Енергетика: економіка, технології, екологія: науковий журнал, № 2
Постійне посилання зібрання
Переглянути
Нові надходження
Документ Відкритий доступ Архітектура програмного забезпечення інтелектуальних систем управління енергоефективністю електромеханічних систем(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Закладний, О. О.; Прокопенко, В. В.В сучасному світі не володіння енергоресурсами займають домінуюче місце, а інноваційні технології ефективного використання енергоресурсів, відновлювані джерела енергії, засоби інтелектуалізації систем енергопостачання та енергоспоживання. Змінилась філософія конкурентного світу: від суспільства безлімітного споживання ресурсів – до сталого розвитку, «зеленого переходу», «розумного» енергоспоживання та в перспективі – активного застосування штучного інтелекту. В цих умовах зростає роль підвищення енергоефективності як головного чинника, який “тягне” за собою модернізацію всього підприємства або енергоефективне проектування нового, підвищення продуктивності виробництва та якості продукції, поліпшення екологічної ситуації. Принцип «Енергоефективність понад усе» повинен стати основним гаслом при відновленні економіки України та переході від сировинної моделі розвитку до галузей з високим ступенем переробки (машинобудування), які дозволять, в тому числі, розвивати вітчизняний ВПК. Найбільший вплив на ефективне використання електроенергії підприємством спричиняє енергоефективність електромеханічної системи (ЕМС) як основного споживача електроенергії (понад 70% у промисловості). Інтелектуалізація споживання електричної енергії передбачає створення цифрової системи управлінням енергоефективністю ЕМС в реальному часі. На жаль, на сьогодні утвердилась практика оцінювання енергоефективності ЕМС в кращому випадку аперіодично, наприклад, під час проведення енергетичного аудиту. Тому актуальним завданням є створення інтелектуальних систем управління ефективністю споживання електроенергії ЕМС та контролю за чинниками, які на неї впливають: якість електричної енергії, завантаження обладнання та технічний стану. Сучасний розвиток вимірювальної та обчислювальної техніки дозволяють створювати подібні системи, які загалом складаються з технічної (давачі струму, напруги, технологічних параметрів виробничого процесу) та програмної частин.Документ Відкритий доступ Розрахунок комплексних показників надійності автоматизованої системи моніторингу обладнання(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Сподинський, О. В.У сучасному індустріальному середовищі автоматизовані системи моніторингу обладнання відіграють важливу роль у забезпеченні ефективності та безпеки технологічних процесів. Однак, забезпечення надійності цих систем вимагає ретельного розрахунку комплексних показників. Дослідження зосереджені на розробці методологій та алгоритмів для обчислення надійності автоматизованих систем моніторингу. У статті виконаний огляд комплексних показників надійності автоматизованої системи моніторингу обладнання. Перш за все, робота визначає критичні компоненти системи, оцінює їхню надійність та взаємодію. Методи аналізу надійності включають у себе елементи теорії ймовірностей та математичної статистики. Серед них - розрахунок середнього часу безвідмовної роботи, ймовірності відмови та інші критерії, що дозволяють оцінити функціонування системи в реальних умовах. Відповідно до нормативних документів сформовано перелік показників надійності для обладнання та системи моніторингу в цілому. Приведена методика розрахунку комплексних показників надійності автоматизованої системи моніторингу. Наведений приклад розрахунку інтенсивності відмов та комплексних показників надійності для аналогового вимірювального каналу автоматизованої системи моніторингу обладнання. На прикладі розрахунку показано розрахункові інтенсивності відмов компонентів розрахункового аналогового каналу та сумарне напрацювання на відмову. Отже, дослідження зосереджене на розробці та оптимізації методів розрахунку комплексних показників надійності автоматизованих систем моніторингу обладнання, що сприяє покращенню їх функціональності та забезпечує ефективний контроль технічних процесів в промислових умовах.Документ Відкритий доступ Неінтрузивний моніторинг навантаження – перспективний напрямок моніторингу електроспоживання будівель(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Чернещук, І. С.