Науковий журнал «Енергетика: економіка, технології, екологія»

АНАЛІЗ МЕТОДІВ ПРОГНОЗУВАННЯ ШВИДКОСТІ ВІТРУ ДЛЯ ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ФУНКЦІОНУВАННЯ ВІТРОВИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ

Артур Запорожець, Володимир Єременко, Анастасія Щербань, Владислав Верпета — пн, 19 тра 2025 00:00:00 +0300

Розвиток вітроенергетики в Україні є важливим стратегічним напрямом, що сприяє енергетичній безпеці, зниженню залежності від імпортованих енергоносіїв та зменшенню негативного впливу на довкілля. В умовах нестабільності ринку та змін клімату точне прогнозування швидкості вітру є критичним фактором для ефективного функціонування вітрових електростанцій (ВЕС). Метою роботи є комплексний аналіз сучасних методів прогнозування швидкості вітру з метою підвищення ефективності експлуатації ВЕС та формування рекомендацій щодо оптимізації процесів прогнозування. У статті розглянуто фізичні (числові) методи, що базуються на рівняннях Нав’є–Стокса та моделюванні динаміки атмосфери, зокрема моделі WRF і ECMWF. Визначено їхню перевагу у середньо- та довгостроковому прогнозуванні, а також основні обмеження, пов’язані з обчислювальною складністю та необхідністю точних вхідних даних. Досліджено статистичні методи, такі як ARIMA, які ефективні для короткострокового прогнозування, проте мають обмежену здатність враховувати нелінійні процеси та раптові зміни вітрового потоку. Окрему увагу приділено застосуванню методів машинного навчання та гібридних підходів, що поєднують фізичне моделювання зі статистичним аналізом і алгоритмами глибокого навчання. Такі методи дозволяють адаптувати прогнозні моделі до конкретних умов експлуатації ВЕС та підвищувати точність прогнозів. Зроблено висновок про необхідність подальшого вдосконалення методів прогнозування, зокрема розвитку адаптивних моделей, що використовують великі масиви даних та враховують регіональні особливості вітрових ресурсів. Запропоновані рекомендації можуть бути корисними для операторів ВЕС, інвесторів та науковців, які займаються аналізом вітрових ресурсів та розвитком алгоритмів прогнозування.

МОДЕЛЮВАННЯ СТРУКТУРНОЇ ТРАНСФОРМАЦІЇ ОБ’ЄДНАНОЇ ЕНЕРГОСИСТЕМИ УКРАЇНИ У ПЕРІОД ПОВОЄННОГО ВІДНОВЛЕННЯ

Євген Щербина — пн, 19 тра 2025 00:00:00 +0300

Світова тенденція стрімкого зростання обсягів відновлених джерел енергії та поступової відмови від викопного палива разом із значними втратами енергетичного сектору внаслідок російської військової агресії прискорили необхідність структурної трансформації Об’єднаної енергосистеми України. Для вирішення цієї задачі в даній роботі використовується підхід на основі поєднання імітаційного моделювання варіантів трансформації структури генеруючих потужностей енергосистеми та оптимізаційної моделі частково цілочисельного лінійного програмування визначення оптимального складу і режимів роботи енергоблоків для сформованих варіантів структури енергосистеми. Сформовано два варіанта розвитку структури потужностей для різних типів генерації у перші роки повоєнного відновлення енергосистеми України з урахуванням її поточного стану і очікуваного зростання потужностей відновлюваних джерел енергії відповідно до цілей низьковуглецевого розвитку економіки. Отримані результати оптимізаційних розрахунків для сформованих варіантів структури дозволяють проаналізувати структурні зміни в енергосистемі і дослідити шляхи підвищення балансової надійності та гнучкості енергосистеми.

ОГЛЯД СУЧАСНИХ ВОДНЕВИХ ТЕХНОЛОГІЙ В ЕНЕРГЕТИЦІ ТА ТРАНСПОРТІ

Богдан Максименко — пн, 19 тра 2025 00:00:00 +0300

У статті розглядаються сучасні можливості водню як перспективного джерела енергії, що може стати основою переходу до екологічно чистої енергетики. Аналізується чинна законодавча база, яка регулює діяльність у сфері водневої промисловості, та її вплив на розвиток технологій. Окрему увагу приділено способам отримання зеленого водню, особливо за допомогою електролізу води, що базується на використанні відновлюваних джерел енергії, таких як сонячні та вітрові електростанції.

Розглядаються фізичні й хімічні методи зберігання водню: у газоподібному, рідкому станах, а також у вигляді хімічних сполук. Висвітлюються складнощі транспортування водню та можливі технологічні підходи до їх вирішення. У статті також описуються напрямки практичного використання водню в різних секторах економіки, зокрема в енергетиці, промисловості й транспорті, де він може стати альтернативою традиційним вуглеводневим паливам.

