Academic literature on the topic 'Система накопичення енергії'

Мета статті – визначення шляхів зменшення викидів парникових газів, які суттєво вливають на тепловий баланс землі. Доповідь 2019 року про розрив в рівнях викидів, яка підготовлена Програмою ООН з навколишнього середовища, свідчить, що заходи по поточній політиці скорочення шкідливих викидів, явно недостатні. В світі спостерігається постійний зростаючий інтерес до відновлюваних джерел енергії, викликаний екологічними міркуваннями: зміна клімату і збільшення вмісту в атмосфері парникових газів. В Україні стрімким темпом розвивається використання відновлюваних джерел енергії, зокрема вітряної та сонячної енергії. Разом з тим при вводі нових потужностей об’єктів на базі ВДЕ існують проблеми мережевого та системного характеру. Тому збільшення потужностей ВДЕ потребує створення в Україні більш гнучкої енергосистеми, в тому числі вирішення питання з резервними і балансуючими потужностями. В статті обґрунтовано використання електричних станцій на базі відновлюваних джерел енергії, які оснащені системами акумулювання електроенергії на основі водню, в якості балансуючих потужностей оператора системи накопичення енергії. Зазначена система накопичення електричної енергії дозволяє перенесення енергії з періоду її «профіциту» в період її «дефіциту». Особливість водневої технології полягає в тому, що забезпечується найбільш економічний варіант зберігання електроенергії і подальше використання цієї запасеної енергії при тривалості розряду до кількох діб. Надано відомості про реальний пілотний проект впровадження накопичення енергії з ВДЕ за водневою технологією, який впроваджується в Європейському Союзі за програмою «Horizon 2020». Гібридні станції на ВДЕ, які оснащені водневими технологіями, можуть забезпечити балансування електроенергії в реальному часі. Технічно-досяжний потенціал ВДЕ в країні перевищує поточне річне споживання електроенергії України. Використання «зеленого» водню, виробленого без викидів в атмосферу CO2, сприяє вирішуванню екологічної проблеми з глобального потепління. Бібл. 9, табл. 1, рис. 3.

Мета. Встановити вплив різних систем удобрення на продуктивність ланки зрошуваної овоче-кормової сівозміни, накопичення енергії органічною речовиною ґрунту та баланс елементів живлення. Методи. Польові (довготривалі стаціонарні), лабораторні, розрахунково-статистичні. Результати. Використання мінеральної (N226P130K135 з розрахунку на 1 га сівозмінної площі) та органо-мінеральних систем удобрення (14 т/га органічних добрив + N30–60P28–57K25–50) забезпечує зростання урожайності ячменю на 26,0–59,1%, пшениці озимої – на 20,1–38,0%, люцерни – на 13,4–21,1%. При цьому вихід кормових одиниць становить 11,9–12,8 т/га, збір зерна – 0,85–1,01 т/га сівозмінної площі, що свідчить про високий рівень продуктивності ланки овоче-кормової сівозміни за даних систем удобрення. За систем удобрення, де використовуються органічні добрива, відмічається зростання енергопотенціалу органічної речовини ґрунту (3068–3155 ГДж/га), показнику активності енергетичних процесів (0,105–0,106) та показник стійкості родючості ґрунту (1,19–1,26). Загальний рівень енергетичної стабільності органічної речовини залишається низьким, але за рахунок оптимального рівня активності енергетичних процесів відмічається позитивна тенденція. За мінеральної, органічної та органо-мінеральної систем удобрення відмічено від’ємний баланс азоту, фосфору та калію в ланці сівозміни. Найнижчий рівень використання елементів живлення з ґрунтових запасів відмічено за органо-мінеральної системи удобрення (азоту 81 кг/га, фосфору – 34 кг/га, калію – 284 кг/га). Висновки. За сукупною дією на урожайність зернових та кормових, овочевих рослин, вихід кормових одиниць в ланці зрошуваної овоче-кормової сівозміні Лівобережного Лісостепу України виділяється мінеральна (з розрахунковими дозами добрив та використанням мікроелементів) та органо-мінеральні (14 т/га гною + врозкид N60P57K50 або локально N15P14K12,5) системи удобрення. Органо-мінеральна система удобрення в зрошуваній овоче-кормовій сівозміні Лівобережного Лісостепу України забезпечує найбільш оптимальні параметри енергетичного стану ґрунту (енергопотенціал органічної речовини ґрунту – 3155 ГДж/га, показник стійкості родючості ґрунту – 1,26) та зумовлює формування балансу елементів живлення з мінімальним використанням ґрунтових запасів.

