Témata bakalářských prácí vypsaných na OEI

Aktuální témata bakalářských prácí pro studijní obor Základy strojního inženýrství a obor Energetika, procesy a životní prostředí na ak. rok 2020 / 2021 vedených 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:

Poslední aktualizace na webu proběhla 22. 09. 2020 (20:10)


(1) Rešeršní typ práce


Energetické využití biomasy

Biomasa je velmi oblíbeným palivem pro domovní vytápění i jako zdroj energie pro centrální zásobování teplem či výrobu elektrické energie. Na jednu stranu je biomasa obnovitelný zdroj energie, či zdroj, který si umíme vyrobit (vypěstovat), na druhou stranu její využívání má zpravidla nižší účinnost než zdroje jiné, její spalovací vlastnosti nejsou optimální a mluví se i o některých negativních jevech s využíváním biomasy souvisejících. Student se ve své práci bude zabývat výsekem problematiky související s využíváním biomasy pro energetické účely. Zadání je velmi variabilní, konkrétní cíle práce budou domluveny při osobní konzultaci.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Marek Baláš, Ph.D.


Vývoj energetického mixu v České republice


Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Marek Baláš, Ph.D.


Domovní spalovací zařízení na tuhá a plynná paliva a jejich parametry

V České Republice se nachází značné množství výrobců domovních spalovacích zařízení: kamen, krbů, krbových vložek, ocelových nebo litinových zplyňovacích kotlů, automatických kotlů, plynnových kondenzačních kotlů případně jiných. Výroba těchto zařízení má značnou tradici i v okolních zemích. Například kotle na dřevní štěpku výraběné v Rakousku nebo Německu mohou mít oproti v ČR vyráběným automatickým kotlům vyšší stupeň automatizace i konektivity, mohou se vyznačovat menším možstvím vznikajících exhalací, ale také výrazně větším požadovaným elektrickým příkonem. Toto je parametr, který spotřebitel ne vždy zohledňuje. Cílem práce je vytvořit přehled domovních spalovacích zařízení na tuhá a plynná paliva (případně i kapalná, pokud budou nalezena), která jsou komerčně dostupná v Evropském hospodářském prostoru a vytvořit aktuální přehled jejich parametrů a srovnat je.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Marian Brázdil, Ph.D.


Mikrovlnné a laserové zapalování dřevních paliv

Automatická domovní spalovací zařízení na tuhá dřevní paliva, např. pelety, potřebují pro svůj bezobslužný provoz umět vznítit palivo. Toho je dosahováno prostřednictvím elektrických topných prvků a odporového ohřevu. Elektrické topné tyče v kotlích buď předehřívají spalovací vzduch anebo jsou v přímém kontaktu s dřevním palivem. Takovýto způsob zapalování paliva je značně energeticky náročný. V případě dlouhodobého provozu domovních kotlů s častým odstavováním, zapalováním a najížděním na požadovaný tepelný výkon se může výrazně projevit na celkovém elektrickém příkonu kotle a tím i ve výsledku na energetickém hodnocení takového spotřebiče. Cílem práce je blíže popsat alternativní způsoby zapalování paliv, které by mohly napomoci výrazně zredukovat požadované elektrické příkony kotlů, případně i zkrátit dobu nutnou pro najetí kotle. Jak mikrovlnné, tak laserové zapalování to v principu umožňuje. Laser je monochromatický, velmi intenzivní prostorově omezený světelný paprsek, který dokáže i při malých výkonech (1 W) paliva vznítit. Toto téma může být zpracováno jako rešeršní práce, v případě zájmu jako práce experimentální (např. zkoušky vzplanutí dřevních pelet pomocí laserů různých vlnových délek), případně návrhová (s následnou zkouškou funkčnosti).
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Marian Brázdil, Ph.D.


Plazmatem asistováné spalování paliv

Plazma je popisováno jako elektrický plyn. K jeho vzniku dochází za přítomnosti elektrického pole, které je dostatečné silné k elektrickému průrazu, resp. ionizaci plynu. Ve spalovacích zařízeních dochází například k ionizaci paliva a/nebo palivové směsi a k dekompozici a fragmentování molekul paliva, které může být výhodné. Plazmové jevy mohou být využity např. pro stabilizaci hoření, spalování různých druhů paliv včetně nebezpečných odpadů, zplyňování biomasy nebo pro odstraňování nežádoucích polutantů v podobě velmi jemných tuhých znečišťujících látek unikajících do ovzduší. Cílem této rešeršní práce je s pomocí dostupné literatury danou technologii blíže popsat, čtenářům přiblížit a ukázat její možné praktické využití v reálných energetických aplikacích.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Marian Brázdil, Ph.D.


Nekonvenční způsoby přeměn - získávání elektrické energie z odpadního tepla

Průmyslovými procesy i lidskou činností vzniká velké množství odpadního tepla, zejména pak nízkopotenciálního, které je špatně využitelné. Jednou z možností jeho využití je např. ohřev teplé užitkové vody. Ne vždy je to ale žádoucí nebo možné. Naproti tomu elektřina je vysoce jakostní formou energie a její získání z odpadního tepla by bylo v některých případech velmi žádoucí. Vedle etablovaných technologií, které jsou schopné obvykle přeměňovat účinně a ekonomicky pouze odpadní teplo o vyšším potenciálu existuje i několik nepříliš známých technologií/způsobů umožňující přímou přeměnu tepla na elektřinu: termomagnetická přeměna, pyroelektrická přeměna (Olsenův oběh) nebo další. Cílem práce je ukázat reálně existující zařízení využívajících netradičních/nekonvenčních způsobů přeměn a jejich v současnosti dosahované parametry. Téma může být napsáno jako přehledová práce nebo rozděleno na jednotlivé technologie - např. popis termomagnetických generátorů a jejich aplikací, pyroelektrická přeměna nebo jiný typ přeměny s následnou rešerší vzniklých zařízení. Více po dohodě.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Marian Brázdil, Ph.D.


