Ключові слова
автономний освітлювальний комплекс
сонячна панель
вітрогенератор
електромеханічний перетворювач
інсоляція
потужність
термін автономної роботи
критерій достатності
ефективність функціонування
Як цитувати
Анотація
Зменшення рівня небезпеки на автомобільних шляхах за допомогою створення сучасних систем освітлення – це одне з важливих практичних завдань, яке на сьогоднішній день має певні проблеми. Стрімкий розвиток відновлюваної енергетики дозволяє використовувати готові рішення для створення автономних освітлювальних комплексів для нерегульованих пішохідних переходів. Виконано аналіз особливостей проєктування, конструктивного виконання та експлуатації автономних освітлювальних комплексів, що розташовані на території Харківської області та які для живлення освітлювальних приладів та миготливих сигнальних світлофорів використовують відновлювальні джерела і системи накопичення енергії. Результати аналізу довели, що досліджувані освітлювальні комплекси не здатні самі себе забезпечити енергією в потрібному обсязі і нормально функціонувати при низькому рівні інсоляції і низькій температурі навколишнього середовища. Виявлені причини нестабільної роботи автономних освітлювальних комплексів, серед яких основною є недостатня точність урахування фактичних кліматичних умов експлуатації об’єктів при формуванні проєктних рішень. Розроблені заходи для підвищення ефективності функціонування досліджуваних автономних освітлювальних комплексів, які передбачають застосування готових технічних рішень на основі сучасних засобів і технологій. Запропоновано критерій достатності застосування розроблених заходів для вирішення задачі забезпечення автономного живлення освітлювальних комплексів для автошляхів, в якості якого прийнято знак результуючої потужності комплексу за розрахунковий період часу. Практичне використання розробленого критерію підтвердило доцільність застосування запропонованих заходів щодо підвищення ефективності експлуатації досліджуваних автономних освітлювальних комплексів для автомобільних шляхів. Виконані розрахунки довели недостатність використання тільки сонячних панелей для живлення освітлювальних комплексів автошляхів, розташованих в регіонах з нестабільним рівнем інсоляції. Кількісно підтверджено доцільність застосування гібридних систем живлення автономних освітлювальних комплексів, в яких, крім сонячних панелей, використовуються такі додаткові джерела живлення як вітрогенератори та системи з електромеханічними перетворювачами.
Посилання
Yefy`menko R. V., Popovy`ch N. I., Belenchuk O. V. Analiz pry`chy`n vy`ny`knennya DTP i rozrobka zaxodiv iz pidvy`shhennya bezpeky` dorozhn`ogo ruxu [Analyse the causes of accidents and develop measures to improve road safety]. Naukovo-vy`robny`chy`j zhurnal. 2015, No. 6 (248), pp. 34–35.
DBN B.2.5-28: 2018. Inzhenerne obladnannya budy`nkiv i sporud. Pry`rodne i shtuchne osvitlennya [State Building Code B.2.5-28: 2018 Engineering equipment of buildings and structures. Natural and artificial lighting]. Kyiv: Ministry of Regional Development, Construction and Housing and Communal Services of Ukraine Publ., 2018. 133 p.
Kumar N. M., Singh A. K., Kumar Reddy K. V. Fossil Fuel to Solar Power: A Sustainable Technical Design for Street Lighting in Fugar City, Nigeria. Department of Electrical & Electronics Engineering, Bharat Institute of Engineering & Technology. 2016, No. 93, pp. 956–966.
Chumakevy`ch V. O., Atamanyuk V. V., Puleko I. V., Dubovs`ky`j A. M. Obg`runtuvannya mozhly`vosti osvitlennya parkiv v miscyax postijnoyi dy`slokaciyi za dopomogoyu sonyachny`x batarej u L`vivs`kij oblasti [Justification for the possibility of lighting parks in permanent locations with solar panels in the Lviv region]. Nacional`na akademiya suxoputny`x vijs`k imeni get`mana Petra Sagajdachnogo. 2015, vol. 13, no. 2, pp. 102–105.
Fashina A. A., Azeko S. T., Asare J., Ani C. J., Anye V. C., Rwenyagila E., Dandogbessi B. S., Oladele O., Dyeris M. A study on the reliability and performance of solar powered street lighting systems. International Journal of Scientific World. 2017, No. 5 (2), pp. 110–116. doi: https://www.doi.org/10.14419/ijsw.v5i2.8109.