Мета. Встановити вплив різних систем удобрення на продуктивність ланки зрошуваної овоче-кормової сівозміни, накопичення енергії органічною речовиною ґрунту та баланс елементів живлення. Методи. Польові (довготривалі стаціонарні), лабораторні, розрахунково-статистичні. Результати. Використання мінеральної (N226P130K135 з розрахунку на 1 га сівозмінної площі) та органо-мінеральних систем удобрення (14 т/га органічних добрив + N30–60P28–57K25–50) забезпечує зростання урожайності ячменю на 26,0–59,1%, пшениці озимої – на 20,1–38,0%, люцерни – на 13,4–21,1%. При цьому вихід кормових одиниць становить 11,9–12,8 т/га, збір зерна – 0,85–1,01 т/га сівозмінної площі, що свідчить про високий рівень продуктивності ланки овоче-кормової сівозміни за даних систем удобрення. За систем удобрення, де використовуються органічні добрива, відмічається зростання енергопотенціалу органічної речовини ґрунту (3068–3155 ГДж/га), показнику активності енергетичних процесів (0,105–0,106) та показник стійкості родючості ґрунту (1,19–1,26). Загальний рівень енергетичної стабільності органічної речовини залишається низьким, але за рахунок оптимального рівня активності енергетичних процесів відмічається позитивна тенденція. За мінеральної, органічної та органо-мінеральної систем удобрення відмічено від’ємний баланс азоту, фосфору та калію в ланці сівозміни. Найнижчий рівень використання елементів живлення з ґрунтових запасів відмічено за органо-мінеральної системи удобрення (азоту 81 кг/га, фосфору – 34 кг/га, калію – 284 кг/га). Висновки. За сукупною дією на урожайність зернових та кормових, овочевих рослин, вихід кормових одиниць в ланці зрошуваної овоче-кормової сівозміні Лівобережного Лісостепу України виділяється мінеральна (з розрахунковими дозами добрив та використанням мікроелементів) та органо-мінеральні (14 т/га гною + врозкид N60P57K50 або локально N15P14K12,5) системи удобрення. Органо-мінеральна система удобрення в зрошуваній овоче-кормовій сівозміні Лівобережного Лісостепу України забезпечує найбільш оптимальні параметри енергетичного стану ґрунту (енергопотенціал органічної речовини ґрунту – 3155 ГДж/га, показник стійкості родючості ґрунту – 1,26) та зумовлює формування балансу елементів живлення з мінімальним використанням ґрунтових запасів.

Метою даної роботи є дослідження впливу таких параметрів системи акумулювання електроенергії, як ємність та швидкодія, на стан балансу потужностей в комбінованій енергосистемі. Особливістю комбінованої локальної системи є значні градієнти поточної потужності, обумовлені змінною природою вітрових і сонячних електростанцій. Система акумулювання енергії має максимально збалансувати генерацію та споживання електроенергії, зменшити втрати можливої надлишкової енергії чи її дефіцит. Об’єкт дослідження – гібридні електроенергетичні системи, які мають властивості локальної мережі. Елементами системи є вітрові та сонячні електростанції та засоби акумулювання енергії, здатні реагувати на швидкі зміни потужності. Методом дослідження є математичне моделювання випадкових процесів споживання та генерації енергії, яке дозволяє аналізувати поточне балансування потужностей та отримувати інтегральні характеристики стану акумулювання і повторного використання енергії. Моделювання режимів роботи сонячних і вітрових електростанцій основане на статистичних даних про погодні фактори, а балансування потужності можна розглядати як суперпозицію випадкових процесів генерації та споживання. Особливістю дослідження є одночасне врахування швидких змін потужності вітрових і сонячних електростанцій, можливостей накопичення незбалансованої енергії та реального стану зарядки акумуляторів. Аналітичне дослідження потребує точного визначення характеристик розподілу ймовірності для кількох випадкових процесів, тому використано адаптивну імітаційну модель з можливістю варіації вхідних параметрів. Застосована модель енергобалансу дозволяє імітувати процес акумулювання енергії та розрахувати поточні й кумулятивні показники. В результаті дослідження встановлено вплив ємності та швидкодії акумуляторів на енергетичну ефективність системи. Визначено області чутливості енергетичного балансу, коли швидкість зарядки акумуляторів стає меншою за швидкість поточних змін вітрової та сонячної потужності. Порівнюються різні конфігурації енергосистеми за джерелами енергії, при цьому враховуються географічні відмінності й сезонні кліматичні особливості. Бібл. 16, табл. 3, рис. 4.

