Informace o kvalifikační práci Modelování a implementace automatického řízení bilance elektrické energie pro domácnost s fotovoltaickým systémem, baterií a účastí na spotovém trhu s elektřinou
- Všechny požadované údaje o této VŠKP jsou vyplněny.
Hlavní téma
Modelování a implementace automatického řízení bilance elektrické energie pro domácnost s fotovoltaickým systémem, baterií a účastí na spotovém trhu s elektřinou.
Hlavní téma v angličtině
Modeling and implementation of automatic control of electricity balance for a household with a photovoltaic system, a battery, and participation in the electricity spot market.
Název dle studenta
Modelování a implementace automatického řízení bilance elektrické energie pro domácnost s fotovoltaickým systémem, baterií a účastí na spotovém trhu s elektřinou
Název dle studenta v angličtině
Modeling and implementation of automatic control of electricity balance for a household with a photovoltaic system, a battery, and participation in the electricity spot market
Tato diplomová práce se zabývá problematikou měření a bilance energie v domě se stávajícím fotovoltaickým systémem rodinného domu. První část práce je věnována způsobům výroby a skladování elektrické energie a energetickému trhu v České republice. Dále sběru dat z jednotlivých senzorů, o spotřebě a výrobě elektrické energie v rodinném domě, v neposlední řadě návrhu algoritmů pro co nejefektivnější a nejekonomičtější řízení. Na závěr zhodnocení a zvážení kolik úspor by takovýto systém přinesl na úkor možného zhoršení pohodlí.
Anotace v angličtině
This thesis deals with the issue of energy measurement and balance in a house with an existing photovoltaic system of a family house. The first part of the thesis is devoted to the methods of electricity production and storage and the energy market in the Czech Republic. Then the collection of data from individual sensors, about the consumption and production of electricity in the family house, finally the design of algorithms for the most efficient and economical control. Finally, an evaluation and consideration of how much savings such a system would bring at the expense of possible deterioration of comfort.
Klíčová slova
Fotovoltaika, slunce, baterie, úložiště, spotový trh, PLC, řídící systém, M-Bus, energetika, databáze, spotřeba elektrické energie, výroba elektrické energie, domácnost.
Klíčová slova v angličtině
Photovoltaics, solar, batteries, storage, spot market, PLC, control system, M-Bus, energy, database, power consumption, power generation, household.
Rozsah průvodní práce
74s (85274 znaků)
Jazyk
CZ
Anotace
Tato diplomová práce se zabývá problematikou měření a bilance energie v domě se stávajícím fotovoltaickým systémem rodinného domu. První část práce je věnována způsobům výroby a skladování elektrické energie a energetickému trhu v České republice. Dále sběru dat z jednotlivých senzorů, o spotřebě a výrobě elektrické energie v rodinném domě, v neposlední řadě návrhu algoritmů pro co nejefektivnější a nejekonomičtější řízení. Na závěr zhodnocení a zvážení kolik úspor by takovýto systém přinesl na úkor možného zhoršení pohodlí.
Anotace v angličtině
This thesis deals with the issue of energy measurement and balance in a house with an existing photovoltaic system of a family house. The first part of the thesis is devoted to the methods of electricity production and storage and the energy market in the Czech Republic. Then the collection of data from individual sensors, about the consumption and production of electricity in the family house, finally the design of algorithms for the most efficient and economical control. Finally, an evaluation and consideration of how much savings such a system would bring at the expense of possible deterioration of comfort.
Klíčová slova
Fotovoltaika, slunce, baterie, úložiště, spotový trh, PLC, řídící systém, M-Bus, energetika, databáze, spotřeba elektrické energie, výroba elektrické energie, domácnost.
Klíčová slova v angličtině
Photovoltaics, solar, batteries, storage, spot market, PLC, control system, M-Bus, energy, database, power consumption, power generation, household.
Zásady pro vypracování
Cíle práce:
Analyzovat aktuální stav technologií pro výrobu a ukládání elektrické energie v domácnostech.
Navrhnout a implementovat systém pro sběr dat o spotřebě a výrobě energie v reálném čase.
