Använd denna länk för att citera eller länka till detta dokument:
http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/45438| Titel: | Проектування фотоелектричного зарядного пристрою для портативних приладів |
| Övriga titlar: | Designing a photovoltaic charger for portable devices |
| Författare: | Гавран, Іван Русланович Havran, Ivan |
| Bibliographic description (Ukraine): | Гавран І.Р. Проектування фотоелектричного зарядного пристрою для портативних приладів: робота на здобуття кваліфікаційного ступеня бакалавра: спец. 141 – електроенергетика, електротехніка та електромеханіка/ наук. кер. В. П. Коваль. Тернопіль: Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, 2024. 64 с. |
| Utgivningsdatum: | jun-2024 |
| Date of entry: | 25-jun-2024 |
| Utgivare: | Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя |
| Country (code): | UA |
| Place of the edition/event: | Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя |
| Supervisor: | Коваль, Вадим Петрович Koval, Vadym |
| UDC: | 621.3 |
| Nyckelord: | фотоелектричний елемент зарядний пристрій електроенергія photovoltaic cell charger electric power |
| Number of pages: | 64 |
| Sammanfattning: | У роботі розкрито суть роботи елементарного фотоелектричного елементу. Проведено аналіз його імітаційних моделей для систем проектування. Запропоновано блок-схему фотоелектричного зарядного пристрою. Розроблено Simulink®-модель фотоелектричного зарядного пристрою для портативного приладу такого як мобільний телефон. Модель використовує бібліотеку Simscape® для більшості своїх компонентів. Модель демонструє властивості фотоелектричних елементів і полегшує проектування, необхідне для моделювання мобільного зарядного пристрою, що використовує сонячну енергію. The paper reveals the essence of the operation of an elementary photovoltaic cell. Its simulation models for design systems are analyzed. A block diagram of a photovoltaic charger is proposed. A Simulink® model of a photovoltaic charger for a portable device such as a mobile phone is developed. The model uses the Simscape® library for most of its components. The model demonstrates the properties of photovoltaic cells and facilitates the design required to model a mobile charger using solar energy. |
| Beskrivning: | З метою використання в моделюванні зарядного пристрою проаналізовано дві математичні моделі фотоелектричних елементів. Запропоновано блок-схему фотоелектричного зарядного пристрою. Розроблено Simulink®-модель фотоелектричного зарядного пристрою для портативного приладу такого як мобільний телефон. Мобільний телефон став необхідним компонентом у нашому сучасному житті. Якщо ми зможемо заряджати батарею мобільного телефону за допомогою сонячної енергії, то зможемо заощадити багато енергії. Simulink® використовується для проектування та моделювання віртуального фотоелектричного зарядного пристрою. Модель використовує бібліотеку Simscape® для більшості своїх компонентів. Модель демонструє властивості фотоелектричних елементів і полегшує проектування, необхідне для моделювання мобільного зарядного пристрою, що використовує сонячну енергію. Для демонстрації властивостей зарядки використовується літій-іонний акумулятор. |
