Aktuální témata bakalářských prácí pro studijní obor Základy strojního inženýrství a obor Energetika na ak. rok 2022 / 2023 vedených na Odboru energetického inženýrství.
Bakalářka z Energetiky na Odboru energetického inženýrství
- Témata bakalářských prací budou průběžně aktualizována a doplňována.
- V případě, že máte zájem o jiné vlastní téma z oblasti energetiky, neváhejte nás kontaktovat.
- Pokud budete mít o některé z nabízených témat zájem, je třeba co nejdříve kontaktovat příslušného vedoucího bakalářské práce.
- Témata jsou rozdělena podle typu bakalářské práce:
- Rešeršní typ práce
- Rešeršní typ práce v anglickém jazyce
- Návrhová (výpočetní) práce
- Experimentální typ práce
- Simulační práce (modelování)
Poslední aktualizace na webu proběhla 13. 09. 2022 (12:30)
(1) Rešeršní typ práce
On-line kalkulačky pro návrh zařízení na výrobu energie z obnovitelných zdrojů
V současné době lze na internetu nalézt řadu online kalkulaček nebo jednoduchého softwaru pro zjednodušený návrh různých zařízení na výrobu energie z obnovitelných zdrojů (OZE). V závislosti na zaměření lze nalézt kalkulačky s technickým nebo ekonomickým kontextem. Práce se zaměří na dohledání dostupných online kalkulaček a jednoduchého softwaru, kriticky zhodnotí jejich úroveň a zároveň se zaměří na použitou metodiku výpočtu. Výsledkem bude přehled kalkulaček. Součástí práce bude také vlastní výpočetní model, který se zaměří na vybraný obnovitelný zdroj energie. Výsledný model se bude chovat podobně jako dostupné online kalkulačky. Tento model bude vytvořen v prostředí MATLAB.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jakub Linda
Sezónní výkyvy v dodávkách energie z obnovitelných zdrojů
Není žádnou novinkou, že obnovitelné zdroje energie jsou ve srovnání se zdroji energie spalujícími fosilní paliva velmi variabilní. Proměnlivost dodávek energie se může ve dne a v noci výrazně lišit. Autoři mnoha studií na toto téma však poukazují na to, že mnohem významnější variabilita spočívá v sezónních výkyvech. Cílem této práce je shromáždit informace týkající se této problematiky. Práce se rovněž zaměří na určení specifického kolísání množství vyrobené energie v případě dostupných obnovitelných zdrojů v konkrétní lokalitě.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jakub Linda
Technologie záchytu oxidu uhličitého CCS/CCU
Jednou z možných cest snižování vypouštění oxidu uhličitého do ovzduší jsou technologie záchytu a uložení nebo využití CO2 ze spalin energetzických zařízení. Studentka nebo student provedou v rámci zpracování bakalářské práce rešerši těchto metod a popíše jejich princip, výhody a nevýhody.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Marek Baláš, Ph.D.
Spalování odpadních plynů
Ekonomika provozu energetických i průmyslových centrál vede k využívání hořlavých plynů, které ještě před časem byly likvidovány bez jakékoli snahy o využití jejich energetického potenciálu. Tyto odpadní plyny mají často velmi nízkou výhřevnost a obsahují inertní plyny nebo nečistoty, které omezují jejich využití. Bakalářská práce je zaměřena na přehled vlastností těchto odpadních plynů a návrh úprav, které povedou ke stabilnímu kvalitnímu spalovacímu procesu.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Marek Baláš, Ph.D.
Posouzení systémů akumulace energie - Power to gas, Power to heat to power
Technologií využití vodíku je celá řada - v rámci bakalářské práce bude zpracován přehled technologií, které umožňují akumulaci elektrické energie formou vodíku nebo synétzního plynu (P2G). Druhý možný směr zpracování bakalářské práce jsou systémy, ve kterých je energie akumulována formou tepla a toto teplo je následně využíváno pro získání elektrické energie (P2H2P). Práce je zamýšlena jako rešeršní.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Marek Baláš, Ph.D.
Slabá místa vodíkové energetiky
Aktuálním tématem energetiky je získávání, akumulace a následné využívání vodíku. Vodík je ale plyn s velmi malými molekulami a jeho skladování, doprava a následné využití s sebou nese množství potenciálních problémů. Práce je zaměřena na analýzu možných technických a provozních problémů při využívání vodíku. Další možnou náplní práce je hledání cest k eliminaci těchto slabých míst. Práce bude mít rešeršní charakter.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Marek Baláš, Ph.D.
Využití komunálních a průmyslových odpadů v teplárenství
Problematika využívání odpadů je pro většinu Evropy velice aktuální téma. Téměř polovina států EU velkou část odpadů skládkuje a pro energetiku je zde velký potenciál. V ČR máme v současnosti čtyři velké zdroje využívající komunální odpad pro kombinovanou výrobu elektřiny a tepla a desítky dalších menších zdrojů. Zároveň se plánuje výstavba velkých i malých zdrojů. Téma je velmi široké, Konkrétní téma zaměříme po domluvě úžeji. Náplní práce může být posouzení enviromentálních dopadů spalování komunálních odpadů, zmapování stávajících zdrojů, přehled plánovaných zdrojů, porovnání míry energetického využívání odpadů ve vybraných státech EU atp.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Marek Baláš, Ph.D.
Tepelné motory pro výrobu elektrické energie z tepla spalin domácích kotlů na tuhá paliva
Ceny elektrické energie a plynu pro domácnosti prudce rostou. Vedle fotovoltaických panelů se v poslední době objevují možnosti výroby elektrické energie z tepla spalin domácích kotlů pomocí tepelných motorů. Tato práce bude zaměřena na shromáždění informací o možnostech výroby elektřiny v zimním období u domů spalující paliva jako je biomasa či uhlí. V práci budou porovnány jednotlivé tepelné motory či kompletní kogenerační jednotky, jejich účinnosti, ceny a návratnost, a možnosti ostrovního provozu v kombinaci s ostatními obnovitelnými zdroji elektrické energie. Návratnosti budou porovnány pro několik úrovní tržních cen elektřiny.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Libor Kudela
Energetická a ekologická strategie ČR při výrobě elektřiny a tepla
Cílem práce je popsat energetickou a ekologickou strategií České republiky při výrobě elektřiny a tepla. Součástí práce je popsání mezinárodních a vnitrostátních dokumentů, které přímo ovlivňují podmínky provozu energetických celků, jako je například Státní energetická koncepce, Zákon o ochraně ovzduší, BREF (Reference Document on Best Available Techniques), BAT (Best Available Techniques) atd.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Petr Kracík, Ph.D.
Akumulace elektřiny do jiných forem energií a médií
Práce je zaměřena na problematiku akumulace elektřiny především z pohledu transformace do jiných forem energií anebo médií, jakými jsou například metan, vodík a podobně.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Petr Kracík, Ph.D.