Nositelná elektronika napájená polymerními a flexibilními termoelektrickými materiály a generátory

Termoelektrické generátory jsou zařízení využívající termoelektrické přeměny, která umožňuje přímou přeměnu tepla na elektřinu. Jednou ze současných vývojových linií jsou polymerní a flexibilní termoelektrické materiály a generátory, které umožňují například využívat teplo lidského těla, získávat z něj elektřinu a napájet jí "wearables" - nositelnou elektroniku. Cílem bakalářské práce je provést rešerši v současnosti vyvíjených polymerních a flexibilních termoelektrických materiálů, provést rešerši na nich postavených termoelektrických generátorů napájejících elektroniku a zjistit jejich dosahované parametry.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Marian Brázdil, Ph.D.


3D tisk termoelektrických materiálů, modulů a termoelektrických generátorů

Termoelektrické generátory umožňují přímou přeměnu tepla na elektřinu. 3D tisk termoelektrických (polovodičových) materiálů je pak oblastí, ve které dochází v posledních letech k velmi výraznému vývoji a má značný inovační potenciál. Cílem bakalářské práce je blíže popsat tuto technologii a používané postupy při výrobě termoelektrických materiálů, modulů nebo generátorů. Cílem práce je provést rešerši dostupných realizací takto vytvořených termoelektrických komponent a jejich dosahovaných parametrů a zhodnotit jejich využitelnost.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Marian Brázdil, Ph.D.


Databáze termoelektrických materiálů

Termoelektrické materiály umožňují přímou přeměnu tepla na elektřinu nebo naopak transport tepla elektřinou. Je možné jich využít pro přímou přeměnu tepla, například odpadního tepla a vyrábět z něj elektřinu nebo termoelektrických materiálů využívat pro speciální formy chlazení. Termoelektrických materiálů je velké množství a liší se svými parametry (např. tepelná a elektrická vodivost). Aby bylo možné těchto materiálů efektivně využívat, je potřeba tyto parametry znát. Cílem práce je z informačních zdrojů vyčíst parametry různých termoelektrických materiálů a vytvořit z nich souhrnnou databázi, která by se mohla stát veřejně dostupným informačním zdrojem (umístění na web stránky EÚ FSI VUT v Brně).
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Marian Brázdil, Ph.D.


Aplikace termoelektrického chlazení

Termoelektrické chlazení využívá existence termoelektrických jevů v pevných látkách. Termoelektrické chladiče jsou tvořené tuhými komponentami, neobsahují rotační součásti nebo chemické náplně a jsou tiché. Funkci pracovní látky v nich namísto chladiva zaujímají elektrony. Tento typ chlazení se používá především pro chlazení malých tepelných výkonů, např. v přenosných chladničkách v autech, letadlech nebo lodích, v medicínských aplikacích nebo pro chlazení čipů, spektrometrů, laserů a dalších. Protože tyto zařízení fungují jako tepelné pumpy, mohly by nalézt širší využití i v jiných nesouvisejících oborech. Pro tyto účely je potřeba zajistit co nejvyšší výkonnost termoelektrického systému, tzv. COP faktor, který udává poměr mezi množstvím přeneseného tepla a množstvím spotřebované elektřiny. Práce by měla být zaměřena na popis COP termoelektrického chlazení, jeho výpočet a srovnání s COP alternativních způsobů chlazení/ohřevu (např. tepelná čerpadla).
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Marian Brázdil, Ph.D.


Negativní dopady obnovitelných zdrojů na životní prostředí

V současné době jsou při výrobě elektřiny stále častěji prosazovány obnovitelné zdroje jako čisté a k přírodě šetrné. Méně už se hovoří o tom, že i ony mohou být pro přírodu velkou zátěží. Cílem práce bude popsat používané obnovitelné zdroje a kriticky vyhodnotit jejich negativní dopady na své okolí.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Tomáš Sitek


Dopady pandemie COVIDu-19 na životní prostředí

Pandemie koronaviru v roce 2020 výrazným způsobem ovlivnila každodenní život miliónů lidí. V důsledku nouzových opatření byla v mnoha státech světa omezena průmyslová výroba, snížilo se množství lidí dojíždějících do práce, letecká doprava se propadla o desítky procent. Tato omezení však přinesla také nižší emise znečišťujících látek v dosud nepředstavitelném rozsahu. Cílem práce bude shrnout dosavadní informace o dopadech pandemie COVIDu-19 na životní prostředí a srovnat jej s dopady ostatních pandemií v historii.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Tomáš Sitek


Tepelné čerpadlo v centrálním zásobováním teplem

Cílem práce je návrh základních komponenty tepelného čerpadla pro předehřívání vratné vody z CZT zbytkovým teplem z elektrárny / teplárny.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Petr Kracík, Ph.D.


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.


Termodynamické cykly využívané v energetice

Základem tepelné energetiky jsou základní termodynamické oběhy. Například Rankin Clausiův cyklus je základ oběhu všech tepelných a jaderných elektráren.Vedle tohoto základního oběhu jsou ale i další oběhy, které však nejsou tak rozšířené. V rámci práce student provede základní popsi cyklu a jeho výhody a omezení.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Marek Baláš, Ph.D.


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.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Pavel Milčák


Zplyňování organických odpadů a biomasy s využitím plazmatu

Plazmové zplyňování je procesem, který může napomoci přeměně nízko-výhřevných dřevních nebo organických materiálů do podoby čistého syntézního plynu. Cílem rešeršní práce je s pomocí dostupné literatury danou technologii blíže popsat a ukázat parametry již existujících plazmových zplyňovačů.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Marian Brázdil, Ph.D.


Moderní trendy ve vytápění rodinného domu

Oblast zásobování rodinných domů teplem je v posledních letech velmi progresivně se rozvíjející sektor energetiky. Legislativní změny, spolehlivost, bezobslužnost, environmentální dopady,  investiční a provozní náklady, úspora paliv, to vše jsou aspekty, které ovlivňují výběr vhodné technologie pro vytápění. Zadání práce předpokládá jednak zpracování rešerše moderních způsobů vytápění rodinných domů, ať už formou spalování tuhých, kapalných či plynných paliv, pomocí tepelných čerpadel, apod. Na rešerši může navázat vypracování studie proveditelnosti a návrh optimálního způsobu vytápění pro zvolený modelový dům.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Martin Lisý, Ph.D.


Vývoj emisních limitů pro lokální topeniště v ČR a v zahraničí

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.


Legislativně nesledované polutanty při spalování biomasy

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. Platná legislativa však neřeší všechny možné emise, jako např. NOx nebo tzv. polycyklické aromatické uhlovodíky (PAU), sloučeniny Cl, F, případně těžké kovy emitovanými malými zdroji, kde se dle bilanční příspěvek na celorepublikových emisích pohybuje v rozmezí 60 až 80%. Cílem práce je provést rešerši publikovaných údajů o produkci tzv. legislativně nesledovaných polutantů z domovních kotlů a případně provést ověřovací měření. Zadání práce je navázáno na výzkumné aktivity odboru řešené ve spolupráci s průmyslovým partnerem. V souladu se směrnicí rektora může být po dohoděs vedoucím práce zadání modifikováno na čistě rešeršní práci.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Martin Lisý, Ph.D.


Carbon Capture Storage/Utilization

V posledních letech byl na celé řadě pracovišť zahájen výzkum a vývoj v oblasti technologií tzv. CCS/U, tedy záchytu CO2 ze spalin a jeho následného využití, případně ukládání do podzemí nebo do oceánů. Klíčový je v tuto chvíli vývoj technologií pro separaci CO2 ze spalin ve velkých zdrojích a zejména snižování jejich energetické náročnosti.Cílem práce bude provést rešerši technologií CCS v celém rozsahu tohoto cyklu, tj. záchytu, využití či případného uložení zachyceného CO2. U celé technologie je klíčová energetická náročnost procesu a vyčíslení skutečných úspor CO2.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Martin Lisý, Ph.D.


Porovnání metod rozboru různých typů 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 porovnání metod tuhých paliv, tuhých biopaliv a tuhých alternativních paliv.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Hana Lisá, Ph.D.


Výroba vodíku z energetických přebytků

Vodík pro ukládaní energie je jedním z diskutovaných a testovaných cest jak řešit jednak okamžité nadbytky energie, a jednak okamžité nedostatky energie. Zařízení, které by mělo okamžitý výkon větší, než je aktuálně požadovaný spotřebiči může nadbytečnou energii využít k výrobě vodíku. Naopak při nedostatku výkonu lze vodík využít jako palivo pro vodíkové technologie, které nedostatek výkonu budou tímto kompenzovat. Cílem práce by měla být kritická rešerše technologií na výrobu vodíku.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jiří Škorpík, Ph.D.


Skladování vodíku

Vodík pro ukládaní energie je jedním z diskutovaných a testovaných cest jak řešit jednak okamžité nadbytky energie, a jednak okamžité nedostatky energie. Vodík jako palivo má fyzický objem, který je nutné uchovávat takovým způsobem, aby ho bylo možné bezpečně převážet, skladovat i doplňovat. Cílem práce by měla být kritická rešerše způsobů skladování a převozu vodíku.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jiří Škorpík, Ph.D.


Využití vodíku

Vodík pro ukládaní energie je jedním z diskutovaných a testovaných cest jak řešit jednak okamžité nadbytky energie, a jednak okamžité nedostatky energie. Zařízení na transformaci energie s využitím vodíku jako paliva se většinou velmi liší od obvyklých dosavadních zařízení. Cílem práce by měla být kritická rešerše způsobů využití vodíku jako paliva zejména v palivových článcích, spalovacích turbínách a hořácích.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jiří Škorpík, Ph.D.


Konstrukce a stavba větrné elektrárny

Větrné elektrárny využívají energie větru, jsou budovány v krajině s omezenou infrastrukturou a tomu musí být přisbůsobena i jejich konstrukce. Cílem práce by měla být kritická rešerše konstrukcí větrných elektráren zejména s ohledem na možnosti dané dopravou jednotlivých komponent.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jiří Škorpík, Ph.D.


Nomogramy v projektování

Nomogramy jsou další rychlou i když přibližnou výpočetní pomockou, která je prakticky vytlačena univerzální výpočetní technikou. Cílem práce by měla být kritická rešerše možností užití nomogramů v současném způsobu projektování energetických zařízení, popis základních postupů v nomografii a sestrojení nomogramu pro určení tlakové ztráty.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jiří Škorpík, Ph.D.


Odstraňování oxidu uhličitého 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


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. Cílem 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.


Eliminace tuhých i plynných emisí z energetických zdrojů

Energetika má bezesporu negativní vliv na životní prostředí. Většina technologií transformací energií na teplo a elektrickou energii s sebou nesou zásah do svého okolí, náročnou výrobu komponent, vypouštění kapalných, tuhých a plynných odpadů. Bakalářská práce se bude věnovat plynným emisím, jejich vlivu na životní prostředí a zdraví člověka a technologiím, které tyto emise a jejich dopad eliminují. Problematika emisí je velmi široká, zacílení bude provedeno v rámci tvorby konkrétního zadání.
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.


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.


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.


