Ezzel az azonosítóval hivatkozhat erre a dokumentumra forrásmegjelölésben vagy hiperhivatkozás esetén:
http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/46862| Title: | Енергоефективність гібридної енергоустановки на основі фотоелектричних панелей та мікро-ГЕС |
| Other Titles: | The energy efficiency of a hybrid power plant based on photovoltaic panels and micro-HPP |
| Authors: | Копит, Мар'яна Богданівна Kopyt, Mariana |
| Bibliographic description (Ukraine): | Копит М. Б. Енергоефективність гібридної енергоустановки на основі фотоелектричних панелей та мікро-ГЕС : робота на здобуття кваліфікаційного ступеня магістра : спец. 141 – електроенергетика, електротехніка та електромеханіка / наук. кер. В. П. Коваль. Тернопіль : Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, 2024. 89 с. |
| Issue Date: | dec-2024 |
| Date of entry: | 21-dec-2024 |
| Publisher: | 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 |
| Keywords: | 141 електроенергетика, електротехніка та електромеханіка сонячна енергетика гідроенергетика електропостачання solar energy hydropower electricity supply |
| Number of pages: | 89 |
| Abstract: | Розроблено гібридну мікромережеву систему електропостачання з резервним накопичувачем енергії. Система генерує 180 кВт для 50 домогосподарств. Вона складається з фотоелектричних панелей встановленою потужністю 100 кВт, підвищувального перетворювача постійного струму, системи MГЕС встановленою потужністю 95 кВт, системи зберігання на основі літій-іонних акумуляторів такою ємністю щоб забезпечити добове енергоживлення, двонаправленого перетворювача постійного струму та трифазного інвертора. Розроблено алгоритм керування енергоспоживанням та проведено перевірку його роботи шляхом імітаційного моделювання для чотирьох випадків у середовищі Matlab/Simulink. Результати моделювання доводять, що запропонований алгоритм керування енергоспоживанням здатний захистити батарею, контролюючи заряджання та розряджання. Крім того, забезпечується безперервний потік енергії для задоволення попиту навантаження навіть при коливаннях у електропостачанні. A hybrid microgrid power supply system with a backup energy storage facility has been developed. The system generates 180 kW for 50 households. The system consists of photovoltaic panels with an installed capacity of 100 kW, a step-up DC-DC converter, a 95 kW HPP system, a storage system based on lithium-ion batteries with a capacity to provide daily power supply, a bidirectional DC-DC converter and a three-phase inverter. An algorithm for energy management was developed and its operation was verified by simulation modelling for four cases in Matlab/Simulink. The simulation results prove that the proposed energy management algorithm is able to protect the battery by controlling charging and discharging. In addition, a continuous flow of energy is provided to meet the load demand even under fluctuations in the power supply. |
| Description: | Проаналізовано історію розвитку фотоелектричних та гідроенергетичних систем, принцип роботи, їх роль в енергосистемі на сьогоднішній день. Розроблено гібридну мікромережеву систему електропостачання з резервним накопичувачем енергії. Система генерує 180 кВт для 50 домогосподарств. Вона складається з фотоелектричних панелей встановленою потужністю 100 кВт, підвищувального перетворювача постійного струму, системи MГЕС встановленою потужністю 95 кВт, системи зберігання на основі літій-іонних акумуляторів такою ємністю щоб забезпечити добове енергоживлення, двонаправленого перетворювача постійного струму та трифазного інвертора. Розроблено алгоритм керування енергоспоживанням та проведено перевірку його роботи шляхом імітаційного моделювання для чотирьох випадків у середовищі Matlab/Simulink. У першому випадку сонячне випромінювання підтримується на рівні 1000 Вт/м2, а потужність фотоелектричних перетворювачів становить 102,40 кВт. MГЕС генерує близько 96,18 кВт, що дає в результаті 198,58 кВт, однак це більше, ніж потреба навантаження 180 кВт. Акумуляторна батарея поглинає надлишкову потужність, вироблену в режимі зарядки, і SOH збільшується з 50% до 50,19%. |
| Content: | ВСТУП 6 1 АНАЛІТИЧНИЙ РОЗДІЛ 9 1.1 Системи мікромереж 9 1.2 Гідроенергетичні системи 10 1.3 Фотоелектричні системи 14 1.4 Відстеження точки максимальної потужності (MPPT) 15 1.5 Висновки до розділу 16 2 ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ 17 2.1 Структура мікромережі 17 2.2 Математичні залежності, що описують роботу сонячних фотоелектричних систем 18 2.3 Перетворювачі потужності 20 2.3.1 Двонаправлений перетворювач постійного струму в постійний 20 2.3.2 Інвертор 21 2.4 Математичні залежності, що описують роботу мікро-ГЕС 22 2.5 Структура запропонованої системи мікромережі 32 2.6 Модель фотоелектричного елемента 34 2.7 Розрахунок необхідної потужності фотоелектричної системи 35 2.8 Розрахунок DC-DC перетворювача 39 2.9 Імітаційна модель інвертора (DC-AC) 42 2.10 Розрахунок вихідного фільтра 44 2.11 Мікро-ГЕС та розрахунок її потужності 46 2.12 Роль акумуляторної батареї в мікромережі 51 2.13 Моделювання акумуляторної батареї та двонаправленого перетворювача 52 2.14 Алгоритм керування енергоспоживанням 57 2.15 Висновки до розділу 58 3 РОЗРАХУНКОВО-ДОСЛІДНИЦЬКИЙ РОЗДІЛ 60 3.1 Вихідні дані та методика імітаційного моделювання 60 3.2 Випадок 1 62 3.3 Випадок 2 68 3.4 Випадок 3 71 3.5 Випадок 4 73 3.6 Аналіз результатів 75 3.7 Висновки до розділу 77 4 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ 4.1 Основні вимоги безпеки до улаштування та експлуатації технологічного обладнання 79 4.2 Заходи безпеки при монтажі енергоустановок 80 4.3 Організація оповіщення персоналу об’єктів та населення про НС техногенного і природного характеру 82 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ 84 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 86 |