| Content: | ВСТУП 7 1 АНАЛІТИЧНИЙ РОЗДІЛ 9 1.1 Електрична енергія, генерація та споживання 9 1.1.1 Статистика споживання електроенергії 9 1.1.2 Генерація енергії 9 1.2 Відновлювані та невідновлювані джерела енергії 11 1.2.1 Загальні положення 11 1.2.2. Теплова енергія 11 1.2.3 Гідроенергія 11 1.2.4 Енергія вітру 12 1.2.5 Сонячна енергія 12 1.3 Сфера застосування сонячної енергії 13 1.4 Винахід сонячного елементу. Напівпровідники 13 1.5 Історія створення імітаційної моделі сонячного елемента 15 1.6 Імітаційне моделювання електричних кіл з напівпровідниками та SIMULINK® 16 1.7 Висновки до розділу 18 2 ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ 19 2.1 Фотоелектричний елемент як основне джерело енергії зарядного пристрою 19 2.2. Аналіз типів фотоелектричних елементів 20 2.2.1 Перше покоління 20 2.2.2 Друге покоління 20 2.2.3 Третє покоління 21 2.3 Вибір електричної моделі фотоелектричного елемента, яку буде використано при розрахунках 22 2.3.1 Модель фотоелектричного елемента з одним діодом 22 2.3.2 Модель фотоелектричного елемента з двома діодами 24 2.4 З’єднання фотоелектричних модулів для отримання більшої напруги в зарядному пристрої 25 2.5 Блок-схема фотоелектричного зарядного пристрою 26 2.6 Висновки до розділу 27 3 РОЗРАХУНКОВИЙ РОЗДІЛ 28 3.1 Середовище імітаційного моделювання Simulink 28 3.2 Особливості моделювання фотоелектричного модуля в Simulink® 28 3.3 Компоненти фотоелектричного зарядного пристрою в Simulink® 30 3.3.1 Фотоелектричний елемент 30 3.3.2 Опромінення 32 3.3.3 Конструктор сигналів 32 3.3.4 S-PS і PS-S перетворювач 32 3.3.5 Датчики струму та напруги 34 3.3.6 Конфігурація розв'язки 34 3.3.7 Область застосування 35 3.4 Результати моделювання 36 3.4.1 Зміна струму та напруги залежно від освітленості 36 3.4.2 Зміни струму та напруги в залежності від кількості використовуваних фотоелектричних елементі 38 3.5 Кероване джерело напруги 40 3.6 MPPT: відстеження точки максимальної потужності 41 3.7 DC-DC перетворювач 43 3.7.1 Загальна схема 43 3.7.2 Генератор широтно-імпульсної модуляції (DC-DC) 45 3.7.3 Біполярний транзистор з ізольованим затвором 45 3.7.4 Розрахунок індуктивності та ємності 45 3.8 Літій-іонний акумулятор 47 3.9 Висновки до розділу 49 4 БЕЗПЕКА ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ, ОСНОВИ ОХОРОНИ ПРАЦІ 52 4.1 Інструктажі з охорони праці 51 4.2 Особливості електротравматизму, електричний струм як чинник небезпеки 54 4.3 Заходи, які зменшують небезпеку виникнення вибухів та пожеж 55 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ 59 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 61 |
| URI: | http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/45438 |
| Copyright owner: | © Гавран І.Р., 2024 |
| References (Ukraine): | 1. IEA (2014), World Energy Outlook 2014, IEA, Paris, https://doi.org/10.1787/weo-2014-en. 2. Герега С. Збільшення ефективності використання сонячних панелей / Степан Герега, Вадим Коваль, Ярослав Філюк // Матеріали Ⅲ Всеукраїнської науково-технічної конференції „Теоретичні та прикладні аспекти радіотехніки і приладобудування“, 8-9 червня 2017 року. — Т. : ТНТУ, 2017. — С. 202. 3. Іме А.Н. Підвищення ефективності сонячних панелей шляхом використання водяного охолодження/Аях Нсікак Іме, В.П. Коваль//Збірник тез доповідей ІX Міжнародної науково-технічної конференції молодих учених та студентів „Актуальні задачі сучасних технологій “, 25-26 листопада 2020 року.—Т.: ТНТУ, 2020.—Том 2.— С. 80–81. 