Tepelné ztráty rodinného domu

Pro správné dimenzování topného systému pro rodinný dům je nejdříve nutné znát jeho tepelné ztráty. Pro určení tepelných ztrát existuje několik metod. Práce se bude věnovat srovnání jednotlivých přístupů k výpočtu tepelných ztrát rodinného domu.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Filip Toman


Možnosti ve vytápění rodinných domů

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. Cílem práce bude vypracovat přehled zdrojů a technologických celků určených pro výtápění rodinných domů. Práce se může rozšířit o ekonomické posouzení využití různých tepelných zdrojů pro vytápění.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Filip Toman


Ostrovní systémy - samostatná domácnost

Decentralizace je jedním ze současných trendů energetiky. Smart-grid a Off-grid systémy, které pracují samostatně, nebo jsou chytře propojeny snižují zátěž přenosové soustavy, ale také mění chování spotřebitelů. Bakalářská práce je zaměřena na seznámení s technologiemi, které jsou v takovýchto ostrovních systémech či samostatných domácnostech instalovány.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Marek Baláš, Ph.D.


Biopaliva nové generace

Jednou z podporovaných cest eliminace emisí skleníkových plynů a zvyšování energetické bezpečnosti je výroba tzv. biopaliv, tedy hořlavých kapalin a plynů, které jsou přimíchvány do standardních paliv fosilního původu nebo fosilní paliva nahrazují. Vývoj technologií a přístupů pro výrobu těchto biopaliv doznal za léta značných změn. Po první generaci, která je postavena na výrobě paliv z potravin (kukuřice, řepka), přišla druhá generace využívající jako vstupní surovinu především bioodpady. V současné době se už mluví i o tředí a čtvrté generaci biopaliv. Tato rešeršní práce se bude věnovat technologiím výroby biopaliv jednotlivých generací. Studentka či student popíší základní principy, užité technologie, výhody a omezení, rozšíření jednotlivých technologií a příspěvek do portfolia výroby biopaliv v rámci EU.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Marek Baláš, Ph.D.


Nízkoteplotní akumulace tepelné energie

Aktuální trendy v hospodaření s energií jsou zaměřeny na hledání nových způsobů akumulace energie v jakékoliv formě. Kromě akumulace elektrické energie jsou rozvíjeny možnosti akumulace energie tepelné, která v oboru rodinných domů představuje největší podíl spotřeby energie. Pro jednoduchost a efektivní spojení s obnovitelnými zdroji je pozornost věnována akumulaci nízkoteplotní (do 100 °C), která má velkou perspektivu, ale je spojena s potřebou značné velikosti akumulátorů. Náplní práce je zpracování rešerše seznamující s dohledatelnými způsoby a realizacemi nízkoteplotní akumulace. Práce bude doplněna jednoduchým návrhem nízkoteplotního akumulátoru pro rodinný dům umožňující částečné využití tepla z letního období v pro vytápění v období zimním.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Jiří Pospíšil, Ph.D.


Vodík jako perspektivní nosič energie

Náplní práce je rešeršní představení problematiky využití vodíku pro dlouhodobou akumulaci energie. V rámci práce budou rešeršním způsobe představeny možnosti výroby vodíku, skladování vodíku a následnou přeměnu vodíku do využitelné formy energie. Představeny budou dohledatelné realizace vodíkové energetiky a energetická náročnost dílčích transformací. Práce může zahrnovat i jiné související energetické plyny, např. syntézní metan.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Jiří Pospíšil, Ph.D.


Dřevoplynové generátory

Dřevoplynové generátory jsou zplyňovací reaktory sloužící ke konverzi surového dřeva na hořlavý plyn. Ten je po ochlazení a důsledné filtraci možné použít přímo pro pohon spalovacích motorů. Historicky byl generátorový plyn pro pohon vozidel používán převážně z hospodářských důvodů (za druhé světové války v Německu, v poválečném období u nás a v SSSR a v 70. letech během ropné krize v USA). V současnosti se dřevoplynové generátory jeví jako relativně jednoduchý a levný způsob pro pohon stacionárních spalovacích motorů v elektrocentrálách a kogeneračních jednotkách. Cílem práce bude rešerše o dřevoplynových generátorech (princip, typy, složení plynu, filtrace) a zhodnocení možností jejich aplikace.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jakub Lachman


Hydrotermální konverze biomasy

Hydrotermální konverze biomasy je perspektivní technologie pro výrobu CO2 neutrálních paliv rostlinného původu. Zahrnuje procesy hydrotermální karbonizace, zplyňování a zkapalňování. Na rozdíl od klasických termochemických konverzí umožňuje hydrotermální konverze zpracování biomasy s podílem vody až 80 %. Navíc je značná část procesu exotermní, a proto je vlastní energetická spotřeba výrazně nižší. Obsahem práce bude vypracování rešerše o způsobech hydrotermální konverze (princip, produkty procesu) a k nim používaných technologiích.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jakub Lachman


Reaktory pro pomalou pyrolýzu

Pyrolýzní proces patří k perspektivním technologiím úpravy biomasových paliv. Při 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 typu pyrolýzy a provozních parametrech. Cílem této práce bude popsat proces pomalé pyrolýzy, reaktory používající se pro pomalou pyrolýzu a jejich aplikace.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Patrik Elbl


Reaktory pro rychlou pyrolýzu

Pyrolýzní proces patří k perspektivním technologiím úpravy biomasových paliv. Při 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 typu pyrolýzy a provozních parametrech. Cílem této práce bude popsat proces rychlé pyrolýzy, reaktory používající se pro rychlou pyrolýzu a jejich aplikace.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Patrik Elbl


Vodíkové technologie pro akumulaci elektrické energie z obnovitelných zdrojů

Podíl elektrické energie vyrobené z obnovitelných zdrojů se na trhu stále zvyšuje. S tím však přichází otázka efektivního využívání této energie, aby se zachovala rovnováha mezi její výrobou a spotřebou. Tato práce pojednává o akumulaci elektrické energie dostupnými technologiemi, přičemž se zaměřuje na vodíkové technologie. Tyto technologie, stejně jako nové trendy v oblasti akumulace, budou popsané v rešeršní části práce. V praktické časti bude navrhnut systém uskladňování energetických přebytků do vodíku.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Ján Poláčik


"Power-to-Gas" technologie pro ukládání elektrické energie

Podíl elektrické energie vyrobené z obnovitelných zdrojů se na trhu stále zvyšuje. S tím však přichází otázka efektivního využívání této energie, aby se zachovala rovnováha mezi její výrobou a spotřebou. Tato práce pojednává o akumulaci elektrické energie dostupnými technologiemi, přičemž se zaměřuje na vodíkové a "Power-to-Gas" technologie.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Ján Poláčik


(2) Návrhový (výpočetní) typ práce


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 zbytkové energie spalin z krbových kamen. Návrh bude obsahovat tepelný a hydraulický výpočet a základní konstrukční výkres.
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.


