Návrh aplikace predektivních modelů spotřeby elektřiny pro dimenzování fotovolatických systémů

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá problematikou dimenzování fotovoltaických systémů prostřednictvím modelování uživatelského chování. Cílem práce je na základě analýzy chování obyvatel vytvořit metodiku a návrh aplikace prediktivního modelu, který domácnostem umožní objektivně a nezávisle posoudit energetickou účinnost a ekonomickou efektivnost uvažované instalace. Teoretická část práce analyzuje současný stav fotovoltaiky v ČR v kontextu legislativního vývoje a ekonomických pobídek, které formují aktuální tržní prostředí. Klíčová pozornost je věnována specifikům uživatelské energie a vlivu časového rozlišení dat na přesnost predikce energetických toků, což tvoří nezbytný metodický základ pro objektivní ekonomické hodnocení. V rámci praktické části je navržen model, který generuje realistické odběrové profily domácností syntézou 28 základních individuálních profilů, vytvořených podle věku, pohlaví a pracovních režimů uživatelů. Algoritmus pracuje s hodinovým časovým krokem a zohledňuje klimatická data pro 48 lokalit v ČR, technické parametry budovy i vliv konkrétních spotřebičů na spotřebu. Výsledkem práce je ucelený metodický postup a koncepční návrh aplikace, která integruje dynamické metody hodnocení investic. Tento přístup eliminuje komerční zkreslení při návrhu fotovoltaických systémů a poskytuje budoucím provozovatelům relevantní podklady pro optimalizaci instalovaného výkonu s ohledem na maximální ekonomickou efektivitu.This diploma thesis deals with the issue of sizing photovoltaic systems through user behavior modeling. The aim of the work is to create a methodology and a proposal for the application of a predictive model based on the analysis of population behavior, which will allow households to objectively and independently assess the energy efficiency and economic effectiveness of the considered installation. The theoretical part of the work analyzes the current state of photovoltaics in the Czech Republic in the context of legislative development and economic incentives that shape the current market environment. Key attention is paid to the specifics of user energy and the influence of the time resolution of data on the accuracy of energy flow prediction, which forms a necessary methodological basis for an objective economic evaluation. Within the practical part, a model is designed that generates realistic household consumption profiles by synthesizing 28 basic individual profiles, created according to the age, gender and working modes of users. The algorithm works with an hourly time step and takes into account climate data for 48 locations in the Czech Republic, technical parameters of the building and the influence of specific appliances on consumption. The result of the work is a comprehensive methodological procedure and a conceptual design of an application that integrates dynamic methods of investment evaluation. This approach eliminates commercial bias in the design of photovoltaic systems and provides future operators with relevant data for optimizing installed power with regard to maximum economic efficiency.