ПЕРСПЕКТИВИ ВПРОВАДЖЕННЯ ВІДНОВЛЮВАНИХ ДЖЕРЕЛ ЕНЕРГІЇ В ЄДИНУ ЕНЕРГЕТИЧНУ СИСТЕМУ
Ключові слова:
біогазова установка, система енергопостачання, енергетичний баланс, сонячна електростанція, вітрова електростанція, енергоефективність
Анотація
У статті запропоновано використовувати біогазові установки (далі – БГУ) як високогнучкі джерела енергії. При ухваленні рішення про їх використання є прогнозування показників енергоефективності запропонованої системи енергопостачання на основі біогазу порівняно з поточною централізованою моделлю. Показники енергоефективності оцінювалися за допомогою аналізу енергетичних балансів, побудованих з використанням усереднених статистичних даних про втрати та споживання енергії на біогазових об’єктах. Цей підхід рекомендується використовувати на ранніх етапах визначення технічних вимог при побудові або модернізації наявних енергетичних систем. Упровадження БГУ є економічно конкурентоспроможним порівняно із централізованими системами, як-от теплові електростанції та котельні. Інтеграція БГУ допоможе зменшити національну залежність від імпортованої енергії, виправити дисбаланси в енергетичній системі та знизити вартість енергії – електричної, теплової чи хімічної (наприклад, добрив).
Посилання
1. Qawaqzeh M., Dudnikov S., Miroshnyk O., Moroz O., Savchenko O., Trunova I., Pazyi V., Danylchenko D., Halko S. Buinyi, R. Development of algorithm for the operation of a combined power supply system with renew- able sources. 2022 IEEE 3rd KhPI Week on Advanced Technology (KhPIWeek), Kharkiv, Ukraine. 2022. 1–4. https://doi.org/10.1109/KhPIWeek57572.2022.9916372.
2. Syromyatnikov D., Druzenianova V., Beloglazov A., Bakshtanin A., Matveeva T. Evaluation of the economic profitability of using renewable energy sources in agro-industrial companies. International Journal of Renewable Energy Development. 2021. 10(4). 827–837. https://doi.org/10.14710/ijred.2021.37908.
3. Halko S., Halko K. Research of electrical and physical characteristics of the solar panel on the basis of cogeneration photoelectric modules. Integración de las ciencias fundamentals y aplicadas en el paradigm de la sociedad post-industrial: Colección de documentos cientificos «ΛΌΓΟΣ» con actas de la Conferencia Internacional Cientifica y Prάctica, 24 de abril de 2020. Barcelona, España: Plataforma Europea de la Ciencia. 2020. 2. 39–44. https://doi.org/10.36074/24.04.2020.v2.10.
4. Bien J., Bien B. Rapid assessment of solar PV micro-system energy generation in Poland based on freely pvlib-py- thon library. Production Engineering Archives. 2024. (30)3. 326–332. https://doi.org/10.30657/pea.2024.30.32.
5. Trunova I., Miroshnyk O., Moroz O., Pazyi V., Sereda A., Dudnikov S. The analysis of use of typical load schedules when the design or analysis of power supply systems. 2020 IEEE KhPI Week on Advanced Technology (KhPIWeek), Kharkiv, Ukraine. 2020. 61–64. https://doi.org/10.1109/KhPIWeek51551.2020.9250120.
6. Chub A., Vinnikov D., Stepenko S., Liivik E., Blaabjerg F. Photovoltaic Energy Yield Improvement in Two- Stage Solar Microinverters. Energies. 2019. 12. 3774. https://doi.org/10.3390/en12193774.
7. Savchenko O., Miroshnyk O., Moroz O., Trunova I., Sereda A., Dudnikov S., Kozlovskyi O., Buinyi R., Halko S. Improving the Efficiency of Solar Power Plants Based on Forecasting the Intensity of Solar Radiation Using Artificial Neural Networks. 2021 IEEE 2nd KhPI Week on Advanced Technology (KhPIWeek), Kharkiv, Ukraine. 2021. 137–140. https://doi.org/10.1109/KhPIWeek53812.2021.9570009.