У статті на основі аналізу біографічних даних і сфер наукової та суспільної діяльності німецького мислителя, лінгвіста, представника німецького філологічного неогуманізму, державного і політичного діяча, реформатора європейської університетської освіти Вільгельма фон Гумбольдта розглянуто формування лінгвофілософської системи, що визначила магістраль­ні напрямки розвитку європейського і світового мовознавства ХХ–ХХІ століття. З’ясовано, що доповідь «Про порівняльне вивчення мов різних епох їхнього розвитку», прочитана в Берлінській академії наук у 1820 р., стала етапним фактом наукової біографії Гумбольдта, результатом особистого екзистенційного досвіду, свідомого цілеспрямованого накопичення фактів проявів національного духу різних європейських народів, включаючи повноцінні мови й діалекти, міфологічний національний пласт, традиції, культурні артефакти, фольклорні й авторські тексти різних епох. Доведено, що основоположні ідеї лінгвофілософської системи Гумбольдта сформульовані й оприлюднені в праці «Про відмінність статей і її вплив на органічну природу» (1794). Проголошена ним формула «прекрасної єдності» речей і явищ трактувалася як результат діяльності енергії тілесного світу, тому всі його прояви, включаючи людину, її діяння, а також мову (праця «Про Германа і Доротею» Гете», 1798), мають бути враховані, осмислені й систематизовані, як результати функціонування людського духу. Мандрівки Францією, Іспанією та Італією не лише забезпечили Гумбольдта новими естетичними враженнями, але остаточно визначили мовознавчий вектор його досліджень, що завершився оригінальною лінгвофілософською концепцією, в якій ідеальна складова не суперечить матеріальній, а доповнює її: мова є дух, і духом народу є його мова («Про відмінність будови людських мов і її вплив на духовний розвиток людства»).

Розвиток відновлюваних джерел енергії в Україні характеризується стрімкими темпами. Станом на вересень 2020 року встановлена потужність вітроелектричних (ВЕС) та фотоелектричних (ФЕС) станцій складає біля 6 ГВт, що відповідає майже 20% максимального навантаження електроенергетичної системи на чинний момент часу. Тому на сьогодні набуває актуальності задача акумулювання стохастичного надходження електроенергії ВЕС та ФЕС в електроенергетичну систему, зумовлена неузгодженістю графіків генерування та споживання потужності. Ідея застосування гідроакумулювальних електростанцій (ГАЕС) для накопичення стохастичного надходження енергії ВЕС і ФЕС починає знаходити своє практичне втілення. В Іспанії вже декілька років функціонує вітродизельна електростанція для подачі води в басейн-акумулятор ГАЕС потужністю 11 МВт. Досвід експлуатації цього комплексу засвідчив суттєве зменшення його енергетичної ефективності, зумовлене стохастичним характером надходження енергії вітру. Тому на часі вирішення задачі визначення енергетичної ефективності процесу перетворення кінетичної енергії вітру в потенційну енергію води, накопиченої в басейні-акумуляторі, з урахуванням наявності пульсацій швидкості вітру . В даній роботі виконана оцінка енергетичної ефективності потужної гідронасосної станції при електроживленні двигунів насосів від вітроелектричної установки з урахуванням пульсацій швидкості вітру та кількості гідроелектричних агрегатів у складі станції. Визначення кількісних значень оцінюваних параметрів базувалось на результатах математичного моделювання динаміки навантажувальних режимів роботи вітрогідронасосної станції з урахуванням стохастичної зміни швидкості вітру. Математична модель являє собою систему нелінійних диференційних рівнянь, що описує взаємодію двох інерційних складових єдиної аероелектрогідродинамічної системи. Визначено раціональне співвідношення кількості гідронасосів в складі насосної станції для досягнення максимальних значень коефіцієнта використання встановленої потужності вітрогідронасосної станції. Бібл. 29, рис. 6.