Обговорюються можливості впровадження водневих технологій в Україні, враховуючи її природно-ресурсний потенціал, наявну інфраструктуру та економічні реалії. Визначено перспективи розвитку водневої промисловості, її роль у забезпеченні енергетичної незалежності країни та інтеграції України у світові ринки водню.

Проведений аналіз може слугувати основою для вибору шляху майбутніх досліджень.

ОЦІНКА ЕФЕКТИВНОСТІ ВИДАЛЕННЯ ДІОКСИДУ ВУГЛЕЦЮ З БІОГАЗУ ТВЕРДИМИ СОРБЕНТАМИ

Володимир Середа, Дмитро Риндюк, Поліна Скрипник — пн, 19 тра 2025 00:00:00 +0300

Метою роботи є дослідження енергетичної ефективності та економічної доцільності використання твердих сорбентів для видалення діоксиду вуглецю із біогазу. Розроблено принципову схему установки та запропоновано конструкцію контактора – пристрою для адсорбції/десорбції молекул діоксиду вуглецю. В якості сорбенту використано активоване вугілля Calgon BPL. Проведено тепловий конструктивний розрахунок, визначено геометричні розміри контактора і параметри процесу адсорбції. Створено математичну модель та проведено числові експерименти по визначенню теплового стану контактора під час циклу нагрівання. Враховано основні конструктивні особливості спроєктованого апарату та властивості теплоносія та сорбента, в тому числі й теплопровідності у матриці пористого каркасу активованого вугілля. Отримано розподіл температур по об’єму контактора та залежність середньої температури активованого вугілля від часу нагрівання контактора димовими газами. Визначено час адсорбції/десорбції та час нагрівання/охолодження сорбенту в контакторі – за повний цикл тривалістю 51 хв, активованим вугіллям можна вилучити 26 кг діоксиду вуглецю з біогазу. Розраховано основні показники ефективності видалення діоксиду вуглецю. Проведене тривимірне моделювання і отримані результати дають підстави стверджувати, що використання твердих сорбентів є конкурентоспроможним рішенням для декарбонізації енергетичного сектору України.

ТЕХНОЛОГІЇ ТА МЕТОДИ ОПТИМІЗАЦІЇ БАГАТОРІВНЕВИХ СИСТЕМ АКУМУЛЮВАННЯ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ

Ігор Богойко — пн, 19 тра 2025 00:00:00 +0300

Розглянуто сучасні методи оптимізації багаторівневих систем акумулювання електроенергії у розподілених енергосистемах з інтеграцією відновлюваних джерел енергії (ВДЕ). Визначено ключові виклики, зокрема, нестабільність генерації ВДЕ та необхідність впровадження ефективних рішень для забезпечення стабільності і надійності енергопостачання.

Розглянуто застосування методів оптимізації, таких як динамічне програмування, прогнозне керування, генетичні алгоритми, алгоритми рою часток, а також підходи змішаного цілочислового програмування для задач визначення оптимального розміру, розташування та графіків зарядки/розрядки акумуляторів. Особливу увагу приділено викликам інтеграції ВДЕ з урахуванням екологічних аспектів, таких як зменшення викидів парникових газів, а також зниженню деградації батарей.

Наведено рекомендації щодо впровадження інтелектуальних систем управління для адаптації до змін у генерації та споживанні. Показано, що інтеграція сучасних алгоритмів оптимізації сприяє підвищенню стабільності мереж, ефективності енергоспоживання та екологічності систем енергозабезпечення.

