Кафедра електротехніки

При проектуванні вітрових електростанцій та їхніх інфраструктурних об’єктів далеко не повністю враховують різноманіття негативних впливів будівництва ВЕС на довкілля. Екологічний слід будівництва ВЕС дуже різносторонній і недостатньо вивчений. Усвідомлювати це особливо важливо, оскільки традиційно вітроенергетика розглядається як еталон генерації енергій, що мінімально впливає на навколишнє середовище. Зокрема, зведення та діяльність ВЕС може призвести до нижчеперелічених наслідків.

Теплові насоси є дуже енергоефективними пристроями, оскільки здатні забезпечити велику кількість тепла на одиницю витраченої електричної енергії. Наприклад, для кожного кіловата електричної енергії, витраченого на роботу теплового насоса, можна отримати від 3 до 5 кВт тепла. Це значно знижує загальне споживання енергії в будівлі в порівнянні з традиційними системами опалення, такими як газові котли або електричні обігрівачі.

Інтенсифікація електроенергетики та збільшення кількісних показників розподільчих мереж і обладнання призводять до зростання інтенсивності та ймовірності пошкоджень, а також до погіршення умов електробезпеки. За даними енергослужб промислових підприємств, однофазні замикання на землю струмонесучих частин електроустановок є типовим видом пошкоджень у розподільчих мережах 6 і 10 кВ і становлять більше половини всіх пошкоджень електроустановок. Відповідно, вони значною мірою визначають рівень надійності та електробезпеки.

Швидкі темпи впровадження відновлювальних джерел енергії призвели до того, що виробники електроенергії та мережеві оператори із серйозними проблемами під час інтеграції фотоелектричних систем у електричні мережі. Проблеми пов'язані насамперед із мінливістю та невизначеністю генерації енергії фотоелектричними станціями. Правильне та максимально точне передбачення обсягів виробництва електроенергії є критично важливим для забезпечення надійності енергопостачання, оптимізації роботи електромереж і зниження витрат. Штучний інтелект (ШІ) та машинне навчання активно використовуються для оптимізації процесів виробництва енергії та управління енергетичними ресурсами. Окрім цього, ШІ також допомагає при виборі оптимальних місць для будівництва об'єктів відновлюваної енергетики, таких як вітрові, сонячні чи геотермальні електростанції. Це здійснюється за рахунок аналізу кліматичних і географічних умов, а також тенденцій змін клімату.

Розробка та обґрунтування алгоритму математичної моделі, можуть дозволити прогнозувати ймовірне виробництво та накопичення водню як резервного енергоносія. Особливий акцент необхідно робити на інтеграцію відновлюваних джерел енергії в систему накопичення електроенергії та врахувати виклики післявоєнного відновлення. Алгоритм працює на основі декількох етапів: збір та обробка вхідних даних, приведення інформації до тої, що може оброблюватися потужностями джерела моделювання (розрахунок скоригованого навантаження, тощо), обрахування надлишкової потужності (перегенерації електроенергії), виробництво та накопичення водню, а також аналіз сценаріїв накопичення.

Аналіз ринку України показав такі ключові тенденції: 1. Популяризація модульних рішень. Споживачі частіше обирають модульні системи, які можна поступово доповнювати новими пристроями. Це дозволяє знижувати початкові витрати на впровадження. 2. Зростання попиту на енергоефективні технології. Смарт-системи для управління освітленням, опаленням і кондиціонуванням стають найзатребуванішими через можливість економії енергоресурсів до 30–40%. 3. Інтеграція з ВДЕ. Розробки, що дозволяють об’єднувати системи Smart Home із сонячними панелями та іншими відновлюваними джерелами енергії, отримують дедалі більше поширення. 4. Розвиток локальних виробників. Українські компанії починають пропонувати доступні аналоги популярних закордонних рішень, що сприяє зниженню вартості систем. 5. Вплив глобальних трендів. Використання штучного інтелекту для автоматизації задач та забезпечення голосового управління стає стандартом для сучасних систем.

Літій-іонні акумулятори (ЛІА) широко використовуються у системах резервного живлення завдяки високій енергетичній щільності, тривалому терміну служби та компактності. Однак, їх використання супроводжується низкою безпекових ризиків, таких як тепловий розгін, займання та вибух, особливо в умовах неправильного використання чи несправностей. Забезпечення безпечної експлуатації ЛІА є критично важливим завданням, особливо для промислових і критично важливих об’єктів.

Якість електричної енергії є критично важливою для ефективної роботи сучасних енергосистем та електрообладнання. Зростання кількості нелінійних навантажень у вигляді частотних перетворювачів, електроприводів та іншого високотехнологічного обладнання викликає значне погіршення якості електроенергії через появу гармонічних викривлень. Ці викривлення призводять до зниження енергоефективності, перевантаження та швидшого зносу обладнання, підвищення енерговитрат, а також створюють ризик аварійних ситуацій. Силові активні фільтри є перспективним рішенням для боротьби з цими проблемами.