z tohoto důvodu není možné výše uvedené metriky rozšiřovat na libovolné aplikace, což přináší problémy zejména v době, kdy se do osvětlovací techniky dostávají LED zdroje, které generují světlo jednak z malé plochy a navíc se specifickým spektrem. Úkolem studenta tohoto doktorského tématu by mělo být alespoň částečné nalezení odpovědí na otázku: „ Jaký fyziologický nebo psychologický mechanizmus je zodpovědný za nepříjemné pocity způsobené nadměrným jasem?“ Na základě předchozí odpovědi následně vypracovat model rušivého oslnění vyplývající z nadměrných kontrastů, který by se dal následně zobecnit na další použití ve světelné technice. Toto téma je podporováno mezinárodní komisí pro osvětlování CIE a je zařazeno mezi 10 strategických výzkumných cílů ve světelné technice. Součástí doktorského studia bude stáž na zahraničním výzkumném pracovišti.

    Školitel: Škoda Jan, Ing., Ph.D.

  2. Nabíjecí stanice pro elektromobily jako prvek elektrizační soustavy

    V souvislosti se současným postupným rozvojem hybridních automobilů a elektromobilů (EVs) se stále naléhavěji ukazuje potřeba rozvoje nabíjecích stanic pro tento typ dopravy. Téma je zaměřeno na návrh a energetickou analýzu konceptu nabíjecí stanice s integrovanou akumulací a s podporou obnovitelného zdroje energie. Na základě navržené koncepce budou sestaveny matematické modely jednotlivých částí systému a bude provedena energeticko-ekonomická analýza s cílem ověřit možnost využití takto koncipované sestavy pro snížení zátěže sítě v odběrném místě. Předpokládá se přímá možnost spolupráce na konkrétním řešení s energetickou společností. Součástí doktorského studia bude stáž na zahraničním výzkumném pracovišti.

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

  3. Řízení veřejného osvětlení ve Smart City

    Téma reflektuje aktuální trend rozvoje chytrých technologií do oblastí lidských činností. Jednou s nich je i bezpochyby provoz veřejného osvětlení (VO). Smyslem doktorského studia na tomto tématu by měl být výzkum propojující problematiku nočního svícení s oblastmi vidění, životního prostředí, bezpečnosti a energetiky. V souladu s obecnými předpoklady kladenými na provoz chytrého VO, se očekává regulace světelně-technických parametrů svítidel v závislosti na čase a aktuální hustotě dopravy. Směr výzkumu by tedy měl vést k propojení výše zmiňovaných oblastí a nalezení rovnováhy mezi nimi. Očekává se, že nalezené závěry budou vycházet nejen ze simulací světelně-technických situací, ale i z jejich praktického objektivního a především i subjektivního hodnocení, zahrnující nejlépe více než sto respondentů. Výsledek práce by následně měl vyústit v podklad pro novelizaci norem pro veřejné osvětlení. Součástí doktorského studia bude stáž na zahraničním výzkumném pracovišti.

    Školitel: Škoda Jan, Ing., Ph.D.

  4. Využití akumulace pro podporu chodu elektrizační soustavy

    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), akumulátory na bázi Lithia 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. Součástí doktorského studia bude stáž na zahraničním výzkumném pracovišti.

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

Struktura předmětů s uvedením ECTS kreditů (studijní plán)

Libovolný ročník, zimní semestr
ZkratkaNázevJ.Kr.Pov.Uk.Hod. rozsahSk.Ot.
DKC-ET1Elektrotechnické materiály, materiálové soustavy a výrobní procesycs4Povinně volitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
DKC-EE1Matematické modelování v elektroenergeticecs4Povinně volitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
DKC-ME1Moderní mikroelektronické systémycs4Povinně volitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
DKC-RE1Návrh moderních elektronických obvodůcs4Povinně volitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
DKC-TK1Optimalizační metody a teorie hromadné obsluhycs4Povinně volitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
DKC-FY1Rozhraní a nanostrukturycs4Povinně volitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
DKC-TE1Speciální měřicí metodycs4Povinně volitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
DKC-MA1Statistika. stochastické procesy, operační výzkumcs4Povinně volitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
DKC-AM1Vybrané kapitoly řídicí technikycs4Povinně volitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
DKC-VE1Vybrané statě z výkonové elektroniky a elektrických pohonůcs4Povinně volitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
DKC-JA6Angličtina pro doktorandycs4VolitelnýdrzkK - 26 / Cj - 26ano
DKC-RIZŘešení inovačních zadánícs2VolitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
DKC-EIZVědecké publikování od A do Zcs2VolitelnýdrzkK - 26 / S - 26ano
Libovolný ročník, letní semestr
ZkratkaNázevJ.Kr.Pov.Uk.Hod. rozsahSk.Ot.
DKC-TK2Aplikovaná kryptografiecs4Povinně volitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
DKC-MA2Diskrétní procesy v elektrotechnicecs4Povinně volitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
DKC-ME2Mikroelektronické technologiecs4Povinně volitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
DKC-RE2Moderní digitální bezdrátová komunikacecs4Povinně volitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
DKC-EE2Nové trendy a technologie výroby energiecs4Povinně volitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
DKC-TE2Numerické úlohy s parciálními diferenciálními rovnicemics4Povinně volitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
DKC-FY2Spektroskopické metody pro nedestruktivní diagnostikucs4Povinně volitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
DKC-ET2Vybrané diagnostické metody, spolehlivost, jakostcs4Povinně volitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
DKC-AM2Vybrané kapitoly měřicí technikycs4Povinně volitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
DKC-VE2Vybrané statě z elektrických strojů a přístrojůcs4Povinně volitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
DKC-JA6Angličtina pro doktorandycs4VolitelnýdrzkK - 26 / Cj - 26ano
DKC-CVPCitování ve vědecké praxics2VolitelnýdrzkP - 26 / K - 26ano
DKC-RIZŘešení inovačních zadánícs2VolitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
Libovolný ročník, celoroční semestr
ZkratkaNázevJ.Kr.Pov.Uk.Hod. rozsahSk.Ot.
DKC-QJAZkouška z angličtiny před státní doktorskou zkouškucs4PovinnýdrzkK - 3 / - 3ano