Kondenzační výměníky tepla

Honba za efektivním využíváním energie nás vede dosti často k technologiím, které byly v minulosti zamítnuté jako neefektivní, drahé či technicky nemožné. Jednou takovou technologií je získávání tepla ze spalin vznikajících spalováním tuhých paliv o teplotě pod teplotou rosného bodu. Současné zkušenosti však ukazují, že je to možná cesta úspor primárních zdrojů. Práce se bude zabývat bilančním posouzením a efektivitou využívání nízkopotenciálního tepla spalin.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Marek Baláš, Ph.D.


Návrh zdroje tepla pro domovní vytápění

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.


Mikrovlnné a laserové zapalování dřevních paliv

Automatická domovní spalovací zařízení na tuhá dřevní paliva, např. pelety, potřebují pro svůj bezobslužný provoz umět vznítit palivo. Toho je dosahováno prostřednictvím elektrických topných prvků a odporového ohřevu. Elektrické topné tyče v kotlích buď předehřívají spalovací vzduch anebo jsou v přímém kontaktu s dřevním palivem. Takovýto způsob zapalování paliva je značně energeticky náročný. V případě dlouhodobého provozu domovních kotlů s častým odstavováním, zapalováním a najížděním na požadovaný tepelný výkon se může výrazně projevit na celkovém elektrickém příkonu kotle a tím i ve výsledku na energetickém hodnocení takového spotřebiče. Cílem práce je blíže popsat alternativní způsoby zapalování paliv, které by mohly napomoci výrazně zredukovat požadované elektrické příkony kotlů, případně i zkrátit dobu nutnou pro najetí kotle. Jak mikrovlnné, tak laserové zapalování to v principu umožňuje. Laser je monochromatický, velmi intenzivní prostorově omezený světelný paprsek, který dokáže i při malých výkonech (1 W) paliva vznítit. Toto téma může být zpracováno jako rešeršní práce, v případě zájmu jako práce experimentální (např. zkoušky vzplanutí dřevních pelet pomocí laserů různých vlnových délek), případně návrhová (s následnou zkouškou funkčnosti).
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Marian Brázdil, Ph.D.


Termoelektrický mikro-generátor pro domovní spalovací zařízení


Vedoucí bakalářské práce: Ing. Marian Brázdil, Ph.D.


Aplikace termoelektrického chlazení

Termoelektrické chlazení využívá existence termoelektrických jevů v pevných látkách. Termoelektrické chladiče jsou tvořené tuhými komponentami, neobsahují rotační součásti nebo chemické náplně a jsou tiché. Funkci pracovní látky v nich namísto chladiva zaujímají elektrony. Tento typ chlazení se používá především pro chlazení malých tepelných výkonů, např. v přenosných chladničkách v autech, letadlech nebo lodích, v medicínských aplikacích nebo pro chlazení čipů, spektrometrů, laserů a dalších. Protože tyto zařízení fungují jako tepelné pumpy, mohly by nalézt širší využití i v jiných nesouvisejících oborech. Pro tyto účely je potřeba zajistit co nejvyšší výkonnost termoelektrického systému, tzv. COP faktor, který udává poměr mezi množstvím přeneseného tepla a množstvím spotřebované elektřiny. Práce by měla být zaměřena na popis COP termoelektrického chlazení, jeho výpočet a srovnání s COP alternativních způsobů chlazení/ohřevu (např. tepelná čerpadla).
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Marian Brázdil, 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 vzduchu spalinami. Cíle práce jsou popis výměníků tepla, návrh koncepčního řešení výměníku, tepelný výpočet výměníku a hydraulický výpočet výměníku.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Petr Kracík, Ph.D.


Optimalizace zdroje tepla pro domovní vytápění

Cílem práce je navrhnout pro vybraný objekt zdroj tepla pro vytápění ve variantním řešení a jednotlivé varianty mezi sebou posoudit.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Petr Kracík, Ph.D.


Tepelné čerpadlo v centrálním zásobováním teplem

Cílem práce je návrh základních komponenty tepelného čerpadla pro předehřívání vratné vody z CZT zbytkovým teplem z elektrárny / teplárny.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Petr Kracík, Ph.D.


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


Spalovací komory plynových turbín

Teplárenské provozy v České republice jsou stále ve velké míře provozovány na bázi uhlí. Jejich provoz je však čím dál více náročnější. Hledají se proto alterantivy a jednou z možností jsou spalovací turbíny na zemní plyn společně s kotlem na odpadní teplo. Cílem bakalářské práce bude rešerše typů spalovacích komor abilanční výpočet spalovací komory pro zadané palivo.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Pavel Milčák


Návrh výměníku tepla

Výměníky tepla slouží k přenosu teplené energie mezi jednotlivými pracovními médii. V tomto případě se jedná o rekuperační výměník tepla, u kterého dochází k ohřevu napájecí vody pomocí kondenzace vodní páry. Bakalářská práce bude zaměřena na návrh koncepčního řešení výměníku tepla a jeho tepelný výpočet.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Pavel Milčák


Termoelektrická mlžná komora pro sledování přirozené radioaktivity a nabitých částic

Wilsonova mlžná komora umožňuje zviditelnit stopy nabitých částic - elektronů, protonů, pozitronů nebo proud alfa částic produkovaných přirozeně radioaktivními materiály. Za objev spojený s vynálezem této komory dostal Charles Wilson v roce 1927 Nobelovu cenu. Komora je konstrukčně jednoduchá. Je možné ji sestavit s využitím Peltierových článků a nasycených par alkoholů. Cílem práce je tento experiment replikovat, tedy tzv. Wilsonovu komoru sestavit a experiment si vyzkoušet.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Marian Brázdil, Ph.D.


