Práce se zabývá implementací dat pro pokročilá a havarijně odolná paliva (Advanced Technology Fuel / Accident Tolerant Fuel) do vsázek klasických, pokročilých i malých modulárních tlakovodních jaderných reaktorů. S pomocí výpočetního software student simuluje chování těchto paliv v provozních, ale zejména v abnormálních a havarijních podmínkách, včetně havárií těžkých a v rámci tzv. rozšířených projektových podmínek (dříve nadprojektových havárií). Cílem vědecké práce studenta je vyvinout model pokročilého paliva a simulovat vybrané havarijní scénáře vybraného jaderného zařízení. Přínosem práce bude kvalitativní i kvantitativní ohodnocení přínosu pokročilého paliva k jaderné bezpečnosti stávajících i nových jaderných bloků. Během své práce se student v rámci svého tématu zapojí do výzkumného projektu řešeného na ÚEEN, bude spolupracovat s průmyslovým partnerem a se zahraničním partnerem.

Se změnou konceptu energetického mixu a zvyšováním podílu stochastických zdrojů (větrné a fotovoltaické výrobny) je úzce spojen pojem stabilita dodávky elektrické energie a její kvalita. Téma je zaměřeno na možnosti akumulace elektrické energie vyrobené z obnovitelných zdrojů pomocí moderních technologií, s fokusem na chemickou akumulaci a využití přečerpávacích vodních elektráren. Výstupem práce bude návrh opatření v energetické soustavě, který bude řešit časovou disproporci mezi dodávkou a odběrem elektrické energie z obnovitelných zdrojů a návrh koncepčně-technického řešení pro vybranou část soustavy v ČR. Řešení je spojeno s modelováním na PC a experimentálním měřením na funkčním modelu.

Na řešení tématu bude probíhat spolupráce s příslušnou divizí ČEZ. Předpokládá se zapojení doktoranda do řešení  výzkumných projektů řešených v této oblasti. 

Součástí doktorského studia bude stáž na zahraničním výzkumném pracovišti.

• provést rozbor a rešerši aktuálních používaných i alternativních principů měření částečných výbojů,
• nalezení vhodných řešení nebo i kombinaci senzorů na základě citlivosti měření, určení charakteru závady/poruchy, detekce místa závady/poruchy a složitosti řešení,
• realizace vlastních návrhů, laboratorní ověřování jejich funkčnosti a rozsahu parametrů na základě simulace definovaných závad/poruch/výbojové činnosti ve stíněných buňkách,
• provést implementaci vlastních, především alternativních a nekonvenčních principů měření částečných výbojů do indikátorů a měřičů poruch ve vysokonapěťových zařízení.

Práce se zabývá stavovou estimací dostupného proudového/výkonového zatížení v jednotlivých fázích pro potřeby posouzení disponibilního výkonového zatížení v odběrných a předávacích místech (OPM). Tyto informace jsou nezbytným podkladem pro využití flexibility, respektive konceptů řízení zatížení OPM s využití vícetarifních struktur či flexibilních tarifů. Pro stanovení disponibilního zatížení budou využity nesymetrické modely soustavy a výstupy jak z distribuovaného měření (okamžité i dlouhodobé měření), tak i provozovatelem stanovené diagramy zatížení. V rámci této problematiky bude mimo stavovou estimaci řešena i predikce disponibilního zatížení pro potřeby flexibility využívající informací dlouhodobého měření jak z OPM, tak i z jednotlivých distribučních stanic VN/NN. V této oblasti bude provedena analýza mezního času predikce zohledňujícího variabilní dostupnost měření, počet sledovaných parametrů a diagramy zatížení OPM. Hlavní výzvou tohoto tématu je nalezení metody minimalizující potřebu měření (počet míst a sledovaných parametrů) za účelem věrohodné estimace nesymetrického zatížení soustavy.

