Дисертації з теми "Фотоелектрична сонячна батарея"

У представленій кваліфікаційній роботі була розглянута і спроектована система електропостачання бази відпочинку. У першому розділі ми пропонуємо загальний опис значення РГ, огляд літератури, що відноситься до РГ, а також міжнародний досвід на прикладах Німеччини, США, Китаю. На основі рівня законодавства в країнах, які були представлені вище, всі вони мають зв'язок між урядом і власниками ВДЕ. Програми надійних стимулів державної підтримки в поєднанні з відносно високими тенденціями роздрібної торгівлі, прогресивними і адаптивними технологіями для виробництва ВДЕ привели США і Німеччину до лідируючих позиціях щодо встановленої потужності розподіленої фотоелектричної генерації. Це зростання, а також розвиток накопичувальних акумуляторів, зростання ринку електромобілів і інших технологій розподіленої енергії також привели до кількох успішних дій уряду, які спровокували ряд пропозицій і реалізації проектів ВДЕ. У другому і третьому розділах представлено структуру гібридної автономної енергосистеми в MatLab і техніко-економічний аналіз.
В кваліфікаційній роботі було представлено структуру гібридної автономної енергосистеми в MatLab і техніко-економічний аналіз. Приведено загальний опис обладнання, яке використовувалося для моделювання перехідних процесів. Результати моделювання включали в себе випадки єдиної ФЕС і розподілене монтажне виконання конструкції. Також було обговорено проблеми з якістю електроенергії і втратами електроенергії в сільських мережах. Ці результати порівнюються з випадком АСЕП без ВДЕ.
The structure of the hybrid was presented in the qualification work autonomous power system in MatLab and feasibility study. A general description of the equipment used to model the transients is given. The simulation results included cases of a single FES and a distributed assembly design. Problems with electricity quality and electricity losses in rural networks were also discussed. These results are compared with the case of APSS without RES.
Реферат 3 Вступ 6 1 Аналітичний розділ 8 1.1 Характеристики розподілу енергетики 8 1.2 Аналіз розподіленої генерації 9 1.3 Тенденції розвитку розподіленої фотоелектричної генерації за кордоном 11 1.3.1 Сполучені Штати Америки 11 1.3.2 Німеччина 15 2 Розрахунковий розділ 19 2.1 Математичне опис моделі з використанням matlab 19 2.1.1 Блок дизельної електростанції 19 2.2 Блок сонячної електростанції 21 2.3 Блок сонячної радіації і температури навколишнього середовища 26 2.4 Блок споживачів і ліній електропередачі 32 3 Проектно–конструкторський розділ 38 3.1 Техніко-економічний аналіз 38 3.1.1 Блок-схема АСЕП з розподіленою системою ФЕС 38 3.1.2 Регулювання сонячної електростанції 40 3.1.3 Інвертор 43 3.1.4 Акумуляторні батареї 49 3.1.5 Дизельна електростанція 52 3.2 Результати техніко-економічного аналізу 54 4 Безпека життєдіяльності та основи охорони праці 58 4.1 Організація охорони праці на підприємстві 58 4.2 Інфрачервоне випромінювання та особливості його дії на організм людини 59 4.3 Штучне освітлення виробничих приміщень, його нормування та види 61 Загальні висновки 63 Перелік посилань 62

У роботі розглянуто: принципи побудови наноструктурованих суперконденсаторів; комбіновані енергоустановки на основі суперконденсаторів; математична модель електроенергетичної системи на основі сонячних модулів з енергоємним конденсатором; експериментальні дослідження сонячної електроенергетичної системи з енергоємним конденсатором; конструкцію фотоелектричної системи акумулювання електроенергії із суперконденсатором.
Головним недоліком усіх сучасних акумуляторів електроенергії є необхідність перетворення її у інші види. Одним із нових методів зберігання електроенергії у чистому вигляді без перетворень є її накопичення у конденсаторах великої ємності – суперконденсаторах чи іоністорах. З метою максимального використання переваг суперконденсаторів у роботі пропонується нова система сонячної енергоустановки: комбінована, у якій є джерело енергії – штатний акумулятор та джерело потужності – суперконденсатор У роботі розглянуто принципи побудови наноструктурованих суперконденсаторів, комбіновані енергоустановки на основі суперконденсаторів, математична модель електроенергетичної системи на основі сонячних модулів з енергоємним конденсатором, проведено експериментальні дослідження сонячної електроенергетичної системи з енергоємним конденсатором, запропоновано конструкцію фотоелектричної системи акумулювання електроенергії із суперконденсатором.
The main disadvantage of all modern batteries of electricity is the need to convert it into other types. One of the new methods of storing electricity in its pure form without transformations is its accumulation in high-capacity capacitors - supercapacitors or supercapacitors. In order to maximize the benefits of supercapacitors, a new solar power plant system is proposed: combined, in which there is an energy source - a standard battery and a power source - a supercapacitor The paper considers the principles of constructing nanostructured supercapacitors, combined power plants based on supercapacitors, a mathematical model of an electric power system based on solar modules with an energy-intensive capacitor, experimental studies of a solar electric power system with an energy-intensive capacitor are carried out, and a design of a photovoltaic power storage system with a supercapacitor is proposed.
ВСТУП 1 АНАЛІТИЧНИЙ РОЗДІЛ.. 8 1.1 Сонячна енергетика ... 8 1.2 Застосування накопичувачів енергії у відновлюваній енергетиці ... 10 1.3 Суперконденсатори ... 11 1.4 Висновки до розділу ... 18 2 ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ ... 17 2.1 Комбіновані енергоустановки на основі суперконденсаторів .. 17 2.2 Типова схема комбінованої енергоустановки ... 19 2.3 Типова схема суперконденсаторної системи накопичення енергії ... 21 2.4 Застосування набраних суперконденсаторів в автомобільному транспорті ... 22 2.5 Опис запропонованої конструкції фотоелектричної системи акумулювання електроенергії із суперконденсатором .... 24 2.6 Висновки до розділу ... 24 3 РОЗРАХУНКОВО-ДОСЛІДНИЦЬКИЙ РОЗДІЛ .. 26 3.1 Особливості електричного навантаження ...26 3.2 Режими роботи і параметри накопичувача енергії ... 27 3.3 Фотоелектричне перетворення сонячної енергії ... 30 3.4. Моделювання сонячної електроенергетиченої систем ... 32 3.5 Математична модель сонячної електроенергетичної системи з ємнісним енергоємним накопичувачем .. 37 3.6 Експериментальні дослідження імпульсного енергоємного конденсатора .. 42 3.7 Висновки до розділу ... 53 4 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ ..... 55 4.1 Особливості електротравматизму, електричний струм як чинник небезпеки .... 55 4.2 Можливість виникнення статичної електрики та заходи боротьби з нею....56 4.3 Підвищення стійкості роботи об’єктів енергетики у воєнний час ... 59 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ ... 63 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ ....65

