Studentská grantová soutěž - předchozí roky

Výzkum aktuálních témat v oblasti elektroenergetiky

SP2022/21

Goňo Radomír prof. Ing., Ph.D.

doc. Ing. Tomáš Novák, Ph.D.
doc. Ing. Petr Krejčí, Ph.D.
prof. Ing. Zdeněk Hradílek, DrSc.
doc. Dr. Ing. Zdeněk Medvec

01. 01. 2022 - 31. 12. 2022

Projekt bude řešit aktuální problematiku netradičních zdrojů energie, která souvisí s jejich připojováním do distribuční sítě. Připojování velkého množství těchto zdrojů vede ke zvýšení zpětných vlivů a z hlediska regulace výkonu může dojít až k nestabilitě elektrizační soustavy. Další rozšiřování větrných a solárních systémů musí být spojeno s optimalizací jejich řízení a akumulací energie. Předmětem výzkumu je rovněž zvýšení spolehlivosti dodávky elektřiny, optimalizace ztrát, zkratových a napěťových poměrů. Z provozního hlediska je nutno zjišťovat stav elektrických zařízení a rovněž analyzovat databázi poruch a závad, která povede k optimalizaci údržby zařízení distribuční sítě. Projekt se bude zabývat rovněž "obousměrným provozem" distribuční sítě, tzn. nejen řízením zdrojů, ale i spotřeby. Bude zkoumáno snížení vlivu obnovitelných zdrojů na elektrickou síť s využitím akumulace energie. S tím souvisí i problematika elektrických strojů, přístrojů a ochran. Další částí projektu je analýza alternativních zdrojů pro kogeneraci. Tyto zdroje mají možnost částečné akumulace, takže mohou přispět k vyrovnání odběrového diagramu. Rovněž se bude pokračovat výzkumu v oblasti řízení technologických celků v elektrických stanicích a možností rozšíření malých vodních elektráren. Pokračovat bude i výzkum v oblasti technologií veřejného osvětlení a technologií využívaných v automobilovém průmyslu. Současné trendy nabízejí rozvoje sítí veřejného osvětlení jsou spojené s instalací LED svítidel a přesunutí spínacího bodu z rozvaděčů přímo na svítidla. Díky LED svítidel s přesným vyzařováním a ostrým ořezem světelného toku ve veřejném osvětlení a také u moderních automobilů mohou nastávat situace, které nebudou schopné v určitých oblastech zajistit dostatečnou vertikální složku světelného toku, a tudíž budou generovat nebezpečné situace z pohledu rozeznatelnosti překážek v zorném poli řidiče. Výzkum se zaměří zejména na porovnávání integrálních charakteristik světelného pole způsobeného jak klasickými zdroji (H4, H7 a HPS) tak LED.

Ing. Petr Moldřík, Ph.D.
doc. Ing. Lukáš Prokop, Ph.D.
Ing. Tadeusz Sikora, Ph.D.
Ing. Pavel Valíček, Ph.D.
prof. Ing. Michal Krátký, Ph.D.
doc. Dr. Ing. Veleslav Mach
doc. Dr. Ing. Jiří Gurecký
prof. Ing. Stanislav Rusek, CSc.
doc. Ing. Vladimír Král, Ph.D.
Ing. Petr Bernat, Ph.D.
doc. Ing. Petr Kačor, Ph.D.
Ing. Jan Fulneček, Ph.D.
prof. Ing. Radomír Goňo, Ph.D.
Bc. Petr Mainuš
Ing. Matouš Vrzala, Ph.D.
Ing. Miloš Šikula
Ing. Lumír Kunčický
Ing. Petr Běčák
Ing. Petr Seroiszka
Ing. Ondřej Dolejší
Ing. Patrik Zbořil
Ing. Michal Kotulla
Ing. Richard Stráník
Ing. Jan Petrov
Ing. Radim Kučík
Bc. Michal Kašpárek
Bc. Tomáš Holub
Ing. Dušan Bednárik
Ing. Filip Novák
Bc. Tomáš Hajda
Ing. Karel Trčka
Ing. Tomáš Dočkal
Ing. Jakub Štarha
Bc. Marek Kyselý
Bc. David Mach
Bc. Tomáš Vysloužil
Ing. Tomáš Goňo
Ing. et Ing. Jiří Ullman
Bc. Michal Přinosil
Bc. Tomáš Vojtaššák
Bc. Martin Plaček
Vinh Khuong Nguyen
Bc. Petr Chreno
Bc. Ondřej Sasin
Bc. Jiří Reitšmíd
Ing. Miroslava Goňo, Ph.D., MBA
doc. Ing. Tomáš Novák, Ph.D.
doc. Ing. Petr Krejčí, Ph.D.
prof. Ing. Zdeněk Hradílek, DrSc.
doc. Dr. Ing. Zdeněk Medvec