4. Коваль В. П. Підвищення ефективності використання вітрового потоку у вітрових енергоустановках / В. П. Коваль // Матеріали Міжнародної науково-технічної конференції „Фундаментальні та прикладні проблеми сучасних технологій“ до 60-річчя з дня заснування Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя та 175-річчя з дня народження Івана Пулюя, 14-15 травня 2020 року. — Т. : ТНТУ, 2020. — С. 204. 5. Рудик А.І. Енергоефективність двороторної вітроенергетичної установки // А.І.Рудик, В.П.Коваль /Актуальні задачі сучасних технологій : зб. тез доповідей ХІ міжнар. наук.-практ. конф. Молодих учених та студентів, (Тернопіль, 7–8 груд. 2022.) / М-во освіти і науки України, Терн. націон.техн. ун-т ім. І. Пулюя [та ін.]. – Тернопіль: ФОП Паляниця В. А., 2022. – С. 70. 6. Vadym Koval, Bogdan Orobchuk, Nataliia Kuzemko, Gao Lijin. Measuring device for photovoltaic modules electrical characteristics testing // Proceedings of the International Conference „Advanced applied energy and information technologies 2021”, 2021 7. Коваль В. П. Автоматизована вимірювальна установка для дослідження електричних характеристик фотоелектричних модулів/ В. П. Коваль, Б.Я. Оробчук, Л.М. Костик, Я.М.Осадца// Вісник Хмельницького національного університету. – 2022. – № 5. – С. 168-173. 8. Керея Ю.Б. Роль системи накопичення енергії у електроенергетичній системі //Ю.Б.Керея, В.П.Коваль /Актуальні задачі сучасних технологій : зб. тез доповідей ХІ міжнар. наук.-практ. конф. Молодих учених та студентів, (Тернопіль, 7–8 груд. 2022.) / М-во освіти і науки України, Терн. націон.техн. ун-т ім. І. Пулюя [та ін.]. – Тернопіль: ФОП Паляниця В. А., 2022. – С. 68. 9. Orobchuk B. Development and research of Wi-Fi network for receiving and transmitting telemechanical information in the training laboratory / Bogdan Orobchuk, Vadym Koval // Scientific Journal of TNTU. — Tern. : TNTU, 2020. — Vol 99. — No 3. — P. 124–132. 10.Коваль В. П. Суміщене електропостачання від поновлювальних джерел енергії / Вадим Коваль // Матеріали Ⅳ Міжнародної науково технічної конференції „Теоретичні та прикладні аспекти радіотехніки, приладобудування і компʼютерних технологій― присвячена 80-ти річчю з дня народження професора Я.І. Проця, 20-21 червня 2019 року. — Т. : ФОП Паляниця В. А., 2019. — С. 294. 11.Коваль В. П. Енергетична ефективність систем позиціонування плоских сонячних панелей / В. П. Коваль, Р. Р. Івасечко, К. М. Козак // Енергозбереження. Енергетика. Енергоаудит. – 2015. – № 3. – С. 2-10 12.Gevorkian, P. (2007). Sustainable energy systems engineering: the complete green building design resource. (No Title). 13.Feldman, D., Barbose, G., Margolis, R., Bolinger, M., Chung, D., Fu, R., ... & Wiser, R. (2015). Photovoltaic system pricing trends: historical, recent, and near-term projections 2015 edition. 14.Kerschen, K. A., & Basore, P. A. (1996, September). A performance model for nonuniformity illuminated front-gridded concentrator cells. In Conference Record of the Twentieth IEEE Photovoltaic Specialists Conference (pp. 1129-1137). IEEE. 15.Masoum, M. A., Dehbonei, H., & Fuchs, E. F. (2002). Theoretical and experimental analyses of photovoltaic systems with voltageand current based maximum power-point tracking. IEEE Transactions on energy conversion, 17(4), 514-522. 16.González-Longatt, F. M. (2005). Model of photovoltaic module in Matlab. Ii Cibelec, 2005, 1-5. 17.Sathya, P., & Aarthi, G. (2013). Modelling and simulation of solar photovoltaic array for battery charging application using Matlab-Simulink. International Journal of Engineering Sciences & Research Technology (IJESRT), 3111-3115. 