Застосування відновлюваних джерел енергії для електропостачання сільськогосподарських підприємств

Плахотній, Валентин Валерійович
Please use this identifier to cite or link to this item: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/8995
Title:	Застосування відновлюваних джерел енергії для електропостачання сільськогосподарських підприємств
Authors:	Яценко, Ірина В'ячеславівна Плахотній, Валентин Валерійович
Keywords:	відновлювані джерела енергії;ефективність електропостачання;енергоустановки;сільськогосподарські підприємства
Issue Date:	Dec-2024
Abstract:	В кваліфікаційній роботі магістра проведено класифікацію СГП. Проведено аналіз систем електропостачання СГП. Визначено показники енергоефективності СГП. Проаналізовано перспективи застосування відновлюваних джерел енергії у системах електропостачання СГП. Особливості географічного розташування більшості СГП, а також необхідність утилізації відходів виробництва визначають високий потенціал використання ВДЕ (енергії води, сонця, вітру, біопалива). Проведено порівняльний аналіз експлуатаційно-технологічних параметрів сучасних енергоустановок на базі ВДЕ, що дозволило виявити найефективніші технології сонячних, вітрових, біогазових енергоустановок. Проведені дослідження дозволили визначити вплив експлуатаційно-технологічних параметрів енергоустановок на ефективність функціонування електротехнічних комплексів СГП на основі ВДЕ, виявити найбільш ефективні технології та сформулювати рекомендації щодо вибору типу та потужності енергоустановок на базі ВДЕ при проектування (реконструкції) систем електропостачання СГП. Досліджено методику багатокритеріального вибору ЕУ на базі ВДЕ, що дозволяє визначити оптимальну модель ЕУ серед порівнюваних альтернатив щодо сукупності експлуатаційно-технологічних параметрів та відрізняється застосуванням імовірнісних характеристик, що дозволяють підвищити якість оціночних робіт. Наведено приклад реалізації методики. проведено дослідження енергетичного потенціалу відновлюваних енергоресурсів, добових графіків електричних навантажень СГП та режимів роботи енергоустановок на базі ВДЕ. Проведено порівняльний аналіз найбільш застосовуваних нині схем узгодження різнорідних джерел енергії виявив переваги двох варіантів схеми електропостачання СГП. Розглянуто алгоритм розподілу потоків електроенергії між системою генерації, елементами накопичувача та навантаженням при паралельному режимі роботи ЕУ на базі ВДЕ та центральної електричної мережі.
URI:	https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/8995
Appears in Collections:	141 Електрична інженерія (Електротехнічні системи електроспоживання)
Files in This Item:
File	Description	Size	Format
Плахотній_ КМР.pdf Restricted Access		3.69 MB	Adobe PDF	View/Open Request a copy
Show full item record
Extracted text
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ 
ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ 
Факультет  електронних  технологій, автотранспорту та машинобудування 
(назва факультету) 
Кафедра електротехнічних систем 
(повна назва кафедри) 
        
 «До захисту допущено» 
Завідувач кафедри ЕТС 
Олександр СИТНИК 
______________________ 
“_____” __________2024 р. 
 
 
Кваліфікаційна робота 
на здобуття ступеня вищої освіти магістра 
 
на тему:  
«Застосування відновлюваних джерел енергії для електропостачання 
сільськогосподарських підприємств» 
 
 
Виконав: здобувач вищої освіти  2  курсу, групи мЕСЕ–34 
Спеціальності: 141 «Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка» 
(шифр і назва напряму підготовки, спеціальності) 
 
 
 
Плахотній Валентин Валерійович  ____________ 
(прізвище, ім’я, по-батькові здобувача вищої освіти ) (підпис) 
   
Науковий керівник д.т.н., професор Ірина ЯЦЕНКО ____________ 
(наук. ступінь, вчене звання  Власне ім’я ПРІЗВИЩЕ) (підпис) 
   
Нормоконтроль к.т.н., доцент Костянтин КЛЮЧКА ____________ 
(наук. ступінь, вчене звання  Власне ім’я ПРІЗВИЩЕ) (підпис) 
   
