diplomová práce

Využití solární energie pro elektromobilitu

Text práce 2.55 MB

Autor práce: Ing. Miroslav Harant

Ak. rok: 2019/2020

Vedoucí: doc. Ing. Petr Baxant, Ph.D.

Oponenti: Ing. Jaromír Marušinec, Ph.D., MBA, Ing. Jan Morávek, Ph.D.

Abstrakt:

Diplomová práce pojednává o využití solární energie pro elektromobilitu. Nejdříve je teoreticky rozebrán potenciál elektromobility na současném trhu. Do této problematiky patří zejména výrobci elektricky poháněných vozidel, problematika akumulace elektrické energie a jsou zde popsány reálné aplikace rychlonabíjecích a fotovoltaických nabíjecích stanic. Druhá část diplomové práce se zaobírá měřením spotřeby elektromobilu a vyhodnocením výsledků z měření. V další části jsou rozebrány elektromobily, které pro svou funkci využívají sluneční energii a jsou porovnány vzhledem k účinnosti s automobily se spalovacími motory. Hlavní částí této práce je návrh fotovoltaické nabíjecí stanice pro elektromobily. Závěrečná část pojednává o ekonomickém zhodnocení navržené nabíjecí stanice.

Klíčová slova:

elektromobil; solární elektromobil; akumulace elektrické energie; elektromotor; nabíjecí systémy pro elektromobily; ostrovní fotovoltaický nabíjecí systém

Termín obhajoby

16.06.2020

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znamkaEznamka

Klasifikace

E

Průběh obhajoby

Student seznámil komisi se svojí diplomovou prací na téma: Využití solární energie pro elektromobilitu. Student odpověděl na otázky oponentů práce. Doplňující otázku položil doc. Mastný. Ke studentovu vysvětlení měl doc. Mastný připomínky. Doc. Toman požádal studenta o upřesnění toho, co student za dobu od své poslední obhajoby v práci upravil, což student objasnil. Doc. Mastný měl doplňující otázky k návratnosti investice, na což student reagoval ne zcela uspokojivě. Doc. Baxant se zeptal na neaktuálnost údajů v práci. Student odpověděl, že vycházel z jednoho zdroje, který v době zpracování diplomové práce aktuální údaje neměl, k čemuž měla komise výtky.

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. Štěpán Foral, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Ilona Lázničková, Ph.D. (člen)
Ing. Lukáš Radil, Ph.D. (člen)
doc. Ing. David Topolánek, Ph.D. (člen)

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

Student Bc. Miroslav Harant vypracoval svou diplomovou práci na téma využití solární elektrické energie pro elektromobilitu. Tato práce shrnuje současné poznatky v oblasti elektromobilů a jejich stavu jak technického, tak ekonomického a se zaměřením na potenciální spojení se solární energií a to buď v přímém použití v elektromobilu a nebo jako solární dobíjecí stanice. Celosvětově se tomuto tématu věnují jen omezené skupiny techniků a to jak ve výzkumných, tak komerčních úrovních. Projekty Light Year, Sono Motors, World Solar Chalenge jsou v práci zmíněny jako výchozí poznatky vědy a techniky. Student měl v rámci práce zhodnotit potenciál pro malý elektromobil, dobíjení ze solární elektrárny, navrhnout koncept elektrárny, popř. vyrobit funkční vzorek. S praktické části však bylo nakonec upuštěno vzhledem ke komplikovaným vládním opatřením a karanténě. Z praktického hlediska student provedl vyhodnocení měření spotřeby dvou elektromobilů provozovaných v různých režimech jízdy z dat, která byla poskytnuta palubním počítačem elektromobilu a měření v distribuční síti provozovatele dobíjecí stanice u obchodního centra v Brně Ivanovicích. I když je toto hodnocení zjednodušené a né příliš výstižné ve smyslu právě využití obnovitelných zdrojů - bez návaznosti na možné napájení např. z FVE, lze jej považovat za dílčí praktickou aktivitu a přínos studenta.
Během semestru byl student spíše neaktivní a pracoval z mého pohledu vedoucího pouze ve velmi časově omezených intervalech a nárazově. Neúčastnil se online jednání, nepodával pravidelný přehled činnosti. Konzultace byly velmi skromné a občasné. Z hlediska zadání práce splňuje body osnovy a mohu ji doporučit k obhajobě. Výsledný počet bodů navržený vedoucím: 60
Zobrazit více

Známka navržená vedoucím: D

Student Bc. Miroslav Harant se ve své diplomové práci zabývá problematikou elektromobilů poháněných sluneční energií. Vzhledem k předloženým faktům a zpracované rešerši je zřejmé, že se nejedná pouze o utopické téma, ale že se na tomto tématu celosvětově pracuje na více rovinách a v budoucnosti to bude nejběžnější energie pro všechnu dopravu. Student přináší souhrn informací z této oblasti a ukazuje na koncepčním návrhu solární dobíjecí stanice, jak lze využít sluneční energii pro pohon elektrického vozidla. Ukazuje i projekty, které se snaží o praktickou realizaci s umístěním FVE přímo na vozidlo. Pokud student bude v tomto oboru pracovat, musí počítat s tím, že decentralizovaná nová energetika i elektromobilita má vlivné ideové odpůrce, na straně klasické spalovací dopravy a centralizované energetiky.

   Mohu konstatovat tyto dílčí závěry posudku:
   1) Práce odpovídá  uvedenému zadání v plném rozsahu.
   2) Strukturu práce hodnotím jako logickou. Začíná od základů problematiky, ke komplikovanějším částem a končí praktickým návrhem pro realizaci.
   3) Mezi jiné poznatky a kritické připomínky bych uvedl skutečnost, že přečerpávací vodní elektrárny neslouží jako zdroj elektrické energie, ale pouze jako akumulace již vyrobené energie s výjimkou elektráren, které mají určitý přírodní přítok.
   4) Co se týká nových poznatků, tak práce ukazuje možnosti, jak konkrétně sestavit malou dobíjecí stanici pro elektromobil s využitím solární energie. Podle návrhu je možné zařízení sestavit a pravděpodobně i úspěšně provozovat.
   5) Výběr studijních pramenů je dostatečný a v rámci možností daného tématu.
   6) Formální stránka práce je dostatečná.
   7) Využití práce spatřuji v blízké budoucnosti při realizaci pilotních projektů solárně napájených a nebo nabíjených elektromobilů.
   8) Práci doporučuji k obhajobě u SZZ. Otázky k obhajobě:
  1. Kolik přibližně km navíc ujede elektromobil Tesla model S v ČR, s průměrnou spotřebou 18kWh/100km, za 14 letních slunečních dnů, díky vodorovnému solárnímu panelu 10m2 s účinností 21%. (popř. až 47%)? Regulátor MPPT, cesty a parkování jsou bez stínu. Nejde o to to spočítat přesně, ale najít způsob, jak to spočítat, a odhadnout kde jsou možné nepřesnosti mající vliv na výsledek.
Výsledný počet bodů navržený oponentem: 95
Zobrazit více

Známka navržená oponentem: A

Posudek oponenta
Ing. Jan Morávek, Ph.D.

Viz přiložený posudek v PDF. Výsledný počet bodů navržený oponentem: 50

Známka navržená oponentem: E

Soubor vložený oponentem Velikost
Posudek oponenta [.pdf] 226,46 kB

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová