Будь ласка, використовуйте цей ідентифікатор, щоб цитувати або посилатися на цей матеріал:
http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/30196| Назва: | Використання поновлювальних джерел енергії для живлення безпровідних давачів (на прикладі давачів вибухонебезпечних газів) |
| Інші назви: | Using of renewable energy sources for powering wireless sensors (on the example of explosive gas sensors) |
| Автори: | Pуцький, Нaзapiй Юpiйoвич Rutskyi, Nazarii |
| Приналежність: | Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя |
| Бібліографічний опис: | Pуцький Н. Ю. Використання поновлювальних джерел енергії для живлення безпровідних давачів (на прикладі давачів вибухонебезпечних газів) : дипломна робота магістра за спеціальністю „141 — електроенергетика, електротехніка та електромеханіка“/ Н. Ю. Руцький. — Тернопіль: ТНТУ, 2019. — 116 с. |
| Дата публікації: | 29-гру-2019 |
| Дата внесення: | 13-січ-2020 |
| Видавництво: | ТНТУ імені Івана Пулюя |
| Країна (код): | UA |
| Місце видання, проведення: | Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя |
| Науковий керівник: | Лупенко, Анатолій Миколайович |
| УДК: | 621.3 |
| Теми: | 141 електроенергетика, електротехніка та електромеханіка енеpгoуcтaнoвкa coнячнa енеpгiя електpoенеpгiя енеpгiя вiтpу cупеpкoнденcaтop power plant solar energy electricity wind energy supercapacitor |
| Кількість сторінок: | 114 |
| Короткий огляд (реферат): | Зaпpoпoнoвaнo енеpгoуcтaнoвку, якa збиpaє i aкумулює aльтеpнaтивну енеpгiю Coнця тa вiтpу для живлення мaлoпoтужних пpиcтpoїв, зoкpемa, бездpoтoвих гaзoвих дaвaчiв, якi пpизнaченi для poбoти в cклaдi aвтoнoмних бездpoтoвих cенcopних меpеж i зaбезпечують мoнiтopинг гaзoвoгo пoвiтpя i пеpедaчу дaних пo paдioкaнaлу.
Дocлiдженo poбoту джеpел живлення енеpгoуcтaнoвки, пpизнaченoї для aвтoнoмнoї poбoти в cклaдi бездpoтoвих cенcopних меpеж з мoнiтopингу тoкcичних i вибухoнебезпечних гaзiв в мicцях з вiдcутнiм живленням вiд меpежi.
Пpoведенo вимipювaння зapяду i poзpяду cупеpкoнденcaтopiв. Зapяд cупеpкoнденcaтopa вiд coнячнoї пaнелi здiйcнювaвcя пpи coнячнiй i хмapнiй пoгoдi.
Poзглянутo пеpcпективи зacтocувaння пpиcтpoїв збopу енеpгiї вiд пoнoвлювaних джеpел енеpгiї. Зaпpoпoнoвaнo мoжливocтi зacтocувaння poзpoбленoї енеpгoуcтaнoвки. An energy installation is proposed that collects and stores alternative solar and wind energy to power low-power devices, in particular, wireless gas sensors, which are designed to operate in autonomous wireless sensor networks and provide gas air monitoring and radio transmission. The work of power supply units for autonomous operation in the composition of wireless sensor networks for monitoring toxic and explosive gases in places with no mains supply has been investigated. The charge and discharge measurements of supercapacitors have been measured. The charge of the supercapacitor from the solar panel was carried out in sunny and cloudy weather. Prospects for the use of renewable energy sources are considered. Possibilities of application of the developed power installation are offered. |
| Зміст: | ВСТУП РОЗДІЛ 1. ЛІТЕРАТУРНИЙ ОГЛЯД...10 1.1. Сонячна батарея...10 1.2. Спектр сонячного випромінювання, основні параметри випромінювання...11 1.2. Енергія вітру...12 1.3. Бездротова сенсорна мережа...15 1.4. Опис основних компонентів бездротової сенсорної мережі...16 1.5. Сенсорні мережі призначені для аналізу газів...18 1.6. Енсргосфективність енергоспоживання давачів газу...22 1.7. Висновки до розділу 1...28 РОЗДІЛ 2. ОСНОВНА ЧАСТИНА...30 2.1. Теоретичні основи створення платформи живлення бездротових газових давачів від поновлюваних джерел енергії...30 2.1.1. Оцінка споживання потужності бездротовими давачами газу...30 2.1.2. Загальні поняття для створення енергоустановки по акумулюванню енергії з навколишнього середовища...34 2.1.3. Лінійні регулятори...36 2.1.4. Ключові стабілізатори напруги...38 2.1.5. Основні принципи енергоефективного відбору енергії від сонячної панелі для енергоустановки...50 2.2. Розробка енергоустановки на базі поновлюваних джерел енергії для живлення бездротових давачів газу...52 2.2.1. Проектування схеми енергоустановки по акумулюванню енергії від поновлюваних джерел енергії...52 2.2.2. Алгоритми вибору джерела живлення і зарядки суперконденсатора...59 2.3. Реалізація макета інтелектуального джерела живлення інтегрувального в корпус сенсорного вузла з можливістю генерації та накопичення енергії Сонця і вітру...62 2.4. Дослідження вітрогенератора...67 2.5. Дослідження процесу генерування електроенергії сонячною батареєю...70 2.6. Автономна робота давача чадного газу на основі живлення від поновлюваних джерел енергії...72 2.7. Автономна робота давача метану на основі живлення від поновлюваних джерел енергії...77 2.8. Перспектива застосування енергоустановки на базі поновлюваних джерел енергії для живлення бездротових сенсорних мереж...81 2.9. Висновки до розділу...82 РОЗДІЛ 3. СПЕЦІАЛЬНА ЧАСТИНА...87 3.1. Структура САПР...87 3.2. Використання можливостей MS Excel для Аналізе даних за допомогою діаграм...89 3.3. Висновки до розділу...91 РОЗДІЛ 4. ОБГРУНТУВАННЯ ЕКОНОМІЧНОЇ ЕФЕКТИВНОСТІ...92 4.1. Сонячна енергетика...92 4.2. Розрахунок економічних показників...94 4.3. Висновок до розділу...97 РОЗДІЛ 5. ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ...98 5.1. Інструктажі з охорони праці...98 5.2. Класифікація приміщень за небезпекою електротравм...101 5.3. Оцінка впливу вражаючих факторів надзвичайних ситуацій мирного і воєнного часу на об'єкти господарювання...102 РОЗДІЛ 6. ЕКОЛОГІЯ...104 6.1. Альтернативні джерела енергії...104 6.2. Ресурсозбереження, безвідходні і маловідходні технології, утилізація відходів, екологізація виробництва...107 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ...110 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ...112 |
| URI (Уніфікований ідентифікатор ресурсу): | http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/30196 |
| Власник авторського права: | @ Руцький Н. Ю., 2019 |
| Перелік літератури: | 1. Сонячна енергія - наше майбутнє - Енергія Сонця. Solar energy [Електронний ресурс] / Режим доступу: https://solar.pp.ua/sonyachna-encrgiya-naslie-majbiitnye.html (дата звернення: 27.01.2019). 2. Солнечная энергетика [Електронний ресурс] / Режим доступу: http://poi1al.tpu.riL/SHARED/n/NASA/Education/NiVlE/Tab/p2.pdf/. - (дата звернення: 27.01.2019). 3. Автономные водородные энергоустановки с возобновляемыми источниками энергии [Текст] / О. С. Попель, С. Е. Фрид, Э. Э. Шпильрайн и др. // Теплоэнергетика. - 2006. - №3. - С. 42-50. 4. LysenE.H. Introduction to Wind Energy [Text]/ E.H. Lysen. -SWD. 1982, - 150p. 5. ГОСТ C 50 605 81 - 94 Нетрадиционная энергетика. Ветроэнергетика. Установки ветроэлектрические. Требования к испытаниям [Текст].-Введ. 1995-01-01.-M.: Изд-во стандартов, 1996. - 19 с: ил. 6. Elistratov V.V. Wind turbine with spiral blades [Text] /V. V. Elistratov, E. N. Bykov: Ecobaltika'2006. Book of proceedings. - St.