Systémy pro vytápění budov
Výběr způsobu topení a zdroje energie k vytápění patří mezi klíčová rozhodnutí, před která je majitel při výstavbě nebo rekonstrukci postaven. Je třeba nalézt správný kompromis mezi náklady spojenými s pořízením a provozem systému vytápění, časovou náročností instalace a nároky obyvatel na komfort a pohodu vytápěných prostor. Práce se bude zabývat souhrným přehledem současných technologii určených pro vytápění budov.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Filip Toman
Transformace energetiky v ČR během následujících let
Uplynulá dekáda představovala pro Českou republiku období řady významných událostí a měla i zásadní vliv na vývoj v oblasti energetiky. V tomto ohledu lze kupříkladu zmínit liberalizaci energetických trhů, nově formulovanou klimaticko—energetickou politiku EU, postupně stárnoucí výrobní mix, tržní deformace, dynamický vývoj energetické politiky v ostatních evropských státech a v neposlední řadě válečné konflikty a znich vyplivající politická rozhodnutí. Z těchto důvodů bude v české energetice v následujících letech docházet k mnoha razantním změnám a odklonům od zaběhlých energetických zdrojů. Cílem bakalářské práce bude popsat možné transformace české energetiky v následujících 10ti letech. Práce bude vypracována ve spolupráci s firmou PBS. a.s.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Filip Toman
Trendy v obnovitelných zdrojích a v moderní energetice
Získáváním energie z klasických fosilních paliv se uvolňují do ovzduší tzv. skleníkové plyny a další emise, které zhoršují životní prostředí. Z tohoto důvodu se v dnešním vyspělém světě a zejména v Evropské unii ve velké míře uplatňuje politika ochrany životního prostředí. Upřednostňují se obnovitelné zdroje energie a klasická energetika je tlačena na co nejefektivnější provoz. Cílem bakalářské práce je popsat trendy ve využívání obnovitelných zdrojů a směřování moderní energetiky. Práce bude vypracována ve spolupráci s firmou PBS. a.s.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Filip Toman
Energeticky soběstačný dům
V dnešní době více než 2 000 objektů v ČR využívá bateriová úložiště, která slouží pro uchování elektrické energie získané z fotovoltaiky. Díky programům Ministerstva životního prostředí, vývoji technologií, rostoucímu důrazu na ekologii a postupnému snižování cen bateriových úložišť poptávka po domácích systémech ukládání energie v Česku neustále roste. Cílem práce bude zpracovat přehled o možnostech výroby a skladování energie v rodinných domech.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Filip Toman
Systémy snižující energetickou závislost určené pro rodinné domy
Jednu z největších hrozeb pro světové klima představuje energetika. Za nejproblematičtější se pokládá spalování fosilních paliv, které znečišťuje vzduch, zvyšuje skleníkový efekt a přispívá ke globálním změnám klimatu. V dnešní době neustále se zvyšujících cen paliv a energií začínají být aktuální debaty na téma snižéní energetické závislosti. Cílem práce bude popsat systémy určené pro rodinné domy snižující energetickou závislost na okolí.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Filip Toman
Fotovoltaické systémy
Většina zákazníků od fotovoltaických systému očekává úsporu. Přesto že jsou tyto systémy relativně nákladné na pořízení, jejich ceny stále klesají a elektřina nebo teplo, kterou systém v příštích desetiletích vyrobí, je témeř zdarma. Dopočítat se přesné úspory i doby návratnosti je u domácí fotovoltaiky je ovšem nekdy obtížné. Do hry vstupuje řada proměnných – namátkou pořizovací cena, spotřeba elektřiny, míra využití vyrobené elektřiny, lokalita domu, stínění, cena elektřiny ze sítě, dotace a další. Cílem práce bude vypracovat ucelený přehled o dostupných fotovoltaických systémech a jejich využití.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Filip Toman
Tepelně-hydraulický návrh tepelného výměníku pro ohřev technologické vody
Tepelné výměníky jsou nedílnou součástí energetických a teplárenských soustav. Práce se bude zabývat tepelně-hydraulickým návrhem výměníku pro ohřev technologické vody pomocí horkého vzduchu.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Filip Toman
Reaktory pro pomalou pyrolýzu
Pyrolýzní proces patří k perspektivním technologiím úpravy biomasových paliv. Při pomalé pyrolýze vznikají tři základní produkty: pyrolýzní olej, pyrolýzní plyn a tuhý zbytek (char), které je možné využít v různých aplikacích. Podíl jednotlivých složek produktů závisí na vlastnostech vstupního paliva a provozních parametrech reaktoru. Cílem této práce bude popsat proces pomalé pyrolýzy, reaktory používající se pro pomalou pyrolýzu a jejich aplikace.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Patrik Elbl
Nakládání s čistírenskými kaly
Čistírenský kal je nevyhnutelným důsledkem procesu čištění odpadních vod. Nakládání s čistírenským kalem lze rozdělit do několika skupin, z nichž stále dominují zemědělské aplikace a kompostování. Zpřísňující se požadavky na aplikaci kalu na zemědělskou půdu dostávají do popředí termochemické možnosti zpracování. Cílem práce bude shrnout metody nakládání s čistírenskými kaly v ČR a porovnat je s vybranými zeměmi.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Patrik Elbl
Odstraňování CO2 z bioplynu ve fotobioreaktorech pomocí mikrořas
Produkce bioplynu je nedílnou součástí energetického mixu v České republice. Vyrobený bioplyn lze využít na mnoho aplikací, avšak je důležité jej zbavit polutantů, aby se výsledný plyn co nejvíce blížil vlastnostem zemního plynu. Pro čištění bioplynu existuje několik tradičních metod, které vyžadují značné množství energie, a jejich provoz může být dosti složitý. Z těchto důvodů se hledají alternativní způsoby čištění a jedním z nich může být využití fotosyntetizujících organismů, jako jsou mikrořasy. Obsahem práce bude kritická rešerše zaměřená na princip fotobioreaktorů, různé konstrukční koncepce a faktory ovlivňující účinnost odstraňování oxidu uhličitého z bioplynu.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Patrik Elbl
Výroba vodíku a jeho skladování
Vodík je nejlehčím prvkem periodické soustavy prvků, který nabízí udržitelný a efektivní zdroj energie s velkým potenciálem. Na rozdíl od tradičních fosilních paliv vzniká při jeho spalování pouze voda a žádné prachové či plynné emise. Obsahem práce bude zpracovat přehled současných technologií výroby vodíku a možnosti jeho skladování.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Patrik Elbl
Technicko-ekonomické porovnání elektroauta a vodíkového automobilu
Konvenční fosilní paliva v automobilovém průmyslu jsou z důvodu snižování emisí postupně nahrazována pohonem na elektrickou energii či palivovými články. Elektrická auta mají na rozdíl od vodíkových aut několik let náskok a z ekonomického hlediska vycházejí doposud výhodněji. Cílem práce bude kritické zhodnocení energetické náročnosti elektrického auta a automobilu s palivovými články.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Patrik Elbl
Jaderné výtopny jako náhrada zemního plynu
V poslední době se ukazuje, že závislost na zemním plynu může vést k velmi nepříznivým situacím. V minulosti se uvažovalo o jaderné energii jako o zdroji tepla pro centrální zásobovaní teplem. Tato práce se bude zabývat popisem jaderného reaktou výhradně určeného pro ohřev vody v horkovodech. Budou popsány existující instalace či návrhy využití v zahraničí a budou popsány technické nároky a ekonomická bilance případného využití v současné době. Dále bude určen potenciál snížení spotřeby plynu v ČR, pomocí maximální utilizace tohoto konceptu.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Libor Kudela
Jaderné elektrárny
Jaderná energetika má v rámci trvalé udržitelnosti nezpochybnitelné místo. V současnosti je ve světě ve fázi výstavby přibližně padesát reaktorů. Bakalářská práce bude zaměřena na rešerši aktuálního stavu stavby a technologického řešení jaderných elektráren ve světě s ohledem na jadernou bezpečnost.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Pavel Milčák
Možnosti a omezení produkce syntetického metanu SNG u teplárenských zdrojů
Cílem práce bude rešereše a analýza možností a omezení produkce SNG u teplárenských zdrojů. Syntetický metan je tvořen prostřednictvím Sabatierovy reakce z oxidu uhličitého a vodíku. Vodík by byl produkován z přebytků elektřiny, oxid uhličitý separací ze spalin daného zdroje. V rámci bakalářské práce by byl vytvočen procesní diagram toků energií a médií při aplikaci SNG u teplárenských provozů s cílem vytipovat kritická místa.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Pavel Milčák
Eliminace spékání agropaliv
Energetické využívání agromateriálů je v posledních letech aktuální problematika vzhledem k rostoucímu legislativnímu a společenskému tlaku na snižování podílu fosilních paliv. Palivové vlastnosti a podmínky spalování jsou však velmi specifické a hlavním problémem je spékání paliva. Při tvorbě pelet a následném spalování je možno upravit palivo a zvýšit teploty spékání paliva. Cílem práce bude provést rešerši palivových vlastností agromateriálů a možnosti zvýšení spalovacích teplot agropaliv a provést spalovací zkoušku u vybraného některého z paliv. Zadání práce je navázáno na výzkumné aktivity odboru řešené ve spolupráci s průmyslovým partnerem.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Martin Lisý, Ph.D.