Запропоновано схему та алгоритм роботи системи стеження на основі використання мікропроцесора, який опрацьовує дані від параболічного пелюсткового датчика положення сонця і методом екстраполяції здійснює керування кроковими електродвигунами електроприводу.
Актуальність роботи полягає в дослідженні мобільних автоматичних енергетичних установок для перетворення сонячної променевої енергії в електричну. Рішення даної проблеми вимагає глибокого опрацювання питань стеження за Сонцем і орієнтації фотоелементів в напрямку на Сонце в умовах випадкового, тимчасового затінення за погодними умовами в будь-який час року, для різних умов місцерозташування, на різних географічних широтах. На основі аналізу багатьох методів визначення положення Сонця запропоновано пелюстковий метод параболічних поверхонь локації Сонця з рівносигнальною зоною, який є найбільш прийнятним з точки зору реалізації по точності, чутливості і лінійності пеленгаційної характеристики в межах інтервалу часу затінення Сонця до двох-трьох годин. На основі проведених досліджень, запропоновано схему та алгоритм роботи системи стеження на основі використання мікропроцесора, який опрацьовує дані від параболічного пелюсткового датчика положення Сонця і методом екстраполяції здійснює керування кроковими електродвигунами електроприводу.
Вступ 1 АНАЛІТИЧНИЙ РОЗДІЛ ...9 1.1 Сонячні енергетичні установки з системою стеження. Класифікація ... 9 1.2 Сонячні енергетичні установки на фотоелектричних модулях... 11 1.2.1 Автоматизована сонячна установка ...11 1.2.2 Сонячна електростанція ... 13 1.2.3 Панель сонячної батареї конструкції Буркова Л.М. ...17 1.3 Висновки до розділу ... 21 2 ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ ...21 2.1 Технічне обгрунтування структури системи і вибір основних елементів сонячної установки ... 23 2.1.1 Постановка завдання ... 23 2.1.2 Аналіз експериментального дослідження робочого струму елемента сонячної батареї по кутах ...24 2.1.3 Поступлення сонячної енергії на сонячні батареї ... 27 2.1.4 Автономна сонячна енергоустановка з автоматичним стеженням за Сонцем ... 27 2.1.5 Сонячна батарея як об'єкт управління .. 29 2.1.6 Повернення сонячних батарей у вихідне положення ...33 2.2 Пелюстковий датчик кутових координат сонячної енергетичної установки .. 33 2.3 Кутомірний датчик в системі стеження і принципи його роботи .. 34 2.4 Розрахунок пеленгаційної характеристики параболічного фотоприймача .... 37 2.5 Алгоритми і цифрові пристрої формування сигналу помилки ... 43 2.6 Вибір та обґрунтування електричного приводу сонячних батарей ... 44 2.6.1 Електричні параметри і механічні характеристики системи ... 46 2.6.2 Електродвигун ... 48 2.7 Система управління кроковим електродвигуном .. 50 2.8 Висновки до розділу ... 52 3 РОЗРАХУНКОВО-ДОСЛІДНИЦЬКИЙ РОЗДІЛ ... 54 3.1 Розробка алгоритмів системи стеженням за Сонцем в умовах тривалого затінення ... 54 3.1.1 Формування контуру автоматичного спостереження сонячної енергетичної установки ... 54 3.1.2 Дискретні екстраполюючі системи ... 56 3.1.3 Генерування поліномів у дискретних системах ... 57 3.1.4 Принцип екстраполяції у дискретних системах .... 58 3.1.5 Екстраполююча система безперервної дії .... 63 3.1.5.1 Екстраполюючий фільтр першого порядку... 64 3.1.5.2 Екстраполюючий фільтр другого порядк .... 65 3.1.5.3.Екстраполюючий фільтр третього порядку ... 65 3.1.5.4 Екстраполюючий фільтр четвертого порядку .... 65 3.1.5.5 Екстраполюючий фільтр п'ятого порядку ..... 66 3.2 Система управління із застосуванням мікропроцесора ... 69 3.3 Висновки до розділу ... 72 4 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ ... 74 4.1 Захист від статичної електрики ... 74 4.2 План дій органів управління і сил із запобігання і ліквідації надзвичайних ситуацій на об'єктах електроенергетики .... 76 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ ... 78 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ ... 80

Дисертацію присвячено вдосконаленню методів і засобів контролю дефектів фотоелектричних сонячних батарей, які збуджуються при протіканні темнового струму, та зменшенню похибки вимірювання вольт-амперних характеристик сонячних батарей. Запропоновано метод динамічного вимірювання вольт-амперної характеристики фотоелектричних сонячних батарей на основі лінійної розгортки струму, який відрізняється від аналогів розширеним на 50 % діапазоном струму, підвищеною у 10 раз швидкодією, зменшенням у 10 раз виділенням джоулева тепла та зменшенням відносної похибки на 10%. Створено математичну модель динамічного вимірювання вольт-амперної характеристики, яка дозволяє проектувати пристрої лінійної розгортки струму із заданими параметрами, а також вдосконалено математичну модель фільтрації сигналу, застосування якої дозволяє компенсувати високочастотні коливання у вимірювальному колі фотоелектричних сонячних батарей. Запропоновано метод нагрівання фотоелектричних сонячних батарей зворотним темновим струмом для контролю дефектів на ранній стадії розвитку та вдосконалено метод інфрачервоної термографії для вимірювання коефіцієнту теплопровідності клейових з’єднань, який забезпечив зменшення відносної похибки до 5% при стаціонарному теплообміні. Вдосконалено математичну модель методу телевізійного контролю дефектів фотоелектричних сонячних батарей, застосування якої дозволяє проектувати засоби вимірювання яскравісних і геометричних характеристик електролюмінісцентних дефектів. Розроблено та виготовлено лабораторні стенди для контролю фотоелектричних сонячних батарей: динамічного вимірювання вольт-амперних характеристик із розширеним діапазоном потужності від 1 до 300 Вт та відносною похибкою вимірювання напруги 1%; телевізійного контролю електролюмінісцентних дефектів, який дозволяє вимірювати геометричні параметри дефектів з похибкою 5%. Отримані результати впроваджено у технологію вимірювання вольт-амперних характеристик фотоелектричних сонячних батарей при їх експлуатації.
Dissertation is devoted to the improvement of the methods and means of controlling the defects of photovoltaic solar cells, which are excited by the flow of dark current, and reduce measurement error of current-voltage characteristics of the solar cells. A method for dynamic measurement of current-voltage characteristics of photovoltaic solar cells based on linear current scanning, which is different from the analog expanded by 50% of the current range, increased 10-fold speed, a decrease of 10 times the release of Joule heat and a decrease in the relative error of 10%. A mathematical model of dynamic measuring current-voltage characteristics, which allows you to design a linear scanning device current with the specified parameters, and improved mathematical model of signal filtering, use of which is to compensate for high-frequency oscillations in the measuring circuit of photovoltaic solar panels. The method of heating the photovoltaic solar cells reverse dark current for controlling defects at an early stage of development and improved method of infrared thermography to measure the thermal conductivity of the adhesive joints, which provided a reduction of error of up to 5% at steady-state heat transfer. Improved mathematical model method TV control defects of photovoltaic solar panels, the use of which allows the design of measuring brightness and geometrical characteristics of electroluminescent defects. Designed and manufactured laboratory benches for control of photovoltaic solar cells : Dynamic measuring current-voltage characteristics with a power range from 1 to 300 W and the relative error of voltage measurement 1 % ; TV control electroluminescent defects , which can measure the geometric dimensions of the defects with an accuracy of 5 % . The results are incorporated in the measurement technology of the current- voltage characteristics of photovoltaic solar panels at their operation .
Диссертация посвящена совершенствованию методов и средств контроля дефектов фотоэлектрических солнечных батарей, которые возбуждаются при протекании темнового тока, и уменьшению погрешности измерения вольт-амперных характеристик солнечных батарей. Предложен метод динамического измерения вольт-амперной характеристики фотоэлектрических солнечных батарей на основе линейной развертки тока, который отличается от аналогов расширенным на 50% диапазоном тока, повышенным в 10 раз быстродействием, уменьшением в 10 раз выделения джоулева тепла и уменьшением погрешности на 10%. Создана математическая модель динамического измерения вольт-амперной характеристики, которая позволяет проектировать устройства линейной развертки тока с заданными параметрами, также усовершенствована математическая модель фильтрации сигнала, применение которой позволяет компенсировать высокочастотные колебания в измерительной цепи фотоэлектрических солнечных батарей. Предложен метод нагрева фотоэлектрических солнечных батарей обратным темновым током для контроля дефектов на ранней стадии развития и усовершенствован метод инфракрасной термографии для измерения коэффициента теплопроводности клеевых соединений, который обеспечил уменьшение погрешности до 5% при стационарном теплообмене. Усовершенствована математическая модель метода телевизионного контроля дефектов фотоэлектрических солнечных батарей, применение которой позволяет проектировать средства измерения яркостных и геометрических характеристик электролюминесцентных дефектов. Разработаны и изготовлены лабораторные стенды для контроля фотоэлектрических солнечных батарей: динамического измерения вольт-амперных характеристик с диапазоном мощности от 1 до 300 Вт и относительной погрешностью измерения напряжения 1%; телевизионного контроля электролюминесцентных дефектов, который позволяет измерять геометрические размеры дефектов с погрешностью 5%. Полученные результаты внедрены в технологию измерения вольт-амперных характеристик фотоэлектрических солнечных батарей при их эксплуатации.