У даний час зростає інтерес до відновлювальних джерел енергії (ВДЕ). Незважаючи на це, в енергетичних системах високої продуктивності переважно використовуються вугілля, нафта, природний газ, а також енергія, що виробляється гідроелектростанціями та атомними електростанціями. Перші три джерела сформували так звану вуглецеву енергетику, якій притаманні два основні недоліки: обмеженість ресурсів та збільшення викидів СО2 у навколишнє середовище, незважаючи на вимоги Кіотського протоколу. Більшість ВДЕ характеризуються нерівномірним виробництвом та споживанням енергії, тому необхідно забезпечувати також її зберігання. Можна зауважити, що чим більше виробляється електроенергії вітру і сонця, тим сильніше виявляється потреба в системах накопичення і зберігання цього виду енергії. Сприятливим фактором для впровадження ВДЕ при цьому є різке зниження вартості одиниці встановленої потужності, яка включає в себе експлуатаційні і капітальні витрати. У статті розглядаються відносно нові типи ВДЕ, які дають змогу зберігати енергію у вигляді води (PSHE), компримованого повітря (CAES) та кріогенних рідин – повітря та азот (CES). За допомогою цього способу можна реалізовувати всі процеси виробництва, розподілу, зберігання та застосування електричної енергії у різні періоди часу. Розглянуто питання створення ефективного обладнання для тривалого зберігання тепла, що виробляється з електроенергії, яка виробляється сонячними панелями та вітрогенераторами. Тепло, яке отримується у такий спосіб, можна довго зберігати у теплоізольованих контейнерах, що заповнюються базальтовою крихтою. Актуальність цих досліджень підтверджується міжнародним енергетичним агентством: «ВДЕ вже є другим за величиною джерелом електроенергії у світі, але їх використання все ще необхідно прискорювати, якщо ми хочемо досягти довгострокових цілей у галузі клімату, якості повітря та доступу до енергії»

Метою даної роботи є розроблення моделі балансування процесів генерації та споживання електроенергії для енергосистем на основі відновлюваних джерел енергії з використанням системи акумулювання. Режими генерації вітрових і особливо сонячних електростанцій мають значні градієнти поточної потужності, коли істотні зміни можливі за кілька хвилин. При виборі систем акумулювання необхідно враховувати такі фактори, як нерівномірність генерації та споживання, обсяг можливої надлишкової енергії чи її дефіцит, швидкість зміни балансу потужностей та відповідна швидкодія акумуляторів. Об’єкт дослідження - гібридні електроенергетичні системи, які мають властивості локальної мережі. Такі системи чутливі до змінних режимів генерації, а наявність швидких змін потужності вимагає врахування коротких часових проміжків. Методом дослідження є математичне моделювання випадкових процесів споживання та генерації енергії, яке дозволяє аналізувати поточне балансування потужностей та отримувати інтегральні характеристики стану акумулювання і повторного використання енергії. Моделювання режимів роботи сонячних та вітрових електростанцій основане на статистичних даних про погодні фактори. Тоді балансування потужності можна розглядати як суперпозицію випадкових процесів генерації та споживання. Особливістю дослідження є врахування часових градієнтів потужності вітрових та сонячних електростанцій, стану зарядки та швидкодії акумуляторів. Аналітичне дослідження ускладнене фактором наявності різних процесів з особливим характеристиками розподілу, тому запропоновано імітаційну модель з відповідним алгоритмом розрахунку. Запропонована модель енергобалансу дозволяє імітувати процеси накопичення та використання енергії при різних властивостях системи акумулювання. Результати дослідження дозволяють порівнювати різні конфігурації енергосистеми за збалансованістю, потребами в акумулюванні та рівнем втрат енергії. При цьому враховуються місцеві та сезонні кліматичні особливості. Бібл. 21, табл. 1, рис. 2.