Disertační práce bude zaměřena na výzkum nového pravděpodobnostního přístupu pro posouzení vhodnosti provozu distribučních soustav s ohledem na bezpečnost provozu, četnost poruch a nepřetržitost dodávky elektrické energie. Vlastní metodika bude vycházet jak z již aplikovaných, tak i nových přístupů optimalizovaných tak, aby co nejlépe odrážely provozní vlastnosti nejen národních, ale i zahraničních distribučních sítí. Dané téma disertační práce zasahuje do několika oblastí, které jsou zaměřeny na problematiku výpočtu úrovně poruchových proudů, jejich doby trvání a četnosti výskytu, dále pak do oblasti výpočtu a analýzy rozložení potenciálu povrchu zemně pro zhodnocení možné úrovně dotykových a krokových napětí, problematiky transferu potenciálu a v neposlední řadě do oblasti pravděpodobnostního posouzení přítomnosti osob, vzniku poruchy a koincidence dotyk/porucha. 

Podmínkou úspěšného obhájení této práce je absolvování nejméně měsíční stáže na zahraniční univerzitě. V současnosti lze považovat za relevantní univerzitu TU Graz (Rakousko), avšak konkrétní místo stáže bude upřesněno v průběhu Ph.D. studia.

Práce bude zaměřena na vývoj adaptivního systému pro optimalizaci provozu soustavy nízkého a vysokéhonapětí s ohledem na: úroveň napětí, toky jalových výkonů, nesymetrii napětí, zatížení apod. Vlastní systém bude rovněž zajišťovat lokalizaci poruch uvnitř těchto soustav a automatickou rekonfiguraci soustavy. Pro splnění tohoto úkolu budou využívány informace z monitorovacích a ovládacích zařízení, která jsou plánována pro instalaci do distribuční soustavy provozovatelem (smartmetering, reclosery, smart DTS apod.). Ke splnění tohoto úkolu bude využito řešení založené na opensource platformě, které v budoucnu nevyloučí i integraci navrženého řešení do dispečerských řídících a plánovacích systémů. Podmínkou úspěšného obhájení této práce je absolvování nejméně měsíční stáže na zahraniční univerzitě. V současnosti lze považovat za relevantní univerzitu Aalto University (Finsko), avšak konkrétní místo stáže bude upřesněno v průběhu Ph.D. studia.

V současnosti lze spatřovat tlak elektroenergetického odvětví na zpřesnění výpočtu navrhovaných zemnících soustav, a to především pro případy, kdy se vyskytují ztížené půdní podmínky. Současný postup na národní a částečně i na mezinárodní úrovni je založen na zjednodušeném postupu využívajícím metody řešení s koeficienty využití zemničů. Tento postup lze spatřovat jako vhodný pouze částečně a to jen pro případy jednodušších zemničů umístěných v homogenních půdách. Pro složitější uspořádání zemničů či jejich umístění v nehomogenních půdách lze pak tento přístup považovat za nevhodný. S ohledem na současný stav poznání a rozvoj výpočetní techniky lze ovšem usuzovat, že je možné úlohu rozložení pole zemniče řešit i jinými pokročilejšími metodami.

Jako možné uspokojivé řešení se nabízí vytvoření softwarového nástroje / výpočetní metodiky, která by využívala novějšího a přesnějšího postupu stanovení rozložení potenciálu v okolí zemniče, tedy např. založená na řešení Laplaceovy rovnice a metodě zrcadlení (complex images method), metodě konečných prvků atp. V tomto ohledu již probíhá diskuze se zástupci elektroenergetických společností, kdy je již v současnosti po obdobném nástroji poptávka. 

Z hlediska dalšího výzkumného potenciálu toto téma umožňuje jeho rozvoj například rozšířením také o možnosti pravděpodobnostního vyhodnocování zemničů. Další možností rozšíření/směřování tohoto tématu je také respektováním rozvoje v oblasti přesnějšího měření zemničů, a to tedy především metodám měření vlastností půdy (její rezistivity), která představuje klíčový parametr určující výsledné vlastnosti sestrojeného zemniče. Zde si lze představit užití metod z oblasti elektrické odporové tomografie, půdních radarů aj. V neposlední řadě s rozvojem metod umělé inteligence se nabízí také její využití například pro analýzu a přiřazení parametrů modelů půdy z měření aj.