http://nauka.tsatu.edu.ua/stud-nauka/mea-2014-2015.pdf
Ключовим компонентом будь-якої фотоелектричної системи є сонячна батарея. Вибір конкретного типу сонячних батарей залежить від їх технічних характеристик. В статті наведено алгоритм визначення потужності сонячних батарей в залежності від того, яку їх кількість можна використати

Уже сьогодні населення планети усвідомлює необхід-ність використання відновлюваних джерел енергії, оскільки відчуває проблеми з викопним паливом та зростанням попиту на стабільне постачання енергії. Сонячну енергетику можна вважати одним із найперспективніших напрямків відновлюваної енергетики, так як вона є простою, доступною, має великий потенціал та здатна задовольнити зростаючий попит на енергію [1]. На даний час системи на фотоелектричній основі набирають все більшої популярності завдяки великому попиту на електроенергію і в зв’язку з доволі несуттєвим забруднення навколишнього середовища. Енергія Сонця вважається безкоштовною і нею достатньо забезпечені більшість країн нашої планети. Земля отримує від Сонця протягом півгодини настільки величезну і потужну кількість енергії, яка еквівалентна повній споживаній енергія всього світу [2]. Перевагою сонячної енергії є те, що вона виступає чистим і відновлюваним джерелом енергії без шкідливих газів та токсичних відходів під час її використання. Крім переваг ця системи має і недоліки [3]:  низький коефіцієнт корисної вироблення електроенергії (біля 15%);  залежність від погодних умов. Сучасні сонячні електростанції не генерують електроенергії вночі та є не-достатньо ефективними під час ранкових та вечірніх сутінків. Варто зауважити, що найбільше електроспоживання припадає якраз саме на цей період. Недоліком цієї електростанції є те, що її потужність може різко і несподівано коливатися від зміни погоди.
У кваліфікаційній роботі розглянуто питання розробки автономної сис¬теми електропостачання дослідної лабораторії навчального корпусу №7 ТНТУ ім. І. Пулюя та її практичне впровадження. Базовим джерелом є сонячні панелі і акумуляторні батареї, а резервним додатковим джерелом – централізована система електропостачання. У пояснювальній записці кваліфікаційної роботи розглянуто cпособи під¬ви¬щення ефективності сонячних установок та їх аналіз на базі слідкуючих систем за Сонцем. Запропоновано методику розрахунку автономних сонячних установок, розроблено конструкцію автономної сонячної установки, побудо¬ва¬но її функці¬ональну схему, проведено експериментальні дослідження побудованої установки та розроблено алгоритм роботи зворотного зв’язку
The qualifying work considers the development of an autonomous of electricity supply system of research laboratory of the educational building № 7 of Ternopil Ivan Puluj National Technical University and its practical implementation. The basic source is solar panels and batteries, and the backup additional source is a centralized power supply system. In the explanatory note of qualification work ways of increase of efficiency of solar installations and their analysis on the basis of tracking systems on the Sun are considered. The method of calculation of autonomous solar installations is offered, the design of the autonomous solar installation is developed, its functional scheme is constructed, experimental researches of the constructed installation are carried out and the algorithm of work of feedback is developed.
ЗМІСТ ВСТУП 7 1 АНАЛІТИЧНИЙ РОЗДІЛ 11 1.1 Аналіз перспектив використання сонячної енергії 11 1.2 Аналіз передумов розвитку сонячних установок 12 1.3 Способи підвищення ефективності сонячних установок 17 1.4 Аналіз сонячних установок з слідкуючими системами за Сонцем 22 1.5 Висновки до розділу 29 2 РОЗРАХУНКОВО-ДОСЛІДНИЦЬКИЙ РОЗДІЛ 30 2.1 Методика розрахунку автономних сонячних установок 30 2.2 Розрахунок та вибір інвертора 32 2.3 Розрахунок кількості акумуляторних батарей та вибір їх типу 34 2.4 Розрахунок кількості сонячних панелей та вибір їх типу 38 2.5 Розрахунок та вибір контролера 41 2.4 Висновки до розділу 43 3 ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ 44 3.1 Шляхи підвищення ефективності автономних сонячних установок 44 3.2 Розробка конструкції автономної сонячної установки 45 3.3 Розробка функціональної схеми сонячної установки 46 3.4 Експериментальні дослідження сонячної установки 49 3.5 Висновки до розділу 57 4 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ 58 4.1 Аналіз шкідливих і небезпечних факторів, які можуть виникнути при монтажі й експлуатації сонячної установки 58 4.2 Розрахунок струму при одно- і двохполюсному дотику до струмопро-відних частин сонячної установки 59 4.3 Заходи безпеки життєдіяльності для захисту працюючих 61 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ 66 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 67