Показано, що комунальним підприємствам для пристосування до мінливих моделей енергозабезпечення та підвищення надійності необхідним є інтелектуальний моніторинг електромереж, щоб відстежувати динамічні умови роботи в розподільних мережах. Smart моніторинг може надати комунальним службам детальний опис звичок споживачів і максимізувати обізнаність користувачів про споживання, що призводить до зміни поведінки та згладжування глобального попиту на енергію. Наведено рушійні фактори ринку моніторингу та безпеки розумного будинку. Визначено, що зростання кількості користувачів Інтернету, стрімке поширення смартфонів і розумних гаджетів, а також зростаюче занепокоєння щодо віддаленого моніторингу будинків є ключовими факторами, які сприяють зростанню ринку безпеки розумного будинку. Показано, що методологія Smart моніторингу на прикладі будівлі відображає цілі як власне моніторингу, так і контролю: зменшити енергоспоживання будівель та / або зменшити для мешканців рахунки за електроенергію; запропонувати менеджерам електромережі більше інструментів, щоб краще керувати зростаючими потребами та можливими перебоями виробництво енергії завдяки зростаючій інтеграції ВДЕ в електромережі. Проаналізовано неінтрузивний моніторинг навантаження (NILM) – метод аналізу даних про загальне електричне навантаження, отриманих шляхом вимірювання сили струму та напруги в одній точці, з наступним поділом загального навантаження на навантаження окремих пристроїв, який може відігравати ключову роль у цифровому переході в електроенергетиці. Ця технологія здатна не лише покращити поточну операційну діяльність компаній електроенергетики, а й лягти в основу формування нових відносин між суб'єктами енергоринків. Технології NILM досягла значного успіху завдяки прогресу в машинному навчанні, обробці сигналів і розпізнаванні образів. Визначено, що фундаментальними етапами типової структури NILM є збір даних, виділення ознак, декомпозиція сигналу та ідентифікація пристрою.Документ Відкритий доступ Дослідження ефективності теплових насосів для енергопостачання багатоквартирних будинків(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Шовкалюк, М. М.; Кононенко, І. В.Актуальність використання енергії, отриманої від зовнішнього середовища за допомогою теплових насосів для енергозабезпечення будівель обумовлена зростанням витрат на централізоване енергозабезпечення; удосконаленням технологій і зниженням вартості впровадження подібних технічних рішень; активним розвитком даного напряму в Європейському Союзі і зміною законодавчої бази в Україні для стимулювання більш широкого впровадження використання відновлюваних джерел енергії. Об’єкт дослідження: процеси енергоспоживання та техніко-економічні показники комбінованого енергозабезпечення багатоквартирних будівель із застосуванням теплових насосів. Предметом дослідження є методи та засоби для оцінювання ефективності застосування теплових насосів на потреби гарячого водопостачання та опалення багатоквартирних будівель з використанням теплового насосу та централізованого теплопостачання. Методи дослідження: аналітичні методи, системний аналіз, математичне моделювання, метод порівняльного і структурного аналізу. Дане дослідження проводилося в рамках виконання магістерської дисертації. Практичне значення результатів полягає в застосуванні розробленої математичної моделі для моделювання роботи теплового насосу з урахуванням динамічної зміни COP і водорозбору на прикладі багатоквартирних будівель.Документ Відкритий доступ Фізичні чинники впливу вибуху на огороджувальні світлопрозорі конструкції. Огляд методів тестування(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Басок, Б. І.; Недбайло, О. М.; Давиденко, Д. Б.; Беспала, Н. Г.В статті розглянуті основні фізичні параметри вибухової хвилі, властивості вибухових навантажень, а також особливості розповсюдження хвиль у просторі та їхній динамічний вплив на огороджувальні конструкції, в т.ч. світлопрозорі. Розглянуті часові та просторові умови, за яких має місце формування квазіплоского фронту вибухової хвилі та вибухові навантаження можна розглядати як розподілені рівномірно за вертикальною площиною. Якщо відстань до вибухового заряду перевищує половину значення ширини та висоти споруди або її елемента (за умови, що заряд розташовано по центру конструкції або елемента), то навантаження на них можна вважати наближено усередненими за площею. Проаналізовані теплофізичні чинники впливу, яким повинна протистояти будівельна конструкція. Описані основні відмінності вибухових і ударних впливів від статичних навантажень, що враховуються під час будівельного проєктування. Розглянуті основні натурні методи визначення параметрів вибухової хвилі у режимі реального часу та чинники її руйнівного впливу на елементи огороджувальних конструкцій будівель.Документ Відкритий доступ Забруднення підземних водних ресурсів процесами залізорудного надрокористування(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Бодюк, А. В.; Розен, В. П.; Терентьєв, О. М.; Крючков, А. І.; Сергієнко, М. І.