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
18 результатів
Результати пошуку
Документ Аналіз стану та проблеми розвитку електроенергетики в Україні(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Дяченко, Олександр Васильович; Гапон, Дмитро Анатолійович; Карпалюк, Ігор Тимофійович; Донецька, Тетяна СергіївнаСьогодні об'єднана електроенергетична система України працює в надзвичайно складних умовах. Умови збройної агресії створюють надзвичайно складні виклики, за яких неможливо забезпечити надійну та безпечну роботу енергетичної системи. Найбільш перспективним та вагомим чинником трансформації об'єднаної електроенергетичної системи України, який може покращити стійкість її функціонування, на теперішній час, є якнайшвидше впровадження електричних станцій та розподіленої генерації з негарантованою потужністю, яка використовує відновлювані джерела енергії. Особливістю ситуації є відсутність супроводження паралельним вводом регулюючих потужностей з відповідними характеристиками та обсягами, що значно ускладнює забезпечення нормального функціонування. Навіть за умови роботи ринку допоміжних послуг розміщення резервів в обсягах, які б відповідали кодексу систем передачі, на наявному працюючому обладнанні є неможливим. Тому, наразі майже щодня порушуються межі операційної безпеки в частині забезпеченості необхідних обсягів резервів, а профіцити потужності, що виникають, у тому числі через пріоритетну участь відновлювальних джерел енергії у покритті графіків електричних навантажень, не можуть бути ліквідовані засобами поточного ринку електричної енергії, впровадженого в країні. Все це є свідченням того, що електроенергетична система вже сьогодні не відповідає вимогам відповідності генерації і при зростанні потужностей електричних станцій з негарантованою потужністю проблеми забезпечення операційної безпеки будуть загострюватись ще більше. Введення в експлуатацію 2 гігават високоманеврових потужностей генерації зі швидким стартом (включення з нуля та вихід на номінальну потужність протягом 15 хвилин) та 2 гігавати швидкодіючих резервів на базі систем акумулювання електричної енергії нададуть можливість забезпечити електроенергетичну систему необхідними резервами регулювання для виконання вимог відповідності в перспективі до 2030 року. Поряд з цим, підвищення гнучкості енергосистеми не забезпечує можливість вирішення проблеми тривалих профіцитівпотужності. Її вирішення потребує впровадження систем переносу потужності з періодів графіків електричних навантажень, де є її профіцит, на періоди, де є її дефіцит – гідроакумулюючі електричні станції, електроакамулюючі електричні станції, механічні та інші системи накопичення.Документ Відходи виробництва цукру та їх раціональне використання(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Безпала, Анастасія Олексіївна; Шаповал, Анастасія Валеріївна; Савайло, Денис Ігорович; Демидова, Анастасія Олександрівна; Півень, Олена МиколаївнаУ процесі переробки сільськогосподарських культур утворюється велика кількість відходів. Більшість з них можна використати як джерела енергії, добрива, складові кормів, сировину для харчових, фармацевтичних та інших виробництв тощо. Таким чином одним з найбільш перспективних напрямів розвитку агропереробного сектору України є впровадження технологій перетворення відходів на продукти з високою доданою вартістю. Одержання цукру з цукрових буряків супроводжується утворенням великої кількості різноманітних лігноцелюлозних відходів, утилізація яких становить велику екологічну проблему. Для формулювання подальших шляхів впровадження ресурсоощадних технологій виробництва бурякового цукру детально вивчено перспективні методи використання його відходів. В статті наведені методи валоризації цукрового виробництва за рахунок використання меляси, бурякового бадилля та жому. Розвиток агропромислового комплексу України буде пов'язаний з біопереробкою різноманітних відходів, біотехнологічні методи сьогодні є потужним способом підвищення рентабельності багатьох харчових виробництв, у тому числі цукрового. Окремою важливою проблемою зменшення навантаження на навколишнє середовище є розроблення технологій використання поновлювальних джерел енергії, в статті показано перспективність використання відходів виробництва цукру як джерел чистих, ефективних технологій одержання енергії, цінних хімічних речовин, у тому числі біопалива. Продемонстрована можливість одержанням на базі цукрових відходів етилового спирту, харчових кислот, ферментів, білку, пекарських дріжджів, пектину, харчових добавок, біодобрив, цінних кормових компонентів тощо.