Baburajan S., Osman A., Alzarooni F. A. Solar Powered LED Street Lighting System. International Journal of Scientific & Engineering Research. 2016, No. 1088967, pp. 1–8. doi: https://www.doi.org/10.13140/RG.2.2.26957.44009.
Fujii Y., Yoshiura N., Takita A., Ohta N. Smart street light system with energy saving function based on the sensor network. Proceedings 4th Int. Conf. on Future Energy Systems (e-Energy’13). Berkeley, California, USA Publ., 2013, pp. 271–272.
Yang Z., Zhang X., Wang Ch. Solar LED Intelligent Lighting Systems Based on Internet of Things and New Energy Storage System. Applied Mechanics and Materials. 2014, No. 687–691, pp. 3281–3284. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.687-691.3281.
Oficijny`j resurs po derzhavny`m zakupivlyam v Ukrayini, ProZorro [Official resource for public procurement in Ukraine, ProZorro]. Available at: https://prozorro.gov.ua/tender/UA-2019-07-09-000721-b (accessed 23.10.2020).
DSTU EN 60598-1: 2017. Svity`l`ny`ky`. Chasty`na 1. Zagal`ni vy`mogy` ta vy`probuvannya [State Standard 60598-1: 2017 Luminaires. Part 1. General requirements and tests]. Kyiv, State Enterprise “UkrNDNC” Publ., 2019. 162 p.
Potochna pogoda v Xarkovi [Hydrometeorological Centre of Ukraine]. Available at: https://meteo.gov.ua/en// 34300/current/ukraine (accessed 25.10.2020).
NASA Prediction of Worldwide Energy Resources / National Aeronautics and Space Administration. Available at: https://power.larc.nasa.gov/ (accessed 25.10.2020).
Pivnyak G. G., Shkrabecz` F. P., Nojberger N., Cy`plenkov D. V. Osnovy` vitroenergety`ky` [Fundamentals of Wind Power]. Dnipropetrovs`k: Nacional`ny`j girny`chy`j universy`tet Publ., 2015. 335 p.
Kudrya S. O., Golovko V. M. Osnovy` konstruyuvannya energoustanovok z vidnovlyuvany`my` dzherelamy` energiyi [Fundamentals of designing energy installations with renewable energy sources]. Kyiv, NTU KPI Publ., 2019. 196 p.
Garmash Ye. V. Rozraxunok vitrogeneratora v sil`s`kij miscevosti [Calculating a wind turbine in a rural area]. Naukovi rozrobky` molodi na suchasnomu etapi. Tezy` dopovidej XVI Vseukrayins`koyi naukovoyi konferenciyi molody`x vcheny`x ta studentiv. T. 2: Mexatronni sy`stemy` i komp'yuterni texnologiyi. Resursozberezhennya ta oxorona navkoly`shn`ogo seredovy`shha (27-28 kvitnya 2017 r., Ky`yiv) [Theses of reports of XVI All Ukrainian scientific conference of young scientists and students. Т. 2: Mechatronic systems and computer technologies. Resource saving and environmental protection (27–28 April 2017, Kyiv)]. Kyiv, KNUTD Publ., 2017. pp. 400-401.
Claessens M. C. The Design and Testing of Airfoils for Application in Small Vertical Axis Wind Turbines: Master of Science Thesis. Delft University of Technology, 2006, 115 p.
Fedak W., Anweiler S., Gancarski W., Ulbrich R. Determination of the number of vertical axis wind turbine blades based on power spectrum. Proceedings Int. Conf. Energy on Environment and Material Systems (EEMS 2017). Polanica-Zdrój, Poland Publ., 2017, № 19, pp. 1–6.
Del Castillo-García G., Blanco-Fernandez E., Pascual-Muñoz P., Castro-Fresno D. Energy harvesting from vehicular traffic over speed bumps: A review. Proceedings of Institution of Civil Engineers: Energy. 2018, vol. 2, no. 171, pp. 58-69.
Gnatov A. V., Argun Shh. V. Sposib generuvannya elektry`chnoyi energiyi ta pry`musovogo zny`zhennya shvy`dkosti z mul`ty`plikatorom [Method of generating electrical power and forced speed reduction with multiplier]. Utility model patent UA, no. 129625 U, 2018.
Dmitriev V. Electric Power Generating Speed Bump. Patent US, no. 2013/0193692 A1, 2013.
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Авторське право (c) 2020 Оксана Миколаївна Довгалюк, Роман Вікторович Бондаренко, Іван Сергійович Яковенко