Вісники НТУ "ХПІ"
Постійне посилання на розділhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/2494
З 1961 р. у ХПІ видається збірник наукових праць "Вісник Харківського політехнічного інституту".
Згідно до наказу ректора № 158-1 від 07.05.2001 року "Про упорядкування видання вісника НТУ "ХПІ", збірник був перейменований у Вісник Національного Технічного Університету "ХПІ".
Вісник Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут" включено до переліку спеціалізованих видань ВАК України і виходить по серіях, що відображають наукові напрямки діяльності вчених університету та потенційних здобувачів вчених ступенів та звань.
Зараз налічується 30 діючих тематичних редколегій. Вісник друкує статті як співробітників НТУ "ХПІ", так і статті авторів інших наукових закладів України та зарубіжжя, які представлені у даному розділі.
Переглянути
12 результатів
Результати пошуку
Документ Система керування комбінованою термофотоенергетичною системою(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Євсеєнко, Олег Миколайович; Кануннікова, Надія Олександрівна; Мінакова, Ксенія Олександрівна; Зайцев, Роман Валентинович; Кіріченко, Михайло Валерійович; Хрипунов, Михайло Семенович; Саприкін, Ростислав ІгоровичПротягом останніх років розробка та впровадження енергозберігаючих рішень залишається актуальним і невід’ємним завданням для реалізації шляху зменшення викидів вуглецю та зменшення негативного впливу на навколишнє середовище. Використання комбінованих фотоелектричних/теплових систем обмежується їх високою ціною, пов'язаною головним чином зі складністю їх систем керування, навіть беручи до уваги наявність державних програм фінансової підтримки використання альтернативної енергії. Новизна пропонованої роботи полягає в розробці математичної моделі та аналітичному дослідженні системи керування комбінованою фотоелектричною/тепловою системою для дослідження роботи керуючих і логічних елементів та їх реакції на перехідні та аварійні режими під час роботи таких систем. Метою роботи є проведення експлуатаційного аналізу, аналітичних та оптимізаційних досліджень системи керування комбінованою фотоелектричною/тепловою системою для забезпечення надійної роботи в перехідних та аварійних режимах та значного спрощення проєктування такої системи. В роботі застосовані методи математичного моделювання та використання спеціалізованого програмного забезпечення. За результатами роботи було розроблено математичну модель системи керування комбінованою фотоелектричною/тепловою системою, яка працює зі змінним набором керуючих та логічних елементів. Запропоновано структурне рішення системи керування для подальшого впровадження та натурних випробувань. Розроблено критерії реагування системи керування на перехідні та аварійні режими роботи комбінованої фотоелектричної/теплової системи. Практична цінність. Встановлено допустимі та критичні значення ряду параметрів, що характеризують роботу комбінованої фотоелектричної/теплової системи в нормальному режимі та визначено відхилення від яких свідчать про наявність аварійної ситуації. Запропоновані алгоритми системи керування дозволять підвищити надійність комбінованої фотоелектричної/теплової системи та знизити ризик виникнення аварійних ситуацій під час натурних випробувань та подальшої експлуатації.Документ Приклад синергії підходів зеленої хімії та зеленої енергетики(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Петров, Сергій Олександрович; Данильченко, Дмитро Олексійович; Куценко, Сергій Анатолійович; Фалалєєва, Тетяна Василівна; Петрова, Юлія Володимирівна; Мінакова, Ксенія ОлександрівнаРозглядаються актуальні виклики сучасного світу, пов’язані з кліматичними змінами, забрудненням довкілля, виснаженням природних ресурсів та зростанням енергетичних потреб. У статті пропонуються нові підходи до виробництва, використання та утилізації хімічних продуктів та енергії, які були б сталі, ефективні, безпечні та конкурентоспроможні. Зелена хімія та зелена енергетика виступають як два важливих напрямки, які спрямовані на мінімізацію або усунення використання та утворення небезпечних речовин, використання відновлюваних джерел енергії, підвищення енергоефективності та рекуперації, а також створення продуктів, які були б сумісні з принципами кругової економіки та сталого розвитку. Акцентовано увагу на тому, що зелена хімія та зелена енергетика не можуть бути