Документ Сучасний стан "зеленого" тарифоутворення: пошук шляхів вдосконалення в умовах невизначеності(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Фадєєва, ІринаУ статті наведено результати проведеного дослідження сучасного стану «зеленого» тарифоутворення з метою виявлення найбільш ефективних та прийнятних до поточних невизначених умов зовнішнього середовища механізмів тарифоутворення для стимулювання розвитку ВДЕ в Україні. Виявлено основні проблеми "зеленого" тарифоутворення, які стримують розвиток ВДЕ у час енергодифіциту в крані, викликаного військовою агресією. У результаті дослідження пропонуються заходи щодо вдосконалення «зеленого» тарифоутворення, впровадження інструментів, спираючись на зарубіжний досвід стимулюючого тарифоутворення та підходів до державних інвестицій у сфері ВДЕ. Розвиток "зеленої" енергeтики набуває все бiльших темпів у світовій економіці. Проте для досягнення глобальних ефектів від її впровадження необхідно, щоб більшість iндустріально розвинених країн значно збільшили обсяги виробництва та використання "зеленої" енергетики порівняно з традиційними джерелами. Одним з вагомих важелів мотивації та стимулювання переходу на альтернативні джерела енергії є "зелений" тариф, який спонукає все більше виробників енергії переходити на виробництво цього виду енергії. Проте, як показує практика впровадження "зелених" тарифів, єдиної методики і інструменту для коректної розробки механізму "зеленого" тарифоутворення в умовах невизначеності не існує. Для його ефективного впровадження, особливо в умовах невизначеності зовнішнього середовища, необхідно враховувати значну кількість чинників, що впливають на виробників "зеленої" енергії та на економіку країни та регіону загалом.Документ Побудова структури сільських електричних мереж з урахуванням наявності відновлюваних джерел електроенергії(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Заболотний, Анатолій Петрович; Федоша, Денис Володимирович; Дьяченко, Віра Вікторівна; Ліуш, Юлія БорисівнаЗазначено, що хоча частка відновлюваних джерел електричної енергії продовжує зростати і стрімко розвивається, однак галузь все ще стикається з багатьма проблемами, зокрема, як продовжувати знижувати втрати електричної енергії та річні приведені витрати, покращити ефективність експлуатації та обслуговування, підтримувати стабільність електромережі, забезпечити безпеку та надійність роботи системи електропостачання, що містять відновлювані джерела електричної енергії. Показано, що ефективне рішення зазначених проблем можливе лише на основи аналізу перспектив розвитку локальних електроенергетичних систем, які містять відновлювані джерела електричної енергії, розробки механізмів технічного та організаційного забезпечення, які сприятимуть побудові сучасних системних (схемотехнічних) рішень. Запропоновано застосувати метод потенційної поверхні для побудові оптимальної структури сільської електричної мережі при її проєктуванні та модернізації в умовах присутності в ній відновлюваних джерел електричної енергії, який дозволяє оптимізувати структуру мережі з точки зору втрат електричної енергії та зниження річних приведених витрат. Описано алгоритм формування структури систем електропостачання, який реалізує одночасне вирішення завдань визначення кількості вузлів навантаження, розподілу між ними електроприймачів, визначення конструкції джерел живлення, врахування дискретності конструкції елементів системи. Наведено результати чисельного моделювання на основі запропонованого алгоритму на прикладі розв’язання задачі реконструкції ділянки сільської електромережі.