18.Коваль В. Залежність енергоефективності сонячних елементів від експлуатаційних факторів / В. Коваль // Збірник тез доповідей ⅩⅦ наукової конференції ТНТУ ім. Івана Пулюя, 20-21 листопада 2013 року. — Т. : ТНТУ, 2013. — Том Ⅰ : Природничі науки та інформаційні технології. — С. 53. 19.Коваль В.П. Фотоелектрична станція для забезпечення власних потреб // В.П. Коваль, Д.Ф.Паловці, Abul Kalam Azad / Світлотехніка й електроенергетика: історія, проблеми, перспективи: матеріали VIІ Міжнародної науково-технічної конференції, (Тернопіль, 29-31 травня 2024) / М-во освіти і науки України, Терн. націон. техн. ун-т ім. І. Пулюя [та ін.]. – Тернопіль: ФОП Паляниця В. А., 2024. – С 85-86. 20.Понтус О.В. Особливості проектування та введення в експлуатацію промислової сонячної електростанції // О.В. Понтус, Р.А. Карпишин, В.П.Коваль / Світлотехніка й електроенергетика: історія, проблеми, перспективи: матеріали VIІ Міжнародної науково-технічної конференції, (Тернопіль, 29-31 травня 2024) / М-во освіти і науки України, Терн. націон. техн. ун-т ім. І. Пулюя [та ін.]. – Тернопіль: ФОП Паляниця В. А., 2024. – С 19-21. 21.Bohdan Orobchuk, Ivan Sysak, Oleh Buniak, Serhii Babiuk, Vadym Koval (2023) Development of the reactive power compensation laboratory bench and its integration into the training simulator of dispatch control system. The 3rd International Workshop on Information Technologies: Theoretical and Applied Problems 2023 (ITTAP 2023). Ternopil, Ukraine, November 22-24, 2023, Vol. 3628, Pages 574-585. 22.Vadym Koval, Serhii Martsenko, Myroslav Zin (2023). Designing and Implementing Intelligent Lighting Control System. The 1st International Workshop on Computer Information Technologies in Industry 4.0 (CITI 2023). Ternopil, Ukraine, June 14-16, Vol. 3468, Pages 241-249. 23.Rahman, M. A. A., & Mizukawa, M. (2013, July). Modeling and design of mechatronics system with SysML, Simscape and Simulink. In 2013 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics (pp. 1767-1773). IEEE. 24.Francis, W. K., Beevi, S. S., & Mathew, J. (2014). MATLAB/simulink PV module modelof P&O and DC LINK CDC MPPT algorithmswith labview real time monitoring and control over P&O technique. International Journal of Advanced Research in Electrical, Electronics and Instrumentation Engineering. 25.Методичні вказівки для написання розділу «Безпека життєдіяльності, основи охорони праці» в кваліфікаційних роботах здобувачів освітнього рівня ,,бакалавр”. Для студентів всіх форм навчання рівень вищої освіти перший ( бакалаврський ) / укл. : О. Я. Гурик , І. Б. Окіпний. – Тернопіль : ТНТУ імені Івана Пулюя, 2021. - 20 с. 26.В. Ц. Жидецький, В. С. Джигирей, О. В. Мельников. Основи охорони праці. — Вид. 2-е, стериотипне. — Львів: Афіша, 2000. — 348 с. |
| Content type: | Bachelor Thesis |
| Samling: | 141 — Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка (бакалаври) |
Fulltext och övriga filer i denna post:
| Fil | Beskrivning | Storlek | Format | |
|---|---|---|---|---|
| Авторська довідка_Гавран І.Р..doc | Авторська довідка_Гавран І.Р. | 78,5 kB | Microsoft Word | Visa/Öppna |
| Кваліфікаційна робота_Гавран І.Р..pdf | Кваліфікаційна робота бакалавра_Гавран І.Р. | 1,46 MB | Adobe PDF | Visa/Öppna |
Materialet i DSpace är upphovsrättsligt skyddat och får ej användas i kommersiellt syfte!
Administrativa verktyg