В Україні, як і в більшості країн світу, до складно вирішуваних проблем належить збереження природних якостей наземних і підземних водних ресурсів. Забруднення підземних вод здійснюється стихійно й в результаті організованих викидів на поверхні територій і у підземні порожнини. Забруднені площі територій навколо родовищ корисних копалин, промислових об’єктів, як і маси забруднюючих речовин, зростають. За масштабності потрібно виокремлювати забруднення підземних вод в результаті видобування руд та розміщення порід у відвали, як найбільш шкідливі і для сільськогосподарських угідь, наземних водних об’єктів. Обчислення розміру відшкодування заподіяних збитків забрудненням підземних вод шкідливими речовинами потребує подальших офіційних коригувань з врахуванням фактору народної власності на природні ресурси взагалі. Тому необхідно, щоб офіційно у нормативно-правових актах місцевих органів влади були враховані наступні ситуації: підземні води та їх середовище належать до об’єктів народної власності, тому в методиках визначень й обчислення екологічних наслідків забруднень підземних вод та й їх підземного середовища необхідно передбачати, що збитки потрібно вивчати й оцінювати з погляду шкоди народній власності; забруднені підземні води та й їх підземне середовище знаходяться локально на територіях територіальних старостівських округів, які представляють народ України; відповідно до п.1, при обчисленні розміру компенсацій за забруднення взагалі необхідно визначати збитки для населення цих округів та розміри їм нарахувань і виплат; місцевим органам влади необхідно організовувати компенсаційні процеси, контролювати їх виконання і результативність. Визначення екологічного податку не відповідає визначенню поняття податку як безумовному платежу до бюджету, оскільки по своїй суті він є покарання за скиди забруднених речовин у водні об’єкти й екологічні забруднення водних ресурсів.Документ Відкритий доступ Щодо улаштування системи електропостачання будівель з відновлювальними джерелами енергії(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Лазуренко, О. П.; Чернищук, І. С.; Черкашин, М. С.; Черкашина, Г. І.Будівлі наразі є одним з потужніших споживачів енергетичних ресурсів в Україні, у тому числі електричної енергії – на їх долю припадає біля 40% споживаної енергії. В Україні вимоги до рівня споживання енергії в будівлях регламентуються Законом «Про енергетичну ефективність будівель» через відповідні класи енергоефективності[2]. Питання підвищення енергоефективності даних об’єктів є глобальним завданням сьогодення на світовому рівні. Зокрема, на саміті ООН з клімату 2019 р поставлено за мету до 2030 року досягти виконання вимог нульового споживання енергії у нових забудовах та до 2050 року - такого ж рівня в існуючих будівлях. Використання відновлювальних джерел енергії є безумовною, необхідною складовою для вирішення поставлених завдань. Огляд літератури стосовно улаштування енергоефективних будівель в частині проєктування інженерних систем виявив низький рівень висвітлення питань, що стосуються улаштування та проєктування схем електропостачання будівель з ВДЕ[3-7]. В статті представлені існуючі схемні рішення інтеграції ВДЕ в систему електропостачання будіель. Метою даної статті є опрацювати вітчизняний та закордонний досвід улаштування систем електропостачання будівель з ВДЕ, існуючі нормативні документи щодо цього, сформулювати вимоги, критерії вибору елементів, схемних рішень, та системи електропостачання з ВДЕ вцілому.Документ Відкритий доступ Аналіз та оптимізація процесів заряду електромобілей в транзактивних енергетичних системах(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Бєлоха, Г. С.; Стржелецьки, Р.; Дерев`янко, Д. Г.; Радиш, І. П.Впровадження розумної зарядки електромобілів дозволяє операторам локальних електромереж і постачальникам електроенергії впроваджувати нові бізнес-моделі взаємодії електромобілів з мережею. Крім оптимального відбору потужностей Мicrogrid при заряді електромобілів, важливо і використання різних методів заряду. Для задоволення інтересів всіх учасників локальних систем з економічної та технічної точки зору обрано концепцію транзактивної енергії. Проведено дослідження впливу різних методів керування зарядом на ККД батареї EV, таких як двоетапне заряджання (СС-СV), прискорену заряду (ВС) та альтернативну багаторівневу зарядку MSCC. Оптимізація процесів заряду має на меті не тільки збільшення прибутку від продажу електроенергії, а також мінімізація витрат на зарядку за допомогою оптимального потоку електроенергії від мережі до автомобіля. Запропонована цільова функція залежить від потужності генерації усіх джерел які входять до системи, стану заряду систем зберігання, часу добу, часу заряджання електромобілів, швидкості заряджання, ціни на електроенергію. Система керування, вирішуючи цільову функцію, сама обирає та пропонує споживачу та агрегатору метод заряджання, який для даних параметрів системи буде оптимальним для усіх учасників транзактивної системи. Цифровим моделюванням досліджено три методи заряд, для чотирьох різних типів електромобілів, всі розглянуті методи заряду високі показники енергоефективності які можливо використовувати, як методи керування при заряді електромобілів від локальних систем.