bakalářská práce

Power to gas

Text práce 3.65 MB Příloha 363.94 kB

Autor práce: Bc. Hadi Abdallah

Ak. rok: 2019/2020

Vedoucí: Ing. Lukáš Radil, Ph.D.

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

Abstrakt:

Tato práce se zabývá problematikou technologie power-to-gas, která slouží k akumulaci energie tím, že přeměňuje přebytečnou elektrickou energii vyráběnou z obnovitelných zdrojů energie na syntetický zemní plyn. Cílem bylo představit aktuální trendy v oblasti power-to-gas a vytvořit model tohoto systému v OpenModelica.
V práci jsou uvedeny všechny hlavní části systému power-to-gas: výroba elektrické energie, výroba vodíku elektrolýzou, zachycování a separace uhlíku, Sabatierova reakce a typy metanizace. Nejprve byl modelován denní průběh slunečního záření. Poté byl zpracován submodel přeměny záření na elektrickou energii pomocí FV panelů. Dále byl zpracován střídač DC/AC, distribuční cesta a měnič AC/DC pro napájení elektrolyzérů. Stěžejní částí práce bylo zpracování vlastní metanizační jednotky.
Reakce je řešena pomocí van der Waalsovy rovnice reálných plynů. Podle toho je stanovena produkce metanu, který je poté skladován v nádržích. Dále se provádí simulace se dvěma cestami. Za prvé, energie získaná z fotovoltaické elektrárny je přímo vedena přes distribuční soustavu k elektrolyzérům. Za druhé, energie získaná z fotovoltaické elektrárny je přiváděna do 22 kV distribuční sítě, která pak napájí zbytek procesu.
Závěrem práce je zhodnocení, které porovnává celkovou efektivitu systému vzhledem k power-to-gas vůči akumulátorovému úložišti energie.

Klíčová slova:

Skladování energie; vodík; oxid uhličitý; metanizace; power-to-gas; SNG

Termín obhajoby

23.6.2020

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znakmkaAznamka

Klasifikace

A

Průběh obhajoby

Student prezentoval komisi řešení a výsledky své práce Power to gas. Vedoucí práce Ing. Radil a oponentka práce doc. Lázničková seznámili komisi se zněním posudků. Otázky oponentky student správně zodpověděl. Doc. Toman se dotázal na nastavení simulací a jejich výsledky, student otázky pohotově zodpověděl. Doc. Baxant se dále dotázal na účinnost zařízení a použitý způsob modelování, student otázky samostatně zodpověděl.

Jazyk práce

angličtina

Fakulta

Ústav

Studijní program

Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika (BPC-SEE)

Složení komise

doc. Ing. Petr Toman, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Petr Mastný, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Petr Baxant, Ph.D. (člen)
Ing. Karel Katovský, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Ilona Lázničková, Ph.D. (člen)
Ing. Lukáš Radil, Ph.D. (člen)
Ing. David Topolánek, Ph.D. (člen)

Posudek vedoucího
Ing. Lukáš Radil, Ph.D.

Práce stuenta Hadiho Abdallaha se zabývá transformací energie z OZE do syntetického metanu, tzv. P2G (z anglického Power to Gas).

Na úvod musím poznamenat, že student konzultoval nad rámec povinností, v podstatě každý týden. Protože prostředí OpenModelici bylo nové a některé myšlenky musely být upraveny do podoby kódu.

Práce je svým rozsahem a mezioborovým přesahem na velmi dobré úovni.

Je to komplexní model systému P2G, který v sobě zahrnuju, výrobu elektrické energie, tak výrobu metanu. Oceňuji autorovu zaálenost pro věc a ponoření do problému. Nešel cestou rovnicí ideálního plynu, ale pomocí Van der Waalsových konstant pro reálé plyny. Také ladil model elektrický, kdy bylo nutné bloky opravovat přímo v kódu. Chybné označení některých veličin (záměna l a L nebo napětí) pramění z toho, že práce je psaná v angličtině a tím pádem se zaměňuje značení české vs. anglické.

Práce také přináší ucelený pohled na akumualci pomocí P2G vs. statické elektrochemické akumulátory.

Vzhledem k množství odvedené práce hodnotím stupněm A a doporučuji k obhajobě.

Známka navržená vedoucím: A

viz příloha

Známka navržená oponentem: B

Soubor vložený oponentem Velikost
Posudek oponenta [.pdf] 719.63 kB