8. Галько С. В., Жарков В. Я., Жарков А. В. Технології та засоби перетворення відновлюваних джерел енергії для приватних домогосподарств : монографія. Мелітополь : Люкс. 2019. 215 с.
9. Androniceanu A. M., Georgescu I., Dobrin C., Dragulanescu I. V. Multifactorial components analysis of the renewable energy sector in the OECD countries and managerial implications. Polish Journal of Management Stud- ies. 2020. 22(2). 36–49. https://doi.org/10.17512/pjms.2020.22.2.03.
10. Ulewicz R., Siwiec D., Pacana A., Tutak M., Brodny J. Multi-Criteria Method for the Selection of Renew- able Energy Sources in the Polish Industrial Sector. Energies. 2021. 14. 2386. https://doi.org/10.3390/en14092386.
11. Kolcun M., Rusek K., Valentiny T. Power plants of Poland and Slovakia in aspect of sustainable develop- ment. Polish Journal of Management Studies. 2019. 20(2). 300–310. https://doi.org/10.17512/pjms.2019.20.2.25.
12. Belik M., Rubanenko O. Implementation of Digital Twin for Increasing Efficiency of Renewable Energy Sources. Energies. 2023. 16. 4787. https://doi.org/10.3390/en16124787.
13. Qawaqzeh M., Lazurenko A., Miroshnyk A., Dudnikov S., Savchenko A., Trunova I. Analysis of the energy balance of the local energy supply system based on the bioenergy complex. 2020 IEEE 7th International Conference on Energy Smart Systems (ESS), Kyiv, Ukraine. 2020. 134–138. https://doi.org/10.1109/ESS50319.2020.9160050.
14. Roncero-Clemente C., Stepenko S., Husev O., Romero-Cadaval E., Vinnikov D. Maximum boost control for interleaved single-phase Quasi-Z-Source inverter. IECON 2017 – 43rd Annual Conference of the IEEE Industrial Elec- tronics Society, Beijing, China. 2017. 7698–7703. https://doi.org/10.1109/IECON.2017.8217349.
15. Viacheslav B., Roman B., Andrij S., Volodymyr T. Integration of New Single-Phase-to-Ground Faults Detection Devices into Existing SmartGrid Systems. 2019 IEEE 6th International Conference on Energy Smart Systems (ESS), Kyiv, Ukraine. 2019. 84–87. https://doi.org/10.1109/ESS.2019.8764237.
16. Olatomiwa L., Mehilef S., Huda A., Ohunakin Olayinka S. Economic evaluation of hybrid energy systems for rural electrification in six geopolitical zones of Nigeria. Renewable energy. 2015. 83. 435–446. https://doi.org/10.1016/j.renene.2015.04.057.
17. Redko K., Borychenko O., Chernyavskyi A., Sayenko V., Dudnikov S. Comparative analysis of innovative development strategies of the fuel and energy complex of Ukraine and EU countries: international experience. International Journal of Energy Economics and Policy. 2023. 13(2). 301–308. https://doi.org/10.32479/ijeep.14035.
18. Aslani A., Helo P., Naaranoia M., The role of renewable energy policy in energy dependence in Finland: a system dynamics approach. Applied energy. 2014. 113. 758–765. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2013.08.015.
19. Geletukha G., Zhelezna T., Bashtovyi A. Energy and ecology, analysis of technology for production capacity from biomass. Part 1 Thermophysics and Thermal Power Engineering. 2017. 39(1). https://doi.org/10.31472/andhe.1.2017.09.
20. Bazaluk O. Postnikova M., Halko S., Mikhailov E., Kovalov O., Suprun O., Miroshnyk O., Nitsenko V. Improving energy efficiency of grain cleaning technology. Applied Sciences (Switzerland). 2022. 12(10). 5190. https://doi.org/10.3390/app12105190.
21. Markovic S. Exploitation characteristics of teeth flanks of gears regenerated by three hard-facing procedures. Materials. 2021. 14. art. 4203. https://doi.org/10.3390/ma14154203.
22. Dwornicka R., Pietraszek J. The outline of the expert system for the design of experiment. Production Engineering. 2018. 20. 43–48. https://doi.org/10.30657/pea.2018.20.09.