-Petersburg, 2006. - 168 p. 7. Somov A., Baranov A., Savkin A., Ivanov M, Calliari L., Passerone R., Karpov E., and Suchkov A., Energy-Aware Gas Sensing Using Wireless Sensor Networks // in Wireless Sensor Networks Series: Lecture Notes in Computer Science, Edited by Gian Pietro Picco, Wendi Heinzelman, Berlin Heidelberg: Springer, 2012, pp.245-260. 8. Obaidat Mohammad S., Misra Sudip, Principles of Wireless Sensor Networks, Cambridge University Press, 2014. - 433 Pages 9. Akyildiz Ian F., Can Vuran Mehmet, Wireless Sensor Networks, John Wiley & Sons, 2012. - 520 Pages. 10. Abdelgawad Ahmed, Bayoumi Magdy, Resource-Aware Data Fusion Algorithms for Wireless Sensor Networks, Springer Science & Business Media, 2012. - 108 Pages 11. Husain Iqbal, Electric and Hybrid Vehicles: Design Fundamentals, Second Edition, CRC Press, 2011,- 523 Pages. 12. Catalytic Combustible Gas Sensors [Електронний ресурс] / Режим доступу: http://www.intlsensor.com/pdf7catalyticbead.pdf (дата звернення: 27.01.2019) . 13. Figaro Engineering INC [Електронний документ]. / Режим доступу: http://www.figaro.co.jp/en/technicalinfo/principle/mos-type.html (дата звернення: 27.01.2019). 14. Zhang Yu, Gao Wenzhu, Song Zhcnyu, An Yupcng, Li Li, Song Zhanwci, Yu William W., Wang Yiding. Design of a novel gas sensor structure based on mid-infrared absorption spectrum // Sensors and Actuators B: Chemical, Volume 147, Issue 1,2010. Pages 5-9. 15. Gas Detection Handbook Fifth Edition, Mine Safety Appliances Company [Електронний ресурс] / Режим доступу: http://www.gilsoneng.com/reference/ gasdeleclionhandbook.pdf (дата звернення: 27.01.2019) 16. Electrochemical Sensors [Електронний ресурс] / Режим доступу: http://www.intlsensor.com/pdf/electrochemical.pdf (дата звернення: 04.02.2019) 17. Bhattacharyya Р., Basu Р., Mondal В., Saha Н. A low' power MEMS gas sensorbased on nanocrystalline ZnO thin films for sensing methane // Microelectronics Reliability, Volume 48, Issues 11-12, 2008. - Pages 1772 1779. 18. Vasiliev A.A., Pavclko R.G., Gogish-Klushin S. Yu., Kharitonov D.Yu., Gogish-Klushina O.S., Sokolov A.V., Pisliakov A.V., Samotaev N.N. Alumina MEMS platform for impulse semiconductor and 1R optic gas sensors // Sensors and Actuators B: Chemical, Volume 132, Issue 1, 2008. - Pages 216-223. 19. Moon S. E., Lee H.-K., Choi N.-J., Lee J., Choi C.A., Yang W.S., Kim J., Jong J.J., Yoo D.-J. Low power consumption micro C2H50H gas sensor based on micro-heater and screen printing technique // Sensors and Actuators B: Chemical, Volume 187, 2013. - Pages 598-603. 20. Ma H., Ding E., Wang W. Power reduction with enhanced sensitivity forpcllistor methane sensor by improved thermal insulation packaging // Sensors and Actuators B: Chemical 187, Volume 187, 2013. - Pages 221-226. 21. Haridas D., Gupta V. Enhanced response characteristics of Sn02 thin filmbased sensors loaded with Pd clusters for methane detection // Sensors and Actuators B: Chemical, Volumes 166-167, 2012. - Pages 156-164. 22. Korotcenkov G., Cho B.K. Engineering approaches to improvement ofconductometric gas sensor parameters. Part 2: Decrease of dissipated (consumable) power and improvement stability and reliability // Sensors and Actuators B: Chemical, Volume 198, 2014. - Pages 316-341. 23. Ali S.Z., De Luca A., Racz Z., Tremlett P., Wotherspoon T., Gardner J.W., Udrea F. Low power NDIR C02 sensor based on CMOS IR emitter for boiler applications // IEEE Sensors 2014,2-5 Nov. 2014, pp. 934- 937. 