Academic literature on the topic 'Електрична акумуляторна батарея'

Проаналізовано вплив рівня напруги у бортовій мережі автотранспортних засобів на ефективність системи електрообладнання, зокрема на енергетичні витрати і безпеку експлуатації та технічного обслуговування. Доведено, що підвищення напруги у бортовій мережі автотранспортних засобів є вигідним в аспекті покращення енергетичних характеристик електричних машин, однак у класичних системах електрообладнання цього досягнути практично неможливо через необхідність збільшення ваги акумуляторних батарей. Однією із важливих проблем, яка пов'язана із підвищенням напруги у системах електрообладнання автотранспортних засобів, є безпека через ймовірність ураження водіїв і обслуговуючого персоналу електричним струмом високої напруги. Встановлено, що допустиме, за умовою безпеки, значення номінальної напруги у бортовій мережі системи електрообладнання автотранспортних засобів практично не повинна перевищувати 60 В. Підвищення рівня напруги у бортовій мережі сучасних автотранспортних засобів із традиційними системами електростартерного пуску двигунів зі свинцево-кислотними акумуляторними батареями практично вичерпується значенням 24 В, оскільки надалі вага акумуляторних батарей стає неприпустимо великою. Проблема збільшення величини бортової напруги автотранспортних засобів можна радикально вирішити лише під час переходу на електричні джерела стартерного пуску двигунів інших типів, наприклад ємнісні нагромаджувачі.

Сонячна фотоенергетика розвивається швидкими темпами, що приводить до появи нових важливих інженерно-технічних та науково-прикладних задач, вирішення яких є ключовим фактором стабільного розвитку не тільки даного сектору відновлюваної енергетики, а й всієї електромережі України. Однією з таких задач є підвищення показника надійності виробітку електричної енергії фотоелектростанцією та її видачі в мережу відповідно до наданого прогнозу на добу та окремо на дві години наперед. Питання стабільного виробітку актуально не лише для мережевих фотоелектростанцій, а й для фотоелектростанцій, що працюють на часткове покриття власного споживання, коли важливо відповідати графіку споживання, аби не порушувати технологічні процеси у виробництві. Одним із варіантів розв’язання цієї задачі є інтеграція різних систем акумулювання електричної енергії до складу фотоелектростанції в тому числі й електрохімічних акумуляторних батарей, що і було досліджено в даній роботі. На основі аналізу реальних даних виробітку електричної енергії протягом березня 2020 року мережевими фотоелектростанціями, що розташовані в Херсонській області, визначені межі невідповідності виробленої електроенергії заявленому прогнозу. Встановлені відносні значення необхідної ємності електрохімічних акумуляторних батарей для забезпечення максимальної відповідності виробітку заявленому прогнозу. Розрахунок базувався на методі пошуку невідповідностей між апроксимованою моделлю та реальними даними, з подальшим обрахуванням відхилення для кожної часової точки. Отримані графічні залежності відносного значення ємності системи акумуляторів від потужності станції, а також графіки швидкості зміни відносного значення ємності системи та потужності станції. В подальшому матеріали дано. Бібл. 6, табл. 2, рис. 4.

Theoretical researches of efficiency of electric energy transfer in the wireless charger of inductive type with serial resonance in circles of transmitting and receiving coils are carried out. It is shown that this efficiency depends on the parameter (the product of the magnetic coupling coefficient and the Q- factor of the coils) and the ratio of the active resistances of the battery and the coil. It is shown that there is an optimal value of this ratio, at which the efficiency of the device is maximum (when ) and its value increases monotonically with increasing parameter . Moreover, to achieve an efficiency greater than 0.8, it is necessary to have a system of coils with a value of 10. The graphical dependences that determine the value of this efficiency as a function of these two parameters and set the allowable interval for changing the resistance ratio in terms of high energy efficiency. Numerical calculation of the high-frequency magnetic field (with an operating frequency of 100 kHz) generated by the coils was performed, in two cases - in the absence of shielding and in the presence of aluminum electromagnetic screens and showed high efficiency of such screens. The peculiarity of the calculation is that to determine the values of complex currents in both coils, which depend on the mode of operation of the whole device, use their preliminary calculation based on the created Simulink-model of the device. References 14, figures 5, table 2.