Vyvinout algoritmy pro automatické řízení nabíjení a vybíjení baterie a prodej/nákup elektřiny na spotovém trhu.
Zhodnotit výkon a efektivitu navrženého systému na základě reálných dat z provozu domácnosti.
Metodologie:
Sběr dat: Implementace senzorů pro měření spotřeby a výroby elektřiny, včetně dat z fotovoltaického systému, baterie a spotového trhu.
Algoritmy řízení: Navržení a implementace algoritmů pro rozhodování o době nabíjení/ vybíjení baterie a prodeji/nákupu elektřiny na základě aktuálních cen a potřeb domácnosti.
Simulace a testování: Použití simulačního prostředí a reálných dat k vyhodnocení výkonnosti a spolehlivosti systému.
Očekávané výstupy:
Funkční systém pro automatické řízení bilance elektrické energie v domácnosti.
Zhodnocení úspor a efektivity výroby a spotřeby elektřiny.
Výsledky a závěry, které mohou sloužit jako podklad pro budoucí vývoj podobných systémů.
Zásady pro vypracování
Cíle práce:
Analyzovat aktuální stav technologií pro výrobu a ukládání elektrické energie v domácnostech.
Navrhnout a implementovat systém pro sběr dat o spotřebě a výrobě energie v reálném čase.
Vyvinout algoritmy pro automatické řízení nabíjení a vybíjení baterie a prodej/nákup elektřiny na spotovém trhu.
Zhodnotit výkon a efektivitu navrženého systému na základě reálných dat z provozu domácnosti.
Metodologie:
Sběr dat: Implementace senzorů pro měření spotřeby a výroby elektřiny, včetně dat z fotovoltaického systému, baterie a spotového trhu.
Algoritmy řízení: Navržení a implementace algoritmů pro rozhodování o době nabíjení/ vybíjení baterie a prodeji/nákupu elektřiny na základě aktuálních cen a potřeb domácnosti.
Simulace a testování: Použití simulačního prostředí a reálných dat k vyhodnocení výkonnosti a spolehlivosti systému.
Očekávané výstupy:
Funkční systém pro automatické řízení bilance elektrické energie v domácnosti.
Zhodnocení úspor a efektivity výroby a spotřeby elektřiny.
Výsledky a závěry, které mohou sloužit jako podklad pro budoucí vývoj podobných systémů.
Seznam doporučené literatury
ČESKO, 2000. Zákon č. 458/2000 Sb. Ze dne 29.12.2000 o podmínkách podnikání a výkonu státní správy v energetických odvětvích a o změně některých zákonů (energetický zákon). In: Sbírka zákonů České republiky, částka 95, s. 4470 – 4548 [cit. 2021]. Dostupné také z: https://www.zakonyprolidi.cz/
ČSN EN 12831-1 Energetická náročnost budov - Výpočet tepelného výkonu - Část 1: Tepelný výkon pro vytápění, Modul M3-3. Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2018,4 s. Třídící znak 060206.
ČSN 06 0320 Tepelné soustavy v budovách - Příprava teplé vody - Navrhování a projektování. Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2006,20 s. Třídící znak 060320.
ČSN EN 16798-1 Energetická náročnost budov - Větrání budov - Část 1: Vstupní parametry vnitřního prostředí pro návrh a posouzení energetické náročnosti budov s ohledem na kvalitu vnitřního vzduchu, tepelného prostředí, osvětlení a akustiky - Modul M1-6. Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2020, 64 s. Třídící znak 127027.
MATĚJŮ, Ing. Dalibor. Energetika - vybrané pojmy. www.tzbinfo. [online]
HASELHUHN, Ralf a Petr MAULE. Fotovoltaické systémy: energetická příručka: pro elektrikáře, techniky, instalatéry, projektanty, architekty, inženýry, energetiky, manažery, stavitele, studenty, učitele, ostatní odborné a profesní soukromé nebo veřejné instituce a zájemce o fotovoltaický obor a energetickou nezávislost. Plzeň: Česká fotovoltaická asociace, 2017. ISBN 978-80-906281-5-1.