Vývoj emisních limitů pro lokální topeniště v ČR a v okolních zemích
Změna zákona o ochraně ovzduší v roce 2012 výrazně zpřísnila emisní limity pro domovní kotle při certifikaci dle ČSN EN 303-5, tak pro jejich provozování. Od roku 2022 nebude možné provozovat v domácnostech staré neekologické kotle 1. a 2. emisní třídy. Už od roku 2014 smí být na český trh uváděny jen kotle 3. emisní třídy a vyšší, od roku 2018 to budou jen kotle 4. emisní třídy a vyšší. Po roce 2020 již emisní třídy nahradí jednotné požadavky na Ekodesign. Cílem práce je provést rešerži historického vývoje emisních limitů a porovnat je s vývojem či aktuální situací v okolních zemích.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Martin Lisý, Ph.D.
Ekonomická návratnost opatření k ekologizaci vytápění RD
Celá řada rodinných domů dnes prochází modernizací, jak co se týká zdrojů vytápění, tak opravami směřujícími ke snížení tepelných ztrát objektu. Z ekonomického hlediska je přínos uživatele diskutabilní, při kombinaci obou úspor. Cílem práce bude provést studii, do jaké míry se při výměně zdroje vytápění vyplatí objekt zateplit a opačně.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Martin Lisý, Ph.D.
Inovace ve vytápění RD
Způsob vytápění RD je stále aktuálnější téma, jak z důvodu ekologizace, tak i z důvodu bezpečnosti dodávek tepla. Pro modelový dům zpracovat studii výměny zdroje výtápění za ekologicky a ekonomicky výhodnější variantu.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Martin Lisý, Ph.D.
Kryogenní separace vodíku
Trendem v energetickém vývoji je bezesporu využívání vodíku. Proto jsou stále hledány nové a efektivní zdroje vodíku. Jednou z možností je kryogenní separace vodíku ze syntetických a odpadních plynů, jako je nápříklad koksárenský nebo generátorový plyn, případně plyn vzniklý ze zplyńování biomasy a TAPu. Práce bude zaměřena na popis kryogenních separačních technologíí se zaměřením na specifika pro získávání vodíku.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Martin Lisý, Ph.D.
Nadkritické parní kotle
Stále zvyšující se požadavky na účinnost energetických oběhů přinesla rozvoj využívání nejmodernějších nadkritických parních kotlů, které dosahují vysokých parametrů páry. Tyto kotle se tedy vyznačujíc velmi specifickou konstrukcí a také materiálovými požadavky. To má pak na následek značné technologické komplikace při výrobě a provozu těchto kotlů .Cílem práce bude zpracování rešerše klíčových prvků výstavby a provozu nadkritických parních kotlů.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Martin Lisý, Ph.D.
Využití kondenzace u kotlů na tuhá paliva pro vytápění RD
Stále zvyšující se požadavky na účinnost lokálních topeništ vede k dalšímu vývoji nových zdrojů. U plynových kotlů je využití kondenzačního tepla již samozřejmostí, u kotlů na pelety je tento způsob prozatím ve fázi vývoje. Ve světě jsou prozatím pouze dva až tři výrobci takovýchto kotlů. Využití kondenzace u kotlů na tuhá paliva má svá specifika. Cílem práce bude reserše kondenzace a jejího využití u kotlů na tuhá paliva, dále základní bilanční výpočet a případně základní měření na pilotní jednotce.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Martin Lisý, Ph.D.
Chemical Looping Combustion
Práce bude zaměřena na rešerši a popis technologie Chemical Looping Combustion (CLC). Proces se jeví jako vhodný pro separaci kyslíku ze vzduchu a následné zavedení kyslíku do spalovacího prostoru, kde probíhá tzv. oxyfuel spalování. Výstupem jsou spaliny složené převážně z vodní páry a oxidu uhličitého a jako takové jsou snadno zpracovatelné metodami záchytu CO2 (CCS/U). Vše vede k novým možnostem vývoje energetického odvětví. CLC se nejčastěji realizuje pomocí sestavy aparátů s fluidní vrstvou, mezi kterými obíhá nosič kyslíku (nejčastěji na bázi kovu). Jedná se o novou, progresivní technologii ve fázi výzkumu a vývoje.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Martin Lisý, Ph.D.
Základní stanovení vlastností paliv z biomasy
Pro energetické využití biomasy je třeba dobře znát její základní vlastnosti, jako jsou vlhkost, obsah popela či výhřevnost. Tyto vlastnosti lze stanovovat různými analytickými metodami. V rámci bakalářské práce bude provedena podrobná literární rešerše těchto metod, která bude završena krátkým experimentem z dané problematiky.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Hana Lisá, Ph.D.
Základní stanovení vlastností tuhých alternativních paliv
V energetice jsou již delší dobu využívána tzv. tuhá alternativní paliva. Před jejich využitím je optimální znát jejich základní vlastnosti ovlivňující spalovací procesy, jako je např. vlhkost, výhřevnost aj. Bakalářská práce bude obsahovat podrobnou rešerši stanovení vlastností tuhých alternativních paliv a na závěr bude proveden krátký experiment.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Hana Lisá, Ph.D.
Metody stanovení chloru v palivu
Obsah chloru v palivu negativně ovlivňuje nejenom vlastní spalovací procesy, ale také má za následek poškozování energetických zařízení (chlorová koroze) a podílí se výrazně na poškozování životního prostředí prostřednictvím emisí (smogy, kyselé deště...). Z tohoto důvodu je podstatné obsah chloru v palivu stanovovat. Bakalářská práce bude zaměřena na podrobnou rešerši metod stanovení této látky a bude případně završena krátkým experimentem.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Hana Lisá, Ph.D.
Porovnání metod rozboru různých paliv
V dnešní době pracují domovní kotle nejen s uhlím a dřevem, ale využívají se i alternativní paliva. U všech druhů paliv je třeba znát základní vlastnosti jako je obsah vody, popelovina a výhřevnost pro rozhodnutí, zda je vhodné pro využití v procesu spalování. Práce bude zaměřena na rešeršní porovnání metod rozboru tuhých paliv, tuhých biopaliv a tuhých alternativních paliv s důrazem na jejich rozdíly.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Hana Lisá, Ph.D.
Moderní parní kotle
Jedná se o rešeršní práci na téma parních kotlů. U přes uvažovaný útlum využívání uhlí, vývoj parních kotlů využívající jak uhlí, tak případně biomasu nebo odpady je stále velmi progresivní. Práce by se měla zabývat rešerší a popisem konstrukce parních kotlů se zaměřením na jejich inovace a trendy ve vývoji. Po dohodě může následovat jednoduchý výpočet.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Hana Lisá, Ph.D.
Akumulace energie do zkapalněného vzduchu
Zkapalnění vzduchu je jednou z alternativních technologií umožňujících akumulaci elektrické energie. Účinnost akumulace je sice nižší, ale celá technologie je bez negativních vlivů na životní prostředí. V rámci práce bude zpracována rešerše seznamující s principem této technologii, prezentovány dohledatelné pilotní projekty a proveden základní návrh malé akumulační jednotky využívající zkapalnění vzduchu. Konkrétní postup práce bude průběžně konzultován.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Jiří Pospíšil, Ph.D.