Moderní trendy ve vytápění rodinného domu

Oblast zásobování rodinných domů teplem je v posledních letech velmi progresivně se rozvíjející sektor energetiky. Legislativní změny, spolehlivost, bezobslužnost, environmentální dopady,  investiční a provozní náklady, úspora paliv, to vše jsou aspekty, které ovlivňují výběr vhodné technologie pro vytápění. Zadání práce předpokládá jednak zpracování rešerše moderních způsobů vytápění rodinných domů, ať už formou spalování tuhých, kapalných či plynných paliv, pomocí tepelných čerpadel, apod. Na rešerši může navázat vypracování studie proveditelnosti a návrh optimálního způsobu vytápění pro zvolený modelový dům.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Martin Lisý, Ph.D.


Nomogramy v projektování

Nomogramy jsou další rychlou i když přibližnou výpočetní pomockou, která je prakticky vytlačena univerzální výpočetní technikou. Cílem práce by měla být kritická rešerše možností užití nomogramů v současném způsobu projektování energetických zařízení, popis základních postupů v nomografii a sestrojení nomogramu pro určení tlakové ztráty.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jiří Škorpík, Ph.D.


Eliminace tuhých i plynných emisí z energetických zdrojů

Energetika má bezesporu negativní vliv na životní prostředí. Většina technologií transformací energií na teplo a elektrickou energii s sebou nesou zásah do svého okolí, náročnou výrobu komponent, vypouštění kapalných, tuhých a plynných odpadů. Bakalářská práce se bude věnovat plynným emisím, jejich vlivu na životní prostředí a zdraví člověka a technologiím, které tyto emise a jejich dopad eliminují. Problematika emisí je velmi široká, zacílení bude provedeno v rámci tvorby konkrétního zadání.
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.


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 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


Tepelně-hydraulický výpočet výměníku tepla

Tepelné výměníky jsou nedílnou součástí energetických a teplárenských soustav. Práce se bude zabývat tepelně-hydraulickým návrhem výměníku pro ohřev technologické vody pomocí spalin.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Filip Toman


Tepelně-hydraulický výpočet výměníku tepla se změnou fáze

Tepelné výměníky se změnou fáze jsou nedílnou součástí energetických a teplárenských soustav. Kondenzační výměníky jsou s úspěchem používány především tam, kde je přebytek technologické páry. Práce se bude zabývat tepelně-hydraulickým návrhem kondenzačního výměníku pro ohřev technologické vody.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Filip Toman


Návrh tepelného čerpadla pro systém chlazení kondenzátoru spalin

Díky z přísnujícím se emisním limitům je vyvoláván velký tlak na efektivní chod energetických zařízení. Jedním ze způsobů, jak zvýšit efektivnost tepelného procesu, je využití latentního tepla ze spalin, které je ze spalin odebíráno během kondenzace vodní páry v kondenzátorech spalin. Práce bude zameřena na návrh chladícího systému daného kondenzátoru spalin pomocí tepelného čerpadla.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Filip Toman


Tepelné ztráty rodinného domu

Pro správné dimenzování topného systému pro rodinný dům je nejdříve nutné znát jeho tepelné ztráty. Pro určení tepelných ztrát existuje několik metod. Práce se bude věnovat srovnání jednotlivých přístupů k výpočtu tepelných ztrát rodinného domu.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Filip Toman


Možnosti ve vytápění rodinných domů

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. Cílem práce bude vypracovat přehled zdrojů a technologických celků určených pro výtápění rodinných domů. Práce se může rozšířit o ekonomické posouzení využití různých tepelných zdrojů pro vytápění.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Filip Toman


Návrh systému pro aktivní chlazení vinného rmutu během kvašení.

Během kvasícího procesu, kdy z hroznové štávy vzniká víno, je uvolňováno 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 zameřená na tepelný návrh systému chlazení s pomocí tepelného čerpadla.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Filip Toman


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. V rámci práce bude pro zvolený objekt navržen konkrétní systém vytápění využívající zvolený typ TČ. Navržený systém bude hodnocen z hlediska energetických toků a potřeby akumulace.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Jiří Pospíšil, Ph.D.


(3) Experimentální typ práce


Využívání agromateriálů pro vytápění RD

Pro vytápění rodinných domů se z biomay nejčastěji využívá kusové dřevo, dřevěné pelty nebo brikety. Existuje ale velká skupina odpadní biomasy, která je pro vytápění neméně vhodná. Jedná se především o bioodpady ze zemědělství, sadařství, chovatelství, zahrádek atp. Cílem bakaláčské práce je zjistit jaké problémy se vyskytují, pokud v klasickém kotli nahradíme dřevní biomasu biomasou odpadní. Práce je spojená s laboratorním určením vlastností odpadních paliv a se spalovacími experimenty na teplovodním kotli.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Marek Baláš, Ph.D.