Документ Відкритий доступ Статистичні оцінки величин, визначальних інтервал контролю електричної потужності(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Калінчик, В. П.; Мейта, О. В.; Калінчик, В. В.; Побігайло, В. А.; Бориченко О. В.Показано, що цифрова обробка інформації про електроспоживання можлива при перетворенні досліджуваного процесу в дискретну форму. Правильний вибір інтервалу контролю дозволяє з достатньою мірою точності відновити значення досліджуваної функції в інтервалах між вимірами. Показано, що при організації контролю середньої потужності необхідно вибирати такий інтервал дискретизації, який би забезпечував адекватне представлення поточного процесу. Запропонована процедура вибору інтервалу контролю електричної потужності, яка заснована визначенні тривалості викиду випадкової функції зміни електричної потужності за деяке введене обмеження. Обґрунтована кількість дослідів контролю для визначення оптимального інтервалу контролю електричної потужності. Показано, що найбільш раціональним методом обробки експериментальних даних буде метод спільного визначення оцінок для кореляції і середньоквадратичного відхилення.Документ Відкритий доступ Методи та засоби для поглибленого аналізу енергетичних характеристик та управління енергоспоживанням в закладах освіти(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Шовкалюк, М. М.; Васильцов, Д. А.Фактором національної безпеки держави є зменшення енергозалежності і вжиття заходів з підвищення енергоефективності, а особливо у бюджетній сфері, адже близько 90% таких будівель не відповідають сучасним вимогам енергоефективності. Створення надійної системи управління енергоспоживанням, вибір заходів для зменшення витрати та диверсифікація джерел енергії є непростою задачею, що потребує розгляду процесів енергоспоживання будівель як комплексної проблеми з застосуванням сучасних інструментів системи енергоменеджменту, моделювання, застосування сучасних підходів до автоматизації та вимірювань. Об’єкт дослідження – процеси енергоспоживання у закладах освіти. Предмет дослідження – енергетичні характеристики та методи управління енергоспоживанням в закладах освіти. Методи дослідження. аналітичні методи, системний аналіз, синтез, моделювання, систематизація, метод порівняльного і структурного аналізу. Одним із завдань даного дослідження є огляд можливостей програмних продуктів, що можуть використовуватись енергоменеджерами закладів освіти для моніторингу, аналізу і прогнозування енергоспоживання, а також для створення звітності. Також в роботі проведено аналіз стану справ щодо управління енергоспоживанням на прикладі в КПІ ім. Ігоря Сікорського; надано пропозиції для розвитку системи автоматизованого енергомоніторингу, зокрема розроблено архітектуру веб-додатку з урахуванням підтримки існуючих баз даних для покращення процесу енергомоніторингу.Документ Відкритий доступ Аналіз досліджень впливу температури на деградацію та ефективність роботи сонячних панелей(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Цих, В. С.; Кульчак, А. М.; Яворський, А. В.В статті обґрунтовано актуальність питання щодо дослідження та аналізу впливу деградації на ефективність роботи сонячних панелей. Проведено короткий аналіз основних особливостей використання сонячних панелей різних типів. Детально розглянуто основні види та причини деградації фотоелектричних модулів. Отримано основні висновки щодо найбільш впливових чинників деградації, серед яких доцільно виділити для подальшого дослідження вплив температури – як зовнішньої температури повітря, так і температури нагрівання безпосередньо сонячної панелі. Проведений аналіз сучасних досліджень з питань вивчення особливостей деградації фотоелектричних модулів. Особливу увагу акцентовано на дослідженнях впливу температури на ефективність їх роботи.Документ Відкритий доступ Співставний аналізалгоритмічного-програмного забезпечення моделювання процесів в системах із активним споживачами з фотоелектричною генерацією(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Богойко, І. І.