 
 
Засвідчую, що у цій кваліфікаційній роботі немає запозичень з праць інших авторів 
без відповідних посилань. 
Здобувач вищої освіти ______________ 
(підпис) 
 
 
Черкаси 2024 р.  
ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ 
ФАКУЛЬТЕТ ЕЛЕКТРОННИХ ТЕХНОЛОГІЙ, АВТОТРАНСПОРТУ  
ТА МАШИНОБУДУВАННЯ 
Кафедра електротехнічних систем 
 
Рівень вищої освіти – другий (магістерський) 
Спеціальність 141 «Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка» 
                                                                                         (код і назва) 
 
ЗАТВЕРДЖУЮ 
Завідувач кафедри ЕТС 
Олександр СИТНИК 
______________________ 
“_____” __________2024 р. 
 
 
ЗАВДАННЯ 
на магістерську кваліфікаційну роботу здобувачу вищої освіти 
 
Плахотному Валентину Валерійовичу  
(прізвище, ім’я, по батькові) 
 
1. Тема магістерської роботи  
 
«Застосування відновлюваних джерел енергії для електропостачання 
сільськогосподарських підприємств» 
 
науковий керівник д.т.н., професор Яценко Ірина В’ячеславівна  
                                                           (прізвище, ім’я, по батькові, науковий ступінь, вчене звання) 
затверджені наказом по університету від «16» вересня 2024р. № 272/04 
 
2. Термін подання студентом роботи_____________________________ 
 
3. Об’єкт дослідження – системи електропостачання сільськогосподарських підприємств 
малої та середньої потужності 
 
4. Предмет дослідження –  параметри та режими роботи енергоустановок на основі  ВДЕ, 
що застосовуються для електропостачання сільськогосподарських підприємств. 
 
5. Перелік завдань, які потрібно розробити: 
-  дослідити особливості електроспоживання сільськогосподарських   
підприємств України та перспектив застосування ВДЕ;  
- розробити концепцію для створення автоматизованої інформаційної бази даних 
з ВДЕ та провести дослідження експлуатаційно-технологічних параметрів 
сучасних енергоустановок на основі ВДЕ; 
- розробити  методику вибору енергоустановок на основі  відновлюваних джерел 
енергії, з урахуванням їх експлуатаційно-технологічних параметрів, що 
визначають ефективність системи електропостачання СГП; 
- вирішення питань паралельної роботи ВДЕ та централізованої електричної 
мережі, що забезпечують ефективне електропостачання СГП. 
 
6. Перелік ілюстративного матеріалу − у вигляді презентації  
 
7. Перелік публікацій – у вигляді статті чи тез доповіді на конференції   
 
8. Дата видачі завдання «17» вересня  2024 р. 
 
 
Календарний план 
 
Термін виконання 
№ Назва етапів  виконання  
етапів магістерської Примітка 
з/п магістерської роботи 
роботи 
1 Аналіз літератури по темі  магістерської роботи  17.09.2024–01.10.2024  
Складання попереднього плану і структури 02.10.2024–08.10.2024 
2  
магістерської роботи. Узгодження з керівником 
3 Вступ. Підготовка матеріалів по розділу 1 09.10.2024–20.10.2024  
4 Підготовка матеріалів по розділу 2  21.10.2024–01.11.2024  
 Підготовка матеріалів по розділу 3 02.11.2024–16.11.2024  
5 Підготовка матеріалів по розділу 4 17.11.2024–25.11.2024  
Підготовка остаточної версії магістерської 26.11.2024–29.11.2024 
6  
роботи. Узгодження з керівником 
Підготовка доповіді і презентації. Підготовка до 30.11.2024–15.12.2024 
7  
захисту 
8 Захист магістерської роботи 16.12.2024–18.12.2024  
 
 
 
 
Здобувач вищої освіти          Валентин ПЛАХОТНІЙ 
(підпис) (Власне ім’я ПРІЗВИЩЕ) 
   
Науковий керівник роботи           Ірина ЯЦЕНКО 
(підпис) (Власне ім’я ПРІЗВИЩЕ) 
 