Нині за кордоном утилізують відходи швидше, ніж вони накопичуються. Для цього використовують альтернативні методи та екологічні матеріали, які мінімізують їх утворення. В Україні використовують шкідливі матеріали, які забруднюють довкілля, а також відсутні екологічні методи утилізації відходів. В Україні однією з найважливіших і найактуальніших проблем забруднення довкілля є неконтрольоване накопичення відходів та захоронення на полігонах. Проаналізовано основні тенденції розвитку методів і систем управління відходами. Оцінено сучасний стан та проблеми управління відходами в Україні та Львівській області. Виявлено тенденцію постійного зростання обсягу відходів. Простежено динаміку утворення відходів за категоріями матеріалів та класами небезпеки. Виконано аналіз утворення та утилізації відходів у Львівській області за 2010–2017 рр. Виконано регресійний аналіз зміни обсягу спалених відходів у Львівській області для отримання енергії і зміни показників утворення відходів І класу небезпеки. Встановлено, що відходи І класу небезпеки з 2000 по 2017 рр. змінюються в поліноміальній залежності 2-го степеня. Використання цих залежностей дасть змогу спрогнозувати зміни обсягів відходів у Львівській області. В Україні для сталого розвитку потрібно впроваджувати інтегровані системи управління відходами на регіональному та локальному рівнях. Тому для оптимальної моделі управління відходами потрібно запобігати утворенню та накопиченню відходів та повторно використовувати ті, що містяться на полігонах та сміттєзвалищах.

Представлені основні положення концепції Дорожньої карти розвитку водневої енергетики України на період до 2035 року щодо забезпечення використання водню у якості екологічно чистого енергоносія. Проблематика, на розв’язання якої спрямована Дорожня карта розвитку водневої енергетики України полягає у необхідності створення ефективних систем виробництва, акумулювання, зберігання, транспортування та перетворення водню в енергію необхідної якості із використанням у якості первинного енергоресурсу відновлюваних джерел енергії. Розроблення та реалізація завдань і заходів Дорожньої карти розвитку водневої енергетики України забезпечить зміну структури паливно-енергетичного комплексу України шляхом збільшення в ньому частки відновлюваних джерел енергії, підвищення стабільності роботи енергетичного обладнання, ефективності та надійності електропостачання, а також зменшення антропогенного та техногенного навантаження на довкілля. Розв’язання поставлених завдань відповідає пріоритетам державної політики – розвитку сфери виробництва енергоносіїв з відновлюваних джерел енергії, які можуть забезпечити у 2035 році збільшення частки ВДЕ у паливно-енергетичному балансі України до 25 %. Оптимальний варіант досягнення мети Дорожньої карти розвитку водневої енергетики України передбачає розроблення і виконання заходів на період 2020-2035рр., направлених в першу чергу на створення ефективної та економічної інфраструктури постачання споживачів воднем, що використовується в якості енергоносія, та розробку і впровадження дієвого механізму реалізації державної політики у сфері водневої енергетики. Це дасть можливість створити умови для підвищення рівня освоєння енергії відновлюваних джерел, підвищення стабільності у сфері енергопостачання за рахунок накопичення та використання пікової електроенергії, а також забезпечити впровадження новітніх технологій на основі водню у транспортній галузі України. Бібл. 10.