Документ Атомна енергетика Китаю в контексті декарбонізації світової енергетики(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Назюта, Людмила Юріївна; Степаненко, Данило ВадимовичПроаналізовано глобальну структуру споживання енергетичних ресурсів. Показано, що загальне споживання енергоресурсів у 20 столітті зросло майже в 15 разів і становило у 2000 році близько 118 ПВт∙год. З них понад 80 % припадало на викопні (природні) енергоносії, 13% – на поновлювані джерела енергії і понад 6 % – на атомну енергетику. Така тенденція зберігалася протягом багатьох років. Згідно з прогнозами, відновлювальні джерела енергетики та атомна енергетика домінуватимуть у зростанні світового енергоспоживання, задовольняючи в середньому понад 90 % додаткового попиту. Китай посідає перше місце у світі за ВВП і темпами розвитку електроенергетичного комплексу, а також за обсягом виробництва і темпами розвитку атомної енергетики. Проаналізовано структуру вироблення електроенергії за видами палива в країнах (ТОП 5, 2021) з високим рівнем енергоспоживання. Показано, що основними гравцями на цьому ринку займають три країни: Китай (30 %), США (13 %) та Індія (6 %). Обсяг виробництва електричної енергії в Китаї майже втричі більший, ніж у країнах ЄС і майже в 7 разів більший, ніж у Росії. Розглянуто структуру атомної енергетики та досягнення Китаю в цій галузі. Показано, що в контексті ядерних технологій (створення реакторів четвертого покоління, розробка технологій, близьких до повного замкнутого циклу переробки ядерних відходів) Китай уже зараз готовий значно розширити масштаби застосування атомної енергетики. Особливе місце в роботі приділено безпеці експлуатації ядерних об’єктів. Основна проблема, з якою зіткнеться Китай, – це відсутність нездоланного бар’єру між цивільним і військовим застосуванням таких технологій. Це створює серйозну загрозу екології та безпеці життєдіяльності країни. У довгостроковій перспективі атомній енергетиці належить вирішити також проблему безпечної, довготривалої утилізації радіоактивних відходів. Показано, що надалі Китаю необхідно ще раз розглянути свою ядерну програму в контексті співпраці з Міжнародними організаціями з ядерної безпеки.Документ Аналіз основних підходів, методів вибору і обгрунтування параметрів та режимів вітроенергетичних установок для інтеграції в роботу електроенергетичної системи(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Сегеда, Михайло Станкович; Дудурич, Олександра Борисівна; Романів, Станіслав Ігорович; Остра, Наталя ВікторівнаОдним з пріоритетних напрямків розвитку електроенергетики для України є освоєння та використання альтернативних і відновлюваних джерел енергії, що веде до зменшення залежності від імпорту електричної енергії. Велика частина територій України характеризується сприятливими умовами для виробництва електроенергії за допомогою сучасних вітрових електричних станцій. Розглянуто інтеграцію вітрових електричних станцій, не враховуючи інші відновлювані джерела енергії. Порівняно з іншими джерелами відновлювальної енергії, процеси функціонування вітрових електричних станцій мають випадковий характер виробництва електроенергії, оскільки генерована потужність може значно змінюватись протягом доби. Це потребує врахування певних вимог до електроенергетичної системи під час приєднання та спільного функціонування з вітровою електричною станцією. У зв'язку з цим, у дослідженнях вітрові електричні станції розглядаються окремо від інших джерел відновлювальної енергії, оскільки вони мають свої особливості та можуть впливати на функціонування електроенергетичної системи. Підключення значної кількості відновлюваних джерел енергії, зокрема вітрових електричних станцій, до електроенергетичної системи вимагає вирішення різних завдань, пов'язаних з характеристиками та функціональністю таких станцій, а також зі структурою генерувальних джерел електроенергетичної системи. Серед цих завдань можна виділити забезпечення необхідної резервної потужності для своєчасного компенсування змін під час генерації електроенергії, підтримання надійності функціонування електроенергетичної системи та виконання заходів для компенсації можливого зменшення якості електричної енергії. Насправді, процеси змінювання потужності генерованої енергії у вітрових електричних станціях відбуваються досить швидко, особливо в разі різкого погіршення погодних умов, що