Velká tepelná čerpadla
Tepelná čerpadla představují moderní zdroj tepelné energie, využívaný v čím dál větším počtu aplikací. Využití v rodinných domech se již stalo standardem a tato technologie nyní proniká do oblasti dálkového zásobování teplem a zajištění teplených požadavků v průmyslu. Průmyslován tepelná čerpadla velkých výkonů často umožňují dodávku tepla na vyšších teplotách, než jsem zvyklí z domácností. Práce bude zaměřena na dohledání dostupných informací o realizacích s tepelnými čerpadly velkých výkonů, základní popis používaných technologií (kompresorová, absorbční, ..). Na základě provedené rešerše bude provedeno základní bilanční zhodnocení nasazení tepelného čerpadla ve zvolené aplikaci (např. pro areál FSI). Konkrétní postup práce bude průběžně konzultován a k práci budou poskytnuty potřebné podklady.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Jiří Pospíšil, Ph.D.
Spolupráce více zdrojů tepla v rodinném domě: tepelné čerpadlo + plynový kotel
Kotel na zemní plyn a tepelné čerpadlo představují dvě často využívané technologie zásobování teplenou energií rodinných domů. Principielně jsou tyto technologie zcela odlišné, což nabízí prostor pro využití jejich silných stránek pro vzájemnou spolupráci. V rámci práce budou uvedené technologie rešeršním způsobem blíže představeny a na vybraném objektu bude hodnocen přínos jejich spolupráce v klimatických podmínkách ČR. Konkrétní postup práce bude průběžně konzultován.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Jiří Pospíšil, Ph.D.
Akumulace tepelné energie v "tepelných bateriích"
Akumulace teplné energie je obecně spojena s teplnými ztrátami, které při dlouhodobém skladování významně snižují účinnost akumulace. Existují však látky, které lze zvýšenou teplotou ovlivnit v jejich struktuře, následně mohou schladnout bez vnitřních změn a až vhodným impulzem je možno nastartovat jejich zahřívání. Příkladem takové látky je např. uhličitan draselný, který se při zvýšené teplotě vysuší (akumuluje energii) a až po navlhčení tepelnou energii zase vydá. V rámci práce by byla zpracována rešerše v literatuře popsaných vhodných materiálů a popsány dohledané alikace tepelných baterií. Pokud bude student mít dost zájmu a času, může být proveden i jednoduchý test chování vybraného nezávadného materiálu pro tepelné baterie. Konkrétní postup práce bude průběžně konzultován.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Jiří Pospíšil, Ph.D.
Tepelné čerpadlo pro rodinný dům
Práce bude zaměřena na posouzení systému vytápění využívajícího tepelné čerpadlo. Systém bude doplněn o prvek akumulace tepelné energie. Práce bude obsahovat představení technologie tepelných čerpadel, pro zvolený objekt bude navržen konkrétní systém vytápění využívající TČ. Navržený systém bude hodnocen z hlediska energetických toků a potřeby akumulace. Konkrétní postup práce bude průběžně konzultován.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Jiří Pospíšil, Ph.D.
Nukleární štěpné reakce
V průběhu jaderného štěpení dochází k uvolnění obrovského množství energie, která může být dále využita k výrobě elektřiny v jaderných elektrárnách. Aby však tyto reakce probíhaly co nejefektivněji a nejbezpečněji, je třeba důkladně porozumět všem procesům a zákonitostem, jež štěpení provázejí. Cílem práce bude popsat fyzikální děje a přeměny energií v průběhu jaderného štěpení s důrazem na reakce používaných jaderných paliv.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Tomáš Sitek
Energetika ostrovů a souostroví
Tato práce se bude věnovat ostrovní energetice v původním smyslu slova. Malé a izolované elektrizační soustavy na mořských či oceánských ostrovech se vyznačují mnohými odlišnostmi oproti soustavám kontinentálním. Nestálost výroby elektrické energie z obnovitelných zdrojů je zde mnohem větším problémem, fosilní paliva se zase téměř vždy musí dovážet na velké vzdálenosti. Cílem práce bude uvést specifika takovýchto soustav a porovnat používané přístupy. Podrobněji bude rozebrána situace několika vybraných ostrovů.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Tomáš Sitek
Malé vodní elektrárny v ČR
V České republice se nachází více než 1400 malých vodních elektráren (MVE) a ačkoli se v poslední době jejich počet příliš nezvyšuje, mají MVE trvalé místo v našem energetickém mixu. Cílem práce bude shrnout používané technologie MVE, nastínit potenciál dalšího rozvoje a několik vybraných elektráren popsat podrobněji.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Tomáš Sitek
Termonukleární fúze v energetice
Zatímco jaderné štěpení k výrobě energie využívá člověk již více než 60 let, fúzní reaktory jsou stále ještě technologií budoucnosti. Potenciální výhody jsou ale natolik výrazné, že vývoji této technologie je věnováno obrovské úsilí a nemalé finanční prostředky. Cílem práce bude vysvětlit princip jaderné fúze, nastínit překážky jejího používání a popsat současná experimentální zařízení.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Tomáš Sitek
Metody odlučování jemných částic vznikajících při spalování biomasy
Částice vznikající při spalování tuhých paliv mají značný podíl na znečištění ovzduší v okolí lidských obydlí. Tyto látky jsou běžně uvolňovány do ovzduší, čímž způsobují znečištění životního prostředí a mohou tak poškozovat lidské zdraví. V rámci bakalářské práce budou popsány a srovnány konvenční i nekonvenční možnosti eliminace jemných částic.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Markéta Kalivodová
Úloha oběhového hospodářství v energetice
Účelem Strategického rámce oběhového hospodářství ČR 2040 je formulovat předpoklady, cíle a opatření, aby ČR byla odolná vůči budoucím environmentálním hrozbám, včetně změny klimatu, a rozvíjela celkově udržitelný společenský systém. Strategický rámec se zaměřuje na 10 prioritních oblastí, z nichž jednou je energetika. Vzhledem k cílům a dokumentům přijatým Evropskou unií bude energetika v budoucnu vypadat jinak. Cílem práce bude objasnit, jak přijaté úmluvy ovlivní stávající a plánovaný energetický mix v ČR. S ohledem na vstupy a výstupy daných energetických procesů se určí, které energetické jednotky nejlépe zapadají do oběhového hospodářství.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. et Ing. Klaudia Köbölová
Uhlíková stopa bioplynové stanice
Výroba bioplynu je jedním z nejvýznamnějších ekonomicky a ekologicky výhodných řešení pro zpracování biologicky rozložitelného odpadu. Bakalářská práce se bude zabývat hodnocením uhlíkové stopy pro vybrané stanice. Cílem práce je vytvořit výpočtový postup, kterým lze predikovat uhlíkovou stopu vzniklou v průběhu životního cyklu.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. et Ing. Klaudia Köbölová
Stanovení uhlíkové stopy energetických scénářů ČR
Snižování uhlíkové stopy a aspekty budoucnosti obnovitelných a neobnovitelných zdrojů jsou v energetické politice široce zohledňovány. Cílem práce bude určení uhlíkové stopy pro různé scénáře, jak se česká energetika může transformovat do roku 2030.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. et Ing. Klaudia Köbölová
CO2 oběhy v energetice
Zájem a výzkum a vývoj CO2 oběhů je především v souvislosti s možnosti využití nízkopotenciálního tepla ať už pro výrobu elektřiny v tepelném oběhu nebo výrobu tepla v tepelné čerpadle. CO2 je netoxická látka s relativně nízkou kritickou teplotou a tlakem. Student by měl ve své práci uvést základní možnosti využití CO2 jako pracovní látky a současný stav vývoje a výzkumu v této oblasti.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jiří Škorpík, Ph.D.
Limity zvyšování výkonu větrných turbín
Jednotkový výkon větrných turbín se za posledních 25 let zvýšil 15x, což z této technologie činí jednu z nejvíce inovativncíh v současné energetice. Jakým technologiím, materiálům a postupům vděčí větrné turbíny za takové možnosti? Kde jsou limity zvyšování výkonů větrných turbín? na tyto otázky ba měl najít čtenář této práce odpovědi.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jiří Škorpík, Ph.D.