S nárůstem počtu elektrických vozidel (EV) budou významně narůstat požadavky na výstavbu a připojování dobíjecích stanic ve veřejném prostoru jako jednoho ze způsobů jejich nabíjení. Především ve větších městech s vyšším poměrem starší bytové zástavby bude nutno v následujících letech zajistit potřebnou kapacitu v dobíjecích stanicích, kdy podle aktuální predikce vývoje elektromobility v ČR (NAP SG), se už v roce  2035 předpokládá potřeba až 150 tisíc pomalých (do 22 kW) veřejných dobíjecích bodů (vysoký scénář). 

S ohledem na plynulý provoz distribučních sítí v obytných aglomeracích bude tedy nutné nejen najít nebo vytvořit výkonovou kapacitu pro tyto účely, ale také efektivně řídit proces nabíjení, tak aby nedocházelo k výpadkům napájení vlivem místního přetěžování  sítí.  Cílem disertační práce bude najít vhodné řešení pro řízení nabíjecí stanice v průběhu dobíjení EV s ohledem na aktuální rozložení zatížení v napájecí distribuční síti s využitím současně používaných technologií pro měření a řízení spotřeby.

Oslnění je nepříznivý stav zraku, který nejen že způsobuje nepříjemný pocit, ale má rovněž nepříznivý vliv na výkonnost zrakového systému. Pro hodnocení oslnění se používá několik vztahů, mající vazbu vždy na určitou aplikační sféru. Pro oslnění umělou osvětlovací soustavou v interiérech se používá UGR, pro hodnocení oslnění denním světlem skrze okna se používá DGP a DGI atd. Nevýhodou těchto metrik je to, že jsou naladěny na určitý typ osvětlení (kancelářské, sportovní, pouliční osvětlení atd.) a rovněž jsou specifikovány pro určitý typ osvětlovací soustavy (např. svítidla na bázi zářivek s opálovým difuzorem, okna atd.). Podstata všech je založena na empirických datech a nikoliv na fyziologickém či psychologickém modelu. Z tohoto důvodu není možné výše uvedené metriky rozšiřovat na libovolné aplikace, což přináší problémy zejména v době, kdy se do osvětlovací techniky dostávají LED zdroje, které generují světlo jednak z malé plochy a navíc se specifickým spektrem. Úkolem studenta tohoto doktorského tématu by mělo být alespoň částečné nalezení odpovědí na otázku: „ Jaký fyziologický nebo psychologický mechanizmus je zodpovědný za nepříjemné pocity způsobené nadměrným jasem?“ Na základě předchozí odpovědi následně vypracovat model rušivého oslnění vyplývající z nadměrných kontrastů, který by se dal následně zobecnit na další použití ve světelné technice. Toto téma je podporováno mezinárodní komisí pro osvětlování CIE a je zařazeno mezi 10 strategických výzkumných cílů ve světelné technice.
Součástí doktorského studia bude stáž na zahraničním výzkumném pracovišti.

S vývojem technologií se dostáváme do situace, kdy máme dostatek produktů, které by mohly potenciálně zvýšit kvalitu osvětlovacích soustav a zracionálnit procesy osvětlování jak ve vnitřních tak venkovních prostorech. Často skloňované pojmy jsou biodynamické osvětlení, Human centric lighting, adaptibilní a integrativní osvětlení, popř. jednoduše smart osvětlení. Většina populace a i projektantů, obchodníků a realizačních firem si tyto pojmy vykládá různě a často se smrsknou na pouhou regulaci intenzity a teploty chromatičnosti světla. To je však pouze základní část možností, které dnes máme. Na první pohled dobře probádaná oblast fyziologie zrakového vnímání je nyní významně rozšiřována objevy v oblasti vlivu světla na člověka, a to v oblasti biologických procesů. Byl prokázán vliv světla až na molekulární úrovni a tuto významnou skutečnost nelze v budoucích technologiích ignorovat. Současně se však objevuje extrémní tlak na úspory energií a hledání cest, jak snížit energetickou náročnost budov, což se nevyhýbá ani světelné technice. Téma doktorské práce se proto bude zabývat těmito zdánlivě protichůdnými požadavky a hledat způsob, jak naplnit oba požadavky najednou. Osvětlovací technologie budou muset respektovat nejen otázky energetické, ale i materiálové a ekologické. I tyto hlediska se budou řešit v rámci práce. Výsledkem práce by měla být nová vize řešení osvětlovacích systémů, která motivuje výrobce i uživatele se více soustředit na dlouhodobě perspektivní řešení, více než na krátkodobě ekonomická a energeticky výhodná podle velmi zjednodušených předpokladů. Např. úspory vzniklé jako sekundární  v oblasti zlepšení zdraví obyvatel a nebo zlepšení environmentálních podmínek se sice špatně vyčíslují, ale mají klíčový vliv na chování společnosti. Výzkum v této oblasti by byl velmi přínosným podkladem pro projekční firmy a realizátory osvětlovacích systémů. 