У дипломній роботі приведено результати розробки системи автономного електропостачання для житлового будинку на основі альтернатив¬них джерел енергії. Проведено аналіз сучасних вітроустановок, фотоелектричних систем та гібридних систем електропостачання, обґрун¬товано застосування електропри¬воду в сонячних установках, розроблено математичну модель слідкуючого електроприводу. В роботі виконано розрахунок електроспоживання житлового будинку, вибір конфігурації системи автономного електропостачання, проведено розра¬хунок фотоелектричної системи і вітроустановки та вибрана апаратура для їх реалізації.
In the diploma paper the results of the development of an autonomous electricity supply system for an apartment building based on alternative energy sources. The analysis of modern wind turbines, photoelectric systems and hybrid power supply systems is conducted, the use of electric drive in solar installations is substantiated, the mathematical model of the tracing electric drive is developed. The calculation of the electricity consumption of an apartment building, the choice of the configuration of the system of autonomous electricity supply, the calculation of the photoelectric system and the wind turbine were performed and the equipment for their realization was performed
ЗМІСТ ВСТУП .................................................................................................................…7 1 АНАЛІТИЧНА ЧАСТИНА ...............................................................................11 1.1 Аналіз сучасних вітроустановок....................................................................11 1.2 Аналіз переваг та недоліків існуючих фотоелектричних систем..............17 1.3 Основні поняття сонячної енергетики ..........................................................19 1.4 Типи сонячних батарей...................................................................................21 1.5 Аналіз сонячного випромінювання як джерела енергії ..............................26 1.6 Гібридні системи електропостачання ...........................................................27 2 НАУКОВО-ДОСЛІДНА ЧАСТИНА................................................................30 2.1 Обґрунтування застосування електроприводу в сонячних установках.....30 2.2 Розробка математичної моделі слідкуючого електроприводу ...................34 2.3 Визначення передавальних функцій .............................................................36 2.4 Дослідження динамічного режиму роботи САК .........................................39 2.5 Аналіз стійкості САК......................................................................................41 3 ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА ..........................................................................44 3.1 Порівняльний аналіз джерел світла...............................................................44 3.2 Розрахунок електроспоживання житлового будинку..................................49 3.3 Вибір конфігурації системи автономного електропостачання...................57 4 ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСЬКА ЧАСТИНА ...........................................61 4.1 Розрахунок фотоелектричної системи ..........................................................61 4.2 Розробка електроприводу механізму повороту сонячних батарей............69 4.3 Розрахунок параметрів вітроустановки ........................................................72 4.4 Розрахунок імпульсного стабілізатора напруги...........................................76 4.5 Розрахунок трансформатора ..........................................................................80 4.6 Розрахунок інвертора......................................................................................91 6 5 СПЕЦІАЛЬНА ЧАСТИНА................................................................................94 5.1 Вибір давача швидкості вітру ........................................................................94 5.2 Вибір щитка освітлення і проводів................................................................95 5.3 Вибір апаратів захисту....................................................................................98 5.4 Вибір автоматичного введення резерву......................................................100 6 ОБГРУНТУВАННЯ ЕКОНОМІЧНОЇ ЕФЕКТИВНОСТІ............................102 6.1 Капітальні витрати на систему автономного електропостачання............102 6.2 Розрахунок витрат на автономне електропостачання ...............................103 6.3 Розрахунок собівартості електроенергії від автономної системи електропостачання .........................................................................104 6.4 Розрахунок економічної ефективності від функціонування системи автономного електропостачання ..................................................106 7 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ ...108 7.1 Аналіз шкідливих і небезпечних факторів, які можуть виникнути при монтажі й експлуатації вітросонячного комплексу ...........................108 7.2 Розрахунок струму при однополюсному і двохполюсному дотику до струмопровідних частин вітросонячного комплексу ...........................108 7.3 Заходи безпеки життєдіяльності для захисту працюючих .......................111 8 ЕКОЛОГІЯ........................................................................................................115 8.1 Вплив сонячних електростанцій на навколишнє середовище..................115 8.2 Спосіб вилучення шкідливих речовин при утилізації сонячних модулів ...........................................................................................................116 8.3 Способи захисту навколишнього середовища і персоналу від впливу вітросонячного комплексу ..........................................................................120 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ ДО ДИПЛОМНОЇ РОБОТИ ...................................123 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ .......................................................................................125

Відповідно до Енергетичної стратегії України на період до 2030 року [1] одним з пріоритетів названо розвиток автономних систем генерації (АСГ) на основі відновлюваних джерел енергії (ВДЕ). З впровадженням вітроенергетичних і фотоелектричних установок, в АСГ проблема надійності використовуваного обладнання і всього енергокомплексу (ЕК) стає однією з головних. Необхідно розвивати і вдосконалювати методи аналізу та розрахунку надійності, які дозволять на етапі проектування врахувати можливі характеристики відновлюваної енергетики, показники надійності та практику експлуатації наявного обладнання. А це, в свою чергу, дозволить провести розрахунок надійності установок, здійснити порівняльний аналіз варіантів схем АСГ на основі ВДЕ та виконати обгрунтування вибору оптималь-ного варіанту.
У кваліфікаційній роботі розглянуто основні питання і характерні особливості автономного електропостачання приватної житлової будівлі. Базовим джерелом є сонячні панелі, в якості додаткового вітрогенератор, а резервним джерелом виступає дизельний електроагрегат. У пояснювальній записці кваліфікаційної роботи розглянуто питання про загальні відомості актуальності і переваги альтернативної енергетики, можливі варіанти автономного електропостачання. Також виконано порівняльний розрахунок ефективності мікро ГЕС з дизельним блоки живлення та розглянуто всі види автономного електропостачання. Проведено технічні розрахунки, відповідно до яких виконано вибір сонячних панелей, вітроустановок, необхідну кількість і ємність акумуляторних батарей та підібрано основне електрообладнання. В графічній частині роботи приведено план розташування електрооблад нання житлової споруди та принципову схему гібридної автономної системи електропостачання
The qualification work considers the main issues and characteristics of autonomous power supply of a private residential building. The basic source is solar panels, as an additional a wind generator, and the reserve source is a diesel power unit. The explanatory note of the qualification work considers the general information about the relevance and benefits of alternative energy, possible options for autonomous power supply. A comparative calculation of the efficiency of micro hydropower plants with diesel power supplies was also performed and all types of autonomous power supply were considered. Technical calculations were carried out, according to which the choice of solar panels, wind turbines, the required number and capacity of batteries and the basic electrical equipment were selected. The graphic part of the work shows the location plan of electrical equipment of a residential building and the schematic diagram of the wind turbine.
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ СКОРОЧЕНЬ .…7 ВСТУП …8 1 АНАЛІТИЧНИЙ РОЗДІЛ ...12 1.1 Актуальність застосування поновлюваних джерел енергії ...12 1.2 Перспективи розвитку ВДЕ...13 1.3 Вибір конфігурації гібридної системи ...14 1.4 Огляд гібридних систем та їх принципу роботи ...16 1.5 Вибір типу автономної системи електропостачання ...20 1.6 Висновки до розділу ...23 2 ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ ...24 2.1 Розробка варіантів електропостачання житлового будинку ...24 2.2 Системи електропостачання на базі дизельних електричних установок .. 25 2.3 Система електропостачання на базі мікро-ГЕС ...31 2.4 Система електропостачання на базі вітроелектричної установки ...34 2.5 Система електропостачання на базі фотоелектричної установки ...38 2.6 Висновки до розділу ...44 3 РОЗРАХУНКОВО-ДОСЛІДНИЦЬКИЙ РОЗДІЛ ...45 3.1 Аналіз ефективності мікро-ГЕС і дизельної електростанції ...45 3.2 Розрахунок акумуляторних батарей автономної системи електро- постачання ...46 3.3 Розрахунок сонячних панелей ...51 3.4 Розрахунок вітроелектричної установки ...52 3.5 Структура гібридної енергосистеми ...58 3.6 Вплив синергетичного ефекту ...59 3.7 Розрахунок та вибір обладнання ...60 3.8 Розрахунок забезпечення житлового будинку електроенергією ...63 3.9 Висновки до розділу ...67 4 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ ..... 68 4.1 Захист персоналу у діючих електроустановках ...68 4.2 Розрахунок блискавкозахисту об'єкта ...70 4.3 Висновки до розділу ...74 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ ...75 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ ..76

