Please use this identifier to cite or link to this item: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/27944
Title: Світлотехнічні установки з автономним живленням
Other Titles: Lighting installations with autonomous power supply.
Authors: Філюк, Ярослав Олександрович
Affiliation: ТЕРНОПІЛЬСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ІВАНА ПУЛЮЯ ФАКУЛЬТЕТ ПРИКЛАДНИХ ІНФОРМАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ ТА ЕЛЕКТРОІНЖЕНЕРІЇ КАФЕДРА ЕЛЕКТРИЧНОЇ ІНЖЕНЕРІЇ
Bibliographic description (Ukraine): Філюк Я.О. Світлотехнічні установки з автономним живленням : Дис. канд. тех. наук : 05.09.07 – Світлотехніка та джерела світла / Філюк Ярослав Олександрович ; Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя. – Тернопіль, 2019. – 136 с.
Issue Date: 23-May-2019
Submitted date: Apr-2019
Publisher: Тернопільський національний технічний університет ім. Івана Пулюя
Country (code): UA
Place of the edition/event: ТЕРНОПІЛЬСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ІВАНА ПУЛЮЯ, ТЕРНОПІЛЬ
Level thesis: спеціалізована вчена рада К 58.052.04
Supervisor: Андрійчук, Володимир Андрійович
Committee members: Кожушко, Григорій Мефодійович
Добровольський, Юрій Георгійович
UDC: 621.314
621.32
Keywords: сонячна батарея, освітлювальна установка, суперконденсатор, світловий прилад, акумуляторна батарея, густина потоку сонячного випромінювання.
solar battery, lighting unit, supercapacitor, light instrument, battery, solar radiation flux density
Abstract: Філюк Я.О. Світлотехнічні установки з автономним живленням – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук (доктора філософії) за спеціальністю 05.09.07 – «Світлотехніка та джерела світла». – Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, Тернопіль, 2019. Робота присвячена дослідженню енергетичних характеристик сонячних елементів та акумулюючих систем, удосконаленню системи керування автономним живленням освітлювальних установок та впливу кліматичних умов на енергетичний потенціал сонячного випромінювання. Розроблено методику та змонтовано експериментальну установку для вимірювання фотоелектричних характеристик сонячних батарей. Запропонована модель сонячної батареї. Експериментально визначено параметри даної моделі. Проведено моделювання впливу фактора ідеальності діода і зворотнього струму насичення діода на напругу холостого ходу сонячної батареї. В якості акумулюючої системи для автономного джерела живлення освітлювальної установки запропоновано батарею із Li-ion акумуляторів та суперконденсаторів. Встановлено лінійну залежність ємності суперконденсатора від величини напруги зарядження. Експериментально визначено, що із збільшенням тривалості заряду суперконденсатора при номінальній напрузі збільшується час саморозряду. Запропоновано систему регулювання процесів заряду/розряду суперконденсаторів та Li-ion акумуляторів з використанням пристрою балансування напруги на окремих їх елементах. Запропоновано методику та змонтовано експериментальну установку для вимірювання та запису густини потоку сонячного випромінювання. Проведено аналіз впливу тривалості хмарності протягом кожного місяця 2016-2017 рр. на величину виміряних значень густини потоку сонячного випромінювання. Встановлено аналітичний зв’язок між середньодобовою поверхневою густиною енергії сонячного випромінювання та середньодобовим ступенем хмарності Есер=f(N). Проведено розрахунок енергетичного потенціалу сонячного випромінювання для м. Львова, м. Хмельницького, м. Івано-Франківського та м. Чернівці. Наведено методику та проведено розрахунку 2-х типів сонячних енергетичних установок для зовнішнього освітлення. Перший тип повністю забезпечує електроенергією зовнішнє освітлення в осінньо-зимовий період та другий тип у весняно-літній період. Виконано розрахунок автономного живлення зовнішнього освітлення 3-ох типів населених пунктів з різною кількістю населення: 2.8 млн (м. Київ), 218 тисяч (м. Тернопіль) та 8,7 тис (м. Ланівці)
Filiuk Ya.O. Lighting installations with autonomous power supply. The qualification scientific work on the manuscript copyright. Ph.D. thesis fin Engineering Sciences with major in 05.09.07 «Lighting engineering and light sources». Ternopil Ivan Pul’uj National Technical University, Ternopil, 2019. The work deals with the research of output performance of solar cells and accumulating systems, improvement of control systems for self-contained power supply of lighting installations and impact of climatic conditions on power potential of solar radiation. The methodology was developed and experimental installation was built for measuring photovoltaic performance of solar battery. Model of solar battery was proposed. Performance characteristics of this model were experimentally determined. Simulation of impact of diode ideality factor and diode reverse saturation current on idle solar battery voltage was carried out. Li-ion battery and supercondenser assembly was suggested as an accumulating system for self-contained power supply of lighting installation. Linear dependency of supercondenser capacity on the value of charging voltage was determined. It was experimentally stated that supercondenser self-discharge time increased when their charging duration at nominal voltage grew. Supercondenser and Li-ion battery charge/discharge regulation system using the device for voltage balancing on their separate elements was proposed. The methodology and experimental installation for measuring and recording of solar radiation flux density were proposed. The analysis of monthly cloud amount in the years of 2016-2017 and its influence on the content of observed values of solar radiation flux density was carried out. Theoretical relations between daily average surface solar radiation flux density and daily average cloud amount Есер=f(N) were established. Calculations of energy potential of solar radiation for the cities of Lviv, Khmelnytskyi, Ivano-Frankivsk and Chernivtsi were made. The dissertation provides descriptions of methodology and calculations made for two types of solar energy units for outdoor lighting. The first type completely supplies power for outdoor lighting during autumn-winter period whereas the second type – in spring-summer period. Calculations for outdoor lighting autonomous power supply of three types of cities with different population: 2.8M (Kyiv), 218K (Ternopil), 8,7K (Lanivtsi) were made.