Evropská legislativa v oblasti energetiky a klimatu deklaruje nové role a nové mechanismy fungování energetického sektoru s důrazem na aktivní zapojení a ochranu spotřebitele při zajišťování vlastních energetických potřeb. V prostředí České republiky, stávající modely i obchodněprávní vztahy subjektů na energetickém trhu již ne úplně odpovídají požadavkům a nařízením. Jedna z klíčových oblastí, kterou přinesly nové předpisy je možnost rozvoje tzv. energetických komunit jako nástroje pro nutnou energetickou transformaci. Tyto subjekty budou přinášet ekonomické, sociální i environmentální benefity jak na lokální, tak i národní úrovni. Cílem studijního tématu je výzkum a vývoj efektivních technických a organizačních rámců pro vznik projektů energetických komunit v podmínkách ČR. Dále, zajistit odborné (technické, ekonomické) vstupy do probíhajícího diskurzu o možnostech decentralizace energetiky. 

Osnova: 

• Rozbor stávajících možností a předpisů vzniku energetických komunit,

• Analýza technického začleňování komunitních spolků do současných reálií, 

• Výpočet a metodika vhodnosti technických řešení pro provoz komunit,

• Navržení opatření pro správné rozdělení rolí (odpovědnosti) uvnitř komunit,

• Ekonomické podložení výpočtů za účelem správného dimenzování komunit. 

Nárůst elektromobility je dnes již historicky doložitelným faktem a nejedná se tedy o krátkodobou anomálii technologie. Naopak, celosvětově lze sledovat velmi významný nárůst podpory této technologie a to jak ze strany firem, vlád ale i uživatelů. Konverze mobility na elektrické napájení bude bezpochyby zvyšovat poptávku po elektrické energii a to bez ohledu na skladbu zdrojů. V ČR se očekává při plné elektrifikaci veškerého vozového parku rozpětí 20-30 TWh elektrické energie na pokrytí dopravy. Na první pohled vysoké číslo však bude rozloženo do mnohaletého přechodového období. Na elektromobil však nelze pohlížet pouze jako na klasický spotřebič, na který jsme zvyklí, ale na zcela odlišný technologický koncept s vlastním energetickým systémem. Mobilita vozidel z nich činí velmi flexibilní zátěž v velkou rezervovanou kapacitou a silnou fluktuací. Možnost oboustranného toku energií z vozidel může vytvářet významné zdroje akumulace, ale i zdroje dalších služeb – např. konektivity do internetu, kamerové systémy, osvětlení, výpočetní kapacity. Úkolem doktorské práce bude detailně zmonitorovat energetické toky v rámci různých vozidel od běžných osobních elektromobilů, přes nákladní vozidla, kolejová vozidla ale na druhou stranu i do tzv. mikromobility v podobě kol, koloběžek a jiných osobních mobilních asistentů. Dále bude téma zaměřeno na optimalizace toků energie v rámci zdrojové základny a integrace do menších celků typu lokální distribuční síť. Jedním z výstupů práce by mohly být algoritmy pro optimalizaci nabíjení vozidel, sdílení vozidel, rezervaci nabíjecích míst apod. Nabízí se spolupráce se zahraničními univerzitami, kde probíhá intenzivní výzkum v oblasti elektromobility a chybějí znalosti z oblasti energetiky, např. TU Graz.