Hladinové větrné elektrárny jako možnost pro Česko
Technologie hladinových větrných turbín je jednou z nejvíce rostoucích odvětvích v globální energetice. Už dávno není pravdou, že tato technologie je přístupná pouze přímořským státům. Díky otevřeným dražbám ploch oceánů v ekonomických zónách jednotlivých států se těchto dražeb mohou zúčastnit i vnitrozemské státy. Navíc v oceánu se vyskytují i mezinárodní plochy, které může využít, ten kdo přijde první. Je to reálná šance pro Česko k energetické nezávislosti?
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jiří Škorpík, Ph.D.
Metody sledování stopových prvků ve spalinách
Stopové prvky uvolňované antropogenní činností představují potenciální zátěž pro životní prostředí. U velkých stacionárních zdrojů tak bývají jejich emise pravidelně monitorovány. K přesnému stanovení koncentrace těchto prvků je třeba vhodně zvolit metodiku odběru a následné chemické analýzy. Práce bude primárně zaměřena na vypracování přehledu a porovnání metod monitoringu stopových prvků ve spalinách.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jakub Lachman
(2) Rešeršní typ práce v anglickém jazyce
Environmental burden and credit of different plastic recycling approaches and as a source of energy
Circular Economy and Cradle to Cradle Design have been gaining significant attention in minimising the life cycle environmental footprint of a product or service. However, it remains challenging to model end-of-life management of plastic, either upcycling (chemical recycling etc.) or downcycling (waste to energy etc.). This bachelor's degree project aims to develop a model to account for the burden and credit from the end-of-life management in a way that will encourage stakeholders to implement strategies with a minimum overall lowest environmental footprint rather than merely maximising the individual payoffs. It is part of the project supported by the Czech Science Foundation.
Vedoucí bakalářské práce: M.Phil. Yee Van Fan, Ph.D.
Environmental footprints of different renewable energy systems
Even though renewable energy sources are generally viewed as green, there are not zero emissions. This bachelor's degree project aims to account for the environmental footprints of different renewable energy systems, including solar, hydro, and wind, based on different approaches and scenarios.
Vedoucí bakalářské práce: M.Phil. Yee Van Fan, Ph.D.
Systems performance of solar electricity and heat storage for buildings
Solar energy is viewed as the energy source with the highest potential in phasing out fossil energy, followed by wind energy. However, intermittency remains an issue for such a transition. This Bachelor's project aims to assess the system performance in terms of efficient, economical or environmental aspects of the storage systems carried out under the European Union’s Horizon 2020 research program, for buildings. For more information: https://resheat.eu/en/home/
Vedoucí bakalářské práce: M.Phil. Yee Van Fan, Ph.D.
(3) Návrhový (výpočetní) typ práce
Efektivnost malých větrných turbin v České Republice
Využití malých větrných turbín v blízkosti lidských obydlí se v dosavadním výzkumu ukázalo jako méně účinné než jiné obnovitelné zdroje energie. Dostupné studie však vycházely z údajů naměřených v určité lokalitě, která mohla být zvolena více či méně vhodně. Cílem této práce bude prozkoumat dostupné lokality v České republice, charakterizované dlouhodobými měřeními, a na základě těchto měření určit umístění a výšku instalace malé větrné elektrárny, kde by její použití přineslo významné výhody, a to i ve srovnání s jiným obnovitelným zdrojem.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jakub Linda
Nevýfukové emise jako hlavní znečišťující látka městského ovzduší
Vzhledem k přísným emisním limitům pro pevné částice ze spalovacích vozidel se ukázalo, že ke znečištění ovzduší významně přispívají i nevýfukové emise, a předpokládá se, že tyto částice budou v budoucnu způsobovat znečištění z dopravy. K nevýfukovým emisím významně přispívá resuspenze, tj. opětovné odlučování již usazených částic. Cílem této práce bude zpracovat dlouhodobé záznamy koncentrací PM10, aby bylo možné určit podíl resuspendovaných částic. Práce se rovněž zaměří na určení mezní rychlosti větru, která vyvolává resuspenzi.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jakub Linda
Sezónní výkyvy v dodávkách energie z obnovitelných zdrojů
Není žádnou novinkou, že obnovitelné zdroje energie jsou ve srovnání se zdroji energie spalujícími fosilní paliva velmi variabilní. Proměnlivost dodávek energie se může ve dne a v noci výrazně lišit. Autoři mnoha studií na toto téma však poukazují na to, že mnohem významnější variabilita spočívá v sezónních výkyvech. Cílem této práce je shromáždit informace týkající se této problematiky. Práce se rovněž zaměří na určení specifického kolísání množství vyrobené energie v případě dostupných obnovitelných zdrojů v konkrétní lokalitě.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jakub Linda
Návrh výměníku tepla
Výměníky tepla jsou základní jednotkou jakékoli energetické či procesní technologie. Pochopení principu přestupu tepla a návrhu výměníku patří mezi základní energetické dovednosti. Obsahem bakalářské práce bude návrh tepelného výměníku pro využití odpadního tepla, je také možné se domluvit na jiné aplikaci.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Marek Baláš, Ph.D.
Záměnnost plynných paliv
Ekonomika provozu energetických i průmyslových centrál vede k využívání hořlavých plynů, které ještě před časem byly likvidovány bez jakékoli snahy o využití jejich energetického potenciálu. Tyto odpadní plyny jsou různých vlastností (složení, výhřevnost, nečistoty) a jejich využívání často není vzájemně slučitelné. Záměnnost plynu je jedním z kritérií, zda se plyny mohou využívat v jednom zařízení nebo jak je třeba plyny upravit, aby jejich využití bylo možné. Práce bude obsahovat přehled vlastností možných odpadních plynů a výpočet jejich záměnnosti.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Marek Baláš, Ph.D.
Návrh fluidní sušárny pro sušení biomasy
Vlhkost biomasy má zásadní vliv na proces spalování paliva ve spalovací komoře. Cílem práce základní návrh aparátu pro sušení dřevní štěpky s využitím fluidní vrstvy. Obsahem práce je popis principů sušení tuhých látek a popis základních technologií pro sušení různých pevných látek. Pro zadané parametry a požadavky bude proveden návrh fluidní sušárny.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Marek Baláš, Ph.D.
Návrh systému vytápění pro RD
Jednou ze základních lidských potřeb je tepelný komfort v prostředí, kde se člověk pohybuje. Hledání vhodného zdroje tepla pro domovní vytápění tak, aby splňoval požadavky ekonomické, ekologické, komfortní a další je velmi problematické. Cílem práce je určení optimálního zdroje pro domovní vytápění. Budou porovnány dostupné technologie a na základě základních vlastností bude proveden základní návrh. Na závěr práce bude provedeno ekonomické zhodnocení.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Marek Baláš, Ph.D.
Technologie sezónní i krátkodobé akumulace tepla
Slabá stránka využívání většina obnovitelných zdrojů je jejich nestabilita, dodávají energii nikoli podle potřeby, ale podle dostupnosti zdroje. Tato slabina lze eliminovat ukládáním energie a jejím využitím v době, kdy je potřeba. Práce bude zaměřená na rešerši různých akumulačních technologií, popis principu, nalezení silných stránek a omezení, která technologie mají. Součástí práce bude i jednoduchý návrh akumulačního systému pro konkrétní aplikaci.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Marek Baláš, Ph.D.