24. Gibson Desmond, MacGregor Calum. A Novel Solid State Noil-Dispersive Infrared C02 Gas Sensor Compatible with Wireless and Portable Deployment // Sensors, Volume 13, Issue 6, 2013. - Pages 7079-7103. 25. Li Haitao, Mu Xiaoyi, Yang Yuning, Mason Andrew J. Low Power Multimode Electrochemical Gas Sensor Array System for Wearable Health and Safety Monitoring// IEEE Sensors Journal, Volume 14, Issue 10, 2014. - Pages 3391-3399. 26. Weddell Alex S., Magno Michele, Merrett Geoff V., Brunelli Davide, A1-Hashimi Bashir M., Benini Luca, A survey of multi-source energy harvesting systems // Design, Automation & Test in Europe Conference & Exhibition, 18-22 March 2013, pp. 905 - 908. 27. Baranov Alexander, Spirjakin Denis, Akbari Saba, Somov Andrey. Optimization of power consumption for gas sensor nodes: A survey // Sensors and Actuators A: Physical, Volume 233, 2015. - Pages 279 - 289. 28. Ma Dongsheng, Bondade Rajdeep. Reconfigurable Switched-Capacitor Power Converters: Principles and Designs for Self-Powered Microsystems, Springer Science & Business Media, 2012. - 178 Pages. 29. Erickson Robert W., ЕЮ-DC Power Converters [Электронный ресурс]. Систем. требования: Adobe Acrobat Reader. / Режим доступа: http://web.eecs.utk.edu/-dcostine/ECE482/Spring2016/materials/DCPowerC onv.pdf (дата обращения: 14.04.2016). 30. Williamson Sheldon S. Energy Management Strategies for Electric and Plugin Hybrid Electric Vehicles, Springer Science & Business Media, 2013. - 253 Pages. 31. LTC3388-1/LTC3388-3 20 V High Efficiency Nanopower Step-Down Regulator [Электронный ресурс]. Систем, требования: Adobe Acrobat Reader. / Режим доступа: http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/338813fa.pdf (дата обращения: 14.04.2016) 32. Emadi Ali, Khaligh Alireza, Nie Zhong, Lee Young Joo. Integrated Power Electronic Converters and Digital Control, CRC Press, 2009. - 350 Pages. 33. TPS6120x Low Input Voltage Synchronous Boost Converter With 1.3-A Switches [Электронный ресурс]. Систем, требования: Adobe Acrobat Reader. / Режим доступа:, http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tps61200.pdf (дата обращения: 15.04.2016). 34. Берк К. Анализ данных с помощью Microsoft Excel/ Берк К., Кэйри П.. М.: Издательский дом "Вильяме", 2005. - 560 с. 35. Оськин, С. В. Технико-экономическая оценка эффективности эксплуатации электрооборудования [Текст] / С. В. Оськин, Г. М. Оськина // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2006. - № 1.-С. 2-3. 36. Запорожець О. І. Основи охорони праці. Підручник/ О. І. Запорожець, О. С. Протоєрейський, Г.М Франчук., І. М. Боровик - К.: Центр учбової літератури, 2009. - 264 с. 37. Березуцький В.В. Безпека життєдіяльності: Навчальний посібник / В.В. Березуцький, Л.А.Васьковець Л.А., Н.П.Вершиніна та ін.; За ред. проф. В. В. Березуцько-го. -X.: Факт, 2005. - 384 с. 38. Джигирей В.С. Екологія та охорона навколишнього природного середовища: Навч. посібник. - К.: Т-во "Знання", 2002. - 203 с. |
| Тип вмісту: | Master Thesis |
| Розташовується у зібраннях: | 141 — електроенергетика, електротехніка та електромеханіка |
Файли цього матеріалу:
| Файл | Опис | Розмір | Формат | |
|---|---|---|---|---|
| dyplom_Rutskyi | Дипломна робота магістра | 46,33 MB | Adobe PDF | Переглянути/відкрити |
| autoreferat_Rutskyi | Автореферат | 559,56 kB | Adobe PDF | Переглянути/відкрити |
Усі матеріали в архіві електронних ресурсів захищені авторським правом, всі права збережені.
Інструменти адміністратора