РЕФЕРАТ 
Повний    обсяг   кваліфікаційної   магістерської     роботи складає    _ 9_8_ 
сторінок, 46 рисунків, 8 таблиць, список використаних джерел, що містить 59 
найменувань. 
Метою роботи є дослідження застосування технічних рішень щодо 
застосування відновлюваних джерел енергії, які забезпечують підвищення 
ефективності електропостачання сільськогосподарських підприємств (СГП) 
на основі багатокритеріального підходу до вибору енергоустановок на основі 
відновлюваних  джерел енергії та їх інтеграції до централізованої електричної 
мережі. 
Для досягнення поставленої мети необхідно виконати наступні 
завдання: дослідити особливості електроспоживання сільськогосподарських 
підприємств України та перспектив застосування ВДЕ; розробити концепцію 
для створення автоматизованої інформаційної бази даних з ВДЕ та провести 
дослідження експлуатаційно-технологічних параметрів сучасних 
енергоустановок на основі ВДЕ; розробити  методику вибору енергоустановок 
на основі  відновлюваних джерел енергії, з урахуванням їх експлуатаційно-
технологічних параметрів, що визначають ефективність системи 
електропостачання СГП; вирішення питань паралельної роботи ВДЕ та 
централізованої електричної мережі, що забезпечують ефективне 
електропостачання СГП. 
В кваліфікаційній роботі магістра проведено класифікацію СГП. 
Проведено аналіз систем електропостачання СГП. Визначено показники 
енергоефективності СГП. Проаналізовано перспективи застосування 
відновлюваних джерел енергії у системах електропостачання СГП. 
Особливості географічного розташування більшості СГП, а також 
необхідність утилізації відходів виробництва визначають високий потенціал 
використання ВДЕ (енергії води, сонця, вітру, біопалива). Проведено 
порівняльний аналіз експлуатаційно-технологічних параметрів сучасних 
енергоустановок на базі ВДЕ, що дозволило виявити найефективніші 
технології сонячних, вітрових, біогазових енергоустановок. Проведені 
дослідження дозволили визначити вплив експлуатаційно-технологічних 
параметрів енергоустановок на ефективність функціонування 
електротехнічних комплексів СГП на основі ВДЕ, виявити найбільш 
ефективні технології та сформулювати рекомендації щодо вибору типу та 
потужності енергоустановок на базі ВДЕ при проектування (реконструкції) 
систем електропостачання СГП. Досліджено методику багатокритеріального 
вибору ЕУ на базі ВДЕ, що дозволяє визначити оптимальну модель ЕУ серед 
порівнюваних альтернатив щодо сукупності експлуатаційно-технологічних 
параметрів та відрізняється застосуванням імовірнісних характеристик, що 
дозволяють підвищити якість оціночних робіт. Наведено приклад реалізації 
методики. проведено дослідження енергетичного потенціалу відновлюваних 
енергоресурсів, добових графіків електричних навантажень СГП та режимів 
роботи енергоустановок на базі ВДЕ. Проведено порівняльний аналіз 
найбільш застосовуваних нині схем узгодження різнорідних джерел енергії 
виявив переваги двох варіантів схеми електропостачання СГП. Розглянуто 
алгоритм розподілу потоків електроенергії між системою генерації, 
елементами накопичувача та навантаженням при паралельному режимі роботи 
ЕУ на базі ВДЕ та центральної електричної мережі. 
Ключові слова: відновлювані джерела енергії, ефективність 
електропостачання, енергоустановки, сільськогосподарські підприємства 
 
 
 
 
 
 
 