Elektromobil jako akumulátor elektrické energie pro dům s fotovoltaickou elektrárnou
Ceny elektrické energie prudce rostou a stejně tak i ceny pohonných hmot. Na trhu s elektromobily se již objevují cenově zajímavé varianty. Tato práce se bude zabývat zhodnocením možností synergie elektromobility a vlastní výroby elektrické energie folovoltaickou elektrárnou. Vyhodnocena bude zejména návratnost investice pro modelový dům. Bude provedena parametrická studie zohledňující cenu elektromobilu, pořizovací cenu FV elektrárny, množství ujetých kilometrů, tržní cenu elektřiny a cenu pohonných hmot. Výsledkem práce bude zhodnocení konkurenceschopnosti toho synergického řešení pro budoucí dekádu.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Libor Kudela
Možnosti zásobování malé obce obnovitelnou energií
V současné době se v médiích běžně hovoří o 100% využívání obnovitelných zdrojů energie při zásobování obyvatelstva. Odborníci však tento "mýtus" vyvracejí, protože při současném životním stylu obyvatelstva to není možné. Tato práce se na tuto problematiku podívá z druhé strany a odpoví na otázky: Jaké množství obnovitelných zdrojů (fotovoltaické panely, větrné elektrárny a další) by mělo být vybudováno pro zajištění energetických potřeb malé obce? Jak by měli obyvatelé změnit svůj životní styl, aby tohoto cíle dosáhli? Bude použita známá metodika výpočtu energetických zisků z OZE a dostupné informace o spotřebě energie obyvatelstva.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jakub Linda
Návrh spalinového výměníku (spaliny – voda) pro využití nízko potenciálního tepla ve spalovně odpadu
Navrhněte pro zadané parametry spalinový výměník pro využití nízko potenciálního tepla ve spalovně odpadu. Spalinami bude ohřívána voda. Proveďte koncepční návrh, tepelný výpočet a hydraulický výpočet s cílem dodržet limit tlakových ztrát na straně spalin. Téma bude řešeno ve spolupráci se společností Doosan Škoda Power.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Petr Kracík, Ph.D.
Návrh rekuperátoru a kondenzátoru v cyklu ORC
Navrhněte pro zadané parametry rekuperátor a kondenzátor pro ORC cyklus s médiem MDM (C8H24O2Si3). Cílem je realizovat obě teplosměnné plochy do jednoho pláště. Proveďte koncepční návrh, tepelný a hydraulický výpočet při dodržení limitu tlakových ztrát na straně páry zadaného média. Téma bude řešeno ve spolupráci se společností Doosan Škoda Power.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Petr Kracík, Ph.D.
Tepelně hydraulický návrh výměníku
Výměníky tepla slouží k přenosu teplené energie mezi jednotlivými pracovními médii. V tomto případě bude navržen výměník tepla, u kterého bude docházet k ohřevu média spalinami z biomasového zdroje.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Petr Kracík, Ph.D.
Optimalizace zdroje tepla pro domovní vytápění
Cílem práce je navrhnout pro vybraný objekt (například rodinný dům) zdroj tepla pro vytápění ve variantním řešení a jednotlivé varianty mezi sebou posoudit.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Petr Kracík, Ph.D.
Tepelné čerpadlo pro využití odpadního tepla
Tepelná čerpadla se prosadila nejen pro vytápění malých (rodinných) objektů, ale i při průmyslovém využití odpadního tepla, které je jinak mařeno bez dalšího využití. Cílem práce je posoudit využití odpadního tepla z energetického zdroje pro soustavu centrálního zásobování teplem při využití průmyslového tepelného čerpadla.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Petr Kracík, Ph.D.
Zhodnocení vytápění rodinného domu
Způsoby a možnosti vytápění rodinných domu, jsou v dnešní době velmi rozsáhlé. Od použití jednoho tepelného zdroje po kombinaci zdrojů několika. Pro správný návrh typu a dimenzování tepelného zdroje je nutné znát především tepelné vlastnosti dané stavby a ekonomickou situaci na energetickém trhu. Práce bude zaměřena na výpočet tepelných ztrát vybraného rodinného domu a následné ekonomické posouzení využití různých tepelných zdrojů, pro jeho vytápění.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Filip Toman
Návrh výměníku tepla pro rekuperaci odpadního tepla z kanalizačního systému panelového sídliště
Řešení problému snížení spotřeby energie na přípravu teplé vody nabízí zpětné získávání tepla z odpadní vody a jeho využití k předohřevu teplé vody. Rekuperací odpadního tepla se snižuje spotřeba energie z konvenčních zdrojů využívajících fosilní paliva. Cílem bakalářské práce bude návrh výměníku tepla pro rekuperaci tepla z odpadní vody a ekonomické zhodnocení navrženého řešení.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Filip Toman
Návrh systému pro aktivní chlazení vinného rmutu během kvašení
Během kvasícího procesu je uvolňováno kvasné teplo, které způsobuje zahřívání kvasícího rmutu. Protože při zvýšení teploty nad 20 °C začne docházet k tepelné smrti kvasinek, je nezbytně nutné teplo vzniklé kvašením odvést mimo kvasící rmut. Práce bude zaměřená na tepelný návrh systému chlazení s pomocí tepelného čerpadla.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Filip Toman
Tepelný výměník vzduch-voda pro ohřev podzemního zásobníku tepla
Tepelná čerpadla jsou často využívána jako hlavní zdroj tepla pro obytné objekty. Efektivnost těchto zařízení je dána tzv. sezoním topným faktorem. Tuto efektivitu lze zvýšit pomocí zásobníku tepla jež pomáhá překlenout velmi chladné dny teplem akumulovaným z dnů teplejších. Podle velikosti akumulátoru je nutné navrhnout vhodný výměník tepla pro náhřev tohoto akumulátoru. Tato práce se bude zabývat tepelným a koncepčním návrhem tepelného výměníku pro ohřev vody v akumulátoru tepla pomocí vzduchu.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Libor Kudela
Virtualní baterie vs. ostrovní provoz fotovoltaické elektrárny, technicko-ekonomické porovnání
S roustoucí cenou elektrické energie se stává fotovoltaická elektrárna více zajímavou alternativou pro zajištění elektrické energie obytných objektů. Při připojení tohoto systému k rozvodné síti v režimu virtuální baterie je nutné dodržet předepsané technické parametry. U ostrovních systémů je možné provádět méně nákladné instalace, ale je nutné počítat s dalšími náklady na vlastní akumulátory. Tato práce se bude zabývat technicko-ekonomickým porovnáním obou variant. Budou zohledněny pořizovací náklady, které budou ovlivněny zejména cenou baterií a bude porovnána návratnost obou variant pro vybrané případy.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Libor Kudela
Fototermické vs. fotoelektrické solární panely u rodinného domu
Fototermické solární panely mají značně vyšší účinnost přeměny sluneční energie než fotoelektrické panely, které ale dokáží pracovat i v zimním období a navíc mohou dodávat elektřinu i do ostatního vybavení domu. Tato bakalářská práce se bude zabývat porovnáním obou variant pro modelový případ. Bude vyhodnocena technická náročnost instalace, komfort provozu a návratnost instalace.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Libor Kudela
Výpočet vybrané části jaderné elektrárny
Jaderná energetika má v rámci trvalé udržitelnosti nezpochybnitelné místo. V současnosti je ve světě ve fázi výstavby přibližně padesát reaktorů.Cílem bakalářské práce bude stručný úvod do jaderné energetiky a bilanční výpočet vybané části jaderné elektrárny.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Pavel Milčák
Vliv přídavku vodíku ve směsi se zemním plynem na provoz spalovací komory plynových turbín
Spalovací turbíny jsou zařízení sloužící k produkci mechanické energie nebo přímo elektřiny. U spalovacích turbín je nyní aktuální problematika spoluspalování vodíku, který se plánuje vyrábět z přebytků OZE a přidávat do zemního plynu. Cílem bakalářské práce bude rešerše typů spalovacích komor a bilanční výpočet spalovací komory pro různé poměry přídavku vodíku ve směsi se zemním plynem s cílem stanovit základní odlišnosti oproti spalování samotného zemního plynu.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Pavel Milčák
Možnosti a omezení produkce syntetického metanu SNG u teplárenských zdrojů
Cílem práce bude rešereše a analýza možností a omezení produkce SNG u teplárenských zdrojů. Syntetický metan je tvořen prostřednictvím Sabatierovy reakce z oxidu uhličitého a vodíku. Vodík by byl produkován z přebytků elektřiny, oxid uhličitý separací ze spalin daného zdroje. V rámci bakalářské práce by byl vytvočen procesní diagram toků energií a médií při aplikaci SNG u teplárenských provozů s cílem vytipovat kritická místa.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Pavel Milčák
Návrh odběrové aparatury pro stanovení vlhkosti generátorového plynu
Cílem práce bude návrh a experimentální ověření odběrové aparatury pro stanovení vlhkosti generátorového plynu produkovaného při zplyňování biomasy.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Pavel Milčák
Ekonomická návratnost opatření k ekologizaci vytápění RD
Celá řada rodinných domů dnes prochází modernizací, jak co se týká zdrojů vytápění, tak opravami směřujícími ke snížení tepelných ztrát objektu. Z ekonomického hlediska je přínos uživatele diskutabilní, při kombinaci obou úspor. Cílem práce bude provést studii, do jaké míry se při výměně zdroje vytápění vyplatí objekt zateplit a opačně.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Martin Lisý, Ph.D.