23. Fialko. N.. Environmental aspects of heat recovery systems of boiler plants. E3S Web of Conf. 2019. 10010. art. 00015. https://doi.org/10.1051/e3sconf/201910000015.
24. Галько С.В. Експериментальне дослідження і визначення параметрів когенераційного фотоелектричного модуля для гібридних сонячних електростанцій. Традиційні та інноваційні підходи до наукових досліджень: матеріали Міжнар. наук. конф., 10 квіт. 2020 р. Луцьк: МЦНД. 2020. Т. 1. С. 83–90. https://doi.org/10.36074/10.04.2020.v1.10.
25. Галько С.В. Використання когенераційних фотоелектричних модулів для зарядки акумуляторів електромобілів. Праці ТДАТУ. Технічні науки. Мелітополь: ТДАТУ. 2019. Вип. 19. Т. 3. С. 130–141. https://doi.org/10.31388/2078-0877-19-3-130-141.
26. Lipiński T. The structure and mechanical properties of Al-7 %SiMg alloy treated with a homogeneous mod- ifier. Solid State Phenomena. 2010. 163. 183–186. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/SSP.163.183.
27. Scendo M., Radek N., Trela J. Influence of laser treatment on the corrosive resistance of WC-Cu coating produced by electrospark deposition. International Journal of Electrochemical Science. 2013. 8. 9264–9277.
28. Krynke M., Klimecka-Tatar D. The use of Computer Simulation Techniques in Production Management. Materials Research Proceedings. 2022. 24. 126–133. https://doi.org/10.21741/9781644902059-19.
29. Ingaldi M., Ulewicz R. The Business Model of a Circular Economy in the Innovation and Improvement of Metal Processing. Sustainability. 2024. 16. 5513. https://doi.org/10.3390/su16135513.
30. Krasnozhon A.V., Buinyi R.O., Dihtyaruk I.V., Kvytsynskyi A.O. The investigation of distribution of the magnetic flux density of operating two-circuit power line 110 kV «CHTPP-Chernihiv-330» in the residential area and methods of its decreasing to a safe level. Electrical Engineering & Electromechanics. 2020. 6. 55–62. https://doi.org/10.20998/2074-272X.2020.6.08.
31. Halko S., Halko K., Suprun O., Qawaqzeh M., Miroshnyk O. Mathematical modelling of cogeneration photoelectric module parameters for hybrid solar charging power stations of electric vehicles. 2022 IEEE 3rd KhPI Week on Advanced Technology (KhPI Week), Kharkiv, Ukraine. 2022. 1–6. https://doi.org/10.1109/ KhPIWeek57572.2022.9916397.
32. Korchevoi Y. State and prospects of solid fuel energy development of Ukraine. Heat energy – new challenges of the time, Lviv: Ukrainian Technologies Fund. 2009. 29–35.
33. Al. Issa H.A., Qawaqzeh M., Khasawneh A., Buinyi R., Bezruchko V., Miroshnyk O. Correct Cross-Section of Cable Screen in a Medium Voltage Collector Network with Isolated Neutral of a Wind Power Plant. Energies. 2021. 14. 3026. https://doi.org/10.3390/en14113026.
34. Красножон А. В., Буйний Р. О., Пентегов І. В. Розрахунок втрат активної потужності в заземлювальному проводі повітряних ліній електропередачі. Технічна електродинаміка. 2016. 4(2016). С. 23–25. https://doi.org/10.15407/techned2016.04.023.
35. Миколюк О., Желавська І., Ляховець В. Формування ключових векторів забезпечення енергетичної безпеки крізь призму інноваційного розвитку альтернативних джерел енергії. Вісник Хмельницького національного університету. Економічні науки. 2018. 3(1). С. 199–204. http://elar.khnu.km.ua/jspui/handle/123456789/6698.
36. Розвиток європейського ринку виробництва біогазу і біометану – статистика ЄБА 2022. URL: https://uabio.org/materials/14133/ (дата звернення: 08.02.2025).