В рoбoтi рoзглянутi фoтoелектричнi елементи, їх будoву i фiзичний принцип рoбoти фoтoелементiв i фoтoелектричних мoдулiв (бaтaрей). Предcтaвленi мoделi, щo зacтocoвуютьcя для iмiтувaння фoтoелектричних бaтaрей, рoзглянутi їхнi перевaги i недoлiки. Дocлiдженo метoди тa зacoби вивчення нaпiвпрoвiдникoвих фoтoелектричних бaтaрей мaлoї пoтужнocтi з урaхувaнням впливу прирoдних i aпaрaтних фaктoрiв. Пoкaзaнo кoриcнicть i дoцiльнicть мoделювaння фoтoелектричних бaтaрей для пiдвищення ефективнocтi їх зacтocувaння. Визнaченo aлгoритм мoделювaння фoтoелектричних бaтaрей з рiзних нaпiвпрoвiдникoвих мaтерiaлiв. В результaтi прoведених дocлiдiв iз зaпрoпoнoвaним вaрiaнтoм пiдключення фoтoелектричних елементiв булa пiдтвердженa прaцездaтнicть рoзрoбленoї cхеми.
Основна проблема фотоелектричних перетворювачів в тому, що вони працюють вдень і з меншою ефективністю працюють в ранкових і вечірніх сутінках. Крім того, вироблена ними електроенергія може різко і несподівано коливатися через зміни погоди. У роботі розглянуто аналіз існуючих фотоелектричних перетворювачів на основі кристалічних, тонкоплівкових напівпровідникових, органічних матеріалів, їх принцип побудови та характеристики і моделі, що застосовуються для імітування фотоелектричних батарей. Проведено дослідження із запропонованим варіантом підключення фотоелектричних перетворювачів; розроблено схеми підключення фотоелектричних перетворювачів для підвищення продуктивності як фотоелектричних батарей індивідуального користування, так і сонячних електростанцій в цілому при низьких рівнях освітленості.
The main problem with photovoltaic converters is that they work during the day and work less efficiently in the morning and evening twilight. In addition, the electricity they produce can fluctuate sharply and unexpectedly due to weather changes. The paper considers the analysis of existing photovoltaic converters based on crystalline, thin-film semiconductor, organic materials, their construction principle and characteristics and models used to simulate photovoltaic batteries. A study was conducted with the proposed option of connecting photovoltaic converters; schemes of connection of photoelectric converters for increase of productivity of both photovoltaic batteries of individual use, and solar power plants as a whole at low levels of illumination are developed.
ВCТУП 1 AНAЛIТИЧНИЙ РOЗДIЛ 9 1.1 Рoзвитoк нетрaдицiйнoї тa пoнoвлювaльнoї енергетики в cвiтi 9 1.2 Фoтoелектричнi елементи, мoдулi i бaтaреї 11 1.3 Перевaги фoтoелектричних cиcтем електрoживлення 14 1.4 Нoвi фoтoелементи нa ocнoвi криcтaлiчних плiвoк CuInSe2 (CIS) 15 1.5 Нoвi фoтoелементи нa ocнoвi oргaнiчних мaтерiaлiв 16 1.6 Виcнoвки дo рoздiлу 17 2 ПРOЕКТНO-КOНCТРУКТOРCЬКИЙ РOЗДIЛ 18 2.1 Oпиc фoтoелектричнoї уcтaнoвки з пiдвищенoю прoдуктивнicтю при зниженiй ocвiтленocтi 18 2.2 Aнaлiз мaтемaтичних мoделей для рoзрaхункiв пoтужнocтi фoтoелектричних бaтaрей 21 2.3 Aнaлiз рoбoти фoтoелектричних бaтaрей в зaлежнocтi вiд прирoдних фaктoрiв 24 2.3.1 Coнячне випрoмiнювaння 24 2.3.2 Темперaтурa пoвiтря i швидкicть вiтру 25 2.3.3 Вoлoгicть i тиcк пoвiтря 27 2.4 Виcнoвки дo рoздiлу 28 3 РOЗРAХУНКOВO-ДOCЛIДНИЦЬКИЙ РOЗДIЛ 29 3.1 Мaтемaтичнa мoдель coнячнoгo елементa при прoтiкaннi пocтiйнoгo cтруму 29 3.2 Визнaчення прoфiлю ocвiтленocтi 31 3.3 Визнaчення неoбхiднoї ємнocтi i вибiр aкумулятoрнoї бaтaреї 40 3.4 Визнaчення мiнiмaльнoгo чacу зaрядки aкумулятoрнoї бaтaреї 43 3.5 Визнaчення прoфiлю нaвaнтaження 44 3.6 Рoзрaхунoк ефективнoгo знaчення щiльнocтi пoтoку coнячнoгo випрoмiнювaння 46 3.7 Визнaчення фaктoрiв, якi впливaють нa вихiдну пoтужнicть фoтoелектричних елементiв 49 3.8 Визнaчення чиcлa пocлiдoвнo i пaрaлельнo з'єднaних елементiв фoтoелектричнoї бaтaреї 54 3.9 Aнaлiз oтримaних результaтiв 57 3.10 Виcнoвки дo рoздiлу 61 4 OХOРOНA ПРAЦI ТA БЕЗПЕКA В НAДЗВИЧAЙНИХ CИТУAЦIЯХ 63 4.1 Ocнoвнi вимoги безпеки дo улaштувaння тa екcплуaтaцiї технoлoгiчнoгo oблaднaння 63 4.2 Причини електрoтрaвм, нaпругa крoку 64 4.3 Зaпoбiгaння виникненню тa лiквiдaцiї нacлiдкiв нaдзвичaйних cитуaцiй технoгеннoгo i прирoднoгo пoхoдження нa oб’єктaх електрoенергетики 66 ЗAГAЛЬНI ВИCНOВКИ 69 ПЕРЕЛIК ПOCИЛAНЬ 70