розглянуті як ізольовані сфери, а повинні бути інтегровані в синергічний спосіб, щоб досягти більшої ефективності та стійкості. Матеріал представлено у трьох змістовних розділах: перший розділ присвячений зеленій хімії, другий розділ – зеленій енергетиці, а третій розділ – розглядає приклад синергії підходів зеленої хімії та зеленої енергетики в промисловості. У роботі досліджено один з варіантів синергії підходів зеленої хімії та зеленої енергетики на прикладі одночасного рішення проблеми засмічення охолоджуючого ставка електростанції водоростями і використанням цих водоростей, як альтернативної, економічно вигідної сировини для виробництва біологічно-активних добавок та барвників. На прикладі запропонованого виробництва, було досліджено основні принципи, напрямки та приклади синергії підходів зеленої хімії та зеленої енергетики в промисловості, а також зроблена оцінка переваг, викликів та перспективи такої синергії. Оцінка переваг та недоліків довела, що синергетичний підхід до зеленої хімії та енергетики є ефективним, тому що він дозволяє досягати більшої економії ресурсів, зменшення викидів та відходів, покращення якості продуктів та збільшення конкурентоспроможності. Такий підхід також сприяє створенню інноваційних рішень, які враховують потреби сталого розвитку та кругової економіки. У результаті досліджень було виявлено, що інтеграція підходів зеленої хімії та зеленої енергетики в промисловість вимагає додаткових наукових досліджень та розвитку для вирішення ряду проблем та викликів. Тому в роботі акцентується увага на необхідності до активізації наукової, освітньої, державної та громадської діяльності, спрямованої на підтримку та розвиток синергії підходів зеленої хімії та зеленої енергетики в промисловості, як одного з ключових факторів сталого розвитку України.Документ Експериментальна апробація робочих режимів імітатора сонця Sunbrick(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Кіріченко, Михайло Валерійович; Зайцев, Роман Валентинович; Мінакова, Ксенія Олександрівна; Воробйов, Богдан Віталійович; Шкода, Дмитро Сергійович; Лелюк, Станіслав ЮрійовичПроведено введення в експлуатацію та експериментальна апробація технічних можливостей і режимів роботи та здійснені тестові вимірювання світлових вольт-амперних характеристик сонячних елементів за допомогою сучасного вимірювального комплексу на основі імітатора сонця Sunbrick. Реалізовано автоматизоване вимірювання світлових вольт-амперних характеристик сонячних елементів компенсаційним методом за допомогою вимірювального приладу Keithley 2400. В ході апробації вимірювального комплексу на основі імітатора сонця Sunbrick протестовано можливість відтворення різних режимів роботи імітатора та перевірено можливості керування випромінюванням як за енергетикою в діапазоні від 100 до 1100 Вт/м² так і за спектральним складом. Встановлено, що просторова нерівномірність освітлення для дослідженого приладу становить менше 2 % при площі освітлення понад 400 см² . Показано, що апробований вимірювальний комплекс дозволяє проводити автоматизовані дослідження сонячних елементів в режимах опромінення, що відповідають як наземним умовам опромінення так і в умовах заатмосферного сонячного випромінювання. Апробовано можливість індивідуального налаштування кожного з 36 каналів випромінюючого елементу в діапазоні від 400 до 1100 нм, що додає гнучкості в використанні імітатора сонця Sunbrick під час дослідження як сонячних елементів в цілому так і властивостей функціональних напівпровідникових матеріалів шляхом опромінення монохроматичним або змішаним освітленням. Показано, що за рахунок експресності проведення досліджень та можливості одразу візуалізувати виміряну вольт-амперну характеристику на екрані комп'ютера можна суттєво пришвидшити процес дослідження сонячних елементів. Так можна відразу проводити розподіл досліджених сонячних елементів за групами відносно їх ефективності та визначати присутність можливих дефектів або пошкоджень у їх структурі.