У роботі запропонована методика складання та результати розрахунку за математичною моделлю. Проблема математичного опису функціональних елементів електричних колісних транспортних засобів (ЕКТЗ) ускладнюється необхідністю опису електричних процесів що відбуваються та впливом системи керування на силову установку. Розроблена методика є оригінальною, розглядається система «Силова акумуляторна батарея – Тяговий електродвигун – Трансмісія» в умовах руху за їздовим циклом. Для складання математичної моделі був обраний математичний пакет OpenModelica, це відкрите середовище моделювання та моделювання на основі Modelica. Модель має блок «Водій», який представляє собою замкнений контур контролера керування. Він відслідковує фактичну швидкість електромобіля і порівнює її з необхідною, заданою їздовим циклом. Визначені тягово-швидкісні та енергетичні показники переобладнаного автомобіля категорії М1 в батарейний електромобіль. За допомогою розробленої методики, можливо прогнозувати експлуатаційні показники електричного колісного транспортного засобу до виконання переобладнання. В якості вихідних числових значень параметрів переобладнаного автомобіля для проведення числового експерименту з використанням ПК, було обрано серійний автомобіль категорії М1 ЗАЗ–965 «Запорожець». Методика проведення числового експерименту передбачає проведення великої кількості обчислень в різних поєднаннях вихідних параметрів. В подальшому на ньому передбачено проведення дорожніх та стендових випробовувань. Технічний рівень переобладнання визначається питомою масою та питомою вартістю як окремих агрегатів так і всього електронного обладнання в цілому. Однак, показник вартості обладнання має сильну волатильність, тож його важко оцінити об’єктивно. В роботі пропонується критерій можливості збереження величини повної маси переобладнаного ЕКТЗ, умова обмеження за габаритними розмірами, максимальної кутової швидкості ротора тягового електродвигуна, максимального струму та напруги в силових елементах системи керування. Ключові слова: електромобіль, переобладнання, ефективність, математична модель, контролер, числовий експеримент, енергетична ефективність.

Проаналізовано об’єми виробітку електроенергії в Україні за минулий рік, а також динаміку приросту електроспоживання в порівнянні з попереднім роком. Розглянуто сучасний стан розвитку об’єктів відновлюваної енергетики України та відмічено, що суттєвий приріст фотоелектричних та вітроелектричних станцій обумовлений через найвищі коефіцієнти «зеленого тарифу», які діють на продаж екологічно чистої електроенергії. При цьому показано, що темпи збільшення потужностей вітроелектричних станцій суттєво поступаються фотоелектричним станціям. Відмічено, що вітроенергетичний потенціал України значно перевищує енергетичний потенціал сонячного випромінювання. Враховуючи швидко зростаючу динаміку приросту електромобілів на території України обґрунтована необхідність прискорення темпів використання енергетичного потенціалу вітру України через реалізацію автономних зарядних станцій електромобілів з вітроелектричними установками. Розглянута спадаюча динаміка індексу вартості вітроелектричних установок та літієвих акумуляторних батарей. Визначені основні капіталовкладення для реалізації системи автономної зарядної станції електромобіля з вітроелектричними установками та буферними акумуляторами енергії. На основі аналізу сезонного характеру зміни виробітку вітроелектричних установок, а також тарифної політики на продаж електричної енергії при заряді електромобілів встановлено, що термін окупності реалізації автономної зарядної станції даного типу може складати від 9-10 до 19-20 років. Відмічено, що показник гарантованого заряду електромобіля буде максимальним тільки за умови рівномірного розподілу швидкості вітру протягом року. Бібл. 8, рис. 4.

Для України найактуальнішою проблемою є необхідність зменшити енерговитрати паливноенергетичних ресурсів. Саме тому необхідно задуматися про пошук альтернативного отримання якісних та нескінченних ресурсів енергії.З можливих альтернатив, які могли доповнити або навіть замінити традиційну енергетику є сонячне випромінювання, як природне невичерпне джерело енергії, адже на Землю припадає 1020 Вт сонячної енергії на один квадратний метр, тільки 2% якої еквівалентні енергії, отриманої шляхом згоряння умовного палива. Тому, цілком можливо, що в майбутньому сонячна енергія може стати основним джерелом світла і тепла на Землі. Перспективи розвитку даного виду енергії не знають меж.Головна перешкода на шляху до широкого поширення сонячної енергетики - залежність від добового ритму, сезонної мінливості і погоди. Щоб підсилити потік сонячної енергії, потрібно збирати її з великих площ і запасати на майбутнє в акумуляторах.Через технічні проблеми, сонячна електростанція не працює вночі і недостатньо ефективно працює в ранкових і вечірніх сутінках. При цьому пік електроспоживання припадає саме на вечірні години. Для подолання цих недоліків потрібно або використовувати ефективні електричні акумулятори або створити систему яка дозволить об’єднувати надходження енергії від декілької джерел енергії в єдину мережу за рахунок прогресивного автоматизованого управління процесами контролю та використання енергоресурсів. Саме структура такої системи автоматизованого управління запропонована в даній статті, яка дає можливість об’єднати надходження енергоресурсів від сонячних батарей, вітрогенератора та інших установок АДЕ.

