Проєктування сонячної електростанції для зарядки електротранспорту невеликої потужності
Автор: Окілка Ярослав 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: На сьогоднішній день, одним з найбільш складних моментів, що утримують розвиток індустрії для електромобілів та електроциклів, отже, зростання їх популярності, є відсутність великої кількості зарядних станцій, яких вони дуже потребують. Для того, щоб замінити бензинових побратимів і цілий день залишатися в строю – однієї нічної зарядки не вистачає, а звичайних зарядних станцій поки що дуже мало навіть у найрозвиненіших країнах. В Україні тут поки що нараховується невелика кількість електрозаправок. Така ситуація відлякує автолюбителів та суттєво гальмує популяризацію екологічного транспорту. У цій магістерській роботі об’єктом дослідження є процес інтелектуального заряду електромеханічних транспортних засобів, а предметом дослідження – сонячно-зарядна електростанція для електробайків. Особливістю при проектуванні сонячних установок є прогнозування як споживання енергії, так і надходження сонячної інсоляції в місці установки модулів. При цьому важливо враховувати як профіль надходження, так і профіль споживання енергії. Для розрахунку сонячної електростанції було використано інформацію щодобового надходження сонячної енергії для міста Новояворівськ згідно з даними NASA [2]. Дані для аналізу сонячної енергії були взяті за період з 1 січня 1988 року по 1 січня 2023 року. У другому розділі представлені дані про сонячну інсоляцію на плоску поверхню, визначено оптимальний кут нахилу фотомодулів, для автономного забезпечення автозарядної станції, виконано перерахунок сонячної інсоляції на похилу площину. Складено профіль навантаження споживача, а також виконано розрахунок необхідної кількості сонячних панелей та акумуляторів для гарантованого безперебійного живлення зарядних пристроїв станції. У третьому розділі визначено кількість електричної енергії, що виробляється сонячними панелями протягом року, а також побудовано графіки споживання та вироблення енергії. Згідно з отриманими даними, можна сказати, що ми забезпечили гарантованість енергозабезпеченням споживача, оскільки сума нестачі/надлишку днями становила 67504,09 кВт•год. У зимові місяці, нестачу сонячної енергії, компенсуватиме обраний накопичувач. В результаті проведених досліджень отримано такі результати: 1. Аналіз сучасних літературних джерел показав, що галузь сонячної енергетики переживає стрімке зростання, у світі, активно досліджуються можливості підвищення ефективності сонячних батарей. 2. Визначено оптимальний кут нахилу сонячних батарей, які забезпечать автономне енергопостачання автозарядних станцій. 4. В результаті проведеної роботи було побудовано профіль надходження енергії на горизонтальну площину, виконано перерахунок на похилу поверхню. 5. Було проведено аналіз вибраного обладнання для автономної сонячної електростанції, визначено тип та потужність інвертора, акумуляторів, а також обрано сонячні панелі з потужністю 330Вт, визначено надлишок/недолік електричної енергії. Дослідження показало, що система протягом теплих місяців накопичуватиме електроенергію, тим самим покриє дефіцит її в зимовий період. 6. Техніко-економічне обґрунтування впроваджуваного проекту показало, що термін окупності становить 4,64 роки. Мета дослідження. Метою даної магістерської роботи є розроблення фотоелектричної станції для зарядки електротранспорту малої потужності. Ключові слова: фотопанель, сонячна електростанція, апарати захисту та комутації. Перелік використаних літературних джерел: 1. ГОСТ 56978-2016 (IEC/TS 62548:2013) Батареї фотоелектричні. Технічні умови (Photovoltaic arrays. Specifications), уведений 2017-03-01. 2. Сайт «NASA» [Електронний ресурс] / Електрон. текстові дан. – Режим доступу: https://www.nasa.gov/, вільний. 3. Відслідкування сонця за двома осями збільшує потужність сонячної станції. [Електронний ресурс]. Режим доступу: http://www.renewableenergyworld.com/articles/print/pvw/volume-2/issue-6/solarenergy/dual-axis-tracking-generates-more-power.html . 4. Розрахунок системи автономного енергопостачання з використанням фотоелектричних перетворювачів/А.Н. Гребенюк // Матеріали / М-во освіти і науки України ; Нац. гірн. ун-т. – Д., 2015. 5. Правила улаштування електроустановок. - Видання офіційне. Міненерговугілля України. - X. : Видавництво «Форт», 2017. - 760 с. 6. UL 1699B, Прилади фотоелектричні. Захист від електричних дуг постійного струму [UL 1699B, Photovoltaic (PV) DC Arc-Fault Circuit Protection].