Výzkum na Katedře

Zemní spojení vzniká nejčastěji dotykem porostů či ptactva s vodiči vedení vysokého napětí. Je to nebezpečný stav, při kterém vzniká

• přepětí,
• nebezpečné dotykové a krokové napětí,
• riziko požáru,
• riziko přerušení dodávek elektrické energie.

Zemní spojení se tradičně kompenzuje zhášecí tlumivkou. Ta však zanechává zbytkový proud.

Obr. : Experimentální ověření činnosti navrhovaného kompenzátoru na rozvodně v Kralovicích (2021)

Naši výzkumníci vyvinuli prototyp bezdrátové nabíjecí stanice pro elektromobily s výkonem 65 kW při účinnosti přenosu elektrické energie až 97 % a celkové účinnosti 94 až 96 %. Systém je navržený na přenosové vzdálenosti v rozmezí 15 až 25 cm, což je dostatečné pro současné elektromobily. Rovněž tak i tolerance vyosení vazebných elementů jsou dostatečná pro běžné parkování.

Navíc, systéme respektuje současné normy pro bezdrátové nabíjení elektromobilů a hygienické limity okolního elektromagnetického pole. Z normalizace vychází také bezpečnostní systémy detekce cizích živých a neživých předmětů v aktivní zóně přenosu.

Na systému jsou v současné době řešeny dílčí výzkumné a vývojové úkoly, jenž systém stále zdokonalují a zvyšují úroveň možné implementace pro zákazníka.

Obr.: Laboratorní prototyp zařízení pro bezdrátový přenos pro výkon více jak 50 kW

Jedná se o návrh komplexního řešení solárního veřejného osvětlení s funkcí biodynamického osvětlení.

Vyvíjený koncept veřejného osvětlení umožňuje regulovaný přechod mezi teplým a studeným světlem. Navržené osvětlení umožňuje potlačení nežádoucí modré složky světla během noci. Modrá složka světla totiž ovlivňuje tvorbu hormonu melatoninu v těle, který působí na cirkadiánní rytmus (biorytmus bdění a spánku).

V rámci tohoto projektu vyvíjíme specifické jednotky MPPT sloužící pro získávání maximálního výkonu ze solárního panelu. Součástí navržené jednotky je také vývoj LED driverů pro možnost změny barvy světla. Dále se zabýváme jednotkou zajištující vhodné nabíjení a ochranu baterií, tzv. BMS (Battery Management System). Baterie solárního systému využívá moderní LTO články (Lithium Titanate Oxid).

Současný stav slouží hlavně ke sběru dlouhodobých provozních dat a ověření topologie s tím, že v budoucnu budeme rozšiřovat systém o další varianty obnovitelných zdrojů energie.

Obr.: Ukázka funkce biodynamického svícení na prototypu navrhovaného solárního systému pouličního osvětlení umístěného v areálu FEL.

Elektronický energy storage system (EESS) integruje energetické úložiště složené z 12 bateriových packů a výkonovou část založenou na 3 výkonových měničích SHRack v rackovém rozvaděči. Na výstupu je použit filtr typu LC. EESS je určen pro přímé připojení do elektrizační soustavy na napěťové úrovni 3 x 400 V a jmenovitém proudu 86 A. Funkční vzorek je projektován na maximální trvalý výkon 60 kVA.

Modul proudové injektáže je určen pro identifikaci parametrů distribučních soustav vysokého napětí a ladění zhášecích tlumivek. Modul provádí multitónovou (multifrekvenční) injektáž proudu do distribuční sítě a na základě frekvenční odezvy vyhodnocuje optimální bod naladění zhášecí tlumivky, který je klíčový pro maximální účinnost kompenzace při zemních poruchách.

Zabýváme se modelováním dopravy a detailními simulacemi elektrických vozů. Naše modely a simulace využívají průmysloví partneři jako Škoda Group, Eaton či ZF. Vyvíjíme modely plně elektrických a hybridních vozidel do open-source simulátoru dopravy Eclipse SUMO, díky čemuž může kdokoliv simulovat a analyzovat pohyb a energetické nároky elektrických vozidel, stejně tak jako stav a vytížení nezbytné napájecí infrastruktury (trolejového vedení, trakčních měníren). Lze detailně zkoumat faktory ovlivňující chování vozidel na trase a jejich energetické požadavky, například vliv okolního provozu a nepředvídatelných událostí (dopravní zácpy, nehody, objížďky, výpadky dodávek el. energie). Simulátor je ve spolupráci s městskými dopravními podniky využíván pro ověření dimenzování vozidel městské hromadné dopravy (MHD) a trakční infrastruktury pro dosažení maximálního podílu elektrické MHD při minimálních investičních a provozních nákladech.

Disponujeme know-how v oblastech:

• Simulace elektrických vozidel, včetně vozidel drážních, na definované trati pomocí nástrojů Matlab/Simulink případně dalšího software pro simulaci multifyzikálních systémů
• Simulace spotřeby energie elektrických vozidel založené na stochastickém modelování
• Simulace plně elektrických a hybridních vozidel v mikroskopickém simulátoru dopravy SUMO, včetně zahrnutí současné simulace napájecí infrastruktury a okolní dopravy
• Modelování pohonných jednotek elektrických vozidel
• Power-management elektrických vozidel

Ve spolupráci s firmou Eaton pracujeme na vývoji elektronického jističe především pro stejnosměrné sítě. V našich laboratořích probíhá testování vyvinutých prototypů včetně automatizovaných životnostních testů jističů s pulsními proudy až do 1kA.

Obr.: Laboratorní stanoviště