Для України найактуальнішою проблемою є необхідність зменшити енерговитрати паливноенергетичних ресурсів. Саме тому необхідно задуматися про пошук альтернативного отримання якісних та нескінченних ресурсів енергії.З можливих альтернатив, які могли доповнити або навіть замінити традиційну енергетику є сонячне випромінювання, як природне невичерпне джерело енергії, адже на Землю припадає 1020 Вт сонячної енергії на один квадратний метр, тільки 2% якої еквівалентні енергії, отриманої шляхом згоряння умовного палива. Тому, цілком можливо, що в майбутньому сонячна енергія може стати основним джерелом світла і тепла на Землі. Перспективи розвитку даного виду енергії не знають меж.Головна перешкода на шляху до широкого поширення сонячної енергетики - залежність від добового ритму, сезонної мінливості і погоди. Щоб підсилити потік сонячної енергії, потрібно збирати її з великих площ і запасати на майбутнє в акумуляторах.Через технічні проблеми, сонячна електростанція не працює вночі і недостатньо ефективно працює в ранкових і вечірніх сутінках. При цьому пік електроспоживання припадає саме на вечірні години. Для подолання цих недоліків потрібно або використовувати ефективні електричні акумулятори або створити систему яка дозволить об’єднувати надходження енергії від декілької джерел енергії в єдину мережу за рахунок прогресивного автоматизованого управління процесами контролю та використання енергоресурсів. Саме структура такої системи автоматизованого управління запропонована в даній статті, яка дає можливість об’єднати надходження енергоресурсів від сонячних батарей, вітрогенератора та інших установок АДЕ.

Актуальність теми дослідження. Проведення аналізу й порівняння популярних базових класичних топологій компенсації систем з індуктивною передачею енергії (ІПЕ), дасть змогу дослідникам обрати потрібну топологію компенсації при розробці високоефективних систем індуктивної передачі енергії, зокрема для бездротових зарядних пристроїв, акумуляторних батарей електротранспорту та інших приладів. Постановка проблеми. Зацікавленість щодо використання технологій бездротової передачі енергії (БПЕ) зростає, що зумовлено безпекою та зручністю бездротових побутових пристроїв, простотою використання електричних приладів та електротранспорту. З огляду на те, що будь-яка топологія компенсації базується на основі базових чотирьох класичних топологій, знання їхніх фізичних особливостей і роботи допоможе зрозуміти взаємодію більш складних комбінацій топологій. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Були розглянуті статті на тему бездротової передачі енергії, які описують математичні моделі топології компенсації. Більшість існуючих статей висвітлюють різні питання реалізації конкретної топології, не відображаючи проблему загалом. Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Узагальнено інформацію по кожній топології, виділено їхні особливості й недоліки, а також приклади їх використання в конкретних випадках. Постановка завдання. Основними завданнями є аналіз і порівняння найбільш поширених базових класичних топологій компенсації систем з індуктивною передачею енергії та рекомендації щодо їх вибору й застосування. Викладення основного матеріалу. Розглянуто загальні відомості про чотири базові класичні топології схеми. Так само розглянуті вимоги до схем компенсації, яких треба дотримуватися для ефективної роботи схеми ІПЕ. Проведено аналіз та порівняльна характеристика базових топологій компенсації для ІПЕ. Були наведені переваги і недоліки кожної топології і сфери їх застосування. Висновки відповідно до статті. Результатом огляду є виділення особливостей кожної базової топології, їхні переваги й недоліки, за допомогою яких можна вибрати необхідну топологію залежно від поставленого завдання.

