Аналіз ефективності відновлювальних джерел енергії для забезпечення потреб підприємств в електроенергії
Автор: Сухинська Марія Олександрівна
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Системи відновлюваної енергетики та електромобільність
Інститут: Інститут енергетики та систем керування
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2025-2026 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Магістерська робота присвячена аналізу режимів роботи системи електропостачання декількох промислових підприємств з урахуванням генерації від різних видів джерел відновлюваної енергетики, зокрема сонячної, вітрової та біоенергетичної установок. Актуальність дослідження зумовлена зростанням потреб у електричній енергії, підвищенням вартості енергоресурсів, а також необхідністю підвищення енергоефективності та стійкості промислових електричних мереж в умовах нестабільної роботи енергосистеми. Об’єктом дослідження є система електропостачання промислового підприємства, що функціонує в умовах змінних добових і сезонних навантажень та інтеграції локальних джерел генерування електричної енергії. Предметом дослідження є режими роботи електричних мереж підприємств при підключенні різних типів відновлюваних джерел енергії та їх вплив на перетоки потужності і втрати електроенергії. Метою дослідження даної роботи є оцінка впливу відновлювальних джерел енергії на режими роботи системи електропостачання, зокрема на перетоки активної потужності та рівень втрат електроенергії в мережі підприємства, а також визначення доцільності їх використання в існуючих схемах електропостачання. Для досягнення поставленої мети було сформовано низку завдань, спрямованих на аналіз споживання електроенергії, побудову добових графіків навантаження та дослідження режимів роботи мережі за різних умов експлуатації. У ході роботи було розглянуто електропостачання трьох промислових підприємств, а саме хімічного, деревообробного та металургійного. Кожне з них характеризується власними особливостями технологічних процесів і, відповідно, індивідуальними добовими та сезонними графіками навантажень. Особливу увагу під час дослідження було приділено аналізу взаємодії електричних мереж цих підприємств з різними типами відновлюваних джерел енергії та оцінці їх впливу на загальні режими роботи системи електропостачання. Для досягнення поставленої мети в роботі проведено детальний аналіз споживання електроенергії промисловими об’єктами та побудовано добові графіки навантаження для зимового і літнього періодів. У подальшому виконано розрахунок режимів втрат електроенергії в електричних мережах для кількох варіантів: базового режиму без використання відновлювальних джерел енергії та режимів з підключенням сонячної електростанції, вітрової електростанції і біоенергетичної установки. Розрахунок та аналіз режимів роботи електричних мереж було виконано з використанням програмного комплексу DAKAR, що дозволило змоделювати добові графіки, таблиці та отримати кількісні значення перетоків потужності й втрат електроенергії. Окремо досліджено режими максимальної генерації сонячної електростанції у літній період доби за умов ясної погоди з метою виявлення потенційно несприятливих режимів роботи мережі, таких як зворотні перетоки потужності та підвищені втрати. У результаті проведених досліджень встановлено, що інтеграція відновлюваних джерел енергії у систему електропостачання підприємств забезпечує часткове покриття електричного навантаження та зменшення споживання електроенергії з мережі в окремі години доби. Водночас у більшості досліджених режимів спостерігається підвищення рівня втрат електроенергії, особливо при роботі сонячних електростанцій у пікові години генерації, що свідчить про необхідність оптимізації схем електропостачання. Отже, можна зробити висновок, що загалом впровадження відновлюваних джерел енергії є доцільним, оскільки сприяє зменшенню залежності підприємств від зовнішніх електричних мереж та підвищенню їх енергетичної стійкості. Разом із тим інтеграція ВДЕ у внутрішні системи електропостачання промислових підприємств потребує чітко спланованих і поетапних заходів з оптимізації режимів роботи мережі. Практична цінність роботи полягає у можливості використання отриманих результатів під час проєктування, модернізації та експлуатації систем електропостачання промислових підприємств з урахуванням відновлювальних джерел енергії.