є досить частим явищем. Проаналізовано методи вибору та обґрунтування параметрів і режимів роботи вітрових електричних станцій під час підключення до електроенергетичної системи. У роботі описуються різні підходи до вибору параметрів та режимів вітроенергетичних установок, зосереджуючись на методах, що забезпечують балансову надійність або адекватність системи генерування. Сформовано методи вибору та обґрунтування параметрів та режимів вітроенергетичних установок для інтеграції в роботу електроенергетичної системи на основі балансу потужності та енергії. У роботі визначено ключові показники, що враховують відповідність попиту на електроенергію, а також підходи до забезпечення балансу між виробництвом та споживанням енергії. Виконано оцінку ефективності вітроенергетичних установок в різних режимах інтеграції в роботу електроенергетичної системи з урахуванням економічних аспектів. Досліджено, як різні режими впливають на раціональне використання виробленої енергії, зокрема, при недостатньому та надлишковому генеруванні, а також розглянуто економічні показники, пов'язані з цими режимами. Досліджено аналіз режиму точної відповідності (нульового небалансу) вітроенергетичних установок в контексті інтеграції в роботу електроенергетичної системи. Визначено, як використання акумулюючих та допоміжних маневрових потужностей може впливати на тривалість режиму точної відповідності та рівень нульового небалансу.Документ Визначення генерування ВДЕ з використанням штучних нейронних мереж(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Рубаненко, Олена Олександрівна; Данильченко, Дмитро Олексійович; Тептя, Віра ВолодимирівнаУ статті розглядаються перспективи та потенціал використання відновлюваних джерел енергії для вирішення проблеми глобального потепління. Світова тенденція збільшення вироблення електроенергії фотоелектричними електростанціями згідно з даними Міжнародного агентства з відновлюваних джерел енергії та тенденція до збільшення встановлених потужності фотоелектричних електростанцій в Україні, які постачають генеровану потужність за "зеленим" тарифом згідно з Національною комісією з Державного регулювання енергетичного господарства України. Можливості та умови використання штучних нейронних мереж для визначення енергії досліджуються фотоелектричними електростанціями на прикладі електростанції "Цекінівська-2" на 4–5 обертів. Платформа, розроблена європейською Комісією - Фотоелектрична географічна інформаційна система - була використана для створення бази даних для створення та навчання штучних нейронних мереж. Встановлено закономірності зміни метеорологічних супутникових даних та їх вплив на виробництво електроенергії фотоелектричних електростанцій. Для цієї мети був використаний програмний комплекс MATLAB, а саме модуль для створення штучних нейронних мереж - Neural Networks Toolbox. Висота сонця умовно вважається постійною і його значення повторюється з року в рік або має невеликі відхилення, тому його можна використовувати як показник години і може вважатися відомим заздалегідь, тому визначається емпіричними формулами і змінюється лише за певними астрофізичними законами. Щодо температури на 2 м та вітру на 10 м, ці метеорологічні дані відомі, оскільки вони потрібні не лише для прогнозування роботи відновлюваних джерел енергії, а також у сільському господарстві. Тому дані, що стосуються сонячної радіації, вважаються найбільш проблематичними, оскільки це значення є найскладніше визначити. Супутникові дані можуть мати помилку, встановлення метеостанцій, а саме якісні піранометри є дорогою процедурою, але допоможе забезпечити навчальний зразок якісних даних. Для прогнозування із задовільною точністю необхідно зібрати дані за 1 рік експлуатації метеостанції. Для прогнозування генерації використовували модулі nntool та Anfis MATLAB. Але отримані результати можна використовувати для оцінки ефективності фотоелектричних електростанцій, але вони незадовільні для оперативного балансування системи.