Mikrovlnné a laserové zapalování dřevních paliv

Automatická domovní spalovací zařízení na tuhá dřevní paliva, např. pelety, potřebují pro svůj bezobslužný provoz umět vznítit palivo. Toho je dosahováno prostřednictvím elektrických topných prvků a odporového ohřevu. Elektrické topné tyče v kotlích buď předehřívají spalovací vzduch anebo jsou v přímém kontaktu s dřevním palivem. Takovýto způsob zapalování paliva je značně energeticky náročný. V případě dlouhodobého provozu domovních kotlů s častým odstavováním, zapalováním a najížděním na požadovaný tepelný výkon se může výrazně projevit na celkovém elektrickém příkonu kotle a tím i ve výsledku na energetickém hodnocení takového spotřebiče. Cílem práce je blíže popsat alternativní způsoby zapalování paliv, které by mohly napomoci výrazně zredukovat požadované elektrické příkony kotlů, případně i zkrátit dobu nutnou pro najetí kotle. Jak mikrovlnné, tak laserové zapalování to v principu umožňuje. Laser je monochromatický, velmi intenzivní prostorově omezený světelný paprsek, který dokáže i při malých výkonech (1 W) paliva vznítit. Toto téma může být zpracováno jako rešeršní práce, v případě zájmu jako práce experimentální (např. zkoušky vzplanutí dřevních pelet pomocí laserů různých vlnových délek), případně návrhová (s následnou zkouškou funkčnosti).
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Marian Brázdil, Ph.D.


Termoelektrický mikro-generátor pro domovní spalovací zařízení


Vedoucí bakalářské práce: Ing. Marian Brázdil, Ph.D.


Destruktivní zkoušky termoelektrických modulů

Termoelektrické moduly (označované někdy jako tzv. Peltierovy články) jsou komponenty termoelektrických chladičů nebo termoelektrických generátorů. Jsou to jednodcuhé mechanické součástky umožňují přímou přeměnu tepla na elektřinu nebo naopak transport tepla elektřinou. Cílem bakalářské práce je s pomocí existující laboratorní testovací aparatury vyhodnotit „odolnost“ jednotlivých typů termoelektrických modulů, které budou vystavované tepelnému zatěžování a sledován počet zátěžných cyklů, po kterých dojde následně k jejich degradaci a trvalému poškození.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Marian Brázdil, Ph.D.


Měření koncentrace částic v ovzduší různými metodami

Částice v ovzduší mají přímý vliv na zdraví člověka. Jejich koncentraci lze měřit mnoha více či méně vhodnými metodami. Cílem práce bude popsat používané metody měření částic v ovzduší a porovnat hodnoty naměřené všemi přístroji, jimiž v současné době disponuje Energetický ústav.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Tomáš Sitek


Vliv ohřevu při TG analýze biomasy na tvorbu ultrajemných částic

Termogravimetrická analýza (TGA) spočívá v měření hmotnosti vzorku při růstu teploty (spalování) za stanovených podmínek. Simultánní měření koncentrace ultrajemných částic ve vznikajících spalinách pak může napovědět, ve které fázi rozkladu biomasy je částic uvolňováno nejvíce. Cílem práce bude zjistit závislost rychlosti ohřevu a nejvyšší dosažené teploty na hmotnost a počet vzniklých částic.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Tomáš Sitek


Účinnost filtrace ultrajemných částic běžně dostupných materiálů

V důsledku pandemie koronaviru vzrostla potřeba ochrany dýchacích cest proti ultrajemným částicím. Vzhledem k rychlému šíření viru se komerčně prodávané roušky staly brzy nedostatkovým zbožím a lidé si pružně začali roušky vyrábět z doma dostupných textilií. Cílem práce bude zjistit účinnosti zachycení částic různých tkanin a jejich tlakovou ztrátu, která je důležitým faktorem určujícím pohodlné dýchání.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Tomáš Sitek


Termoelektrická mlžná komora pro sledování přirozené radioaktivity a nabitých částic

Wilsonova mlžná komora umožňuje zviditelnit stopy nabitých částic - elektronů, protonů, pozitronů nebo proud alfa částic produkovaných přirozeně radioaktivními materiály. Za objev spojený s vynálezem této komory dostal Charles Wilson v roce 1927 Nobelovu cenu. Komora je konstrukčně jednoduchá. Je možné ji sestavit s využitím Peltierových článků a nasycených par alkoholů. Cílem práce je tento experiment replikovat, tedy tzv. Wilsonovu komoru sestavit a experiment si vyzkoušet.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Marian Brázdil, 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.


Legislativně nesledované polutanty při spalování biomasy

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. Platná legislativa však neřeší všechny možné emise, jako např. NOx nebo tzv. polycyklické aromatické uhlovodíky (PAU), sloučeniny Cl, F, případně těžké kovy emitovanými malými zdroji, kde se dle bilanční příspěvek na celorepublikových emisích pohybuje v rozmezí 60 až 80%. Cílem práce je provést rešerši publikovaných údajů o produkci tzv. legislativně nesledovaných polutantů z domovních kotlů a případně provést ověřovací měření. Zadání práce je navázáno na výzkumné aktivity odboru řešené ve spolupráci s průmyslovým partnerem. V souladu se směrnicí rektora může být po dohoděs vedoucím práce zadání modifikováno na čistě rešeršní práci.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Martin Lisý, Ph.D.


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.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Martin Lisý, Ph.D.


Nestandartní paliva v lokálním topeništi

Dle platné legislativy musí být všechna topidla pro domácí použití, jako například krby či krbové vložky certifikovány, zda splňují mimo jiné i přísné emisní limity. Nicméně všechny tyto spotřebiče se certifikují většinou s bukovým dřevem. Na trhu je však dostupná celá řada briket z různých materiálů. Je otázkou, jak se změní emisní parametry při použití těchto paliv. Cílem práce bude provést rešerši těchto paliv a podmínek jejich spalování, provést základní palivové rozbory, experimentálně ověřit emisní parametry během základní spalovací zkoušky a získané výsledky porovnat se standartním provozem topidel.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Martin Lisý, Ph.D.


Vliv velikosti částic na stanovení sypné hmotnosti paliva

Hodnota sypné hmotnosti je podstatnou veličinou při spalování a skladování různých druhů paliv, mimo jiné např. pro výpočet velikosti zásobníků paliva. Tato hodnota se bude velmi lišit pro různé biomasy. Cílem práce bude optimalizovat postup stanovení sypné hmotnosti paliv, provést její stanovení a zhodnotit vliv velikosti částic na tuto veličinu.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Hana Lisá, Ph.D.