Транспортні холодильні пристрої є невід’ємною частиною ланцюга безперервного холодильного обладнання та незамінні для туристів, мисливців та експедиційних працівників. Сучасні аналоги стиснення та термоелектрики транспортних абсорбційних холодильних пристроїв працюють від генераторів електроенергії або від акумуляторних батарей, що призводить до збільшення ваги автомобіля і, зрештою, до додаткових витрат палива. Актуальність досліджень транспортних абсорбційних х холодильних пристроїв пов'язана насамперед з можливістю їх роботи з неелектричними джерелами теплової енергії – пальними елементами. У пальниковому елементі 100% енергії згоряння викопного палива безпосередньо перетворюється на теплову енергію. При цьому коефіцієнт корисної дії сучасних генераторів електричної енергії не перевищує 20%. Тем не менш, для широкого використання транспортних абсорбційних холодильних пристроїв необхідно вживати заходів щодо зменшення споживання енергії, що сприятливо позначиться на вагових параметрах транспортного засобу. Через складність побудови тео­ретичних моделей експериментальним методом було обрано основний метод дослідження транспортних абсорбційних холодильних пристроїв. Об’єктом експериментальних досліджень став транспортний абсорбційний холодильний прилад «Київ» виробництва Васильківського холодильного заводу. У пальному елементі завдяки установці спеціального керамічного елемента каталізатора газ окислюється атмосферним киснем на поверхні каталізатора. Конструкція пальника дозволяє створити якісну суміш повітря-газ і рівномірно розподілити полум'я по всій поверхні каталізатора. Експериментальні дослідження показали, що: а) при роботі з етиловим спиртом і гасом необхідні умови охолодження досягаються в холодильнику; б) при рівних робочих умовах відсутність турбулайзера потоку продуктів згоряння у вентиляційному каналі генератора не дозволяє забезпечити необхідні режими охолодження. Для посилення режимів охолодження тепловіддаючих елементів холодильника (абсорбера та конденсатора) було проведено ряд експериментів із продуванням за допомогою повітряного вентилятора. При низьких температурах навколишнього середовища (16-21 ºС) ефект зовнішнього охолодження прак­тично непомітний – падіння температур в холодильній камері становить 0,8-1,2 ºС, при температурі 22-26 ºС ефект досягає 2,6 ºС, а при 30-33 ºС – 5,3 ºС

Розглядається як за рахунок власних джерел, а саме за рахунок власних дизель-генераторів, власних акумуляторних батарей підвищити категорію забезпечення електричною енергією до 1 категорії на відповідальних об’єктах зв’язку , які забезпечують телефонний та інтернет зв’язок Сумській області з усіма частинами світу. Розглядається питання проведеної модернізації, за останні п’ять років, обладнання електроживильних установок, які перетворюють змінну напругу в постійну, для живлення телефонних станцій. Розглядається питання переходу на сучасні акумуляторні батареї закритого типу. В даній магістерській роботі проводиться розрахунок обладнання при трифазних, однофазних струмах короткого замикання. Проводиться розрахунок втрати напруги в лініях живлення телефонних станцій. Робиться розгляд питання к яким економічним наслідкам призвела модернізація обладнання електроживильних установок.. Робиться аналіз впливу проведеної модернізації на питання охорони праці. Також розглядається питання шляхів подальшої модернізації обладнання забезпечення електричною енергією об’єктів зв’язку.

Проаналізовано основні види фотоелектричних систем. Наведено загальні відомості по вибору обладнання для сонячних електростанцій. Виконано розрахунок і вибір устаткування для домашньої мережі з використанням сонячних перетворювачів. Проведено техніко-економічне обґрунтування системи автономного енергопостачання системи електроосвітлення з використанням фотоелектричних перетворювачів, розрахунок капіталовкладень при установці даної системи, а також термін окупності. Розглянуто охорона праці під час монтажу сонячної електростанції. Проведено розрахунок заземлення.