Документ Вплив матеріалу підкладки на структурні властивості плівок телуриду кадмію(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Зайцев, Роман Валентинович; Кіріченко, Михайло Валерійович; Мінакова, Ксенія Олександрівна; Меріуц, Андрій Володимирович; Дроздов, Антон МиколайовичІз використанням модернізованих промислових вакуумних установок було виготовлено серію тестових зразків плівок телуриду кадмію методом термічного вакуумного випарювання на підкладках зі скла без підшару прозорого провідного оксиду, з підшаром провідного оксиду та на підкладках з молібденової фольги для дослідження впливу матеріалу підкладки на структурні параметри тестових зразків. Проведено дослідження структури проводилося методом рентгендифратометричного аналізу розраховані параметри решітки, розміри областей когерентного розсіювання і коефіцієнт текстури плівки. За результатами досліджень структурних параметрів зразків виготовлених на скляній підкладці встановлено наявність кубічної фази телуриду кадмію. Показано, що при збільшенні температури підкладки зростає текстурованість зразків та спостерігається наявність розтягуючих напружень оскільки період решітки кубічної фази суттєво вищий за табличний. Для зразка отриманого на скляній підкладці з шаром прозорого електропровідного окислу ITO при температурі підкладки 200 ОC встановлено наявність двох гексагональних фаз H1 і H2 і кубічної фази C. Зразки отримані на підкладці з молібденової фольги містять практично суцільно кубічну фазу CdTe тільки в дуже тонкому зразку №1 присутні сліди гексагональної фази. Для першого найтоншого зразка, спостерігається тільки один основний дифракційний пік кубічної фази, що можна пояснити тим, що на початкових стадіях росту плівки вона зростає як сильно текстурована кубічна фаза з можливою присутністю деякої кількості гексагональної фази. З аналізу отриманих результатів можна зазначити, що зразки, отримані на молібденовій підкладці мають параметр решітки найближчий до табличних даних - 6.482–6.483 Å. Структурні відмінності, що спостерігаються між дослідженими зразками пов'язані з тим, що вони мають різну переважну орієнтацію, що найвірогідніше обумовлено зміною швидкості напилення.Документ Evaluation of energy band structure of half-heusler alloy LiZnX (X = As, P and Sb) using first principle calculation(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Ettah, Emmanuel; Ishaje, Michael E.; Minakova, Kseniia; Asuquo, Esther Offiong; Odey, Stephen U.The evaluation of energy band structure plays a vital role in understanding the electronic properties of materials. This research, we investigate the energy band structure of Half-Heusler alloys LiZn(X = As, P and Sb) using a first principle approach based on Density Functional Theory (DFT). These alloys are of particular interest due to their potential applications in thermoelectric and spintronics devices. The corresponding Density of States (DOS) for the tripartite compounds LiZnX (X=As, P and Sb) have been calculated and the contributions of the Li, Zn, As, P and Sb orbital to the Density of States at ambient pressure. This also confirmed that LiZnX (X=As, P and Sb) is a semi-conductor with a narrow band-gap between the occupied and unoccupied regions around the Fermi level. The orbitals Li-1s, As-4p, As-4s, Zn-3d has the highest contributions. The dominant of the orbitals P-1s and P-2p before the Fermi- level and Zn-2p after the Fermi-level are observed. We observed the dominant of the orbitals Sb-1s, Sb-3d, Li-1s, Li-2s, Zn-3d shows weak hybridization and low contribution. This features indicates that the covalent bond between these two atoms is weak, and could be responsible for the mechanical instability observed in the calculation. Meanwhile the band structure calculated and presented has narrow band-gab of 0.625. 0.937 and 0.313 respectively for the tripartite compound LiZnX(X=As, P, and Sb) and its a direct bandgap semiconductor. The obtained energy band structures provide valuable information about the electronic properties of LiZn (X = As, P and Sb) alloys. The presence of band gaps is crucial for thermoelectric applications, as it indicates the presence of regions where electrons and holes are confined, enabling efficient charge transport.