Link lub cytat. http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/50511
Tytuł: Дослідження можливості використання п'єзоелектричних елементів для генерації електричної енергії
Inne tytuły: Investigation of the possibility of piezoelectric elements for electric power generation usage
Authors: Воробець, Володимир Юрійович
Vorobets, Volodymyr
Bibliographic description (Ukraine): Воробець В. Ю. Дослідження можливості використання п'єзоелектричних елементів для генерації електричної енергії: кваліфікаційна робота на здобуття освітнього ступеня магістр за спеціальністю „141 — електроенергетика, електротехніка та електромеханіка“ / В. Ю. Воробець. — Тернопіль: ТНТУ, 2025. — 64 с.
Data wydania: maj-2025
Date of entry: 20-gru-2025
Wydawca: Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя
Kraj (kod): UA
Place edycja: Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя
Promotor: Бабюк, Сергій Миколайович
Babiuk, Serhii
UDC: 621.3
Słowa kluczowe: 141
електроенергетика, електротехніка та електромеханіка
п’єзоелектричний ефект
п’єзоперетворювач
сенсорні системи
електричне моделювання
п’єзоматеріали
енергетичні пристрої
електричні схеми
резонанс
імпеданс
piezoelectric effect
piezoelectric transducer
sensor systems
electrical modeling
piezoelectric materials
energy devices
electrical circuits
resonance
impedance
Strony: 64
Abstract: Мета кваліфікаційної роботи магістра полягає в розробці системи вироблення електроенергії для автономної системи вуличного освітлення. Джерелом живлення для цієї системи є п'єзоелектричний генератор, що працює на основі п'єзоелектричного ефекту. У ході роботи було розглянуто сам п'єзоелектричний ефект та класифікацію п'єзогенераторів, а також було обрано п'єзоелектричний елемент. Розглянуто різні варіанти електрогенерації для віддалених приймачів енергії. Було виконано розрахунок п'єзоелектричного генератора, за результатами якого складено оптимальний варіант системи та проведено остаточний розрахунок. Також було складено графік навантаження та визначено економічну складову проєкту.
The aim of the master’s qualification thesis is to develop an electric power generation system for an autonomous street lighting system. The power source for this system is a piezoelectric generator operating on the basis of the piezoelectric effect. In the course of the work, the piezoelectric effect itself and the classification of piezoelectric generators were examined, and a piezoelectric element was selected. Various options for electricity generation for remote energy consumers were considered. A calculation of the piezoelectric generator was carried out, on the basis of which an optimal system configuration was developed and the final calculation was performed. In addition, a load schedule was compiled and the economic component of the project was determined.
Opis: Проведено аналіз сучасних технологій малої електрогенерації та визначено, що п’єзоелектричний метод є перспективним напрямом для отримання енергії в умовах міської інфраструктури, зокрема на пішохідних зонах і набережних. Досліджено фізичні основи п’єзоелектричного ефекту, розглянуто класифікацію п’єзоелектричних матеріалів та обґрунтовано вибір сегнетом’яких п’єзокерамічних елементів як найбільш ефективних для створення системи. Виконано розрахунок основних параметрів п’єзоелектричного генератора та визначено залежність потужності системи від інтенсивності руху пішоходів, площі покриття та характеристик матеріалу.
Content: ВСТУП 5 1 АНАЛІТИЧНИЙ РОЗДІЛ 8 1.1 Варіанти малої електрогенерації для живлення малопотужних приймачів 8 1.2 П’єзокерамічні елементи в якості перетворювачів енергії 11 1.3 Використання п'єзоелектричних генераторів для живлення малопотужних об'єктів 13 1.4 Світові аналоги п'єзогенераторів 14 1.5 Висновки до розділу 1 16 2 РОЗРАХУНКОВО-ДОСЛІДНИЦЬКИЙ РОЗДІЛ 17 2.1 Класифікація п'єзоелектричних генераторів 17 2.2 Підбір п'єзоелектричного елемента 19 2.3 Моніторинг механічної дії на полотно пішохідної зони 22 2.4 Розрахунок електричного потенціалу від механічного впливу 22 2.5 Висновки розділу 2 32 3 ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ 33 3.1 Розташування полотна на пішохідній зоні 33 3.2 Конструкція п'єзоелектричного генератора 34 3.3 Вибір типу накопичувача практичної реалізації 37 3.4 Енергетичне навантаження набережної 41 3.5 Економічна оцінка використання п'єзоелектричних генераторів 46 3.6 Висновки розділу 3 49 4 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ 51 4.1 Основні причини ураження людини електричним струмом 51 4.2 Захисне заземлення та занулення 52 4.3 Ліквідація наслідків надзвичайних ситуацій 55 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ 59 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 61
URI: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/50511
Właściciel praw autorskich: © Воробець В.Ю., 2025
Wykaz piśmiennictwa: 1. Актуальні проблеми сучасної енергетики: матеріали ІX Всеукраїнської наук.практ. інтернет-конф. студентів, аспірантів і молодих вчених (22 травня 2025 р., м. Хмельницький) / за наук. ред. В.В. Курака, О.В. Андронової. – Херсон: Книжкове видавництво ФОП Вишемирський В.С., 2025. – 214 с.
