Будь ласка, використовуйте цей ідентифікатор, щоб цитувати або посилатися на цей матеріал:
http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/49016| Назва: | Розробка системи електропостачання електродвигуна човна на основі фотоелектричних панелей |
| Інші назви: | Development of a power supply system for a boat's electric motor based on photovoltaic panels |
| Автори: | Бучинський, Михайло Іванович Buchynskyi, Mykhailo |
| Бібліографічний опис: | Бучинський М.І. Розробка системи електропостачання електродвигуна човна на основі фотоелектричних панелей: 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, 2025. 70 с. |
| Дата публікації: | чер-2025 |
| Дата внесення: | 23-чер-2025 |
| Видавництво: | Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя |
| Країна (код): | UA |
| Місце видання, проведення: | Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя |
| Науковий керівник: | Коваль, Вадим Петрович Koval, Vadym |
| УДК: | 621.3 |
| Теми: | 141 електроенергетика електротехніка електромеханіка електрочовен фотоелектрична панель електроенергія акумулятор electric boat photovoltaic panel electricity battery |
| Кількість сторінок: | 70 |
| Короткий огляд (реферат): | У роботі представлено принципову схему пасажирського човна типу "Катамаран" з силовою фотоелектричною установкою. Проведено розрахунок швидкості руху човна та необхідної потужності електродвигуна. Обрано двигун постійного струму з постійними магнітами потужністю 5,0 кВт 48 В 3000 об/хв. Він забезпечить задану робочу швидкість човна у 10 км/год. Проведено оцінку загального енергоспоживання із врахуванням графіків навантаження. Встановлено, що середньорічна добова потреба в електроенергії становить 25,38 кВт∙год/добу. Проведено розрахунок максимального робочого струму контролера заряду акумуляторів від фотоелектричних панелей, який становить 140 А. Проведено оцінку роботи системи живлення для умов: 1) часткової хмарності (фотоелектричні модулі та акумуляторна батарея), 2) повної хмарності (генератор та акумуляторна батарея) та 3) сонячного дня (фотоелектричні модулі та акумуляторна батарея). The paper presents a schematic diagram of a catamaran-type passenger boat with a photoelectric power plant. The boat's speed and the required electric motor power have been calculated. A 5.0 kW, 48 V, 3000 rpm permanent magnet DC motor was selected. It will ensure the specified operating speed of the boat at 10 km/h. The total energy consumption was estimated taking into account the load graphs. It was established that the average daily electricity demand is 25.38 kW∙h/day. The maximum operating current of the battery charge controller from the photovoltaic panels was calculated to be 140 A. The power supply system was evaluated for the following conditions: 1) partial cloud cover (photovoltaic modules and storage battery), 2) full cloud cover (generator and storage battery) and 3) sunny day (photovoltaic modules and storage battery). |
| Опис: | В роботі описано та проаналізовано декілька типів двигунів, які застосовують для приведення в рух човен; представлено принципову схему пасажирського човна типу "Катамаран" з силовою фотоелектричною установкою; проведено розрахунок швидкості руху човна та необхідної потужності електродвигуна; обрано двигун постійного струму з постійними магнітами потужністю 5,0 кВт 48 В 3000 об/хв. Він забезпечить задану робочу швидкість човна у 10 км/год; проведено оцінку загального енергоспоживання із врахуванням графіків навантаження; встановлено, що середньорічна добова потреба в електроенергії становить 25,38 кВт∙год/добу; проведено розрахунок максимального робочого струму контролера заряду акумуляторів від фотоелектричних панелей, який становить 140 А; проведено оцінку роботи системи живлення для умов: 1) часткової хмарності (фотоелектричні модулі та акумуляторна батарея), 2) повної хмарності (генератор та акумуляторна батарея) та 3) сонячного дня (фотоелектричні модулі та акумуляторна батарея). |
| Зміст: | ВСТУП 6 1 АНАЛІТИЧНИЙ РОЗДІЛ 9 1.1 Сонячна фотоелектрична панель 9 1.2 Полікристалічний кремнієвий елемент 10 1.3 Контролер заряду АКБ 11 1.4 Акумуляторна батарея для сонячної системи 12 1.5 Електродвигуни для човна 13 1.6 Висновки до розділу 14 2 ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ 15 2.1 Загальний опис початкових даний човна для проектування сонячної електростанції 15 2.2 Характеристики човна 15 2.3 Технічні характеристики човна та його агрегатів 15 2.3.1 Технічні характеристики човна 16 2.3.2 Розрахунок швидкості човна 17 2.3.3 Розрахунок енергоспоживання човна 18 2.3.4 Вибір типу двигуна човна 19 2.4 Визначення характеристик навантаження фотоелектричної електростанції 20 2.5 Архітектура системи 22 2.6 Оцінка добового навантаження 22 2.7 Оцінка ресурсів сонячної енергії 24 2.8 Технічні характеристики генератора 24 2.9 Технічні характеристики акумулятора 25 2.10 Контролер заряду 25 2.11 Висновки до розділу 26 3 РОЗРАХУНКОВИЙ РОЗДІЛ 27 3.1 Імітаційна модель запропонованої системи 27 3.2 Генератор сонячного випромінювання та температури для імітаційної моделі 28 3.3 Фотоелектричні модулі у Simulink 29 3.3.1 Математична модель сонячного елемента 30 3.3.2 Імітаційна модель фотоелектричної батареї 33 3.4 Відстеження точки максимальної потужності 34 3.5 Перетворювач DC/DC 35 3.6 Шина постійного