Документ Optimization of flexible thin-film photovoltaic converters based on CdS/CdTe heterosystem for integration with solar thermal collectors(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Shkoda, Dmytro; Zaitsev, Roman; Kirichenko, Mykhailo; Minakova, Kseniia; Leliuk, Stanislav; Khrypunov, MykhailoThe paper introduces the concept of a photoenergy system based on film photovoltaic converters using the CdS/CdTe heterosystem. The goal is to develop a design solution for a flexible thin-film photovoltaic converter system that can be directly mounted on a heat collector plate, integrating photovoltaic converters with thermal collector systems. The paper highlights the limitations of traditional silicon-based photovoltaic converters and propose using flexible photovoltaic converters based on CdS/CdTe, which have concentrated absorption within the visible range and allow unobstructed flow of long-wave solar radiation for efficient thermal energy generation. The paper discusses the methods of obtaining samples of flexible photovoltaic converter ITO/CdS/CdTe/Cu/Au solar cells, including the deposition of layers on polyimide films, chloride treatment, and annealing processes. Analysed the impact of the “chloride” treatment on the structural and optical characteristics of the base layers and present the overall appearance of the thin-film photovoltaic converter samples. The structural analysis of the cadmium telluride films is conducted using X-ray diffractometry techniques, while the optical properties are investigated using a spectrophotometer. The light-voltage characteristics of the photovoltaic converter samples are measured under illumination conditions, and various output parameters and characteristics of the photovoltaic converter are determined. The authors emphasize the significance of optimizing the performance of the cadmium telluride layer in the flexible photovoltaic converter structure and discuss the variation of technological parameters to enhance efficiency. Paper presents the output parameters and light diode characteristics corresponding to different thickness ranges of the CdS layer. Overall, this paper provides valuable insights into the development of flexible film photovoltaic converters based on the CdS/CdTe heterosystem for integrated photovoltaic and thermal collector systems. The experimental methods and results contribute to the understanding of optimizing the performance of the photovoltaic converters and offer potential applications for autonomous heat supply systems.Документ Розробка накопичувача енергії для високовольтного електромагнітного генератора імпульсів(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Шкода, Дмитро Сергійович; Кіріченко, Михайло Валерійович; Зайцев, Роман Валентинович; Мінакова, Ксенія Олександрівна; Білик, Сергій ЮрійовичОстаннім часом при розробці накопичувачів енергії багато уваги приділяється електромагнітній стабільності, що надає можливість підтримувати робочі параметри під час впливу електромагнітних імпульсів та наслідків від їх взаємодії. Питання забезпечення електромагнітної стабільності ектронного обладнання, пов’язане з тим, що під впливом електромагнітних імпульсівв електронних та електричних схемах виникають імпульси перенапруги, в залежності від характеру походження електромагнітних імпульсів, відстані від джерела електромагнітних імпульсівдо компонентів апаратного комплексу значення амплітуди, час наростання і тривалість імпульсів можуть змінюватися. Саме тому длясучасних досліджень залишається надзвичайно актуальним завдання створення високоенергетичних генераторів електромагнітних імпульсів. Основним напрямком використання таких генераторів є вивчення взаємодії тонкоплівкових шарів напівпровідникових матеріалів з високоенергетичними електромагнітними імпульсами та розробка елементів захисту адіоелектронного обладнання від впливу електромагнітних імпульсів.Документ Підвищення ефективності промислових зразків кремнієвих сонячних елементів(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Зайцев, Роман Валентинович; Кіріченко, Михайло Валерійович; Мінакова, Ксенія Олександрівна; Дроздов, Антон Миколайович; Шкода, Дмитро СергійовичДосліджено можливості збільшення коефіцієнта корисної дії більш ніж на 20% для кремнієвих фотоелектричних перетворювачів китайського виробництва. Методом комп’ютерного моделювання встановлено, що час життя нерівноважних носіїв заряду, який становить 520 мкс, реалізований у таких фотоелектричних перетворювачах, не обмежує можливості підвищення їх ефективності більш ніж на 20%. Показано, що збільшення щільності фотоструму до 43,1 мА/см² призводить до збільшення коефіцієнта корисної дії до 20,1%, а зниження густини струму насичення діода до 3,1∙10⁻¹⁴ А/см² призводить до збільшення коефіцієнта корисної дії до 20,4%. Одночасна зміна цих характеристик діода призводить до збільшення коефіцієнта корисної дії до 23,1%. У роботі запропоновано фізико-технологічні підходи до збільшення густини фотоструму та зменшення густини струму насичення діода у готових фотоелектричних перетворювачах.