ПІДВИЩЕННЯ ПРОДУКТИВНОСТІ СИСТЕМ ЕНЕРГЕТИЧНОГО МЕНЕДЖМЕНТУ МСП ЧЕРЕЗ УПРАВЛІННЯ ДАНИМИ ЕНЕРГОМОНІТОРИНГУ

Олег Коцар, Святослав Довгий — пн, 19 тра 2025 00:00:00 +0300

За результатами понад 200 енергоаудитів енергетичних і промислових підприємств, комерційних компаній і побутових споживачів виявлено низку недосконалостей, зокрема, недостатнє використання потенціалу енергомоніторингу; незадовільну якість даних енергомоніторингу, зокрема, в частині їхньої повноти цілісності, достовірності та актуальності; відсутність належного аналізу даних про енерговикористання; неналежну формалізацію, уніфікацію та автоматизацію процесів енергомоніторингу; неврахування переваг регулярного технічного обслуговування енергоспоживаючого обладнання і відсутність контролю якості його проведення. Зазначені проблеми не дозволяють повною мірою використовувати потенціал систем енергетичного менеджменту та призводять до незадовільного рівня енергоефективності. Задля подолання прогалин в статті досліджено шляхи реалізації потенціалу систем енергомоніторингу і вдосконалення технічного обслуговування технологічного устаткування малих та середніх підприємств з метою формування вимог до систем енергомоніторингу і реалізації політики управління ефективністю використання енергії, оцінено потенціал діджиталізації енергомоніторингу, застосовано інтерпретування результатів енергомоніторингу із залученням сучасних інформаційних технологій, а також розглянуто прямі і непрямі вигоди від підвищення продуктивності систем енергетичного менеджменту. Бібл. 10. Рис. 2.

ОЦІНЮВАННЯ РІВНЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ВПРОВАДЖЕННЯ КОГЕНЕРАЦІЇ В УМОВАХ МОДЕРНІЗАЦІЇ ТА РЕЗЕРВУВАННЯ СИСТЕМИ ТЕПЛОПОСТАЧАННЯ

Віталій Ходаківський, Дмитро Карпенко — пн, 19 тра 2025 00:00:00 +0300

Дослідження спрямоване на оцінку ефективності виробництва теплової та електричної енергії на основі різних технологій, таких як котельні, когенераційні установки та міні-ТЕЦ (ОРС-цикл). Особлива увага приділяється порівнянню з існуючими автономними та індивідуальними системами енергозабезпечення. Для оцінки використовуються методологічні підходи, які враховують економічну доцільність та технічну ефективність кожної технології. Стаття аналізує впровадження когенерації та Power-to-Heat технологій для оптимізації роботи централізованих систем теплопостачання, що підвищить загальну ефективність та зменшить викиди вуглецю. Запропоновано шляхи пошуку інвестицій, враховано вплив на ефективність теплових та електричних мереж, зниження викидів вуглецю та оптимізацію витрат.

ЕНЕРГЕТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ СПОЖИВАННЯ ЕНЕРГІЇ СУЧАСНОЮ БУДІВЛЕЮ ГУРТОЖИТКУ УНІВЕРСИТЕТУ ЗА РІЗНИМИ СЦЕНАРІЯМИ МОДЕРНІЗАЦІЇ ІНЖЕНЕРНИХ СИСТЕМ

Олена Шевченко, Дмитро Шевченко, Марина Шовкалюк — пн, 19 тра 2025 00:00:00 +0300

Будинки є найбільшим споживачем енергії в Європі. Тому будівельний сектор має вирішальне значення для досягнення енергетичних і кліматичних цілей ЄС. Перехід на будівництво будівель з майже нульовим рівнем споживання енергії (NZEB) передбачений Директивами Євросоюзу, де всі нові будівлі зводяться за цим стандартом з 2020 року, що передбачає обов’язкове впровадження нетрадиційних і відновлюваних джерел енергії (НВДЕ). Підвищення енергоефективності існуючого фонду будівель до мінімальних вимог технічно можливе, але широке впровадження подібних проєктів потребує фінансової та організаційної підтримки, що закладено у довгострокові плани дій і стратегії модернізації будівельного фонду як в ЄС, так і в Україні. На противагу цьому, питання підвищення енергоефективності термомодернізованих та новозведених будівель все ще потребує пошуку нових рішень та технічного відпрацювання сценаріїв їх реалізації, особливо зважаючи на прийняті Україною міжнародні зобов’язання, в т.ч. щодо збільшення кількості NZEB будівель. Для залучення фінансування на комплексні проєкти модернізації потрібно проводити енергетичний аудит та виконувати детальні розрахунки технічної і економічної доцільності впровадження комплексу заходів з підвищення енергоефективності за різними сценаріями. Такі багатоваріантні розрахунки варто проводити за допомогою моделювання енергоспоживання будівель з урахуванням особливостей експлуатації будівель, характеристик огороджень, інженерних систем та джерел енергозабезпечення. У роботі на прикладі будівлі сучасного гуртожитку досліджуються сценарії подальшої енергоефективної модернізації будівлі у напрямку до NZEB. Дане питання є актуальним, адже з часом частка термомодернізованих будівель лише зростатиме. Це призводить до необхідності розробки рішень суттєвих енергоефективних поліпшень чи впровадження відновлюваних джерел енергії для забезпечення відповідності вимогам.