| URI: | http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/46862 |
| Copyright owner: | © Копит М.Б., 2024 |
| References (Ukraine): | 1. Перспективи розвитку електроенергетики і роль відновлювальних джерел енергії// Невідомський М.В.; Копит М.Б.; Якимчук П.М.; Горлачук М.А.; Войтович І.А./Актуальні задачі сучасних технологій : зб. тез доповідей ХIII міжнар. наук.-практ. конф. Молодих учених та студентів, (Тернопіль, 11–12 груд. 2024.) / М-во освіти і науки України, Терн. націон.техн. ун-т ім. І. Пулюя [та ін.]. – Тернопіль: 2024. Т. 2. – 17- 18 2. 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. 3. Moussavou, A., & Akim, A. (2014). Modelling and analysis of microgrid control techniques for grid stabilisation (Doctoral dissertation, Cape Peninsula University of Technology). 4. Shiji, C., Dhakal, S., & Ou, C. (2021). Greening small hydropower: A brief review. Energy Strategy Reviews, 36, 100676. 5. Creation and substantiation of the matrix for model series of tubular propeller turbines for small hydropower plants / Myroslav Zin, Vadym Koval, Mykola Tarasenko, Ivan Sysak // Scientific Journal of TNTU. — Tern. : TNTU, 2023. — Vol 109. — No 1. — P. 24–31. 6. Стельмах С.С. Енергоефективність гідроакумулюючих установок малої потужності // С.С.Стельмах, 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. 71. 7. Types of Hydropower Plants. (https://www.energy.gov/eere/water/types hydropower-plants) 8. Anaza, S. O., Abdulazeez, M. S., Yisah, Y. A., Yusuf, Y. O., Salawu, B. U., & Momoh, S. U. (2017). Micro hydro-electric energy generation-An overview. American Journal of Engineering Research (AJER), 6(2), 5-12. 9. 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 10.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. 11.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. 12.Малушенко А.С. Перспектива зарядки електромобілів від відновлювальних джерел енергії // А. С. Малушенко; М.Б. Горват; В. П. Коваль / Актуальні задачі сучасних технологій : зб. тез доповідей ХІІ міжнар. наук.-практ. конф. Молодих учених та студентів, (Тернопіль, 6-7 грудня 2023) / М-во освіти і науки України, Терн. націон. техн. ун-т ім. І. Пулюя [та ін.]. – Тернопіль: ФОП Паляниця В. А., 2023. – С. 225. 13.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. 14.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 15.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. 16.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. 17.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. 18.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. 19.Mataifa, H. (2015). Modeling and control of a dual-mode grid-integrated renewable energy system (Doctoral dissertation, Cape Peninsula University of Technology). 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, Oleh Buniak, Ivan Sysak, Serhii Babiuk, Ihor Bodnarchuk, Vadym Koval (2024) Development of Software for the Implementation of Automated Reserve Input Modes Operation. 2nd International Workshop on Computer Information Technologies in Industry 4.0 (CITI 2023). Ternopil, Ukraine, June 12-14, Vol. 3742, Pages 316-336 22.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 23.Коваль В.П. Вплив ємності акумулятора на ефективність роботи фотоелектричної станції//В.П.Коваль / Інноваційні технології в світлотехніці та електроенергетиці : матеріали Міжнар. наук.-практ. конф., Харків, 16–17 трав. 2024 р. / Нац. акад. наук вищ. освіти України, Харків. нац. ун-т міськ. госп-ва ім. О. М. Бекетова, Нац. наук. центр «Ін-т метрології» [та ін.]. – Харків : ХНУМГ ім. О. М. Бекетова, 2024. – С. 75- 77. 24.Motapon, S. N., Dessaint, L. A., & Al-Haddad, K. (2013). A comparative study of energy management schemes for a fuel-cell hybrid emergency power system of more-electric aircraft. IEEE transactions on industrial electronics, 61(3), 1320-1334. 25.Коваль В.П. Методичні вказівки до виконання кваліфікаційної роботи магістра для здобувачів другого рівня вищої освіти за ОПП Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка/ В.П. Коваль, М.Г. Тарасенко, О.А. Буняк, Л.Т. Мовчан – Тернопіль: ТНТУ, 2024. – 51 с. 26.Жидецький В.Ц. Основи охорони праці. Підручник/ В.Ц.Жидецький, В.С Джигирей, О.В.Мельников. – Вид. 5-те, доповнене. – Львів: Афіша, 2000. – 350 с. 27.Стручок В.С. Безпека в надзвичайних ситуаціях. Методичний посібник для здобувачів освітнього ступеня «магістр» всіх спеціальностей денної та заочної (дистанційної) форм навчання / В.С.Стручок. — Тернопіль: ФОП Паляниця В. А., 2022. — 156 с. |
| Content type: | Master Thesis |
| Ebben a gyűjteményben: | 141 — електроенергетика, електротехніка та електромеханіка |
Fájlok a dokumentumban:
| Fájl | Leírás | Méret | Formátum | |
|---|---|---|---|---|
| Кваліфікаційна робота_Копит М.Б..pdf | Кваліфікаційна робота магістра_Копит М.Б. | 2,42 MB | Adobe PDF | Megtekintés/Megnyitás |
Minden dokumentum, ami a DSpace rendszerben szerepel, szerzői jogokkal védett. Minden jog fenntartva!
Admin Tools