37. EBA Statistical Report 2023 | European Biogas Association. URL: https://www.europeanbiogas.eu/eba-statistical-report-2023/ (дата звернення: 08.02.2025).
38. Європейська карта видобутку біометану. URL: https://www.europeanbiogas.eu/wp-content/uploads/2023/05/GIE_EBA_Biomethane-Map-2022-2023.pdf (дата звернення: 08.02.2025).
39. Розвиток виробництва біометану в Європі та можливості Україні. URL: https://uabio.org/wp-content/uploads/2023/02/2023-02-10-UABio-Friday-Matveev.pdf (дата звернення: 08.02.2025).
2. Syromyatnikov D., Druzenianova V., Beloglazov A., Bakshtanin A., Matveeva T. Evaluation of the economic profitability of using renewable energy sources in agro-industrial companies. International Journal of Renewable Energy Development. 2021. 10(4). 827–837. https://doi.org/10.14710/ijred.2021.37908.
3. Halko S., Halko K. Research of electrical and physical characteristics of the solar panel on the basis of cogeneration photoelectric modules. Integración de las ciencias fundamentals y aplicadas en el paradigm de la sociedad post-industrial: Colección de documentos cientificos «ΛΌΓΟΣ» con actas de la Conferencia Internacional Cientifica y Prάctica, 24 de abril de 2020. Barcelona, España: Plataforma Europea de la Ciencia. 2020. 2. 39–44. https://doi.org/10.36074/24.04.2020.v2.10.
4. Bien J., Bien B. Rapid assessment of solar PV micro-system energy generation in Poland based on freely pvlib-py- thon library. Production Engineering Archives. 2024. (30)3. 326–332. https://doi.org/10.30657/pea.2024.30.32.
5. Trunova I., Miroshnyk O., Moroz O., Pazyi V., Sereda A., Dudnikov S. The analysis of use of typical load schedules when the design or analysis of power supply systems. 2020 IEEE KhPI Week on Advanced Technology (KhPIWeek), Kharkiv, Ukraine. 2020. 61–64. https://doi.org/10.1109/KhPIWeek51551.2020.9250120.
6. Chub A., Vinnikov D., Stepenko S., Liivik E., Blaabjerg F. Photovoltaic Energy Yield Improvement in Two- Stage Solar Microinverters. Energies. 2019. 12. 3774. https://doi.org/10.3390/en12193774.
7. Savchenko O., Miroshnyk O., Moroz O., Trunova I., Sereda A., Dudnikov S., Kozlovskyi O., Buinyi R., Halko S. Improving the Efficiency of Solar Power Plants Based on Forecasting the Intensity of Solar Radiation Using Artificial Neural Networks. 2021 IEEE 2nd KhPI Week on Advanced Technology (KhPIWeek), Kharkiv, Ukraine. 2021. 137–140. https://doi.org/10.1109/KhPIWeek53812.2021.9570009.
8. Галько С. В., Жарков В. Я., Жарков А. В. Технології та засоби перетворення відновлюваних джерел енергії для приватних домогосподарств : монографія. Мелітополь : Люкс. 2019. 215 с.
9. Androniceanu A. M., Georgescu I., Dobrin C., Dragulanescu I. V. Multifactorial components analysis of the renewable energy sector in the OECD countries and managerial implications. Polish Journal of Management Stud- ies. 2020. 22(2). 36–49. https://doi.org/10.17512/pjms.2020.22.2.03.
10. Ulewicz R., Siwiec D., Pacana A., Tutak M., Brodny J. Multi-Criteria Method for the Selection of Renew- able Energy Sources in the Polish Industrial Sector. Energies. 2021. 14. 2386. https://doi.org/10.3390/en14092386.
11. Kolcun M., Rusek K., Valentiny T. Power plants of Poland and Slovakia in aspect of sustainable develop- ment. Polish Journal of Management Studies. 2019. 20(2). 300–310. https://doi.org/10.17512/pjms.2019.20.2.25.
12. Belik M., Rubanenko O. Implementation of Digital Twin for Increasing Efficiency of Renewable Energy Sources. Energies. 2023. 16. 4787. https://doi.org/10.3390/en16124787.
