Агрофотовольтаїчна сонячна станція з вимірювальними каналами ІоТ

  • І. Р. Ващишак Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу, м. Івано-Франківськ https://orcid.org/0000-0002-9078-6726
  • С. П. Ващишак Приватний навчальний заклад Університет Короля Данила, м. Івано-Франківськ https://orcid.org/0000-0002-1753-1540
Ключові слова: генерація електроенергії; землекористування; система охолодження, інтернет речей

Анотація

Розглянуто перспективи використання агрофотовольтаїчної сонячної станції для поєднання виробництва електроенергії, збереження ґрунтів та застосування їх у сільському господарстві зі забезпеченням певного рівня урожайності земель. Зазначено, що додатково агрофотовольтаїчна станція повинна виконувати функції затінення та поливу рослин. Для забезпечення максимальної ефективності сонячних панелей за високих температур повітря запропоновано підтримувати їх температуру в заданих межах системами примусового рідинного охолодження з паралельним підключенням охолоджувальних модулів. Перевагами такої схеми є рівномірне охолодження сонячних панелей, розміщених в одному ряду, і можливість роботи системи при відключенні будь-якого з охолоджувальних модулів. Розроблено комірчастий модуль охолодження сонячної панелі, який виготовляють з алюмінієвих сплавів і кріпиться до її задньої сторони. Розроблено гідравлічну схему агрофотовольтаїчної станції, особливостями якої є можливість використання холодної води безпосередньо у місці встановлення станції за допомогою свердловинного насоса та застосування нагрітої сонячними панелями води для побутових потреб, техніки та обігріву приміщень. Запропоновано схему електропостачання агрофотовольтаїчної станції, яка дає змогу вироблену сонячними панелями електроенергію використовувати як безпосередньо споживачами на полі, так і передавати у мережу змінного струму. Для обліку виробітку та споживання електроенергії застосовано двотарифний лічильник. Розроблено підвісні каркаси для кріплення сонячних панелей, елементів систем охолодження, поливу та освітлення ділянки у нічну пору доби. Конструкція каркасу дає змогу змінювати кути нахилу сонячних панелей двічі на рік. Запропоновано вимірювальні канали, що забезпечують роботу систем охолодження, поливу та освітлення, організувати як елементи інтернету речей ІоТ, зв'язані у мережу за допомогою технології Wi-Fi, що дасть змогу здійснювати дистанційне управління станцією. Спроектовано агрофотовольтаїчну станцію для ділянки площею 86 га у селі Підпечери Івано-Франківській області та наведено її енергетичну ефективність. Розраховано вартість врожаю для різних сільськогосподарських культур, які можна вирощувати на території станції. Наведено техніко-економічні показники розробленої станції та підтверджено її ефективність і доцільність реалізації для раціонального використання земель.

Біографії авторів

І. Р. Ващишак, Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу, м. Івано-Франківськ

канд. техн. наук, доцент, кафедра енергетичного менеджменту та технічної діагностики

С. П. Ващишак, Приватний навчальний заклад Університет Короля Данила, м. Івано-Франківськ

канд. техн. наук, доцент, кафедра інформаційних технологій та програмної інженерії

Посилання

Avenston. (2018). Ahrivoltaika – synerhiia zemli i sontsia. Retrieved from: https://avenston.com/articles/agrivoltaics/. [In Ukrainian].

Kudria, S. O., Yatsenko, L. V., Dushyna, H. P., Shynkarenko L. Ya. et al. (2001). Atlas enerhetychnoho potentsialu vidnovliuvalnykh ta netradytsiinykh dzherel Ukrainy. Kyiv: NAN Ukrainy. Instytut elektrodynamiky. Derzhavnyi komitet Ukrainy z enerhozberezhennia, 41 r. [In Ukrainian].

Malynovskyi, V. (2019). Ahrovoltaika: yak tse pratsiuie? Za materialamy zakordonnykh vydan. Holovnyi zhurnal z pytan ahrobiznesu Propozytsiia. Retrieved from: https://propozitsiya.com/ua/ agrovoltayika-yak-ce-pracyuye. [In Ukrainian].

NOAA. (2019). Solar Calculator. Retrieved from: http://www.esrl.noaa.gov/ gmd/grad/solcalc/.

Proekt "Zhurnal Zelena enerhetyka". (2019). Ahrofotovoltaika v Ukraini: komentari uchasnykiv rynku soniachnoi enerhetyky. Informatsiine enerhetychne ahentstvo "ESKO". Retrieved from: http://energy.esco.agency/rubriki-zhurnala/solnechnaja-jenergetika/2956/agrofotovoltaika-v-ukraine-kommentarii-uchastnikov-rynka-solnechnoj-jenergetiki. [In Ukrainian].

Rentekhno. (2019). Kalkuliator soniachnoi elektrostantsii. Retrieved from: https://rentechno.ua/ua/solar-calc.html. [In Ukrainian].

TOV "MinfinMedia". (2019). Tsiny na produkty. Retrieved from: https://index.minfin.com.ua/ua/markets/wares/prods/. [In Ukrainian].

Vashchyshak, I. R. (2019). Otsinka enerhetychnoi ta ekonomichnoi efektyvnosti ahrofotovoltaichnoi soniachnoi stantsii. Tezisy dokladov mizhnar. nauk.-prakt. konferentsi "Stratehichni priorytety rozvytku ekonomiky, finansiv, obliku ta prava v Ukraini", (pp. 9–11). October 3. Poltava. [In Ukrainian].

Zhavzharova, T. (2019). Sontse dlia fermera. Hazeta Portmone. Retrieved from: http://portmone.name/novosti/nauka-i-tekhnika/sunfarm.html. [In Ukrainian].

Опубліковано
2020-06-04
Як цитувати
Ващишак, І. Р., & Ващишак, С. П. (2020). Агрофотовольтаїчна сонячна станція з вимірювальними каналами ІоТ. Науковий вісник НЛТУ України, 30(2), 129-134. https://doi.org/10.36930/40300223
Розділ
Інформаційні технології