Téma je zaměřeno na energetické systémy, které nabízejí vysoký potenciál trvalé udržitelnosti. Získávání energií bude stále středem zájmu moderní společnosti a s dosaženého vývoje technologií je zřejmé, že dosavadní koncept bude nutné významně modifikovat směrem k obnovitelným zdrojům. Obnovitelnost zdroje však není podmínkou jedinou. Budoucí technologie bude nutně vyvíjet s ohledem na materiálovou obnovitelnost a velmi malou náročnost na údržbu. Nelze se však spolehnout pouze na již vyráběné technologie jako jsou větrné nebo fotovoltaické elektrárny. Velký potenciál nabízí např. biomasa, né však v podobě přímého spalování ale s využitím biodegradačních procesů. Velmi zajímavou a zatím málo vědecky probádanou oblastí se jeví rezonanční technologie založené na optimalizaci toku energie a minimalizaci přenosových ztrát.  Nejedná se pouze o rezonanci elektromagnetickou, ale i mechanickou a to až na úrovni molekulární nebo atomární. Významná část práce by se tedy měla věnovat tvarovému uspořádání energetického zařízení a jeho vlivu na výsledné parametry. V této části se očekává největší experimentální přínos práce. Směrování práce bude řešeno po důkladné rešerši stávajících perspektivních technologií.

Téma je zaměřeno na výzkum potenciálu elektromobilů resp. obecně elektrických vozidel všeho druhu v rámci implementací chytrých technologií, tzv. smart. Elektromobilita zahajuje celosvětově novou éru vývoje a to nejen v oblasti mobility, ale také v oblasti informačních technologií a energetických systémů. Elektromobil dnes integruje celou řadu výkonných technologií a je zřejmé, že jeho konektivita na okolí bude stále narůstat. Běžné je dnes již plné připojení k internetu a začíná být standard autonomní řízení vozů. Jelikož ale tyto vozidla budou vyžadovat ke svému provozu energii, bude nutné řešit kompletní infrastrukturu nabíjecích stanic. V rámci disertace by se však řešily možnosti, jak elektrická vozidla dále zdokonalovat ve smyslu např. obousměrného toku energie, sdílení potenciálu energie a výkonu, souběžný provoz více vozidel, integrace do inteligentních měst, využití obnovitelných zdrojů – akumulace a monitorování, vytváření sítí dopravních prostředků, efektivní sdílení zdrojů apod. Student by v první části studia implementoval podrobný měřicí a monitorovací systém, který by umožnil sledování vybraného vozidla v reálném čase a vyhodnocení nejdůležitějších parametrů. V druhé části by pracoval na využití měřených dat a sdílení prostředků v rámci smart technologií, např. dostupnost zdrojů elektrické energie a potenciál OZE v daný okamžik. Předpokládaným výstupem práce by měl být funkční koncept menšího rozsahu s návazností na globální platformy, které se nyní celosvětově budují.

V průběhu 20. století proběhla na území České republiky, respektive Československa elektrifikace, díky níž byla do každého města, obce či vesnice zavedena elektřina ze společné rozvodné sítě. Elektrifikace proběhla také na horách a méně přístupných příhraničních oblastech. Vzhledem k tomu, že dříve nebyl takový požadavek na rezervovaný příkon a kapacity sítě, jsou tato vedení často nedostačující a je nutné posilovat kapacitu vedení. V příhraničních a horských oblastech však nyní toto navýšení komplikuje několik faktorů, a to nepřístupnost daná terénem, případně náklady na vybudování sítě jsou natolik vysoké, že se pro nízkou využitelnost investice nevyplatí. Z tohoto důvodu bývá tedy projekt navýšení kapacity sítě zavržen. Předmětem práce by bylo navrhnout parametrický autonomní systém, který dokázal zabezpečit požadavek na dodávku elektrické energie sloužící k posílení současné infrastruktury a zároveň umožňoval rozvoj elektromobility. Systém by ke své funkci využíval elektřinu dodávanou z distribuční sítě v dostupné kapacitě doplněnou o výrobu elektřiny z dalších dnes dostupných zdrojů lokálních jako je fotovoltaická, větrná nebo malá vodní elektrárna, popř. malé kogenerační jednotky na biopaliva. Správné dimenzování jednotlivých prvků systému vede k optimální návratnosti investice a to nejen finanční, ale i energetické a materiálové. Velmi přínosné by bylo využití systémů umělé inteligence, např. neuronových sítí.