Description: Структура й обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається зі вступу, чотирьох розділів, висновків, списку використаних джерел із 109 найменувань, 4 додатків, містить 57 рисунків, 22 таблиці. Повний обсяг роботи складає 136 сторінки.
Content: ЗМІСТ ПЕРЕЛІК УМОВНИХ СКОРОЧЕНЬ 10 ВСТУП…………………………………………………………………………… 11 РОЗДІЛ 1. ЛІТЕРАТУРНИЙ ОГЛЯД 1.1. Стан зовнішнього освітлення населених пунктів України……. 17 1.2. Аналіз освітлювальних установок зовнішнього освітлення з автономним живленням………………………………………………......... 23 1.2.1. Джерела автономного живлення освітлювальної установки 1.2.2. Акумулюючі батареї для освітлювальних установок з автономним живленням ……………………………………………………….. 1.2.3. Контролери заряду акумуляторних батарей……………………. 29 33 40 Висновки …………….……………………………………………………… 43 РОЗДІЛ 2. ДЖЕРЕЛО АВТОНОМНОГО ЖИВЛЕННЯ ОУ НА БАЗІ СОНЯЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ 2.1. Вимірювання фотоелектричних характеристик сонячних елементів 44 2.2. Побудова моделі сонячної батареї…………………………………… 49 2.3. Блок накопичення електричної енергії……………………………… 53 2.4. Системи балансування напруги на окремих елементах акумулюючої системи……………………………………………………… 59 Висновки ……………..……………………………………………………… 61 РОЗДІЛ 3. ВИЗНАЧЕННЯ ЕНЕРГЕТИЧНОГО ПОТЕНЦІАЛУ СОНЯЧНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ 3.1. Вимірювання потоку сонячного випромінювання………………….. 63 3.2. Аналіз енергетичного потенціалу сонячного випромінювання з врахуванням кліматичних умов території……………………………….. 3.2.1. Результати дослідження густини потоку сонячного випромінювання на широті м. Тернополя……………………………………. 3.2.2. Вплив ступеня хмарності на густину енергії сонячного випромінювання……………………………………………………………….. 3.3. Використання результатів досліджень для моніторингу енергетичного потенціалу сонячного випромінювання населених пунктів Західного регіону України………………………………………. 66 66 74 85 Висновки ……………..…………………………………………………….. 88 РОЗДІЛ 4. МОДЕЛЮВАННЯ ОСВІТЛЮВАЛЬНОЇ УСТАНОВКИ З АВТОНОМНИМ ЖИВЛЕННЯМ ТА ЇЇ ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНЕ ОБГРУНТУВАННЯ 4.1. Розрахунок сонячної енергетичної установки для зовнішнього освітлення населених пунктів……………………………………………… 89 4.2. Техніко-економічний розрахунок сонячної енергетичної установки для зовнішнього освітлення населених пунктів…………………………. 94 4.3. Світлотехнічний розрахунок ОУ …………………………………….. 100 4.4. Аналіз ефективності роботи автономної енергетичної установки для зовнішнього освітлення……………………………………………………. 102 Висновки ……………..……………………………………………………… 106 ВИСНОВКИ…………………………………………………………………….. 107 СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ ………………………………….. 109 Додаток А 121 Додаток Б 122 Додаток В 126 Додаток Г 134
URI: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/27944
Copyright owner: Філюк Ярослав Олександрович, 2019
URL for reference material: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/27943
5. Стан сфери зовнішнього освітлення в Україні за 2017 рік [Електронний ресурс]. − Режим доступу: http://minregion.gov.ua.