13. Qawaqzeh M., Lazurenko A., Miroshnyk A., Dudnikov S., Savchenko A., Trunova I. Analysis of the energy balance of the local energy supply system based on the bioenergy complex. 2020 IEEE 7th International Conference on Energy Smart Systems (ESS), Kyiv, Ukraine. 2020. 134–138. https://doi.org/10.1109/ESS50319.2020.9160050.
14. Roncero-Clemente C., Stepenko S., Husev O., Romero-Cadaval E., Vinnikov D. Maximum boost control for interleaved single-phase Quasi-Z-Source inverter. IECON 2017 – 43rd Annual Conference of the IEEE Industrial Elec- tronics Society, Beijing, China. 2017. 7698–7703. https://doi.org/10.1109/IECON.2017.8217349.
15. Viacheslav B., Roman B., Andrij S., Volodymyr T. Integration of New Single-Phase-to-Ground Faults Detection Devices into Existing SmartGrid Systems. 2019 IEEE 6th International Conference on Energy Smart Systems (ESS), Kyiv, Ukraine. 2019. 84–87. https://doi.org/10.1109/ESS.2019.8764237.
16. Olatomiwa L., Mehilef S., Huda A., Ohunakin Olayinka S. Economic evaluation of hybrid energy systems for rural electrification in six geopolitical zones of Nigeria. Renewable energy. 2015. 83. 435–446. https://doi.org/10.1016/j.renene.2015.04.057.
17. Redko K., Borychenko O., Chernyavskyi A., Sayenko V., Dudnikov S. Comparative analysis of innovative development strategies of the fuel and energy complex of Ukraine and EU countries: international experience. International Journal of Energy Economics and Policy. 2023. 13(2). 301–308. https://doi.org/10.32479/ijeep.14035.
18. Aslani A., Helo P., Naaranoia M., The role of renewable energy policy in energy dependence in Finland: a system dynamics approach. Applied energy. 2014. 113. 758–765. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2013.08.015.
19. Geletukha G., Zhelezna T., Bashtovyi A. Energy and ecology, analysis of technology for production capacity from biomass. Part 1 Thermophysics and Thermal Power Engineering. 2017. 39(1). https://doi.org/10.31472/andhe.1.2017.09.
20. Bazaluk O. Postnikova M., Halko S., Mikhailov E., Kovalov O., Suprun O., Miroshnyk O., Nitsenko V. Improving energy efficiency of grain cleaning technology. Applied Sciences (Switzerland). 2022. 12(10). 5190. https://doi.org/10.3390/app12105190.
21. Markovic S. Exploitation characteristics of teeth flanks of gears regenerated by three hard-facing procedures. Materials. 2021. 14. art. 4203. https://doi.org/10.3390/ma14154203.
22. Dwornicka R., Pietraszek J. The outline of the expert system for the design of experiment. Production Engineering. 2018. 20. 43–48. https://doi.org/10.30657/pea.2018.20.09.
23. Fialko. N.. Environmental aspects of heat recovery systems of boiler plants. E3S Web of Conf. 2019. 10010. art. 00015. https://doi.org/10.1051/e3sconf/201910000015.
24. Галько С.В. Експериментальне дослідження і визначення параметрів когенераційного фотоелектричного модуля для гібридних сонячних електростанцій. Традиційні та інноваційні підходи до наукових досліджень: матеріали Міжнар. наук. конф., 10 квіт. 2020 р. Луцьк: МЦНД. 2020. Т. 1. С. 83–90. https://doi.org/10.36074/10.04.2020.v1.10.
25. Галько С.В. Використання когенераційних фотоелектричних модулів для зарядки акумуляторів електромобілів. Праці ТДАТУ. Технічні науки. Мелітополь: ТДАТУ. 2019. Вип. 19. Т. 3. С. 130–141. https://doi.org/10.31388/2078-0877-19-3-130-141.
26. Lipiński T. The structure and mechanical properties of Al-7 %SiMg alloy treated with a homogeneous mod- ifier. Solid State Phenomena. 2010. 163. 183–186. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/SSP.163.183.
