Дослідження впливу інтегрованої системи теплозабезпечення та сонячної генерації на енергетичну автономність навчального закладу
Loading...
Date
Authors
Пустовий, Олександр Олександрович
Pustovyi, Oleksandr
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
ЦНТУ
Abstract
Кваліфікаційна робота присвячена вирішенню актуальної задачі підвищення енергетичної автономності та енергоефективності громадських будівель в умовах нестабільності енергосистеми України. Об’єктом дослідження є система енергозабезпечення основного корпусу комунального закладу «НВО ЗНЗ І-ІІІ ступенів № 16» у м. Кропивницький. В роботі проаналізовано добові та сезонні графіки електричного навантаження закладу, виявлено пікові періоди споживання та оцінено потенціал сонячної генерації регіону. Обґрунтовано впровадження гібридної сонячної електростанції (СЕС) загальною потужністю 90 кВт, побудованої за топологією DC-coupled на базі трьох гібридних інверторів. Для підвищення коефіцієнта власного споживання та забезпечення безперебійного живлення розроблено комбіновану систему акумуляції, яка включає електрохімічний накопичувач (BESS) на основі літій-залізо-фосфатних батарей ємністю 40,96 кВт·год та систему фотоелектричного нагріву води (PV-heating) з баками-акумуляторами об’ємом 600 л. За результатами моделювання встановлено, що запропонована система здатна генерувати 114,1 МВт·год електроенергії на рік, забезпечую чи середньорічний рівень енергетичної автономності (SSR) на рівні 70–75%. Система гарантує автономну роботу критичних споживачів (насоси ІТП, серверна, укриття) протягом мінімум 4,4 годин під час аварійних відключень. Розрахунковий термін окупності проєкту становить 6,6 року, а зниження викидів CO2 – 16,5 тонн/рік. The Master's thesis is devoted to solving the urgent problem of increasing the energy autonomy and energy efficiency of public buildings in the conditions of instability of the Ukrainian energy system. The object of the study is the power supply system of the main building of the communal institution "Educational Complex Secondary School I-III degrees No. 16" in Kropyvnytskyi. The daily and seasonal electrical load profiles of the institution were analyzed, peak consumption periods were identified, and the solar generation potential of the region was assessed. The implementation of a hybrid solar power plant (PV) with a total capacity of 90 kW, built on a DC-coupled topology based on three hybrid inverters, is substantiated. To increase the self-consumption ratio and ensure uninterruptible power supply, a combined storage system has been developed, which includes a Battery Energy Storage System (BESS) based on LiFePO4 batteries with a capacity of 40.96 kWh and a photovoltaic water heating system (PV-heating) with storage tanks of 600 liters volume. According to the simulation results, the proposed system is capable of generating 114.1 MWh of electricity per year, providing an average annual level of energy autonomy (SSR) at the level of 70–75%. The system guarantees autonomous operation of critical loads (heating pumps, server room, shelter) for at least 4.4 hours during blackouts. The estimated payback period of the project is 6.6 years, and the reduction of CO2 emissions is 16.5 tons/year.
Description
Keywords
енергетична автономність, гібридна СЕС, акумуляція енергії, енергоефективність, навчальний заклад, energy autonomy, hybrid PV system, energy storage, BESS, PV-heating, energy efficiency, educational institution
Citation
Пустовий, О. О. Дослідження впливу інтегрованої системи теплозабезпечення та сонячної генерації на енергетичну автономність навчального закладу : кваліфікаційна магістерська робота : спец. 141 «Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка» / наук. кер. І. В. Савеленко ; Центральноукраїн. нац. техн. ун-т. – Кропивницький : ЦНТУ, 2025. – 82 с.