струму 35 3.7 Стабілізатор постійної напруги (від 48В до 50В) для навантаження 37 3.8 Акумуляторна батарея 38 3.9 Контролер заряду акумуляторної батареї 39 3.10 Контролер розряду акумуляторної батареї 39 3.11 Генератор постійного струму 40 3.12 Двигун постійного струму з постійними магнітами 41 3.13 Драйвер двигуна 43 3.14 Контролер комутації для генератора постійного струму та двигуна 45 3.15 Аналіз результатів моделювання запропонованої системи в MATLAB 45 3.16 Висновки до розділу 56 4 БЕЗПЕКА ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ, ОСНОВИ ОХОРОНИ ПРАЦІ 51 4.1 Допомога при ураженні електричним струмом в електроустановках напругою до 1000 В 58 4.2 Зонування територій за ступенем небезпеки 60 4.3 Захист від статичної електрики 62 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ 64 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 66 |
| URI (Уніфікований ідентифікатор ресурсу): | http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/49016 |
| Власник авторського права: | © Бучинський М.І., 2025 |
| Перелік літератури: | 1. Тарасенко М.Г., Коваль В.П., Буняк О.А., Мовчан Л.Т. Методичні вказівки до виконання кваліфікаційної роботи бакалавра для здобувачів першого рівня вищої освіти за ОПП Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка/ В.П. Коваль, М.Г. Тарасенко, О.А. Буняк, Л.Т. Мовчан – Тернопіль: ТНТУ, 2024. – 50 с. 2. 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 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. Measuring device for photovoltaic modules electrical characteristics testing / Vadym Koval, Bogdan Orobchuk, Nataliia Kuzemko, Gao Lijin // ICAAEIT 2021, 15-17 December 2021. — Tern.: TNTU, Zhytomyr «Publishing house „Book-Druk“» LLC, 2021. — P. 14–19. — (Electrical engineering and power electronics) 5. 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. 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. Філюк Я. О. Автономне живлення зовнішнього освітлення з використанням світлодіодних джерел світла / Ярослав Філюк, Вадим Коваль // Матеріали Міжнародної науково-технічної конференції «Фундаментальні та прикладні проблеми сучасних технологій», 19–21 травня 2015 року — Т. : ТНТУ, 2015 — С. 191-192. 8. Maximum Power Point Tracking. Електронний ресурс. Дата звернення 10.03.2025. https://www.solarquotes.com.au/inverters/mppt/ 9. 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. 10. 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 11. Робота фотоелектричної станції на основі гібридного інвертора з різною ємністю системи накопичення електроенергії. Коваль, В., Оробчук, Б., Буняк, О., Гетманюк, В. Вісник Хмельницького національного університету. Серія: технічні науки. 343(6(1), (2024). С. 208-214. Галузь науки: технічні (17.03.2020) 12. Гнатюк В.В. Роль систем зберігання електроенергії для енергосистеми // В.В. Гнатюк; В.І. Кузьмич; В.П.Коваль / Фундаментальні та прикладні проблеми сучасних технологій: Матеріали Міжнародної науково-технічної конференції ''Фундаментальні та прикладні проблеми сучасних технологій'', присвячена 180-річчю з дня народження Івана Пулюя та 65-річчю з дня заснування Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя, 28-29 травня 2025 року – Тернопіль. ТНТУ ім.І.Пулюя, 2025. – С. 21-22. 13. 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 14. 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 15. 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. 16. 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 . 17. The Basics of Boat Design. Електронний ресурс. Дата звернення 25.03.2025. https://www.compositesworld.com/articles/the-basics-of-boat-design. 18. Solar Charge Controller Sizing and How to Choose One. Електронний ресурс. Дата звернення 25.03.2025. https://www.renogy.com/blog/solar-charge-controller-sizing-and-how-to-choose-one-/?srsltid=AfmBOopMFzO9XLfi1cwzBNN7Yai5i2NP9-ojE7Ci5JAt-I0l07uq0jeN 19. Коваль В.П. Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з курсу «Енергозбереження». / В.П.Коваль, [Текст]. – Тернопіль: ТНТУ, 2021. – 80 с. 20. Коваль В.П. Автоматизована вимірювальна установка для дослідження електричних характеристик фотоелектричних модулів / В.П. Коваль, Б.Я. Оробчук, Я.М. Осадца, Л.М. Костик // Вісник Хмельницького національного університету – 2022. - №5. – С.168–173 21. 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 22. 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 23. 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. 24. González-Morán, C., Arboleya, P., Reigosa, D., Díaz, G., & Gómez-Aleixandre, J. (2009, September). Improved model of photovoltaic sources considering ambient temperature and solar irradiation. In 2009 IEEE PES/IAS Conference on Sustainable Alternative Energy (SAE) (pp. 1-6). IEEE. 25. 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. |
| Тип вмісту: | Bachelor Thesis |
| Розташовується у зібраннях: | 141 — Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка (бакалаври) |
Файли цього матеріалу:
| Файл | Опис | Розмір | Формат | |
|---|---|---|---|---|
| Кваліфікаційна робота бакалавра_Бучинський М.І..pdf | Кваліфікаційна робота бакалавра_Бучинський М.І.. | 2,36 MB | Adobe PDF | Переглянути/відкрити |
Усі матеріали в архіві електронних ресурсів захищені авторським правом, всі права збережені.
Інструменти адміністратора