Вітроенергетика останнім часом достатньо ефек-тивно виокремилася в багатьох країнах в окремі галузі енергетичних госпо-дарств, що успішно конкурують із традиційною енергетикою. Особливу увагу надано вітроенергетичним установкам середньої та великої потужності, які входять в мережі розподілу та передачі електроенергії [1]. Відомо, що зараз світовий ринок малих вітроенергетичних установок доволі динамічно розвива-ється за рахунок масових споживачів, зокрема об'єктів малоповерхового будів-ництва, сільськогосподарських підприємств, системи віддаленого контролю, освітлювальних систем, телекомунікаційного обладнання та інших автономних споживачів електроенергії. Відповідно, ефективне використання вітрового потенціалу є актуальним науково-технічним завданням, суть якого полягає у покращенні аеродинамічних характеристик вітроенергетичних установок та збільшенні їх продуктивності в цілому [2]. Вітроенергетика вважається перспективним напрямом генерації електрич-ної енергії. Використання відновлюваної екологічно чистої енергії вітру дозво-ляє компенсувати зростання електроспоживання у зв’язку зі збільшенням насе-лення планети. Основною перешкодою при використання вітру в якості енерге-тичного джерела є непостійна його швидкість і, відповідно, й енергія в часі. Ві-тер володіє не тільки багаторічною і сезонною непостійністю, але може також змінювати свою активність на протязі доби за дуже малі проміжки часу [3]. Конструкції вітроенергетичних установок постійно вдосконалюються, що дозволяє підвищити їхню режимну керованість за допомогою інноваційних рішень, наприклад, застосуванням пристроїв активного управління потоком та зміною геометрії лопатей. В Україні цей напрямок поки що не отримав розвитку, але такі способи підвищення енергоефективності режимів роботи цих установок отримали підтримку у тих країнах, які є лідерами позиції з вироблення енергії , вітроенергетичними установками (Китай, США, Німеччини, Нідерланди та ін.).
У кваліфікаційній роботі розглянуто питання розробки вітроенергетичної системи електропостачання навчальної лабораторії кафедри електричної інже¬нерії ТНТУ ім. І. Пулюя та її практичне впровадження. Базовим джерелом є вітрогенератор, а резервним додатковим джерелом – акумуляторна батарея.У пояснювальній записці кваліфікаційної роботи розглянуто питання вибору об’єкта альтернативного електропостачання, розрахунок і вибір вітроге¬нератора та додаткового обладнання вітроенергетичної установки. Також вико¬нано розрахунок технічних характеристик вітроелектричної установки з гори-зонтальною віссю обертання та її аеродинамічних параметрів. Проведено мате¬матичне моделювання вітроенергетичної установки, результати якого підтвер¬дили, що розроблена вітроенергетична установка здатна забезпечити електро¬постачання освітлювального обладнання 4-го поверху кафедри електричної інженерії
In the qualification work the question of development of wind power system of power supply of educational laboratory of the department of electrical engineering of Ivan Puluj TNTU and its practical implementation. The basic source is a wind generator, and the backup additional source is a rechargeable battery. In the explanatory note of the qualification work the issues of selection of the object of alternative power supply, calculation and selection of the wind generator and additional equipment of the wind power plant are considered. The calculation of technical characteristics of a wind power plant with a horizontal axis of rotation and its aerodynamic parameters was also performed. Mathematical modeling of the wind power plant was carried out, the results of which confirmed that the developed wind power plant is able to provide power supply of lighting equipment on the 4th floor of the Department of Electrical Engineering.
ЗМІСТ ВСТУП 7 1 АНАЛІТИЧНИЙ РОЗДІЛ 10 1.1 Конструкція вітрогенераторів та їх застосування 10 1.2 Вітрові генератори з горизонтальною віссю обертання 12 1.3 Вітрові генератори з вертикальною віссю обертання 17 1.4 Принцип роботи вітроенергетичної установки 22 1.5 Висновки до розділу 1 26 2 ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ 27 2.1 Вибір об’єкта альтернативного електропостачання 27 2.2 Розрахунок освітлювальної потужності 29 2.3 Аналіз вітроенергетичного потенціалу 31 2.4 Розрахунок та вибір вітрогенератора 33 2.5 Висновки до розділу 2 38 3 РОЗРАХУНКОВО-ДОСЛІДНИЦЬКИЙ РОЗДІЛ 39 3.1 Додаткове обладнання вітроенергетичної установки 39 3.2 Розрахунок технічних характеристик вітроелектричної установки 41 3.3 Розрахунок вітроколеса з горизонтальною віссю обертання 43 3.4 Розрахунок аеродинамічних параметрів вітроелектричної установки 45 3.5 Математичне моделювання вітроенергетичної установки 49 3.6 Висновки до розділу 3 55 4 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ 56 4.1 Заходи з охорони праці під час експлуатації вітрових турбін 56 4.2 Техніка безпеки при монтажі і експлуатації системи стабілізації 60 4.3 Пожежна безпека і мкроклімат при експлуатації вітроелектростанцій 61 4.4 Висновки до розділу 4 63 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ 64 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 65