Документ Керування та охолодження електронного навантаження на основі fet-транзистора(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Зайцев, Роман Валентинович; Кіріченко, Михайло Валерійович; Мінакова, Ксенія Олександрівна; Нікітін, Віктор Олексійович; Воробйов, Богдан Віталійович; Харченко, Микола МихайловичВпровадження електронного навантаження для випробування високоточних низьковольтних джерел (сонячних батарей) вимагає ретельного перегляду не тільки схемотехнічної конструкції, а й теплотехнічної та механічної конструкції такого приладу. Сучасні досягнення у розробці сонячних елементів та інших низьковольтних джерел енергії призвели до необхідності створення компактнихта експресних систем їх тестування, котрі не можна реалізувати на існуючих рішеннях. У статті розглядається принцип створення та розрахунку оптимального рішення для реалізації електронного навантаження. Для досягнення мети використовуються методи аналізу сучасної електронної бази, розрахунки основних фізичних та електричних параметрів, а також їх моделювання. На основі розглянутих фізико-схемних рішень для реалізації електронного блоку навантаження була розроблена відповідна електрична схема. Транзистори керуються чотирма уніполярними операційними підсилювачами, інтегрованими в мікросхему LM324. Управління електронним блоком навантаження реалізується шляхом управління напругою на клемах позитивного зворотного зв'язку, яка додатково стабілізується мікросхемою TL431. Пристрій живиться від джерела постійного стабілізованого струму напругою 12 В (забезпечує додаткову фільтрацію від коливань напруги). Розрахунок теплового балансу дозволяє правильно підібрати систему охолодження для стабільної роботи системи. Управління електронним блоком навантаження реалізовано за допомогою мікросхем INA219 та Xicor X9C, запропоновано спосіб їх калібрування. Ці рішення дозволять створити універсальне рішення електронного навантаження для дослідження напівпровідникових приладів і сонячних елементів. Дотримання рекомендацій і принципів, які викладені в цій статті, забезпечить навантаженню можливість працювати на великій потужності і при цьому зберегти хороші характеристики та надійність.Документ Двовісна модель теплового балансу сонячного колектора(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Мінакова, Ксенія Олександрівна; Зайцев, Роман ВалентиновичРозглядаються сонячні колектори та термофотоелектричні системи (PV/T), що є одними з найперспективніших систем відновлюваних джерел енергії. Електроенергія, що виробляється фотоелектричними панелями, має великий потенціал, але й має технологічні недоліки, що не дають отримати максимальну ефективність. Розробка універсальної моделі теплообмінних процесів для оптимізації конструктивних особливостей PV/T систем на етапах проектування та виробництва дозволить збільшити термін служби таких систем та збільшити їх ефективність. Розроблена модель дозволяє враховувати більшість практичних параметрів за двома координатами плаского колектора, які враховують втрати теплової енергії, тепловий опір пластини абсорбера, теплообмін, робочі температури, тощо. Результати проведених модельних розрахунків корелюють з експериментальним даними. На основі запропонованої моделі розроблено програмний продукт для моделювання PV/T систем та проведено його тестування на відомих експериментальних результатах та готових PV/T системах. При проведенні розрахунків з використанням базових параметрів, отримано нагрівання теплоносія при проходженні одного сегмента колектора приблизно на 1,5⁰С. Зазначене зростання температури досягається при швидкості теплоносія 0,6 м/с, що є досить великою швидкістю. Найбільш оптимальним буде досягнення нагрівання теплоносія при проходженні через колектор на 5⁰С, що дозволить знизити швидкість протікання теплоносія аж до 0,2 м/с і значно знизити витрати електричної енергії на роботу помпи. Використання розробленої моделі дозволить вирішувати широке коло оптимізаційних завдань на етапах проектування та оптимізації сонячних колекторів та PV/T систем, отримувати оптимальні параметри конструкції для досягнення найбільшої ефективності та мінімальної собівартості.