6. Інтегрований вуличний світильник Shenzhen [Електронний ресурс]. − Режим доступа: http://www.shinehui.com/en/products_list.php?prid1=21.
7. Уличные світильники SunShines [Електронний ресурс]. − Режим доступа: http://sun-shines.ru/product/street-light.
8. Фотоэлектрические установки EPS-Soltec [Електронний ресурс]. − Режим доступа: http://www.eps-soltec.com/en/produkte/strasen-wege-undplatzbeleuchtung.
14. Арапов А. Перспективы развития солнечной энергетики в Украине, 2012 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: //http://www.zamnoy.com/ blogs/aleksey_arapov/ 114057145/2012-06-15/aine.
References (Ukraine): 1. Кожем'яко В.П. Аналітичний огляд сучасних технологій фотоелектричних перетворювачів для сонячної енергетики / В.П. Кожем'яко, В.Г. Домбровський, В.Ф. Жердецький, В.І. Маліновський, Г.В. Притуляк // Оптико-електроннi iнформацiйно-енергетичнi технологiї. – Т. 22. – №. 2. – С. 141-157.
2. Воронин, С.М. Возобновляемые источники энергии и энергосбережение / С.М. Воронин, С.В. Оськин, А.Н. Головко. – Краснодар, 2006. – С. 267.
3. Андреев В.М. Нанотехнологии для солнечной фотоенергетики / В.М.Андреев // Альтернативная энергетика и экология. − 2007. − №2 (46). – С.93-98.
4. Наумов А.В. Перспективы рынка поликристаллического кремния / А.В. Наумов // Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. – 2014. – Т. 17. − №4. – С. 233 - 239.
9. Чумакевич В.О. Обґрунтування можливості освітлення парків в місцях постійної дислокації за допомогою сонячних батарей у львівській області / В. О. Чумакевич, В. В. Атаманюк, І. В. Пулеко, А. М. Дубовський // Військово-технічний збірник. − 2015. − № 13. − С. 102-105.
10. Пастушенко М.С. Перспективи впровадження відновлювальних джерел електричної енергії на залізничному транспорті України // Энергосбережение. Энергетика. Энергоаудит. − 2013. − № 12. − С. 45 - 51.
11. Сурков М.А., Сумарокова Л.П. Оценка возможности применения фотоэлектрических установок для электроснабжения уличного освещения в климатических условиях Сибири / М.А. Сурков, Л.П. Сумарокова // Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ». − Том 8. − №6.
12. Четошникова Л.М., Применение автономных систем освещения на базе солнечных модулей для парковых зон / Четошникова Л.М., Гуськова А.И. // ПОЛЗУНОВСКИЙ ВЕСТНИК – 2013. − № 4-2. – С.205-209.
13. Литвиненко А.С. Автономна система освітлення гібридного типу / А.С. Литвиненко, О.М. Діденко, Ю.О. Васильєва, Л.Д. Гуракова, К.І. Іоффе // Светотехника и электроэнергетика. – 2016. − №1. – С. 12-18.
15. Григораш, О.В. Нетрадиционные автономные источники электроэнергии / О.В. Григораш, Ю.И. Стрелков // Промышленная энергетика, №4. – 2001. – С. 37-40.
16. Евстафьев В.А., Майкова О.В Автономный светодиодный уличный фонарь // XIХ Международная научно-практическая конференция «Современные техника и технологии». − 2013. − С.41-42.
18. Назаренко Л.А. Солнечные энергетические установки с голограммными концентраторами энергии / Л.А. Назаренко, А.С. Литвиненко // Светотехника и электроэнергетика. – 2010. − № 3-4. − pp. 21 25.
19. Андреев С.В. Солнечные электростанции / С.В. Андреев // − М.: Наука 2002.
References (International): 17. Nazarenko L.A. Gologrammnye koncentratory dlya solnechnyx batarej fotoelektricheskix ustanovok / L. A. Nazarenko, A. S. Litvinenko, V. P. Kostylev // Materіali 4-oї mіzhnarodnoї naukovo - texnіchnoї konferencії „Suchasnі problemi svіtlotexnіki ta elektroenergetika”. – 2011. – pp. 166-168.
20. Michael Forst. Germany’s module industry poised for growth // SUN & Wind Energy. –Vol.5. –2011. – pp.256-263.
Content type: Dissertation
Appears in Collections:05.09.07 – світлотехніка та джерела світла

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Dis.pdfДИСЕРТАЦІЯ СВІТЛОТЕХНІЧНІ УСТАНОВКИ З АВТОНОМНИМ ЖИВЛЕННЯМ Спеціальність 05.09.07 – Світлотехніка та джерела світла6,11 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.