Імітаційна модель автономної системи енергозабезпечення об’єктів автодорожньої інфраструктури
DOI:
https://doi.org/10.31548/energiya1(71).2024.114Анотація
Наявнiсть централiзованого електропостачання з вiдповiдною iнфраструктурою та розгалуженою розподiльчою мережею зi значними технологiчними втратами не тiльки спричиняє пiдвищенi ризики, а й ставить пiд сумнiв якість та надiйнiсть енергозабезпечення вiддалених об’єктів. Використання малих електростанції на базі відновлювальних джерел енергії здатне вирішити проблему електропостачання об’єктів транспортної інфраструктури (зупинки громадського транспорту, пішохідні переходи, елементи управління дорожнім рухом тощо). Проте, доцільність використання того чи іншого джерела енергії потребує проведення імітаційного моделювання параметрів даних систем електропостачання.
Метою дослідження є розробка імітаційної моделі автономної системи енергозабезпечення об’єктів автодорожньої інфраструктури та перевірка її функціонування в реальних умовах. У статті наведено структурну імітаційної моделі та подані характеристики її складових. Наведено порядок функціонування складових елементів та особливості їх взаємодії. Проведено експериментальне моделювання залежностей вихідної потужності фотоелектричного модуля від підтримуваної на його виході напруги, узагальнено отримані результати.
Розроблена модель дозволяє реалізувати режим підтримання максимальної продуктивності завдяки введенню зворотного зв’язку для контролю величини вхідної напруги перетворювача, яка порівнюється із обчисленим (заданим) значенням напруги, розрахованим за даними фактичного струму навантаження та струму короткого замикання фотоелектричного модуля для різних величин світлового потоку. Результат порівняння, з відповідним знаком, надходить до пропорційно-інтегрального регулятора, вихідним керуючим впливом якого є регулювання вихідної напруги перетворювача та зв’язаним з нею зарядним струмом батареї, що, відтак, призводить до зміни вхідного струму і забезпечує підтримання заданої напруги на виході сонячної батареї. За такої умови її вихідний струм прямо пропорційний величині сонячної радіації. Також встановлено, що вибір мінімально необхідної потужності фотоелектричної панелі необхідно здійснювати з урахуванням найнесприятливішого сценарію щодо погодних умов та сезону року для забезпечення максимального заряду акумуляторної батареї.
Ключові слова: імітаційна модель, моделювання автономної системи енергозабезпечення, малі електростанції, об’єкти автодорожньої інфраструктури, фотоелектричні панелі, апаратно-програмний комплекс, мікроконтролер
Посилання
Bharathi, S., Balaji, G. (2012). A Method for Generating Electricity by Fast Moving Vehicles. Appl. Mech., 110–116, 2177–2182.
Kozirsky, V., Podoltsev, O., Tregub, M. (2018). Rationalization of dimensions for ring-shaped rotor of wind-electric switched reluctance generator. Tekhnichna elektrodynamika, 6, 54 – 57, DOI: https://doi.org/10.15407/techned2018.06.054
A. A. Al-Aqel, B. K. Lim, E. E. Mohd Noor, T. C. Yap and S. A. Alkaff (2016). "Potentiality of small wind turbines along highway in Malaysia," 2016 International Conference on Robotics, Automation and Sciences (ICORAS), Ayer Keroh, 1-6, doi: 10.1109/ICORAS.2016.7872634.
V. Kozyrsky, S. Makarevych, S. Voloshyn (2020).. Economic Aspects and Factors of Solar Energy Development in Ukraine. Intelligent Computing and Optimization. ICO 2020. Advances in Intelligent Systems and Computing, Vol 1324. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-68154-8_12
Skrypnyk, A., Klymenko, N., Voloshyn, S., Holiachuk, O. and Sabishchenko, O. (2023). Global and regional externalities of the Ukrainian energy sector", International Journal of Energy Sector Management, 17 (1), 145-166. https://doi.org/10.1108/IJESM-05-2021-0005.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Стосунки між правовласниками і користувачами регулюються на умовах ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства – Некомерційна – Поширення На Тих Самих Умовах 4.0 Міжнародна (CC BY-NC-SA 4.0):https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.uk
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див.The Effect of Open Access).