Актуальність теми. Всім відомий тренд на здешевлення технологій, устаткування, що використовується у відновлюваній енергетиці. Дзеркально відбувається і здешевлення технологій для energy storage. Це пришвидшить розвиток, розбудову цих проектів, а також їх поширення. Тому так, Україна відстала від впровадження законодавчої бази та інвестування в energy storage, але не настільки критично, як можна припустити. Важливо зазначити, що встановлення нових генеруючих потужностей (в основному, це стосується та актуально для «зеленої» енергетики) вимагає інвестування не лише в генерацію як таку, а й у складні технології та інфраструктуру, у тому числі, в системи зберігання енергії. Проте впровадження нормативно-правового регулювання стосовно здійснення діяльності по проектуванню / будівництву / експлуатації / виведенні з експлуатації систем зберігання енергії, не вирішить проблему зношеності мереж. Питання модернізації мереж є одним з найбільш критичних питань в енергетичному секторі України, яке потребує нагального вирішення, адже близько 17% обладнання підстанцій та майже 67% ліній електропередач експлуатуються понад 40 років (згідно даних НЕК «Укренерго», вказаних у Плані розвитку системи передачі на 2020-2029 роки, що має бути затверджений НКРЕКП 13 березня).   Мета та завдання дослідження. Метою дисертаційної роботи є: опрацювання питань щодо оптимізації процесів розподілу електроенергії у комплексі відновлюваних джерел енергії малої потужності з накопичувачами енергії. Для досягнення зазначеної мети були поставлені та вирішені такі задачі: - виконано аналіз поточного стану енергетичного сектора України; - виконано аналіз джерел акумулювання для систем електропостачання; - розглянуто доцільність встановлення енергетичних установок, які працюють з використанням відновлюваних джерел енергії; - вирішено питання оптимального розподілу навантаження між окремими джерелами генерування енергії та системою накопичення енергії. Об’єкт дослідження: процеси розподілу електричної енергії в системах електропостачання. Предмет дослідження: питання щодо проблеми уточнення постановки оптимізації процесів розподілу електричної енергії в системах електропостачання з урахуванням групи чинників різного характеру та характеристик джерел/накопичувачів енергії Методи дослідження. Основу виконаних досліджень було використано алгоритм розподілу ресурсів, який ґрунтується на методі нелокального пошуку запропонованого М.Л. Цетліним і І.М. Гельфандом та підходу Беллмана-Заде. Практичне значення одержаних результатів. У магістерській дисертації отримано наукові результати, що мають цінність для ринку електричної енергії, споживачів електричної енергії, споживачів – власників систем накопичення енергії. Стартап-проєкті пропонується розробка програмного забезпечення, яке дасть змогу споживачу отримати імітацію часового графіка задля оптимального використання джерел енергії, які використовуються в енергокомплексі.
Relevance of the work. There is a whole trend towards cheaper technologies, installation, how to win from new energy sources. Mirror view and cheaper technologies for energy storage. Tse sevvidshit development, rozbudovu tsikh projects, as well as їkh expansion. So, Ukraine has become a part of the legislative basis and investment in energy storage, but it is not so critical, as it can be allowed. It is important to note that the establishment of new generating pressures (in the main, it is important for the "green" energy), investment is not deprived of the generation of yak taku, but at the folding technology and infrastructure in the systems, including the energy supply. In the protest of the normative and legal regulation, one hundred percent of the efficiency of the design / maintenance / exploitation / operation of the energy saving systems, does not break the problem of aging. Nutrition of modernization one of the most critical power supply in the energy sector of Ukraine, as the demand for a major upgrade, is also close to 17% of the ownership of power stations, and even 67% of the power transmission lines are not in use 40 2020-2029 rocky, scho maє buti hardening NKREKP 13 birch). Aim and objectives of the study: Aim and objectives of the study: elaboration of issues related to the optimization of electricity distribution processes in the complex of low-power renewable energy sources with energy storage devices.   To achieve this goal, the following tasks were set and solved: - analysis of the current state of the energy sector of Ukraine was performed; - analysis of storage sources for power supply systems was performed; - expediency of installation of power plants operating with the use of renewable energy sources is considered; - the issue of optimal load distribution between separate energy generation sources and energy storage system is solved. The object of the study processes of electricity distribution in power supply systems. Subject of research: optimization of electric energy distribution processes in the complex of low-power renewable energy sources with energy storage devices, taking into account a group of factors of different nature. Subject of research: optimization of electric energy distribution processes in the complex of low-power renewable energy sources with energy storage devices, taking into account a group of factors of different nature. Research methods. The basis of the research was the algorithm of resource allocation, which is based on the method of non-local search proposed by ML Tsetlin and IM Gelfand and the Bellman-Zade approach. Elements of scientific novelty of the obtained results. In the master's dissertation the scientific results which have value for the market of electric energy, consumers of electric energy, consumers - owners of systems of energy storage are received.