27. Scendo M., Radek N., Trela J. Influence of laser treatment on the corrosive resistance of WC-Cu coating produced by electrospark deposition. International Journal of Electrochemical Science. 2013. 8. 9264–9277.
28. Krynke M., Klimecka-Tatar D. The use of Computer Simulation Techniques in Production Management. Materials Research Proceedings. 2022. 24. 126–133. https://doi.org/10.21741/9781644902059-19.
29. Ingaldi M., Ulewicz R. The Business Model of a Circular Economy in the Innovation and Improvement of Metal Processing. Sustainability. 2024. 16. 5513. https://doi.org/10.3390/su16135513.
30. Krasnozhon A.V., Buinyi R.O., Dihtyaruk I.V., Kvytsynskyi A.O. The investigation of distribution of the magnetic flux density of operating two-circuit power line 110 kV «CHTPP-Chernihiv-330» in the residential area and methods of its decreasing to a safe level. Electrical Engineering & Electromechanics. 2020. 6. 55–62. https://doi.org/10.20998/2074-272X.2020.6.08.
31. Halko S., Halko K., Suprun O., Qawaqzeh M., Miroshnyk O. Mathematical modelling of cogeneration photoelectric module parameters for hybrid solar charging power stations of electric vehicles. 2022 IEEE 3rd KhPI Week on Advanced Technology (KhPI Week), Kharkiv, Ukraine. 2022. 1–6. https://doi.org/10.1109/ KhPIWeek57572.2022.9916397.
32. Korchevoi Y. State and prospects of solid fuel energy development of Ukraine. Heat energy – new challenges of the time, Lviv: Ukrainian Technologies Fund. 2009. 29–35.
33. Al. Issa H.A., Qawaqzeh M., Khasawneh A., Buinyi R., Bezruchko V., Miroshnyk O. Correct Cross-Section of Cable Screen in a Medium Voltage Collector Network with Isolated Neutral of a Wind Power Plant. Energies. 2021. 14. 3026. https://doi.org/10.3390/en14113026.
34. Красножон А. В., Буйний Р. О., Пентегов І. В. Розрахунок втрат активної потужності в заземлювальному проводі повітряних ліній електропередачі. Технічна електродинаміка. 2016. 4(2016). С. 23–25. https://doi.org/10.15407/techned2016.04.023.
35. Миколюк О., Желавська І., Ляховець В. Формування ключових векторів забезпечення енергетичної безпеки крізь призму інноваційного розвитку альтернативних джерел енергії. Вісник Хмельницького національного університету. Економічні науки. 2018. 3(1). С. 199–204. http://elar.khnu.km.ua/jspui/handle/123456789/6698.
36. Розвиток європейського ринку виробництва біогазу і біометану – статистика ЄБА 2022. URL: https://uabio.org/materials/14133/ (дата звернення: 08.02.2025).
37. EBA Statistical Report 2023 | European Biogas Association. URL: https://www.europeanbiogas.eu/eba-statistical-report-2023/ (дата звернення: 08.02.2025).
38. Європейська карта видобутку біометану. URL: https://www.europeanbiogas.eu/wp-content/uploads/2023/05/GIE_EBA_Biomethane-Map-2022-2023.pdf (дата звернення: 08.02.2025).
39. Розвиток виробництва біометану в Європі та можливості Україні. URL: https://uabio.org/wp-content/uploads/2023/02/2023-02-10-UABio-Friday-Matveev.pdf (дата звернення: 08.02.2025).
Опубліковано
2025-03-26
Як цитувати
Дудніков, С. М., Галько, С. В., Мірошник, О. О., Савченко, О. А., & Зеленков, Д. М. (2025). ПЕРСПЕКТИВИ ВПРОВАДЖЕННЯ ВІДНОВЛЮВАНИХ ДЖЕРЕЛ ЕНЕРГІЇ В ЄДИНУ ЕНЕРГЕТИЧНУ СИСТЕМУ. Праці Таврійського державного агротехнологічного університету імені Дмитра Моторного, 25(1), 73-84. https://doi.org/10.32782/2078-0877-2025-25-1-9
Розділ
Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка
