1. ELARTU — Інституційний репозитарій ТНТУ імені Івана Пулюя
  2. Роботи студентів
  3. Бакалавр
  4. 141 — Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка (бакалаври)
Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/52668
Titolo: Моделювання фотоелектричної станції для генерування водню
Titoli alternativi: Modeling of a photovoltaic system for hydrogen generation
Autori: Карий, Денис Андрійович
Karyi, Denys
Affiliation: Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя
Bibliographic reference (2015): Карий Д. А. Моделювання фотоелектричної станції для генерування водню: робота на здобуття кваліфікаційного ступеня бакалавра: спец. 141 - електроенергетика, електротехніка та електромеханіка / наук. кер. М. М. Зінь. Тернопіль : Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, 2026. 62 с.
Data: 2026
Date of entry: 24-giu-2026
Editore: Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя
Country (code): UA
Place of the edition/event: Тернопіль
Supervisor: Зінь, Мирослав Михайлович
UDC: 621.3
Parole chiave: 141
електроенергетика
електротехніка
електромеханіка
фотоелектрична станція
photovoltaic power station
зелений водень
green hydrogen
електроліз
electrolysis
воднева енергетика
hydrogen energy
Number of pages: 62
Abstract: Розроблено модель фотоелектричної станції для виробництва водню, що складається з фотоелектричної батареї, трифазного інвертора на базі 3-рівневого IGBT-мосту з широтно-імпульсною модуляцією, понижувального трансформатора, електролізера PEM та системи зберігання водню на базі балонів низького тиску. Виробництво водню має лінійний характер зростання, що свідчить про стабільну роботу електролізера. Розраховано показник LCOE для окремих компонентів: фотоелектричні панелі, електролізер, система зберігання водню. Загальний показник LCOE комбінованої системи становить 0,29974 €/кВт·год. Отримані результати підтверджують технічну можливість та економічну доцільність використання фотоелектричної станції для виробництва водню як відновлюваного джерела енергії. Розроблена модель може бути використана як інструмент проєктування при створенні реальних установок для виробництва зеленого водню.
A model of a photovoltaic station for hydrogen production has been developed, comprising a photovoltaic array, a three-phase inverter based on a 3-level IGBT bridge with pulse-width modulation, a step-down transformer, a PEM electrolyser and a hydrogen storage system based on low-pressure cylinders. Hydrogen production exhibits linear growth, indicating stable operation of the electrolyser. The LCOE has been calculated for individual components: photovoltaic panels, the electrolyser and the hydrogen storage system. The overall LCOE of the combined system is 0.29974 €/kWh. The results confirm the technical feasibility and economic viability of using a photovoltaic power station to produce hydrogen as a renewable energy source. The developed model can be used as a design tool when constructing real-world facilities for the production of green hydrogen.
Descrizione: Роботу виконано на кафедрі електричної інженерії Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя. Захист відбудеться 27 червня 2026 р. о 9.00 годині на засіданні екзаменаційної комісії №17 у Тернопільському національному технічному університеті імені Івана Пулюя.
Content: ВСТУП 6 1 АНАЛІТИЧНИЙ РОЗДІЛ 9 1.1 Стан виробництва водню з використанням фотоелектричних батарей 9 1.2 Перспективи виробництва водню 12 1.3 Методи виробництва водню 13 1.4 Електроліз води як метод отримання зеленого водню 14 1.5 Принцип роботи фотоелектричної системи 14 1.6 Інтеграція фотоелектричних систем з електролізерами 15 1.7 Електролізери для виробництва водню 16 1.8 Принцип роботи PEM електролізера 17 1.9 Висновки до розділу 18 2 ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ 14 2.1 Опис блок-схеми системи виробництва водню 20 2.2 Фотоелектрична батарея 21 2.3 Трифазний перетворювач з постійного в змінний струм 22 2.4 Система керування інвертором 23 2.5 Регулятор постійного струму 25 2.6 PLL та вимірювання 25 2.7 Вимірювання струму 26 2.8 Генерація опорної напруги 27 2.9 Трансформатор 28 2.10 Електролізний стек PEM 28 2.11 Система зберігання водню 30 2.12 Висновки до розділу 32 3 РОЗРАХУНКОВИЙ РОЗДІЛ 31 3.1 Вихідні дані для моделювання 31 3.2 Виробництво водню 35 3.3 Ефективність виробництва водню 36 3.4 Змінний струм 36 3.5 Напруга змінного струму 37 3.6 Потужність змінного струму 38 3.7 Напруга постійного струму та інтенсивність сонячного випромінювання 39 3.8 Потужність постійного струму 40 3.9 Струм електролізера 41 3.10 Розрахунок економічних показників системи 42 3.11 LCOE електролізера та водню 45 3.12 Дані для розрахунку економічних показників виробництва водню 47 3.13 Результати розрахунку економічних показників комбінованої системи 48 3.14 Висновки до розділу 49 4 БЕЗПЕКА ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ, ОСНОВИ ОХОРОНИ ПРАЦІ 51 4.1 Основні вимоги безпеки до улаштування та експлуатації технологічного обладнання 51 4.2 Причини електротравм, напруга кроку 52 4.3 Заходи безпеки при монтажі енергоустановок 54 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ 56 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 58
URI: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/52668
Copyright owner: © Карий Денис Андрійович, 2026
References (Ukraine): 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. 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.
3. Коваль В.П. Інтегрування електроавтомобіля у систему електроживлення будинку // В.П. Коваль, к.т.н. доц; А.В. Слободян; К.В. Слободян / 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. 36-37.
4. 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
5. 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.
6. 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.
7. 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.
8. Коваль В. П. Енергоефективність системи позиціонування фотоелектричних батарей / В. П. Коваль, Р. Р. Івасечко, Ю. О. Пилипчук // Збірник тез доповідей Ⅵ Міжнародної науково-технічної конференції молодих учених та студентів „Актуальні задачі сучасних технологій“, 16-17 листопада 2017 року. — Т. : ТНТУ, 2017. — Том 3. — С. 139.
9. 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 .
10. 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.
11. 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
12. 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
13. Грицюк М.Я. Переваги концентруючих фотоелектричних електростанцій // М.Я. Грицюк; 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. 29-30.
14. 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)
15. 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
16. Qu, W., Hong, H., & Jin, H. (2019). A spectral splitting solar concentrator for cascading solar energy utilization by integrating photovoltaics and solar thermal fuel. Applied Energy, 248, 162-173.
17. Wang, Y., Li, Q., Li, D., & Hong, H. (2018). Thermodynamic analysis for a concentrating photovoltaic-photothermochemical hybrid system. Energy, 148, 528-536.
18. Yue, M., Lambert, H., Pahon, E., Roche, R., Jemei, S., & Hissel, D. (2021). Hydrogen energy systems: A critical review of technologies, applications, trends and challenges. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 146, 111180.
19. Awasthi, A., Scott, K., & Basu, S. (2011). Dynamic modeling and simulation of a proton exchange membrane electrolyzer for hydrogen production. International journal of hydrogen energy, 36(22), 14779-14786.
20. Bocklisch, T. (2015). Hybrid energy storage systems for renewable energy applications. Energy Procedia, 73, 103-111.
21. Maka, A. O., & Ghalut, T. (2025). An overview and perspective of solar photovoltaic-green hydrogen production system. Fuel, 400, 135760.
22. Акумулювання електроенергії у автономних освітлювальних установках / В.П.Коваль, В.А. Андрійчук, К.М.Козак// Матеріали V Міжнародної науково-технічної конференції «Світлотехніка й електроенергетика: історія, проблеми, перспективи», 23-27 лютого 2015 р., Тернопіль, Яремче (УКРАЇНА) – Тернопіль: Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, 2015.– С. 98-99.
23. 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.
24. 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.
25. 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.
26. 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.
27. 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.
28. Wei, D., Li, H., Ren, Y., Yao, X., Wang, L., & Jin, K. (2022). Modeling of hydrogen production system for photovoltaic power generation and capacity optimization of energy storage system. Frontiers in Energy Research, 10, 1004277.
29. Görgün, H. (2006). Dynamic modelling of a proton exchange membrane (PEM) electrolyzer. International journal of hydrogen energy, 31(1), 29-38.
30. De Lorenzo, G., Agostino, R. G., & Fragiacomo, P. (2022). Dynamic electric simulation model of a proton exchange membrane electrolyzer system for hydrogen production. Energies, 15(17), 6437.
31. Marocco, P., Gandiglio, M., Audisio, D., & Santarelli, M. (2023). Assessment of the role of hydrogen to produce high-temperature heat in the steel industry. Journal of Cleaner Production, 388, 135969.
32. Гандзюк, М. П. Основи охорони праці [Текст] : підручник / М. П. Гандзюк, Є. П. Желібо, М. О. Халімовський ; за ред. М. П. Гандзюка ; МОН України. – 4-е видання. – К. : Каравела, 2008. – 384 с.
Content type: Bachelor Thesis
È visualizzato nelle collezioni:141 — Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка (бакалаври)

File in questo documento:
File Descrizione DimensioniFormato 
dyplom_Karyi_D_2026.pdfДипломна робота1,71 MBAdobe PDFVisualizza/apri
Visualizza tutti i metadati del documento


Tutti i documenti archiviati in DSpace sono protetti da copyright. Tutti i diritti riservati.

Strumenti di amministrazione