Метою роботи є аналіз можливостей підвищення енергоефектиності будівлі новозбудованого гуртожитку університету КПІ ім.Ігоря Сікорського із застосуванням спеціалізованих програмних продуктів для розрахунків питомого енергоспоживання, визначення класу енергоефективності за різними сценаріями модернізації з використанням відновлюваних джерел енергії. Методи дослідження: метод порівняльного аналізу, динамічне моделювання, техніко-економічні розрахунки з використанням програмного забезпечення DesignBuilder, PVSol Premium, GeoTSol, MS Excel. Розглянуто відповідні нормативні документи України та ЄС, літературні джерела, статистичні дані та звіти щодо об’єкту дослідження.

ДИНАМІКА ТЕПЛОПРОВІДНОСТІ ПІНОПОЛІУРЕТАНОВОЇ ІЗОЛЯЦІЇ ОГОРОДЖУВАЛЬНОЇ КОНСТРУКЦІЇ БУДІВЛІ

Андрій Данішевський, Борис Басок — пн, 19 тра 2025 00:00:00 +0300

Проблематика: Енергетична незалежність держави є ключовим елементом її безпеки. Сучасні реалії вимагають мінімізації енергоспоживання, що сприятиме більш ефективній заміні традиційних джерел енергії. Саме тому, експериментально-розрахункові дослідження теплофізичних параметрів термоізоляційних матеріалів важливі та актуальні в проблематиці енергоефективності та потребують більшої уваги в галузі наук.

Мета дослідження. Дослідити вплив терміну експлуатації на коефіцієнт теплопровідності поліуретанової теплоізоляції огороджувальної конструкції.

Методика реалізації. Методика полягає у вимірюванні фактичних параметрів у сталому тепловому режимі за певних температурно-вологісних умов по обидва боки огороджувальної конструкції. А саме, поверхневої густини теплового потоку через конструкцію, температур внутрішньої і зовнішньої поверхонь на термічно однорідних ділянках за допомогою контактних вимірювальних засобів та температур внутрішнього і зовнішнього повітря, що оточує конструкцію.

Результати дослідження. Проведено аналіз та обробку експериментальних даних температурних коливань та розподілу густини теплового потоку на термомодернізованій ділянці стінової огороджувальної конструкції, утепленої поліуретановою теплоізоляцією, за період 7–8 січня 2024 року. Також, проведено порівняння фактичного коефіцієнта теплопровідності поліуретанової теплоізоляції з результатами досліджень за попередні роки.

Висновки. Поліуретанова теплоізоляція володіє належними теплоізоляційними властивостями та є ефективним теплоізолятором. Отримані результати є важливими для прогнозування довговічності та ефективності поліуретанових матеріалів у теплоізоляційних застосуваннях та демонструють важливість довгострокових експериментальних досліджень для оцінки змін теплофізичних властивостей матеріалів у реальних умовах експлуатації.

ВИКОРИСТАННЯ НАДЗВУКОВОГО ЕЖЕКТОРА В ОХОЛОДЖУВАЛЬНИХ СИСТЕМАХ

Генадій Воропаєв, Назарій Колодій — пн, 19 тра 2025 00:00:00 +0300

Надзвукові ежектори є перспективною технологією для підвищення ефективності холодильних та теплових систем. Вони використовують високошвидкісний первинний потік для створення низького тиску у змішувальній камері, що дозволяє всмоктувати вторинний потік без потреби у механічному компресорі. Це забезпечує зменшення енергоспоживання та підвищення екологічності систем охолодження. Основною перевагою надзвукових ежекторів є можливість використання низькопотенційних джерел тепла, таких як відпрацьовані гази, сонячна енергія та промислові теплоносії. Завдяки цьому їхнє застосування стає особливо актуальним у галузях, де важлива енергоефективність, зниження експлуатаційних витрат та екологічні аспекти. У даній роботі проведено аналіз наукових статей, присвячених дослідженню ефективності та оптимізації конструкції надзвукових ежекторів. Розглянуто вплив ключових параметрів, таких як геометрія змішувальної камери, форма дифузора, початковий тиск та температура робочого середовища. Використання числового моделювання (CFD) дозволяє оцінити вплив цих факторів на продуктивність системи та знайти оптимальні конфігурації для підвищення коефіцієнта захоплення. У дослідженні також розглядається застосування штучних нейронних мереж для прогнозування роботи надзвукових ежекторів, що дозволяє зменшити час обчислень та підвищити точність оптимізаційних розрахунків. Основні висновки даного дослідження підкреслюють, що вдосконалення конструкції, зокрема використання змінної геометрії змішувальної камери та дифузора, дозволяє значно покращити показники продуктивності. Перспективним напрямком подальших досліджень є розробка адаптивних ежекторних систем, які можуть автоматично змінювати параметри роботи залежно від зовнішніх умов.

ЕКОНОМІЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ЕНЕРГООЩАДНИХ ЗАХОДІВ В РОЗПОДІЛЬЧИХ ЕЛЕКТРИЧНИХ МЕРЕЖАХ

Анатолій Омельчук, Володимир Заколодяжний, М. Лозова — пн, 19 тра 2025 00:00:00 +0300

Моделюється режим роботи регульованої конденсаторної установки (КУ) напругою 0,4 кВ з метою дослідження економічної ефективності її роботи в електричній мережі живлення споживачів електроенергії. Проаналізовані добові графіки активного і реактивного навантаження трансформаторної підстанції 10/0,4 кВ і живлячої мережі, досліджено режими роботи КУ та визначені показники економічної ефективності компенсації реактивної потужності на розглянутому прикладі електричної мережі. Згідно чинних нормативних документів, реактивні перетікання певної величини з мереж постачальних організацій в мережі споживачів потребують їх оплати або застосування засобів компенсації цих перетоків. Окрім цього, реактивні перетікання обмежують пропускну здатній електричних мереж живлення. З метою підвищення економічності електроспоживання та пропускної здатності електричних мереж живлення пропонується алгоритм роботи КУ та оцінки економічної ефективності її роботи.

ПРО ВТРАТИ ПОТУЖНОСТІ ТА ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ В ЕКРАНАХ ОДНОЖИЛЬНИХ КАБЕЛІВ

Тарас Антонець, Роман Буйний, А. Ворушило, Олександр Гай, Олександр Ткаченко — пн, 19 тра 2025 00:00:00 +0300

Вибір способу заземлення екранів екструдованих кабелів середньої, високої та надвисокої напруги передбачає виконання відповідного обґрунтування, елементами якого є втрати потужності в струмовідних жилах і екранах кабелів. Встановлено, що існуючі точні методи розрахунку втрат потужності в екранах одножильних кабелів є достатньо складними, а похибка наближених методів розрахунку може сягати до 30%. Запропоновано достатньо простий алгоритм розрахунку втрат потужності у екранах одножильних кабелів, який базується на підходах стандарту ДСТУ IEC 60287-1-1:2009 та забезпечує прийнятну точність для інженерних розрахунків під час проєктування та експлуатації КЛ. Алгоритм враховує можливі способи розташування кабелів у траншеї КЛ: у вершинах рівностороннього трикутника впритул та у площині через один зовнішній діаметр кабелю. Він передбачає розрахунок наведених у екранах струмів, які еквівалентні за втратами потужності. Для оцінки величини технологічних витрат електричної енергії у КЛ запропоновано формули, які враховують також складову втрат у екранах кабелів для різних рівнів інформаційного забезпечення та форму графіка електричного навантаження. Наведені формули для розрахунку технологічних витрат електричної енергії справедливі за симетричного навантаження у жилах КЛ.

На підставі запропонованого алгоритму отримані значення коефіцієнтів втрат для одножильних кабелів з ізоляцією зі зшитого поліетилену середньої, високої та надвисокої напруги з алюмінієвими та мідними жилами усіх типових перерізів, що виробляються заводами-виробниками кабельної продукції. Такі значення дозволять спростити та пришвидшити розрахунки втрат потужності та технологічних витрат електричної енергії у КЛ під час їх проєктування та експлуатації. Пропонується доповнити діючу нормативну документацію запропонованим алгоритмом та таблицями із отриманими значеннями коефіцієнта втрат.

КЕРУВАННЯ РЕАКТИВНОЮ ПОТУЖНІСТЮ НА ОСНОВІ КІБЕРФІЗИЧНОЇ МОДЕЛІ ПІДСТАНЦІЇ ГІРНИЧОЗБАГАЧУВАЛЬНОГО ПІДПРИЄМСТВА

Юрій Шерстньов — пн, 19 тра 2025 00:00:00 +0300

У статті представлено результати моделювання централізованої системи компенсації реактивної потужності гірничозбагачувального підприємства на основі кіберфізичної моделі у контексті ефективного управління енергоспоживанням. Проаналізовано добові та річні дані обсягів споживання електричної енергії споживачами підстанцій підприємства. Запропоновано інноваційний підхід до моніторингу та оптимізації енергетичних потоків, спрямований на зменшення втрат і покращення енергетичної ефективності. Встановлено оптимальні умови використання синхронних двигунів та конденсаторних батарей. Модель базується на інтеграції сучасних технологій моніторингу та аналізу даних, що дозволяє адаптуватися до динамічних змін навантаження та оперативно коригувати параметри системи компенсації. Дослідження оцінює вплив розроблених методів на стабільність роботи енергосистеми підприємства та економічну складову впровадження запропонованих рішень. Отримані результати показують перспективність запропонованих рішень по компенсації реактивної потужності для підвищення енергоефективності виробництва.