Inovace ve vytápění RD
Způsob vytápění RD je stále aktuálnější téma, jak z důvodu ekologizace, tak i z důvodu bezpečnosti dodávek tepla. Pro modelový dům zpracovat studii výměny zdroje výtápění za ekologicky a ekonomicky výhodnější variantu.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Martin Lisý, Ph.D.
Využití kondenzace u kotlů na tuhá paliva pro vytápění RD
Stále zvyšující se požadavky na účinnost lokálních topeništ vede k dalšímu vývoji nových zdrojů. U plynových kotlů je využití kondenzačního tepla již samozřejmostí, u kotlů na pelety je tento způsob prozatím ve fázi vývoje. Ve světě jsou prozatím pouze dva až tři výrobci takovýchto kotlů. Využití kondenzace u kotlů na tuhá paliva má svá specifika. Cílem práce bude reserše kondenzace a jejího využití u kotlů na tuhá paliva, dále základní bilanční výpočet a případně základní měření na pilotní jednotce.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Martin Lisý, Ph.D.
Potenciál náhrady dřevní štěpky a fosilních paliv cíleně pěstovanou nedřevní biomasou
Rešeršně výpočtová práce s cílem zpracovat studii o možnostech náhrady uhlí a zemního plynu cíleně pěstovanou biomasu s ohledem na technickou a ekonomickou stránku a efektivitu.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Martin Lisý, Ph.D.
Spolupráce více zdrojů tepla v rodinném domě: tepelné čerpadlo + plynový kotel
Kotel na zemní plyn a tepelné čerpadlo představují dvě často využívané technologie zásobování teplenou energií rodinných domů. Principielně jsou tyto technologie zcela odlišné, což nabízí prostor pro využití jejich silných stránek pro vzájemnou spolupráci. V rámci práce budou uvedené technologie rešeršním způsobem blíže představeny a na vybraném objektu bude hodnocen přínos jejich spolupráce v klimatických podmínkách ČR. Konkrétní postup práce bude průběžně konzultován.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Jiří Pospíšil, Ph.D.
Tepelné čerpadlo pro rodinný dům
Práce bude zaměřena na posouzení systému vytápění využívajícího tepelné čerpadlo. Systém bude doplněn o prvek akumulace tepelné energie. Práce bude obsahovat představení technologie tepelných čerpadel, pro zvolený objekt bude navržen konkrétní systém vytápění využívající TČ. Navržený systém bude hodnocen z hlediska energetických toků a potřeby akumulace. Konkrétní postup práce bude průběžně konzultován.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Jiří Pospíšil, Ph.D.
Uhlíková stopa bioplynové stanice
Výroba bioplynu je jedním z nejvýznamnějších ekonomicky a ekologicky výhodných řešení pro zpracování biologicky rozložitelného odpadu. Bakalářská práce se bude zabývat hodnocením uhlíkové stopy pro vybrané stanice. Cílem práce je vytvořit výpočtový postup, kterým lze predikovat uhlíkovou stopu vzniklou v průběhu životního cyklu.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. et Ing. Klaudia Köbölová
Stanovení uhlíkové stopy energetických scénářů ČR
Snižování uhlíkové stopy a aspekty budoucnosti obnovitelných a neobnovitelných zdrojů jsou v energetické politice široce zohledňovány. Cílem práce bude určení uhlíkové stopy pro různé scénáře, jak se česká energetika může transformovat do roku 2030.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. et Ing. Klaudia Köbölová
(4) Experimentální typ práce
Zjednodušený větrný tunel pro výzkum chování pevných částic
Resuspenze částic je proces, při kterém se částice usazené na povrchu znovu dostávají do ovzduší vlyvem prouděním vzduchu; v některých případech se tomuto procesu připisuje až 50 % znečištění ovzduší v blízkosti silnic. Vzhledem ke složitosti proudění, drsnosti povrchu a vlastnostem částic, které mají na proces zásadní vliv, je resuspenze analyticky velmi obtížně popsatelná. Proto se přednostně používají experimenty. Cílem této práce je vytvořit malý přenosný aerodynamický tunel, který by se dal použít k určení mezní rychlosti proudění, při níž se částice odlučují od povrchu.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jakub Linda
Měření vlhkosti tuhých paliv
Vlhkost je jednou z nejdůležitějších vlastností tuhých paliv, která společně s hořlavinou a popelovinou tvoří hrubý rozbor. Pro uchovávání vzorků během stanovování hrubého rozboru se výhradně používá exsikátor, který je naplněn silikagelem pro pohlcování vlhkosti. Cílem práce bude popsat různé metody měření vlhkosti a experimentálně stanovit vliv míry nasycení silikagelu na vlhkost měřeného paliva.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Patrik Elbl
Vliv velikosti vzorku na stanovení hrubého rozboru vybraných paliv
Pro stanovení hrubého rozboru tuhých biopaliv je potřeba určit obsah vody, obsah popela a obsah hořlaviny. Nedílnou součástí zmíněných měření je příprava vzorku, která probíhá dle normy ČSN EN ISO 14780. Bakalářská práce bude zaměřena na zkoumání vlivu velikosti zkušebního vzorku paliva na stanovení hrubého rozboru a porovnání výsledků s příslušnými normami.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Patrik Elbl
Zplyňování biomasy
Práce bude zaměřena na experimentální ověření provozních vlivů atmosférického fluidního zplyňovače na proces zplyňování dřevní štěpky. V posledních letech byly provedeny na zplyňovači zajímavé experimetny, jejichž výsledkem je významný nárůst vodíku v produkovaném plynu.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Pavel Milčák
Návrh odběrové aparatury pro stanovení vlhkosti generátorového plynu
Cílem práce bude návrh a experimentální ověření odběrové aparatury pro stanovení vlhkosti generátorového plynu produkovaného při zplyňování biomasy.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Pavel Milčák
Spalování pelet v krbech a krbových kamnech
V posledních letech se na trhu objevily výrobci, kteří nabízejí tzv. košíky pro spalování pelet v krbech a krbových kamnech. Tyto výrobky jsou prezentovány jako výhodné z hlediska dlouhodobého procesu spalování např. v nočních režimech. Nicméně nejsou zatím známy emisní parametry těchto přídavných zařízení. Problematické je jejich využití v topidlech, se kterými nebyly certifikovány a s palivem, které není výrobcem krbu předepsáno. Cílem práce bude provést rešerši legislativních podmínek pro využívání necertifikovaných přídavných košíků a paliv v krbech a krbových kamnech, stanovit vlastnosti paliv a provést základní spalovací zkoušky a získané výsledky porovnat se standartním provozem topidel. Zadání práce je navázáno na výzkumné aktivity odboru řešené ve spolupráci s průmyslovým partnerem.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Martin Lisý, Ph.D.
Eliminace spékání agropaliv
Energetické využívání agromateriálů je v posledních letech aktuální problematika vzhledem k rostoucímu legislativnímu a společenskému tlaku na snižování podílu fosilních paliv. Palivové vlastnosti a podmínky spalování jsou však velmi specifické a hlavním problémem je spékání paliva. Při tvorbě pelet a následném spalování je možno upravit palivo a zvýšit teploty spékání paliva. Cílem práce bude provést rešerši palivových vlastností agromateriálů a možnosti zvýšení spalovacích teplot agropaliv a provést spalovací zkoušku u vybraného některého z paliv. Zadání práce je navázáno na výzkumné aktivity odboru řešené ve spolupráci s průmyslovým partnerem.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Martin Lisý, Ph.D.
Základní stanovení vlastností paliv z biomasy
Pro energetické využití biomasy je třeba dobře znát její základní vlastnosti, jako jsou vlhkost, obsah popela či výhřevnost. Tyto vlastnosti lze stanovovat různými analytickými metodami. V rámci bakalářské práce bude provedena podrobná literární rešerše těchto metod, která bude završena krátkým experimentem z dané problematiky.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Hana Lisá, Ph.D.
Základní stanovení vlastností tuhých alternativních paliv
V energetice jsou již delší dobu využívána tzv. tuhá alternativní paliva. Před jejich využitím je optimální znát jejich základní vlastnosti ovlivňující spalovací procesy, jako je např. vlhkost, výhřevnost aj. Bakalářská práce bude obsahovat podrobnou rešerši stanovení vlastností tuhých alternativních paliv a na závěr bude proveden krátký experiment.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Hana Lisá, Ph.D.
Metody stanovení chloru v palivu
Obsah chloru v palivu negativně ovlivňuje nejenom vlastní spalovací procesy, ale také má za následek poškozování energetických zařízení (chlorová koroze) a podílí se výrazně na poškozování životního prostředí prostřednictvím emisí (smogy, kyselé deště...). Z tohoto důvodu je podstatné obsah chloru v palivu stanovovat. Bakalářská práce bude zaměřena na podrobnou rešerši metod stanovení této látky a bude případně završena krátkým experimentem.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Hana Lisá, Ph.D.
Vliv granulometrie na stanovení sypné hmotnosti paliva
Sypná hmotnost paliva ovlivňuje nejenom nakládání s palivem během spalování, ale také manipulaci či způsob uložení vlastního paliva. V rámci bakalářské práce bude provedena rešerše k dané problematice, ověřena funkčnost normy pro stanovení sypné hmotnosti a bude sledován vliv granulometrie na stanovení této vlastnosti paliva.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Hana Lisá, Ph.D.
Akumulace tepelné energie v "tepelných bateriích"
Akumulace teplné energie je obecně spojena s teplnými ztrátami, které při dlouhodobém skladování významně snižují účinnost akumulace. Existují však látky, které lze zvýšenou teplotou ovlivnit v jejich struktuře, následně mohou schladnout bez vnitřních změn a až vhodným impulzem je možno nastartovat jejich zahřívání. Příkladem takové látky je např. uhličitan draselný, který se při zvýšené teplotě vysuší (akumuluje energii) a až po navlhčení tepelnou energii zase vydá. V rámci práce by byla zpracována rešerše v literatuře popsaných vhodných materiálů a popsány dohledané alikace tepelných baterií. Pokud bude student mít dost zájmu a času, může být proveden i jednoduchý test chování vybraného nezávadného materiálu pro tepelné baterie. Konkrétní postup práce bude průběžně konzultován.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Jiří Pospíšil, Ph.D.
Expozice jemným částicím během různých ročních období
Topná sezóna je jedním z hlavních období, které přispívá k celkové osobní expozici. Hlavním cílem bakalářské práce bude naměřit koncentraci jemných částic před, v průběhu a po topné sezóně a sledovat korelaci mezi výsledky. Dále bude určená respirační depoziční dávka (RDD) v průběhu jednotlivých období.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. et Ing. Klaudia Köbölová
Neizokinetické vzorkování při nízkých rychlostech proudění
Pro přesné gravimetrické stanovení koncentrace tuhých znečišťujících látek ve spalinách je třeba zajistit izokinetické podmínky vzorkování, tzn. že rychlost proudění v ústí odběrové hubice je shodná s rychlostí proudění spalin v místě odběru. Při nízkých rychlostech proudění spalin lze dle normy ČSN EN 303-5 měření provádět i za mírně neizokinetických podmínek. Cílem bakalářské práce bude experimentálně zhodnotit vliv izokinetiky na přesnost vzorkování provedeného za těchto podmínek.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jakub Lachman
(5) Simulační typ práce (modelování)
Efektivnost malých větrných turbin v České Republice
Využití malých větrných turbín v blízkosti lidských obydlí se v dosavadním výzkumu ukázalo jako méně účinné než jiné obnovitelné zdroje energie. Dostupné studie však vycházely z údajů naměřených v určité lokalitě, která mohla být zvolena více či méně vhodně. Cílem této práce bude prozkoumat dostupné lokality v České republice, charakterizované dlouhodobými měřeními, a na základě těchto měření určit umístění a výšku instalace malé větrné elektrárny, kde by její použití přineslo významné výhody, a to i ve srovnání s jiným obnovitelným zdrojem.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jakub Linda
Nevýfukové emise jako hlavní znečišťující látka městského ovzduší
Vzhledem k přísným emisním limitům pro pevné částice ze spalovacích vozidel se ukázalo, že ke znečištění ovzduší významně přispívají i nevýfukové emise, a předpokládá se, že tyto částice budou v budoucnu způsobovat znečištění z dopravy. K nevýfukovým emisím významně přispívá resuspenze, tj. opětovné odlučování již usazených částic. Cílem této práce bude zpracovat dlouhodobé záznamy koncentrací PM10, aby bylo možné určit podíl resuspendovaných částic. Práce se rovněž zaměří na určení mezní rychlosti větru, která vyvolává resuspenzi.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jakub Linda
On-line kalkulačky pro návrh zařízení na výrobu energie z obnovitelných zdrojů
V současné době lze na internetu nalézt řadu online kalkulaček nebo jednoduchého softwaru pro zjednodušený návrh různých zařízení na výrobu energie z obnovitelných zdrojů (OZE). V závislosti na zaměření lze nalézt kalkulačky s technickým nebo ekonomickým kontextem. Práce se zaměří na dohledání dostupných online kalkulaček a jednoduchého softwaru, kriticky zhodnotí jejich úroveň a zároveň se zaměří na použitou metodiku výpočtu. Výsledkem bude přehled kalkulaček. Součástí práce bude také vlastní výpočetní model, který se zaměří na vybraný obnovitelný zdroj energie. Výsledný model se bude chovat podobně jako dostupné online kalkulačky. Tento model bude vytvořen v prostředí MATLAB.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jakub Linda
Větrný potenciál v podmínkách České republiky v nižších vrstvách atmosféry
Využívání obnovitelných zdrojů energie je v dnešní době populární. Jednou z dominantních oblastí je větrná energie. Prvním krokem při výstavbě větrné elektrárny je určení větrného potenciálu lokality. Ve většině případů se jedná o dlouhodobá a nákladná měření. Alternativou je použití simulačních nástrojů. Existuje několik nástrojů pro stanovení tohoto potenciálu (většinou online kalkulačky). Cílem této práce bude porovnat simulační nástroj s vypočtenými hodnotami větrného potenciálu v místě, kde jsou k dispozici dlouhodobá měření v nejnižších vrstvách atmosféry (data ČHMU). Práce se zaměří na spodní vrstvy atmosféry, protože se již několikrát ukázalo, že velmi velké větrné elektrárny nejsou v podmínkách České republiky realizovatelné, a to především kvůli záběru půdy.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jakub Linda