2. Воробець В. Ю., Бабюк С. М. Забезпечення електроенергією об’єктів вуличного освітлення за допомогою п’єзоелектричних генераторів // Матеріали МНТК „Фундаментальні та прикладні проблеми сучасних технологій“, Тернопіль, 28-29 травня 2025 року. 2025. С. 19–21.
3. Hnatov, A., Arhun, S., & Ulyanets, O. (2017). ВЛАСТИВОСТІ ТА СПОСОБИ ЗАСТОСУВАННЯ П’ЄЗОЕЛЕКТРИЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ ЯК ГЕНЕРАТОРІВ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ. Автомобільний транспорт, (41), 178. https://doi.org/10.30977/AT.2219-8342.2017.41.0.178
4. Radović G. et al. Solar power supply for remote objects of historical heritage in Montenegro //Journal of Applied Engineering Science. – 2014. – Т. 12. – №. 4. – С. 277-284.
5. Nixon J. D. et al. Analysis of standalone solar streetlights for improved energy access in displaced settlements //Renewable Energy. – 2021. – Т. 177. – С. 895-914.
6. Бабюк С. М. Проблеми та переваги інтеграції технологій відновлюваної енергії в енергосистему змінного струму / Сергій Миколайович Бабюк, Я. В. Пліс // Збірник тез доповідей Ⅹ Міжнародної науково-практичної конференції молодих учених та студентів „Актуальні задачі сучасних технологій“, 24-25 листопада 2021 року. — Т. : ФОП Паляниця В. А., 2021. — Том Ⅱ. — С. 7–8. — (Електротехніка та енерго-збереження).
7. Takeuchi M. et al. P6F-2 Piezoelectric Generator as Power Supply for RFID-Tags and Applications //2007 IEEE Ultrasonics Symposium Proceedings. – IEEE, 2007. – С. 2558-2561.
8. Pratibha Arun V., Mehta D. Eco-friendly electricity generator using scintillating piezo //International Journal of Engineering Research and Applications. – 2013. – Т. 3. – №. 5. – С. 478-482.
9. Sirohi J., Chopra I. Fundamental behavior of piezoceramic sheet actuators //Journal of Intelligent Material Systems and Structures. – 2000. – Т. 11. – №. 1. – С. 47-61. 9. Grzybek D. Piezoelectric generators: materials and structures //Pomiary au-tomatyka robotyka. – 2013. – Т. 17. – №. 10. – С. 123--129.
10. Basics of Piezo-ceramic Technology // Матеріали сайту – 2016. – Режим доступу: http://www.www.ceramtec.en/ceramicmaterials/piezo-ceramics/basics/.
11. Вуличне освітлення : ДСУ10В. ВАТРА - освітлення професійно!. URL: https://vatra.ua/ukr/street-lighting/dsu10v-VATRA (дата звернення: 02.10.2025).
12. П'єзокераміка, П'єзодіафрагма, виробники та компанія, що виробляє туман - Ціна - PZT Electronic. П'єзокераміка, П'єзодіафрагма, виробники та компанія, що виробляє туман - Ціна - PZT Electronic. URL: https://ua.piezodisc.com/ (дата звернення: 02.10.2025).
13. Redodo Official Store - Best Lithium Batteries for RV, Marine, Solar. Redodo Power. URL: https://www.redodopower.com/ (date of access: 06.10.2025).