ВИПРОБУВАЛЬНИЙ СТЕНД СПРОЩЕНОЇ КОНСТРУКЦІЇ ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ КРИТЕРІАЛЬНИХ РІВНЕЙ УРАЖЕННЯ РАДІОЕЛЕКТРОННИХ КОМПОНЕНТІВ ПРИ ВПЛИВІ ПОТУЖНИХ ІМПУЛЬСІВ ЕЛЕКТРОМАГНІТНОЇ ЕНЕРГІЇ

пн, 19 тра 2025 00:00:00 +0300

В статті розглядається вдосконалення засобів експериментального дослідження в польових умовах стійкості до потужного електромагнітного імпульсу радіоелектронної апаратури виконаної на базі COTS-технології, зокрема в наносекундному діапазоні тривалості імпульсу. Запропоновано варіант випробувального стенду для орієнтовного визначення критеріальних рівней уражння радіо-електроних компонентів при впливі потужних імпульсів електромагнітної енергії.

ВИЗНАЧЕННЯ СТРУКТУРИ РЕАКТИВНОЇ ПОТУЖНОСТІ СПОЖИВАНОЇ ЕЛЕКТРОПРИВОДОМ НАСОСНИХ АГРЕГАТІВ МЕРЕЖІ ЦЕНТРАЛІЗОВАНОГО ТЕПЛОПОПОСТАЧАННЯ В КОНТЕКСТІ ПРОВЕДЕННЯ ЕНЕРГОАУДИТУ

Михайло Федірко, Микола Горлачук, Ольга Завитій, Олександр Кошпаренко — пн, 19 тра 2025 00:00:00 +0300

Обгрунтовано підходи до визначення структури реактивної потужності споживаної електроприводом насосних агрегатів мережі централізованого теплопостачання та надано рекомендації щодо їх застосування при проведенні енергоаудиту для розробки заходів щодо підвищення їх коефіцієнта потужності. Визначено метод для розрахунку реактивної енергії споживаної як перетворювачем частоти, так і приводним асинхронним електродвигуном. Встановлено залежність реактивної потужності споживаної електродвигуном від його моменту та залежність реактивної потужності споживану перетворювачем частоти від потужності електродвигуна та його моменту. Ці залежності встановлено для режиму пропорційного керування u/f=const. Результати доводять що основна частка споживаної реактивної потужності припадає на електродвигун і залежить від режимів його роботи, в основному від величини його завантаження. Реактивна потужність споживана перетворювачем частоти залежить від потужності та моменту приводного електродвигуна відповідно до режиму його роботи і складає незначну частку від загальної споживаної електроприводом реактивної потужності.

Запропонований підхід дозволяє енергоаудитору при проведенні енергоаудиту частотно регульованих електроприводів насосних агрегатів мережі централізованого теплопостачання попередньо по спрощеній процедурі оцінити обсяг споживаної електроприводом реактивної енергії та відповідність режимів роботи мережі централізованого теплопостачання технологічним вимогам.

ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНЕ ОБЛАДНАННЯ ТА АВТОМАТИЗОВАНА СИСТЕМА КЕРУВАННЯ ПРОЦЕСОМ ПІРОЛІЗУ ГУМОВИХ І ПОЛІЕТИЛЕНОВИХ ВІДХОДІВ

Сергій Бойченко, Адам Солдатенко — пн, 19 тра 2025 00:00:00 +0300

Кількість відходів, що утворюються внаслідок нашого повсякденного життя та виробничих процесів, постійно зростає і вже є проблемою в деяких регіонах та містах. Ми повинні розуміти, що неперероблені відходи, які накопичуються в тоннах щодня, негативно впливають як на біосферу нашої планети, так і на здоров'я громадян. Території, які вже не можна рахувати у гектарах, а лише у відсотках від загальної площі нашої країни, приречені на забруднення на десятиліття.

Стаття присвячена дослідженню та розробці ефективних методів утилізації відходів гуми та поліетилену за допомогою піролізу [1-6]. У сучасному світі проблема переробки відходів стає все більш актуальною через постійне зростання кількості відходів та їх негативний вплив на довкілля [6-15]. Неправильне управління відходами не тільки погіршує екологічний стан, але й призводить до втрати цінних ресурсів. Метою статті є вирішення цієї проблеми шляхом створення автоматизованої системи управління процесом піролізу.

Головним об'єктом дослідження є піролізна установка, яка перетворює відходи гуми та поліетилену на горючі гази, рідкі продукти піролізу та технічний вуглець. Ця технологія не лише зменшує обсяг відходів, а й забезпечує додаткове джерело енергії, що є важливим кроком на шляху до енергетичної незалежності.

Дослідження детально аналізує різні види сировини, їх характеристики та вплив на процес піролізу. Значну увагу приділено розробці автоматизованої системи управління для оптимізації процесу та підвищення ефективності й безпеки роботи установки. Дослідження включає як теоретичні аспекти, так і практичні розрахунки та моделювання системи.

ОСОБЛИВОСТІ РЕАЛІЗАЦІЇ SMART-МОНІТОРИНГУ ПРИ ГЕНЕРАЦІЇ , ПЕРЕДАЧІ ТА РОЗПОДІЛУ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ

Сергій Денисюк, Михайло Сопель, Галина Бєлоха — пн, 19 тра 2025 00:00:00 +0300

Наукова теорія моніторингу в енергетиці потребує свого розвитку з урахуванням задач енергетичного переходу, реалізації концепції Smart Grid на місцевому рівні, зокрема, на локальному рівні енергозабезпечення з розподіленими джерелами енергії, які працюють на низькій та в окремих випадках на середній напрузі, де задачі моніторингу і керування досить глибоко взаємопов’язані і мають відображати різноманітну специфіку побудови та функціонування локальних електроенергетичних систем. Науково-технічне обґрунтування застосування Smart-моніторингу електроенергетичної системи середньої та низької напруги розглядається як нова якість у прийнятті управлінських рішень, тобто як комплексний та системний моніторинг, що на сучасному інноваційному рівні забезпечує спостереження поточної технологічної та економічної ефективності функціонування елементів системи та системи в цілому. Проведено аналіз глобального моніторингу WAMS, його різновидів та Smart-моніторингу. Системи WAMS та WAMPAC застосовуються на рівні високої та середньої напруги (оператори передачі електроенергії), тоді як сфера застосування Smart-моніторингу – середні та низькі напруги. Наведена взаємодія розглянутих технологій моніторингу та оптимізаційних задач з технологіями DSM. Для організації роботи системи Smart-моніторингу необхідно провести: комплексний моніторинг електроенергії, енергетичного балансу та моніторинг потреб різних користувачів локальних системи; моніторинг роботи джерел розподіленої енергії та якості електроенергії та моніторинг навантаження. Наведено узагальнений алгоритм застосування Smart-моніторингу для оцінки технічних показників та участь у формуванні тарифів для участі на локальних ринках.

КОНЦЕПТУАЛЬНА МОДЕЛЬ ПОБУДОВИ СИСТЕМИ ЕНЕГЕТИЧНОГО МОНІТОРИНГУ ДЛЯ ПІДПРИЄМСТВ МОЛОЧНОЇ ГАЛУЗІ

Андрій Гоєнко, Анатолій Чернявський — пн, 19 тра 2025 00:00:00 +0300

У статті розглянуто питання розробки системи енергетичного моніторингу для підприємств молочної галузі, що є актуальним у контексті підвищення енергоефективності виробництва та зниження витрат паливно-енергетичних ресурсів. Проаналізовано структуру енергоспоживання молокозаводів, виокремлено основні види енергоресурсів: електроенергію, пару, природний газ та воду. Розроблено концептуальну модель енергомоніторингу, яка передбачає багаторівневу систему збору даних із ключових джерел споживання та структурних підрозділів підприємства. Запропоновано інтеграцію автоматизованих засобів обліку для вимірювання параметрів енергоспоживання з високою частотою зчитування та подальшим агрегуванням інформації у 15-хвилинні інтервали. Система також враховує зовнішні фактори, що впливають на динаміку енергоспоживання, зокрема кліматичні умови та обсяг виробництва. Запропонована типова схема енергомоніторингу дозволяє формувати енергетичний баланс підприємства, відстежувати зміну показників у динаміці, своєчасно виявляти нераціональне використання ресурсів і забезпечувати основу для прийняття управлінських рішень. Впровадження системи сприятиме підвищенню енергоефективності, економічній та екологічній стійкості підприємств молочної промисловості. Перспективи подальших досліджень пов’язані з інтеграцією штучного інтелекту в процеси аналізу та управління енергоспоживанням.