Документ Оцінка можливості використання гідропотенціалу очисних споруд для генерації електричної енергії(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2018) Головешко, Олександр Сергійович; Терещенко, Артем Михайлович; Федорчук, Станіслав ОлеговичПропонується використовувати потенціал відновлювальних джерел енергій на очисних комплексах, а саме: гідроагрегатів для використання потенціалу водних ресурсів і сонячних електростанцій для використання сонячної радіації на непридатних для сільськогосподарської діяльності земель. Були зроблені розрахунки щодо можливої теоретичної генерації, для розрахунку було обрано конкретний об’єкт дослідження. Було зроблено висновки як найвигідніше реалізовувати електричну енергію.Документ Аналіз доцільності впровадження технології «активний будинок» в кліматичних умовах північно-східної України(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Данилова, Олена Анатоліївна; Золотарьов, Денис Олегович; Лисенко, Людмила Іванівна«Активний будинок» це будинок з позитивним енергобалансом, важливою особливістю якого є власне виробництво електроенергії за рахунок відновлюваних джерел, при цьому кількість виробленої енергії перевищує власні потреби, що дозволяє поставляти надлишок у локальну мережу. В роботі досліджено можливість і доцільність впровадження цієї технології на прикладі об’єднання 10 «активних» будинків в Харківської області. Розглянуто три групи мешканців, що відрізняються характером електроспоживання, можливість покриття усередненого добового навантаження об’єднання «активних» будинків за рахунок 315 ФЕМ PV-260M-260 Вт, 4 ВЕУ СВ-6.7/2000-7 кВт і 16 акумуляторних батарей Tesla Powerwall 2 AC. Проаналізовано заходи що до покриття споживання об’єднання «активних» будинків у випадку несприятливих погодних умов. Оцінено економічну ефективність інвестицій в такий проект.Документ Аналіз стану та тенденції розвитку відновлюваної енергетики в Україні(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Козлоков, Олександр Юрійович; Голощапов, Володимир Миколайович; Котульська, Ольга Валеріївна; Парамонова, Тетяна МиколаївнаПроведено аналіз приросту нових вітрових і сонячних станцій, відмічено, що він збільшився у сім разів і згідно Енергетичної стратегії України у 2035 році вироблення електроенергії повинно буде складати 25 % від загальної виробки електроенергії в країні. Відновлювані джерела енергії (вітрова та сонячна) при виробництві електроенергії не забезпечують сезонну і добову рівномірність її подачі в енергомережу. При цьому істотно збільшується нерівномірність роботи енергомережі. Так виробництво електроенергії сонячними електростанціями змінюється від максимального, коли сонце в зеніті, до нульового в нічний час після заходу сонця. У зимові дні при наявності хмар виробництво електроенергії знижується в десятки разів у порівнянні з літнім часом. Виробництво електроенергії вітровими електростанціями пов'язано з наявністю вітру і його швидкістю, а також з наявністю місць зі стійкими вітровими потоками. При штилі і вітрі нижче 4–5 м/с вітрові станції практично не виробляють електроенергію, а відсутність акумуляторів великої ємності не дозволяє стійко забезпечувати споживачів електроенергією. Тому при використанні відновлюваних джерел енергії треба мати надійні компенсуючі потужності виробітки електроенергії. Будівництво значної кількості ВЕС та СЕС, які працюють у надзвичайно змінному режимі, як добовому, так і сезонному потребує виконати аналіз їх роботи і на базі цього провести оцінку обсягу необхідних компенсуючих потужностей. При цьому слід враховувати, що робота СЕС не забезпечує виробництво електроенергії в часи піку її використання. Це посилює нерівномірність роботи ОЕС. Тому, компенсуючи потужності повинні мати велику складову пікової, яка не компенсується діючими ГЕС, а будівництво ГАЕС досі не завершено, а також не заплановане в необхідному обсязі в Енергетичній стратегії. Крім того, слід враховувати нерівномірне споживання електроенергії регіонами, що потребує, для зменшення втрат електроенергії в мережах, розглянути раціональне розміщення компенсуючих та пікових потужностей, забезпечення їх паливом в залежності від обраних типів обладнання. При вирішенні цих проблем слід враховувати можливості діючих електростанцій (ТЕС та АЕС), розташованих у різних регіонах, взяти на себе функції часткової компенсації недовиробітку електроенергії ВЕС та СЕС.