Розглянуто питання використання алгоритмічного та програмного забезпечення у контексті розвитку розумних мереж. Визначено, що системи накопичення єнергії є ключовими елементами систем енергоменеджменту розумних спільнот, оскільки вони дозволяють зберігати енергію, що виробляється відновлюваними джерелами енергії (ВДЕ), а також компенсувати нерівномірність попиту на електроенергію. Проведено порівняльний аналіз різних стратегій для систем управління енергією, що об'єднує сонячні батареї та акумуляторн ібатареї. Проведено аналіз основних стратегій управління енергією та визначено переваги та недоліки, які необхідно враховувати при їх виборі. Розглянуто концепцію Smart-інверторів та їх інтеграція у системах накопичення енергії. Наведено структуру гібридних систем накопичення енергії та основні ролі накопичення енергії. Показано економічні переваги впровадження Microgridта Smart Gridу енергетиці. Запропоновано розробку інтегрованих стратегій управління системами накопичення енергії, які враховують всі аспекти виробництва, зберігання та розподілу електроенергії в розумних мережах, сприяючи сталому та ефективному використанню ресурсів. Розглянуто основні моделі та фреймворки, які використовуються для моделювання енергетичних системта визначено переваги та недоліки моделей які слід враховувати при дослідженні чітких питаннь у контексті розвитку систем енергоменеджменту.Документ Відкритий доступ Аналіз рівнів неоптимальності режимів електричних мереж низької напруги при нерівномірності генерації та споживання електроенергії(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Гілевич, К. М.Здійснено аналіз рівнів неоптимальності процесів генерації та споживання електроенергії в електричних мережах низької напруги при нерівномірності генерації та споживання електроенергії. Систематизовано заходи щодо зниження втрат електроенергії в таких мережах. Наведено оцінку впливу нерівномірності генерації та споживання електроенергії на рівні втрат у електричній мережі. З метою зменшення втрат електроенергії шляхом аналізу потенціалу керування режимами електропостачання запропоновано використати метод оцінки неоптимальних рівнів генерації та споживання електроенергії електроенергетичної системи за допомогою реактивної потужності Фризе QФ. Неоптимальність відбору від генератора та споживання навантаженнями електроенергії оцінено з точки зору роботи електроенергетичної системи в цілому. Як критерій оцінки вибрано ступінь відхилення від рівномірного енергоспоживання по відношенню до середнього рівня передачі активної потужності за заданий інтервал часу. Потужність Фризе QФ використовується для порівняння реального режиму роботи електроенергетичної системи з оптимальним режимом. Цей розрахунок може охоплювати будь-який період часу. Використання QФ дозволило уніфікувати аналіз процесів енергозабезпечення навантажень електроенергетичної системи, забезпечує можливість ретроспективного, поточного і перспективного аналізу. Застосування потужності Фризе QФ надає можливість оцінити техніко-економічні і технологічні фактори, такі як вплив різних факторів появи додаткових втрат електроенергії, стійкість і стабільність роботи системи при зміні режимів роботи генераторів та навантажень. Проведений аналіз дозволив запропонувати алгоритм оцінки рівня оптимальності ведення режимів в електричних мережах, який може бути реалізованим як із залученням диспетчера, так і в автоматичному режимі. Особливої актуальності набуває оцінка адресного впливу на основі потужності Фризе для локальних електроенергетичних систем, де широко застосовуються різні типи генераторів обмеженої потужності на основі відновлюваної енергії та різноманітні типи технологій енергоспоживання.Документ Відкритий доступ Analysis of the Smart Grid concept in the railway traction power supply system(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Nerubatskyi, V. P.; Hordiienko, D. A.The Smart Grid network system is a concept of a fully integrated, self-regulating and renewable electric power system, which has a network topology and includes all generating sources, trunk and distribution networks and all types of electric energy consumers, managed by a single network of information and control devices and systems in real time mode. The article proposes the introduction of the Smart Grid concept into the traction power supply system of railways. The functional properties and technical solutions that will allow implementing the principles of Smart Grid intelligent power supply systems are considered. A comparative description of the functional properties of the existing energy system and the energy system based on the Smart Grid concept is presented. Possibilities of introducing Smart Grid into the traction power supply system of direct current due to increasing the carrying capacity of trunk networks, consumption management, location of distributed energy sources in distribution networks and closer to consumers have been determined. The limits of the energy-saving effect from the introduction of the Smart Grid concept into the traction power supply system have been determined.