BECHNÍK, Bronislav. Historie a perspektivy OZE - fotovoltaika, méně rozšířené technologie Zdroj: http://oze.tzb-info.cz/fotovoltaika/5517-historie-a-perspektivy-ozefotovoltaika-mene- rozsirene-technologie [online]. In: . TZB-Info, 2009 [cit. 2021]. Dostupné z: http://oze.tzb- info.cz/fotovoltaika/5517-historie-a-perspektivy-oze-fotovoltaikamene-rozsirene-technologie
ŘEHÁK, Jaromír, Jiří BÁREK a Radim BAŘINKA.
Fotofoltaika a fotovoltaické systémy v podmínkách ČR a jejich navrhování. Česká energetická agentura [online]. Praha, 64 str [cit. 2017-11-01]. Dostupné z: http://www.mpoefekt.cz/dokument/98_8050.pdf
ČESKO, 2000. Zákon č. 458/2000 Sb. Ze dne 29.12.2000 o podmínkách podnikání a výkonu státní správy v energetických odvětvích a o změně některých zákonů (energetický zákon). In: Sbírka zákonů České republiky, částka 95, s. 4470 – 4548 [cit. 2021]. Dostupné také z: https://www.zakonyprolidi.cz/
ČSN EN 12831-1 Energetická náročnost budov - Výpočet tepelného výkonu - Část 1: Tepelný výkon pro vytápění, Modul M3-3. Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2018,4 s. Třídící znak 060206.
ČSN 06 0320 Tepelné soustavy v budovách - Příprava teplé vody - Navrhování a projektování. Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2006,20 s. Třídící znak 060320.
ČSN EN 16798-1 Energetická náročnost budov - Větrání budov - Část 1: Vstupní parametry vnitřního prostředí pro návrh a posouzení energetické náročnosti budov s ohledem na kvalitu vnitřního vzduchu, tepelného prostředí, osvětlení a akustiky - Modul M1-6. Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2020, 64 s. Třídící znak 127027.
MATĚJŮ, Ing. Dalibor. Energetika - vybrané pojmy. www.tzbinfo. [online]
HASELHUHN, Ralf a Petr MAULE. Fotovoltaické systémy: energetická příručka: pro elektrikáře, techniky, instalatéry, projektanty, architekty, inženýry, energetiky, manažery, stavitele, studenty, učitele, ostatní odborné a profesní soukromé nebo veřejné instituce a zájemce o fotovoltaický obor a energetickou nezávislost. Plzeň: Česká fotovoltaická asociace, 2017. ISBN 978-80-906281-5-1.
BECHNÍK, Bronislav. Historie a perspektivy OZE - fotovoltaika, méně rozšířené technologie Zdroj: http://oze.tzb-info.cz/fotovoltaika/5517-historie-a-perspektivy-ozefotovoltaika-mene- rozsirene-technologie [online]. In: . TZB-Info, 2009 [cit. 2021]. Dostupné z: http://oze.tzb- info.cz/fotovoltaika/5517-historie-a-perspektivy-oze-fotovoltaikamene-rozsirene-technologie
ŘEHÁK, Jaromír, Jiří BÁREK a Radim BAŘINKA.
Fotofoltaika a fotovoltaické systémy v podmínkách ČR a jejich navrhování. Česká energetická agentura [online]. Praha, 64 str [cit. 2017-11-01]. Dostupné z: http://www.mpoefekt.cz/dokument/98_8050.pdf
Diplomová práce představuje kvalitní absolventskou práci, která odpovídá všem požadavkům na tento typů úkolu. Student důkladně využil dostupné zdroje, vytvořil koherentní a dobře strukturovaný text, a v praktické části vyvinul nástroj vhodný pro skutečné nasazení, s možností dalšího rozvoje. Práce prokazuje schopnost samostatně se orientovat v odborných otázkách, účinně komunikovat s odborníky z různých technických oborů a vytvořit nezávislé softwarové řešení, které posunuje možnosti řízení energetiky v budovách. Cíle diplomové práce byly splněny.
V souladu s čl. 4 odst. 1b) Stipendijního řádu Univerzity Pardubice komise navrhuje diplomovou práci na Studentskou cenu rektora II. stupně za vynikající úroveň diplomové práce.