Підвищення ефективності використання електричної енергії житловими та громадськими будівлями за наявності гібридних сонячних електростанцій в умовах ринку електроенергії

Автор(и)

  • В. І. Литвин Національний університет біоресурсів і природокористування України image/svg+xml

DOI:

https://doi.org/10.31548/

Анотація

Стаття присвячена аналізу графіків споживання електричної енергії громадських та житлових будівель, а також підвищення ефективності роботи дахових гібридних сонячних електростанцій. Широке розповсюдження гібридних сонячних інверторів зумовлене, як бажанням знизити затрати на енергоспоживання, так і необхідністю забезпечити резервне живлення критичних споживачів, створило передумови для використання переваг ринку електричної енергії. Можливість генерації електричної енергії, використання систем акумулювання та можливість взаємозаміщення  джерел енергії (наприклад, централізоване теплопостачання та електропостачання для потреб опалення та гарячого водопостачання) дозволяє говорити про будівлі в контексті «активних споживачів». Розроблені типові графіки споживання електричної енергії будівлями дозволяє підвищити ефективність використання власної сонячної електростанції для мінімізації вартості електропостачання з урахуванням можливості систем накопичення та можливості використання надлишків сонячної генерації на потреби опалення, кондиціонування та гарячого водопостачання. Проведене моделювання режимів роботи сонячної електростанції у варіантах: «споживання на власні потреби без коригування режимів роботи систем накопичення», «продаж надлишків електроенергії на ринку», «споживання на власні потреби з налаштуванням роботи систем накопичення» вказує на можливість зниження затрат на енергоспоживання об’єкту на 30-40 % залежно від добової сонячної інсоляції. Використання моделі дозволяє виконувати налаштування режимів роботи гібридних інверторів для зниження затрат на електропостачання. Подальші дослідження доцільно зосередити на створенні альтернативної системи керування інверторами з оптимізацією функції керування гібридної станції залежно від профілю навантаження будівлі.

Ключові слова: гібридне електропостачання, моделювання енергоспоживання, зниження  затрат, керування попитом

Посилання

1. Aheieva, T. P. (2002). Metodychni osnovy otsinky enerhozberezhennia ta prohnozuvannia enerhospozhyvannia v sferi zhytlovoho ta komunalno-pobutovoho obsluhovuvannia naselennia Ukrainy [Methodological foundations for assessing energy conservation and forecasting energy consumption in the residential and communal services sector in Ukraine] : avtoref. dys. kand. tekhn. nauk : 05.14.01 / In-t zah. enerhetyky NAN Ukrainy. Kyiv, 20. Available at: http://www.irbis-nbuv.gov.ua/aref/20081124022267

2. Hrebchenko, M. (2023). Systemy elektropostachannia z lokalnymy dzherelamy enerhii ta keruvannia nymy [Power supply systems with local energy sources and their control]. Kyiv : Nats. tekhn. un-t Ukrainy «Kyiv. politekhn. in-t im. Ihoria Sikorskoho», 78. Available at: https://ela.kpi.ua/server/api/core/bitstreams/41e81896-4f4e-4106-96d7-711fa381e244/content

3. Ackermann, T., Andersson, G., Söder, L. Electric Power Systems Research. 3rd ed. Sweden: Department of Electric Power Engineering, Royal Institute of Technology, Electric Power Systems, Teknikringen 33, 10044 Stockholm, 2001. Vol. 57: Distributed generation: a definition, 194-204. Available at:: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0378779601001018

4. M. S. Bakare et al. A comprehensive overview on demand side energy management towards smart grids: challenges, solutions, and future direction. Available at:: https://energyinformatics.springeropen.com/articles/10.1186/s42162-023-00262-7

5. Kaplun, V., Osypenko, V., Makarevych, S. (2022). Forecasting the electricity pricing of energy islands with renewable sources. Machinery & Energetics, 13(4), 38-47.

6. Kaplun, V. V., Kravchenko, O. P., Vasylenko, V. V. (2015). Analiz metodiv optymizatsii mikroenerhetychnykh system (microgrid) na osnovi dzherel rozpodilenoi heneratsii [Analysis of methods for optimising microgrids based on distributed generation sources]. Visnyk KNUTD, 2 (84).

7. KABINET MINISTRIV UKRAINY. Kontseptsiia Vprovadzhennia “rozumnykh merezh” v Ukraini do 2035 roku. [Concept for the Implementation of Smart Grids in Ukraine by 2035]. Available at: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/908-2022-р#Text.

8. Kiianchuk, V. M., Makhotilo, K. V. Uchast pobutovykh spozhyvachiv na enerhetychnykh rynkakh cherez keruvannia popytom [Participation of domestic consumers in energy markets through demand management]. https://repository.kpi.kharkov.ua/server/api/core/bitstreams/c84e34e8-9332-464d-8290-08663c229d04.

9. Panasiuk, M., Zamulko, A. I. Osoblyvosti provedennia analizu nerivnomirnosti spozhyvannia elektroenerhii [Features of analysing uneven electricity consumption]. Available at: https://en.iee.kpi.ua/files/2012/153-165.pdf.

10. A review of strategies for building energy management system: Model predictive control, demand side management, optimization, and fault detect & diagnosis. Available at: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2352710220310627

11. Ackermann, T., Andersson, G., Söder, L. (2001). Electric Power Systems Research. 3rd ed. Sweden: Department of Electric Power Engineering, Royal Institute of Technology, Electric Power Systems, Teknikringen 33, 10044 Stockholm, 57: Distributed generation: a definition, 194-204.

URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0378779601001018.

12. Bakare, M. S. et al. A comprehensive overview on demand side energy management towards smart grids: challenges, solutions, and future direction. Available at:: https://energyinformatics.springeropen.com/articles/10.1186/s42162-023-00262-7

Опубліковано

2025-09-08

Номер

№ 3 (2025)

Розділ

Статті

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).