14. Правила улаштування електроустановок. - Видання офіційне. Міненерговугілля України. - X. : Видавництво "Форт", 2017. - 760 с.
15. Orobchuk, B., Sysak, I., Babiuk, S., Rajba, T., Karpinski, M., Klos-Witkowska, A., ... & Gancarczyk, J. (2017, September). Development of simulator automated dispatch control system for implementation in learning process. In 2017 9th IEEE International Conference on Intelligent Data Acquisition and Advanced Computing Systems: Technology and Applications (IDAACS) (Vol. 1, pp. 210-214). IEEE.
16. Оробчук, Б. та Сисак, І. та Бабюк, С. (2024) Розробка системи освітлення для навчальної лабораторії на базі WI-FI контролера. In: Міжнародна науково-практична конференція «Інноваційні технології в світлотехніці та електроенергетиці», 16–17 травня 2024 р., м. Харків.
17. Буняк, О., Бабюк, С., & Сисак, І. (2019). Інтелектуальний пристрій автоматичного регулювання параметрів електомережі. Матеріали Ⅳ Міжнародної науково-технічної конференції „Теоретичні та прикладні аспекти радіотехніки, приладобудування і компʼютерних технологій “присвячена 80-ти річчю з дня народження професора ЯІ Проця, 268-270.
18. Orobchuk, B., Buniak, O., Sysak, I., Babiuk, S., Bodnarchuk, I., & Koval, V. (2024). Development of Software for the Implementation of Automated Reserve Input Modes Operation.
19. Євтух П. Облік електроенергії при несинуcоїдальних і несиметричних режимах у мережах електропостачання міст / П. Євтух, С. Бабюк, Т. Кислиця // Вісник ТНТУ. — 2013. — Том 70. — № 2. — С.183-189.
20. Movchan L., Lupenko A., Zakordonets V., Babiuk S. (2024) Determining the stability region in the plane of parameters and quality indicators of linear discrete automatic control systems by D-partitioning method. Scientific Journal of TNTU (Tern.), vol. 113, no 1, pp. 71-80.
21. Babiuk, Serhiy, et al. "Algorithms for automatic of metrological characteristics of transducers." Вісник Тернопільського національного технічного університету 107.3 (2022): 67-75.
22. Енергоощадна інтелектуальна система керування механічною системою / Богдан Оробчук, Іван Сисак, Ярослав Осадца, Вадим Коваль, Сергій Бабюк // МММТЕС, 22-23 листопада 2022 року. — Т. : ФОП Паляниця В. А., 2022. — С. 128–130. — (Прикладні застосування механіки в задачах енергозбереження).
23. Buniak O., Babiuk S., Sysak I. (2019) Intelektualnyi prystrii avtomatychnoho rehuliuvannia parametriv elektomerezhi [Intelligent device for automatic regulation of electricity parameters]. Materialy Ⅳ Mizhnarodnoi naukovo-tekhnichnoi konferentsii "Teoretychni ta prykladni aspekty radiotekhniky, pryladobuduvannia i kompʼiuternykh tekhnolohii" prysviachena 80-ty richchiu z dnia narodzhennia profesora Ya.I. Protsia (Tern., 20-21 June 2019), pp. 268-270 [in Ukrainian].
24. Гандзюк М.П., Желібо Є.П., Халімовський М.О. Основи охорони праці: Підручник. 5-е вид. / За ред. М.П. Гандзюка. - К.: Каравела, 2011. - 384 с.
25. Методичний посібник для здобувачів освітнього ступеня «магістр» всіх спеціальностей денної та заочної (дистанційної) форм навчання «БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ» / В.С. Стручок –Тернопіль: ФОП Паляниця В. А., –156 с.
26. 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.
Typ zawartości: Master Thesis
Występuje w kolekcjach:141 — електроенергетика, електротехніка та електромеханіка

Pliki tej pozycji:
Plik Opis WielkośćFormat 
Кваліфікаційна робота_Воробець В.Ю..pdfКваліфікаційна робота магістра_Воробець В.Ю.1,93 MBAdobe PDFPrzeglądanie/Otwarcie


Pozycje DSpace są chronione prawami autorskimi

Narzędzia administratora