КОМПЛЕКСНА ОЦІНКА ЕНЕРГОЕФЕКТИВНОСТІ НАСОСНОГО ОБЛАДНАННЯ З РЕГУЛЬОВАНИМ ЕЛЕКТРОПРИВОДОМ

Олег Закладний, Володимир Прокопенко — пн, 19 тра 2025 00:00:00 +0300

У статті представлено методику комплексної оцінки енергоефективності насосного обладнання, оснащеного регульованими електроприводами. Розглянуто вплив частотного регулювання на енергоспоживання насосних установок у різних режимах експлуатації. Запропоновано алгоритм розрахунку питомого енергоспоживання з урахуванням технічних характеристик електропривода, гідравлічного навантаження та профілю споживання. Наведено приклади практичного застосування методики на основі експериментальних та модельних даних. Отримані результати підтверджують доцільність впровадження регульованого електропривода як ефективного засобу підвищення енергетичної ефективності насосних систем. Розроблене програмне забезпечення може бути використана при техніко-економічному обґрунтуванні модернізації або проєктування нових об’єктів водопостачання, водовідведення та інших технологічних систем, що базуються на насосному обладнанні.

Застосування регульованого електроприводу, зокрема частотного перетворювача, дозволяє оптимізувати роботу насосів відповідно до змін навантаження, що сприяє зниженню енергоспоживання. Проте, для об'єктивної оцінки ефективності необхідний комплексний підхід, який враховує не лише зміну електроспоживання, але й гідравлічну ефективність, режимні характеристики, технічний стан обладнання та економічну доцільність інвестування у модернізацію.

ОПТИМІЗАЦІЙНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ВПЛИВУ ОБМЕЖЕНЬ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ ДЛЯ НЕПОБУТОВОГО СПОЖИВАЧА В УМОВАХ РИНКУ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ

Олександр Копчиков, Василь Калінчик — пн, 19 тра 2025 00:00:00 +0300

В роботі розглядається вирішення проблеми ефективного планування купівлі електроенергії для непобутових споживачів з урахуванням технічних обмежень та волатильності цін на різних сегментах ринку. Поставлено та вирішено задачу визначення оптимального розподілу закупівель електричної енергії непобутовим споживачем між доступними сегментами ринку України та Польщі за критерієм мінімізації сукупних витрат в умовах прогнозних обмежень електроспоживання та цінової невизначеності. Запропонована оптимізаційна модель побудована на основі стохастичного змішаного цілочислового лінійного програмування, яке враховує сценарії технічних обмежень та сценарії ринкових умов. Особливістю запропонованої методики є врахування можливості імпорту електроенергії, що дозволяє пом’якшити негативні наслідки дефіциту. Апробацію моделі виконано на основі реальних погодинних даних споживання промислового підприємства та фактичних ринкових цін. Наведено результати обчислювальних експериментів, що демонструють кількісні переваги оптимального розподілу купівлі для різних сценаріїв обмеження. Запропонований підхід дозволяє підприємствам формалізувати процедуру прийняття стратегічних рішень щодо купівлі електроенергії, враховуючи ризики невизначеності та сприяючи економічно ефективному і стійкому енергозабезпеченню в умовах кризових явищ на енергетичних ринках.

ПОРІВНЯННЯ МЕТОДІВ КОРОТКОСТРОКОВОГО ПРОГНОЗУВАННЯ НЕБАЛАНСІВ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ

Артем Салогуб, Алла Босак — пн, 19 тра 2025 00:00:00 +0300

У представленому дослідженні розглядаються актуальні проблеми підвищення точності короткострокового прогнозування як позитивних (IPS+), так і негативних (IPS-) дисбалансів електричної енергії. Дисбаланси, що погіршуються внаслідок розбіжностей між прогнозованим та фактичним споживанням/генерацією, становлять значний виклик для операторів енергосистем. Для вирішення завдання підвищення точності прогнозів було проведено ретельний порівняльний аналіз ефективності трьох розширених методів прогнозування часових рядів. таким чином, оцінювалася спроможність моделі Холта-Вінтерса (HOLT-WINTERS), яка добре підходить для рядів з трендом та сезонністю, стандартної моделі ARIMA (авторегресійна інтегрована ковзна середня) та її сезонного розширення – моделі SARIMA. Ці методи застосовуються для роздільного прогнозування часових рядів позитивних і негативних дисбалансів на короткостроковому горизонті (погодинно на наступний добу), що дозволяє врахувати помітно різну динаміку IPS+ та IPS-. Оцінка точності прогнозування для кожної моделі проходила шляхом порівняння прогнозних значень з реальними погодними даними, отриманими від Операторів системи передачі ОЕС України за визначений період. Результати проведеного дослідження мають практичну цінність, оскільки точніші прогнози дисбалансів є ключовим фактором для підвищення операційної безпеки енергосистеми (завдяки кращому плануванню резервів та режимів роботи) та економічної ефективності управління нею (через мінімізацію витрат на балансування). Аналіз отриманих результатів та порівняння метрики точності для різних моделей недвозначно показав, що модель SARIMA, яка явно враховує добову сезонність, характерну для енергетичних даних, демонструє вищу точність порівняно з HOLT-WINTERS та базовою ARIMA.