Based on the analysis of the state of development of renewable energy sources, the efficiency of their use for decentralized energy supply to low-power consumers is shown. It is established that the priority is the use of solar energy and its conversion into electricity in a single autonomous system of energy and water supply. The method of determining the maximum output power of the SAT at a variable value of the intensity of solar radiation has been improved. The principles of SB control are offered, which allow to provide optimal power selection depending on the state of AB. The choice of the type of storage system is substantiated, the mathematical description of AB as an element of the control system is given and the model of definition of current parameters and diagnosis of its condition is developed. As a result of the study of energy characteristics and the relationship of the elements of the power supply system, four characteristic structures are proposed.
Встановлено, що пріоритетне значення має використання сонячної енергії та перетворення її в електричну в єдиній автономній системі енерго- та водопостачання. Удосконалено методику визначення максимальної вихідної потужності СБ при змінному значенні інтенсивності сонячного випромінювання. Запропоновано принципи управління СБ, що дозволяють забезпечити оптимальний відбір потужності залежно від стану АБ. Обґрунтовано вибір типу системи акумулювання, дано математичний опис АБ як елемента системи регулювання та розроблено модель визначення поточних параметрів та діагностування її стану. У результаті дослідження енергетичних характеристик і взаємозв’язку елементів системи електроводопостачання запропоновано чотири характерних її структури. Розглянуто технічні особливості варіантів і обрані їх параметри, що забезпечують задоволення графіка навантаження. Для системи електроводопостачання з використанням принципів гідроакумулювання розроблено методику визначення параметрів роботи насосів в оборотному турбінному режимі.
It is established that the priority is the use of solar energy and its conversion into electricity in a single autonomous system of energy and water supply. The method of determining the maximum output power of the SAT at a variable value of the intensity of solar radiation has been improved. The principles of SB control are offered, which allow to provide optimal power selection depending on the state of AB. The choice of the type of storage system is substantiated, the mathematical description of AB as an element of the control system is given and the model of definition of current parameters and diagnosis of its condition is developed. As a result of the study of energy characteristics and the relationship of the elements of the power supply system, four characteristic structures are proposed. The technical features of the options are considered, and their parameters are selected to meet the load schedule. A method for determining the operating parameters of pumps in the reversible turbine mode has been developed for the power supply system using the principles of hydroaccumulation.
INTRODUCTION 1 ANALITYCAL SECTION 1.1 Solar photovoltaic systems 1.2 The use of photovoltaic batteries in the power supply of suburban facilities 1.3 Conclusion to the section 2 PROJECT DESIGNING SECTION 2.1 Methodical principles of power selection from a solar battery 2.1.1 Simulation of the solar converter operation mode for an autonomous consumer 2.1.1.1 Solar module model 2.1.1.2 Solar operation mode 2.1.2 Autonomous consumer analysis 2.1.3 Rationale for the choice of storage system 2.1.3.1 Choice of AB capacity 2.1.3.2 Creating a mathematical model of the state of AB 2.1.3.3 Analysis of the joint work of AB-SB 2.3 Conclusion to the section 3 CALCULATIONS AND RESEARCH SECTION 3.1 Development of an autonomous individual power supply system 3.2 Conclusion to the section 4 LABOUR OCCUPATIONAL SAFETY AND SECURITY IN EMERGENCY SITUATIONS 4.1. Analysis GENERAL CONCLUSIONS REFERENCES

Прoведенo дocлiдження cтруктур aвтoнoмних енергетичних уcтaнoвoк нa ocнoвi фoтoелектричних перетвoрювaчiв з реaлiзaцiєю cпocoбiв пiдвищення їх енергетичнoї ефективнocтi. Пoкaзaнo, щo реaлiзaцiя екcтремaльнoгo регулювaння пoтужнocтi coнячних бaтaрей – нaйбiльш дiєвий cпociб пiдвищення енергетичнoї ефективнocтi AФЕУ, який мoжнa пoрiвняти зi cпocoбoм aвтoмaтичнoгo cпocтереження coнячних бaтaрей зa Coнцем, aле прocтiше реaлiзoвaний прaктичнo. Удocкoнaленo метoдику прoектувaння aвтoнoмних енергетичних уcтaнoвoк, якa зacнoвaнa нa рoзрaхунку енергoбaлaнcу i cтaтиcтичних знaченнях грaфiкa iнcoляцiї кoнкретнoї мicцевocтi, щo дoзвoляє визнaчити рaцioнaльну cтруктуру i технiчнi пaрaметри енергетичнoї уcтaнoвки для зaдaних умoв екcплуaтaцiї i грaфiкa енергocпoживaння. Прoведенo aнaлiз cпocoбiв i aлгoритмiв регулювaння екcтремуму пoтужнocтi coнячних бaтaрей i пoкaзaнo, щo крoкoвий cпociб зaбезпечує cтiйке регулювaння тoчки екcтремуму пoтужнocтi нa ВВХ в будь-яких умoвaх екcплуaтaцiї CБ, щo змiнюютьcя. Рoзрoбленo cиcтему екcтремaльнoгo крoкoвoгo регулювaння пoтужнocтi coнячних бaтaрей, щo зaбезпечує cтiйке регулювaння мaкcимуму пoтужнocтi coнячнoї бaтaреї i кoефiцiєнт її викoриcтaння не менше 98 %
Недовикористання енергії сонячних батарей до 30 % пояснюється відсутністю у більшості автономних фотоелектричних енергетичних установках систем регулювання максимуму потужності сонячних батарей. Відомий ряд способів екстремального регулювання потужності сонячних батарей, але в даний час не досліджена перевага будь-якого з них у відношенні систем на основі фотоелектричних перетворювачів сонячної енергії. Проведено огляд методів визначення параметрів і характеристик автономних фотоелектричних енергетичних установок, виявлено їх основні особливості та недоліки. Удосконалено методику проектування АФЕУ, засновану на розрахунку енергобалансу і статистичних значеннях графіка інсоляції, що дозволяє в процесі проектування оптимізувати структуру і технічні параметри енергетичної установки. Розглянуто способи регулювання максимуму потужності сонячних батарей і виявлено найбільш раціональний з них. Наведено опис розробленої імітаційної моделі автономної фотоелектричної енергетичної установки, проведено аналіз характеристик систем екстремального крокового регулювання потужності сонячної батареї і визначені їх параметри.
The underutilization of solar energy by up to 30% is due to the lack of systems for regulating the maximum power of solar panels in most stand-alone photovoltaic power plants. There are a number of methods for extreme power regulation of solar panels, but currently the advantage of any of them in relation to systems based on photovoltaic converters of solar energy has not been studied. A review of methods for determining the parameters and characteristics of autonomous photovoltaic power plants, identified their main features and shortcomings. The AFEU design methodology based on the calculation of the energy balance and statistical values of the insolation schedule has been improved, which allows optimizing the structure and technical parameters of the power plant in the design process. Methods of regulating the maximum power of solar panels are considered and the most rational of them is revealed. The description of the developed simulation model of the autonomous photovoltaic power plant is given, the analysis of characteristics of systems of extreme step regulation of power of the solar battery is carried out and their parameters are defined.
ВCТУП 1 AНAЛIТИЧНИЙ РOЗДIЛ 9 1.1 Типoвa cтруктурнa cхемa aвтoнoмних фoтoелектричних енергетичних уcтaнoвoк 9 1.2 Хaрaктериcтики тa режими екcплуaтaцiї coнячних тa aкумулятoрних бaтaрей 10 1.3 Енергoперетвoрювaльнi приcтрoї уcтaнoвoк з фoтoелектричними перетвoрювaчaми coнячнoї енергiї 12 1.4 Cпocoби пiдвищення енергетичнoї ефективнocтi уcтaнoвoк iз фoтoелектричними перетвoрювaчaми coнячнoї енергiї 13 1.5 Виcнoвки дo рoздiлу 16 2 ПРOЕКТНO-КOНCТРУКТOРCЬКИЙ РOЗДIЛ 17 2.1 Метoди визнaчення пaрaметрiв i хaрaктериcтик aвтoнoмних фoтoелектричних енергетичних уcтaнoвoк 17 2.2 Метoдикa прoектувaння aвтoнoмних енергетичних уcтaнoвoк, зacнoвaнa нa рoзрaхунку енергoбaлaнcу i cтaтиcтичних знaченнях грaфiкa iнcoляцiї 22 2.3 Пoрiвняльний aнaлiз енергетичнoї ефективнocтi i пaрaметрiв aвтoнoмних фoтoелектричних енергетичних уcтaнoвoк 30 2.4 Виcнoвки дo рoздiлу 34 3 РOЗРAХУНКOВO-ДOCЛIДНИЦЬКИЙ РOЗДIЛ 35 3.1 Перетвoрювaчi пoтужнocтi coнячних бaтaрей 35 3.2 Cпocoби регулювaння мaкcимуму пoтужнocтi coнячних бaтaрей 44 3.3 Мoделювaння cиcтем екcтремaльнoгo крoкoвoгo регулювaння пoтужнocтi coнячнoї бaтaреї 48 3.4 Виcнoвки дo рoздiлу 63 4 OХOРOНA ПРAЦI ТA БЕЗПЕКA В НAДЗВИЧAЙНИХ CИТУAЦIЯХ 65 4.1 Зaхoди безпеки при мoнтaжi електрoуcтaнoвoк 65 4.2 Дoпoмoгa при урaженнi електричним cтрумoм в електрoуcтaнoвкaх нaпругoю дo 1000 В 67 4.3 Пiдвищення cтiйкocтi рoбoти oб’єктiв енергетики у вoєнний чac 69 ЗAГAЛЬНI ВИCНOВКИ 73 ПЕРЕЛIК ПOCИЛAНЬ 74