Specifikace výstupů výzkumu (cíl projektu):
Cílem projektu je výzkum možností optimalizace využití energie z alternativních zdrojů energie z hlediska řízení a napojení na distribuční síť tak, aby nedošlo ke snížení spolehlivosti dodávky elektrické a tepelné energie a k narušení stability energetické soustavy. S příchodem SMART/IoT prvků se otevírají nové možnosti pro provozovatele distribučních soustav, veřejného osvětlení a automobilový průmysl. To všechno s sebou nese nutnost řešení dostatečné konektivity, přijímání/odesílaní dat směrem od infrastruktury nebo obráceně mezi připojenými objekty.
Projekt je zaměřen na podporu studentů formou stipendií s minimálním nárokem na odměny ostatních pracovníků.
Postup řešení:
Při řešení projektu bude využito znalostní magisterských a doktorských studentů a akademických pracovníků katedry elektroenergetiky a katedry informatiky.
Na vytvořených modelech bude provedena optimalizace s ohledem na možnost připojení alternativních zdrojů, minimalizaci ztrát a nastavení elektrických ochran. Některé matematické modely budou ověřovány praktickým měřením. Další měření vlastností systémů malých OZE bude probíhat za účelem zajištění částečné soběstačnosti SMART/IoT technologií během dne. Rovněž se budou měřit a vyhodnocovat integrální charakteristiky světelného pole z pohledu řidičů automobilů a kamerových systémů pro různě zatříděné komunikace. To navazuje na měření, modelování a optimalizaci vyzařovacích charakteristik při různých výkonových úrovních modulovaného signálu na světelném toku u svítidel VO.
Bude provedena úprava software pro vyhodnocování dat o poruchách zařízení a výpadcích dodávky elektrické energie a aktualizovány spolehlivostní parametry zařízení distribučních sítí za příslušné období sledování.
Studenti budou v rámci alternativních zdrojů energie zkoumat provoz fotovoltaických systémů, kogeneračních zdrojů a malých vodních elektráren. Současně s tím se bude zkoumat problematika akumulace energie, stroje, přístroje, ochrany a filtrace rušení těchto zdrojů pro jejich bezproblémové připojení do elektrizační soustavy.
Dopracovány budou návody a postupy pro nové laboratorní úlohy v dané oblasti.
Časový harmonogram:
04/2022 Příprava modelů sítě, modelování provozních stavů, dokončení atypické elektrické stanice,
05/2022Vyhodnocení poruchových dat za 2021, návrh fotovoltaické elektrárny, ověření návrhu prostorového uspořádání prvků rozvodny vn pomocí numerických metod, simulace silových účinků působících při zkratu na jistič nn
06/2022 Vodíkové technologie v energetice, připojení skupiny RD do distribuční sítě, návrh synchronního generátoru s permanentními magnety pro malou vodní elektrárnu, návrh vytápění pro rodinný dům
07/2022 Optimalizace provozu malé vodní elektrárny a energetického systému palivových článků, monitoring a management energetické soustavy, příprava projektové dokumentace nn přípojky, vliv nastavení měniče frekvence na vybrané veličiny asynchronního elektromotoru
08/2022 Konstrukce vertikální farmy, modelované bateriové systémy v elektrizační soustavě, Modifikace kontrolního panelu Stirlingova motoru, návrh nastavení elektrických ochran v rozvodně
09/2022 Akumulace energie získané kombinací obnovitelných zdrojů, Modelování velkých vertikálních světelných zdrojů, standardy distribuce elektřiny a ukazatele nepřetržitosti distribuce elektřiny
10/2022 Vyhodnocení poruchových dat za 1. pololetí 2022, zvyšování bezpečnosti provozu na komunikacích optimalizací podmínek vidění, optimalizace křivek svítivosti sofistikovaných svítidel, osvětlování venkovních prostorů železničních stanic
11/2022 Návrh vnitřních osvětlovacích soustav, modelování světelného toku, porovnání chování velkých světelných zdrojů z pohledu rušivého světla, viditelnost objektů na komunikacích v noci
12/2022 Aplikace moderních řídicích systémů do fyzikálního modelu rozvodny, flikr a jeho vliv na moderní světelné zdroje
Předpokládané výsledky projektu:
Výsledkem projektu bude rozpracování výše uvedené problematiky tak, aby mohly být jeho výstupy použity jako základ pro podrobnější zpracování v celostátních projektech. Konkrétní výsledky budou prezentovány v diplomových a disertačních pracích, publikacích na Web of Science a SCOPUS, aby se zvýšila excelence řešitelského kolektivu. V rámci mezinárodní spolupráce se studenti zúčastní odborné exkurze a aktivit mezinárodního projektu.