Vliv granulometrie na sypnou hmotnost paliva

Sypná hmotnost je veličinou, kterou nelze při práci s palivy zanedbat. Její hodnota významně ovlivňuje proces nakládání s palivem i samotné spalování. Cílem práce bude navrhnout postup stanovení sypné hmotnosti pro vybraná paliva a zhodnotit jak granulometrie ovlivňuje stanovení sypné hmotnosti různých vybraných paliv.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Hana Lisá, Ph.D.


Vliv parametrů spalování biomasy v lokálních zdrojích na emise

Množství nežádoucích emisí vznikajících při spalování biomasy v krbech a kamnech je dáno velkým množstvím parametrů. Vedle základních vlastností paliva to jsou například poměry spalovacích vzduchů, režimy přikládání či podtlak ve spalovací komoře. Cílem bakalářské práce bude posouzení vlivu vybraných parametrů na sledované emise. Konkrétní zadání vznikne po konzultaci.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Marek Baláš, Ph.D.


Jemné částice emitované do vzduchu v našem okolí

Jednou z aktuálně nejvíce sledovaných forem znečištění vzduchu v našem okolí je znečištění jemnými částicemi. Tyto částice jsou emitovány řadou běžných spotřebičů a aktivit v našem okolí (laserové tiskárny, spalovací procesy, …). V rámci práce bude rešeršní formou představa problematika jemných částic. Významnou část práce bude představovat měření jemných částic v našem okolí a identifikování intenzity produkce částic různými zdroji/aktivitami běžně vyskytujícími se v našem každodenním životě. Pro měření bude využita měřicí technika vlastněná pracoviště.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Jiří Pospíšil, Ph.D.


Experimentálni měření jemných částic

Častice PM10, PM2,5 a PM1 vznikajúce okrem iného aj pri spaľovaní biomasy spôsobujú závažné ochorenia respiračného systému človeka. Malé zdroje spaľujúce biomasu sú jedným z hlavných polutantov produkujúcich tieto častice. Preto sa zameriavame na minimalizáciu ich tvorby a nastavenie spaľovacích procesov na optimálnu úroveň.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Ján Poláčik


Čištění ovzduší od jemných částic

Částice PM10, PM2.5 a PM1, vznikající mimo jiné při spalování biomasy, způsobují závažná onemocnění respiračního ústrojí člověka. Účelem této práce bude v přehledné rešerši zpracovat vznik, rozdělení částic, možnosti jejich čištění a jejich vliv na životní prostředí a zdraví člověka. Práce obsahuje praktické měření tvorby jemných částic na spalovacím zařízení a zároveň navrhuje řešení eliminace těchto částic, případně jejich dodatečné čištění.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Ján Poláčik


Snižování tvorby jemných částic při spalovacích biomasy

Častice PM10, PM2,5 a PM1 vznikajúce okrem iného aj pri spaľovaní biomasy spôsobujú závažné ochorenia respiračného systému človeka. Cieľom tejto práce bude v prehľadnej rešerši spracovať vznik, rozdeľenie časníc a ich vplyv na životné prostredie a zdravie človeka. Práca bude v praktickej časti navrhovať riešenia pre elimináciu tvorby týchto častíc, ktoré vychádza z praktického merania a detekcie vytvorených častíc v závislosti na spaľovacích parametroch.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Ján Poláčik


(4) Simulační typ práce (modelování)


Aplikace termoelektrického chlazení

Termoelektrické chlazení využívá existence termoelektrických jevů v pevných látkách. Termoelektrické chladiče jsou tvořené tuhými komponentami, neobsahují rotační součásti nebo chemické náplně a jsou tiché. Funkci pracovní látky v nich namísto chladiva zaujímají elektrony. Tento typ chlazení se používá především pro chlazení malých tepelných výkonů, např. v přenosných chladničkách v autech, letadlech nebo lodích, v medicínských aplikacích nebo pro chlazení čipů, spektrometrů, laserů a dalších. Protože tyto zařízení fungují jako tepelné pumpy, mohly by nalézt širší využití i v jiných nesouvisejících oborech. Pro tyto účely je potřeba zajistit co nejvyšší výkonnost termoelektrického systému, tzv. COP faktor, který udává poměr mezi množstvím přeneseného tepla a množstvím spotřebované elektřiny. Práce by měla být zaměřena na popis COP termoelektrického chlazení, jeho výpočet a srovnání s COP alternativních způsobů chlazení/ohřevu (např. tepelná čerpadla).
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Marian Brázdil, Ph.D.


Dynamický model tepelné spotřeby jednopodlažního domu

Při návrhu zateplení obytných domů je zpravidla prováděn statický bilanční výpočet. S open-source nástrojem OpenModelica lze namodelovat teplotní bilanci zahrnující dynamické jevy. Bakalářská práce bude zaměřena na sestrojení jednotlivých komponent pro následnou simulaci tepelné bilance jednopodlažního domu/bytu. Model bude vytvořen v softwaru OpenModelica a výsledkem bude časová závislost potřeby tepla pro výměník CZT.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Libor Kudela


Dynamický model tepelného výměníku voda-voda

Výměníky slouží k přenosu tepelné energie mezi pracovními médii. Cítem této bakalářské práce bude sestrojit matematický model dynamického chování výměníku voda/voda zahrnující tepelnou setvačnost.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Libor Kudela


Dynamický model zásobníku teplé užitkové vody

Zásobníky teplé užitkové vody se zpravidla nacházejí ve všech obytných či kanclářských objektech. Tepelná dynamika zásobníku je ovliňována odběrem teplé vody, jejím ohřevem, tepelnými ztrátami a přirozenou konvekcí vody uvnitř zásobníku. Tato bakalářská práce bude zaměřena na sestrojení dynamického modelu zásobníku TUV se stratifikací.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Libor Kudela