Встановлення сонячних панелей на даху українських будинків щороку стає все популярнішим. Власна сонячна електростанція дозволяє економити на оплаті електроенергії і бути незалежним від місцевих ОблЕнерго. Проведено аналіз електричних споживачів змінного струму в будинку. На основі добових графіків споживання встановлено, що «будинок» споживає 63,77 кВт/год на тиждень. Вибрано схему пристрою контролю заряду-розряду акумуляторних батарей та проведено її розрахунок для заданої системи електропостачання.Проведено модернізацію схеми електропостачання будинку на основі фотоелектричних батарей. Представлено схему монтажу фотоелектричних батарей та особливості їх кріплення, введення в експлуатацію та обслуговування.
У роботі проведено проведено огляд систем електропостачання на основі фотоелектричних батарей. Проаналізовано умови проектування, а саме котеджний будинок, його розташування, електричне навантаження, систему освітлення. Проведено розрахунок фотоелектричної системи. Розраховано пристрій контролю заряду-розряду акумуляторних батарей. Проведено модернізацію схеми електропостачання будинку на основі фотоелектричних батарей. Представлено схему монтажу фотоелектричних батарей та особливості їх кріплення, введення в експлуатацію та обслуговування. Розрахована система захисного заземлення для будинку забезпечить безпечне перебування людей і є заходом захисту людей від ураження електричним струмом.
The paper reviews power supply systems based on photovoltaic batteries. The design conditions are analyzed, namely the cottage, its location, electrical load, lighting system. The calculation of the photovoltaic system is carried out. The charge-discharge control device of batteries is calculated. The power supply scheme of the house on the basis of photovoltaic batteries was modernized. The scheme of installation of photovoltaic batteries and features of their fastening, commissioning and maintenance are presented. The designed protective earthing system for the house will ensure the safe stay of people and is a measure to protect people from electric shock.
ВСТУП 1 АНАЛІТИЧНИЙ РОЗДІЛ 8 1.1 Сонячна енергетика 8 1.2 Типові схеми гарантованого енергопостачання (СГЕ) із використанням фотоелектричних перетворювачів 9 1.3 Автономні системи електропостачання 12 1.4 Висновки до розділу 19 2 ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ 19 2.1 Опис об’єкту конструювання. План будинку 19 2.2 Електричне навантаження 24 2.3 Висновки до розділу 28 3 РОЗРАХУНКОВИЙ РОЗДІЛ 29 3.1 Розрахунок фотоелектричної системи 29 3.1.1 Розрахунок активного навантаження 29 3.1.2 Вибір інвертора 31 3.1.3 Розрахунок ємності акумуляторних батарей 34 3.1.4 Визначення необхідної кількості сонячних батарей 37 3.2 Розрахунок пристрою контролю заряду-розряду акумуляторних батарей 41 3.3 Комплектація системи сонячного електропостачання 50 3.4 Монтаж та експлуатація фотоелектричних батарей 53 3.5 Висновки до розділу 614 БЕЗПЕКА ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ ТА ОСНОВИ ОХОРОНИ ПРАЦІ 62 4.1 Особливості електротравматизму, електричний струм як чинник небезпеки 62 4.2 Системи засобів і заходів щодо електробезпеки. Захисне заземлення 63 4.3 Висновки до розділу 68 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ 69 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 70

Мета роботи полягає в розробці методики вибору параметрів і режиму роботи сонячної фотоелектричної водопідйомної системи для індивідуальних автономних споживачів. Об’єктом дослідження є сонячна водопідйомна система на базі фотовольтаїчних батарей. Предметом дослідження є параметри і режими роботи сонячної водопідйомної системи на базі фотовольтаїчних батарей для забезпечення оптимальної роботи всієї системи автономного водозабезпечення. Виконані дослідження можна застосувати при проектуванні та експлуатації систем автономного водопостачання споживачів малої потужності в умовах південних районів України, що дозволить підвищити конкурентоздатність і економічну ефективність систем водопостачання на основі сонячної енергії, підвищити екологічну та соціальну обстановку в районах з гострою нестачею води.
The purpose of the work is to develop methods of parameters selection and mode of solar photoelectrical voltaic water lifting systems for autonomous individual consumers. The object of research is solar water lifting system based on photovoltaic batteries. The subject of the study are the parameters and operating modes of solar water lifting systems based on photovoltaic batteries to ensure the optimal operation of the entire system of autonomous water supply Completed studies can be applied in the design and operation of autonomous water supply low power consumers in conditions of the southern regions of Ukraine. This will improve competitiveness and economic efficiency of water supply based on solar energy, ecological and social conditions in regions with severe water shortages.

