Проєктування сонячної електростанції потужністю 0,5 МВт
Автор: Василець Юрій Андрійович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка
Інститут: Інститут енергетики та систем керування
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2025-2026 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: У магістерській кваліфікаційній роботі проаналізовано метод розрахунку положення сонця на небосхилі в заданий час року, проведено відповідні розрахунки для умов Львівської області. Визначено оптимальний кут нахилу осі обертання модулів з огляду на потужність сонячного потоку, що поступає на задану поверхню. За допомогою тримірної геометричної моделі аналітично визначено взаємовплив кута обертання похилої площини під заданим кутом навколо похилої осі та азимута і нахилу заданої поверхні. Визначено кути повороту поверхні, які оптимізують падаючий потік випромінювання для кожної години усередненого дня кожного місяця року. Проведено підбір електричних компонентів та вузлів СЕС заданої потужності. Оцінено рівень втрат, підібрано необхідне обладнання. Визначено вплив взаємного розташування генеруючих фотобатарей на втрати затінення та системні втрати. У першому розділі розглянуто загальну характеристику відновлювальних та нетрадиційних джерел енергії, а саме сонячної енергії, види сонячних електростанцій, перспективи розвитку СЕС в Україні. До Землі доходить приблизно 50% загальної кількості сонячного випромінювання. Воно проходить через верхній шар атмосфери, де є і розсіяна і пряма сонячна радіація. Максимальна інтенсивність сонячного випромінювання на поверхні Землі складає близько 1 кВт/м2, однак тривалість його становить всього 1-2 години в літні дні. При створенні та впровадженні сонячного енергетичного обладнання використовуються дані про кількість сумарної сонячної радіації і її складових, періодичність та змінність режимів її надходження. До Землі доходить приблизно 50% загальної кількості сонячного випромінювання. Воно проходить через верхній шар атмосфери, де є і розсіяна і пряма сонячна радіація. Середня інтенсивність сонячного випромінювання в більшості районів земної кулі становить 200 – 250 Вт/м2. При створенні та впровадженні сонячного енергетичного обладнання використовуються дані про кількість сумарної сонячної радіації і її складових, періодичність та змінність режимів її надходження. Сонячна енергетика належить до найбільш матеріаломістким видів виробництва енергії. Великомасштабне використання сонячної енергії тягне за собою гігантське збільшення потреби в матеріалах, а отже, і в трудових ресурсах для видобутку сировини, її збагачення, отримання матеріалів, виготовлення геліостатів, колекторів, іншої апаратури, їх перевезення. Підрахунки показують, що для виробництва 1 МВт год електричної енергії за допомогою сонячної енергетики буде потрібно затратити від 10 000 до 40 000 людино-годин. У традиційній енергетиці на органічному паливі цей показник становить 200-500 людино-годин. Світовим лідером з будівництва СЕС є американсько-ізраїльська фірма "Луз", яка споруджує станції потужністю 30-80 МВт, на яких використовується принципово нова технологія з концентратами сонячного випромінювання. У другому розділі проведено розрахунок системи мережевої сонячної електростанції. Були враховані кліматичні умови, підібраний кут нахилу модулів становить 41°. Сьогодні світова спільнота переживає енергетичну кризу. За підрахунками вчених запасів нафти на Землі при тих темпах використання, які є зараз, вистачить до 2050 року, газу - до 2060, вугілля – до 2090. В Україні прийняті Комплексна державна програма енергозбереження та Програма державної підтримки розвитку нетрадиційних та відновлювальних джерел енергії і малої гідро- та теплоенергетики, згідно з якими до 2010 року необхідно забезпечити в державі економію традиційних паливно-енергетичних ресурсів в обсязі 12-15% від загального їх споживання. Можливо, це й не так багато, однак у переводі на абсолютні цифри статистика виходить досить переконливою. Оцінки засвідчують, що використання наявного потенціалу енергозбереження в Україні, який становить приблизно 86 млн. тонн умовного палива, дасть змогу подвоїти забезпеченість країни власними енергетичними ресурсами. Гадаю, ми не настільки багаті, щоб залишати поза увагою таку кількість енергії. Метою роботи є проект сонячної електростанції потужністю 0,5 МВт. Актуальність теми. В останні два десятиріччя сонячні електростанції вважаються дуже популярними системами, які гарантують отримання безкоштовної електричної енергії. Серед переваг виділяють наступні: енергетична незалежність, екологічна безпека, великий термін роботи, мінімальна необхідність в догляді та обслуговуванні. Практичне значення отриманих результатів полягає в можливості їх використання для проектування, розроблення (або модернізації існуючих) сонячних електростанцій з метою їх ефективного використання та поліпшення роботи. Ключові слова: фотопанель, сонячна електростанція, апарати захисту та комутації. СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 1. Використання інверторів на сонячних електростанціях [Електронний ресурс]: http://solarsoul.net/invertor-dlya-solnechnyx-batarej. 2. Акумулятори для сонячних батарей [Електронний ресурс]: http://electrik.info/main/energy/860-akkumulyatory-dlya-solnechnyh-batarey.html. 3. Контролери заряду для сонячних батарей [Електронний ресурс]: http://electrik.info/main/energy/867-kontrollery-dlya-solnechnyh-batarey.html. 4. Вибір кабелю для сонячних панелей [Електронний ресурс]: http://www.solar-battery.com.ua/vyibor-secheniya-kabelya-dlya-solnechnyih-paneley/.