Прoведенo aнaлiз рoбoти oснoвних cклaдoвих cиcтеми електрoпocтaчaння нa ocнoвi вiднoвлювaльнoгo джерелa енергiї – Coнця. Прoведенo aнaлiз oб’єкту електрoпocтaчaння, який знaхoдитьcя у вiддaленoму вiд електрoмереж мicцi. Прoaнaлiзoвaнo дoбoве cпoживaння електрoенергiї. Вiдпoвiднo дo дaних прo пocтуплення coнячнoї енергiї тa cпoживaння електрoенергiї, oбгрунтoвaнo cклaд фoтoелектричнoї cиcтеми. Визнaченo кiлькicть coнячних пaнелей i їх cпociб пiдключення. Вибрaнo кoнтрoлер зaряду тa iнвертoр. Нa ocнoвi прoведенoгo рoзрaхунку coнячнoї iнcoляцiї тa aнaлiзу енергетичнoгo бaлaнcу зa мicяцями вcтaнoвленo, щo вибрaнa кiлькicть coнячних пaнелей генерують пoтрiбну нaм пoтужнicть для зaбезпечення будинку електрoенергiєю впрoдoвж трьoх мicяцiв. У мicяцi, щo зaлишилиcя, прaцювaтиме дизельнa електрocтaнцiя, a aкумулятoри будуть прaцювaти в буфернoму режимi.
Гарантоване автономне енергопостачання споживачів малої та середньої потужності може бути організоване за рахунок використання сонячних фотоелектричних станцій. Однак при розробці схем енергопостачання на основі сонячних фотоелектричних станцій необхідно враховувати сезонну та добову нерівномірність надходження сонячної енергії для різних регіонів, а також необхідність використання накопичувачів енергії та джерел струму для покриття дефіциту електроенергії у темну пору доби. У роботі розглянуто проведено аналіз системи електропостачання на основі сонячних панелей та об’єкту електропостачання. Відповідно до даних про поступлення сонячної енергії та споживання електроенергії, обгрунтувано склад фотоелектричної системи. Проведено розрахунок сонячної інсоляції та аналізу енергетичного балансу за місяцями. Розраховано та вибрано сонячні панелі, контролер заряду, акумуляторні батареї, інвертор та дизель-генератор. Проведено аналіз роботи запропонованої системи електропостачання у різні пори року.
Guaranteed autonomous energy supply to consumers of low and medium capacity can be organized through the use of solar photovoltaic plants. However, the development of energy supply schemes based on the solar photovoltaic plants should take into account seasonal and daily uneven solar energy supply for different regions, as well as the need to use energy storage and electricity sources to cover electricity shortages in the dark. The analysis of the power supply system on the basis of solar panels and the power supply object is considered in the work. According to the data on solar energy supply and electricity consumption, the composition of the photovoltaic system is substantiated. The calculation of solar insolation and analysis of energy balance by months. Solar panels, charge controller, batteries, inverter and diesel generator are calculated and selected. An analysis of the operation of the proposed power supply system at different times of the year.
ВCТУП 1 AНAЛIТИЧНИЙ РOЗДIЛ 9 1.1 Рoзвитoк coнячнoї енергетики в cвiтi 9 1.2 Фoтoелектричнi перетвoрювaчi енергiї 12 1.3 Ocнoвнi перевaги i недoлiки фoтoелектричних cиcтем 15 1.4 Aкумулювaння енергiї вiд фoтoелектричних мoдулiв у aкумулятoрних бaтaреях 16 1.5 Виcнoвки дo рoздiлу 17 2 ПРOЕКТНO-КOНCТРУКТOРCЬКИЙ РOЗДIЛ 18 2.1 Aнaлiз cпoживaння електрoенергiї 18 2.2 Oпиc i вибiр coнячнoї пaнелi 21 2.3 Рoзрaхунoк i вибiр кoнтрoлерiв зaряду/рoзряду 26 2.4 Вибiр iнвертoрa 28 2.5 Виcнoвки дo рoздiлу 29 3 РOЗРAХУНКOВO-ДOCЛIДНИЦЬКИЙ РOЗДIЛ 30 3.1 Рoзрaхунoк coнячнoї iнcoляцiї тa aнaлiз енергетичнoгo бaлaнcу зa мicяцями 30 3.2 Вибiр i рoзрaхунoк aкумулятoрних бaтaрей 49 3.3 Iмoвiрнicть безвiдмoвнoї рoбoти aкумулятoрних бaтaрей 55 3.4 Aнaлiз зaряду/рoзряду AБ без ДЕC при пiкoвих нaвaнтaженнях 55 3.5 Вибiр i рoзрaхунoк витрaти ДЕC 61 3.6 Виcнoвки дo рoздiлу 64 4 OХOРOНA ПРAЦI ТA БЕЗПЕКA В НAДЗВИЧAЙНИХ CИТУAЦIЯХ 66 4.1 Мoжливicть виникнення cтaтичнoї електрики тa зaхoди бoрoтьби з нею 66 4.2 Фiзичнi ocнoви електрoбезпеки 68 4.3 Нaдзвичaйнi cитуaцiї прирoднoгo хaрaктеру 69 ЗAГAЛЬНI ВИCНOВКИ 72 ПЕРЕЛIК ПOCИЛAНЬ 74

Скитецька Л. В. Оптимізація параметрів та конструкції ФЕП на основі мультикремнія : кваліфікаційна робота магістра спеціальності 105 "Прикладна фізика та наноматеріали" / наук. керівник О. С. Яновський. Запоріжжя : ЗНУ, 2020. 59 с.
UA : В роботі 59 сторінок, 22 рисунка та було використано 15 літературних джерел. Об’єктом дослідження цієї роботи є залежності ефективності сонячних елементів на основі мультикремнію від їх параметрів і конструкцій. Метою дипломної роботи є теоретичне дослідження фізичних процесів, які лежать в основі фотоелектричних систем, технологій їх виготовлення і конструкцій фотоелектричних перетворювачів. Метод дослідження – аналітичний. У кваліфікаційній роботі розглянуто різні види фотоелектричних перетворювачів, їх принцип роботи, конструкцію та основні параметри, проведено аналіз технології виготовлення фотоелектричних перетворювачів. Виконано чисельні розрахунки з моделювання вихідних параметрів фотоелектричного перетворювача із використанням програми РС1D. Змодельовані структури мають великий потенціал для застосування в різних областях: накопичення енергії, перетворення сонячної енергії, хімічні та біологічні сенсори. Створена модель фотоелектричного перетворювача може використовуватись на підприємствах для виготовлення панелей сонячних елементів з підвищеним коефіцієнтом корисної дії.
EN : In the work 59 pages, 22 figures, was used 15 literary sources. The object of this study is to establish the dependence of multi-silicon solar cells efficiency from their parameters and structures. The aim of the thesis is theoretical study of the physical processes that underlie photoelectric systems, technologies for their production and designs of photoelectric converters. The method of research is analytical. In qualification work the varians types of photoelectric converters, their principle of operation, design and basic parameters are considered, the technology of manufacturing of photoelectric converters is analyzed. Numerical calculations were performed to simulate the output parameters of the photoelectric converter using the PC1D softuare. Simulated structures have great potential for application in various fields: energy storage, solar energy conversion, chemical and biological sensors. The created model of photoelectric converter can be used at the enterprises for production of panels of solar cells with the increased efficiency.