 
ЗМІСТ 
Перелік умовних позначень, символів, скорочень і термінів………….  
ВСТУП..........................................................................................................  
РОЗДІЛ 1 Дослідження особливостей електроспоживання  
сільськогосподарських підприємств та перспектив застосування 
відновлюваних джерел енергії………………………………………….. 
1.1 Характеристика СГП як споживачів  
електроенергії………………….......................................................... 
 1.1.1 Класифікація………………………………………………  
1 .1.2 Загальна характеристика систем електропостачання……  
1 .1.3 Показники енергоефективності……………………………  
1.2 Дослідження та аналіз особливостей електроспоживання СГП…  
1 .2.1 Коротка характеристика споживачів електроенергії……  
1 .2.2 Дослідження енергоефективності СГП тваринництва…  
1.3 Перспективи застосування відновлюваних джерел енергії  
(ВДЕ) для електропостачання СГП……………………………… 
1 .3.1 Порівняльний аналіз розподіленої генерації на основі  
вуглеводневого палива та відновлюваних джерел енергії… 
1 .3.2 Потенціал відновлюваних джерел енергії України………  
Висновки по розділу 1……………………………………………………  
РОЗДІЛ 2 Аналіз бази даних з ВДЕ та дослідження на її основі впливу  
експлуатаційно-технологічних параметрів електроустановок  на 
ефективність електропостачання СГП………………………………...... 
2.1 Алгоритм створення інформаційної бази даних (ІБД) з  
енергоустановок на основі ВДЕ……………………………………. 
2 .1.1 Концепція інформаційної бази даних електроустановок  
на основі ВДЕ........................................................................ 
2 .1.2 Структура інформаційної бази даних електроустановок  
на основі ВДЕ……………………………………………… 
2 .1.3 Використання програмного комплексу для  
автоматизованої обробки інформації, що міститься в 
ІБД…………………………………………………………. 
2.2 Дослідження та порівняльний аналіз експлуатаційно-  
технологічних параметрів енергоустановок на базі ВДЕ, що 
визначають ефективність електропостачання СГП……………...... 
 2.2.1 Сонячні енергетичні установки……………………..............  
2 .2.2 Вітроенергетичні установки…………………………….......  
2 .2.3 Біогазові установки………………………………………....  
Висновки по розділу 2…………………………………………………….  
РОЗДІЛ 3 Методики вибору енергоустановок на базі ВДЕ за  
сукупністю експлуатаційно-технологічних параметрів, що визначають 
ефективність системи електропостачання СГП………………………... 
3.1 Багатокритеріальний підхід до вибору енергоустановок на базі  
ВДЕ…………………………………………………………………... 
3.2 Аналіз методів прийняття рішень……………………………….....  
3.3 Методика вибору енергоустановок на базі ВДЕ за сукупністю  
експлуатаційно-технологічних параметрів……………………..... 
3.4 Застосування дослідженої методики при виборі  
біогазопоршневої ЕУ для електропостачання СГП тваринництва 
Висновки по розділу 3……………………………………………………  
РОЗДІЛ 4 Дослідження та вивчення науково-технічних рішень щодо  
застосування ВДЕ для ефективного електропостачання СГП……….. 
4.1 Дослідження енергетичного потенціалу відновлюваних  
енергоресурсів, добових графіків електричних навантажень СГП 
та режимів роботи енергоустановок на базі ВДЕ……………….... 
4.2  Вибір схем електропостачання СГП при паралельній роботі ВДЕ  
та централізованої електричної мережі (ЦЕМ)………………….... 
4.3 Алгоритм розподілу потоків електроенергії між системою  
генерації, елементами накопичувача та навантаженням при 
паралельному режимі роботи ЕУ на базі ВДЕ та центральної 
електричної мережі………………………………………………….. 
Висновки по розділу 4…………………………………………….............  
ВИСНОВКИ………………………………………………………………..  
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ…………………………………  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Перелік умовних позначень, символів, скорочень і термінів 
АПК – агропромисловий комплекс; 
БГУ – біогазові установки; 
БНЕ – буферні накопичувачі енергії; 
ВДЕ – відновлювані джерела енергії; 
ВРП – відкритий розподільний пункт; 
ГЕН – графік електричних навантажень; 
ГПП – головна понижуюча підстанція; 
ГПУ – газопоршневі установки; 
ДЕУ – дизельні енергоустановки; 
ЕЕ – електроенергія; 
ЕТК – електротехнічний комплекс; 
ЕУ – електроустановка; 
НКРЕКП - Національна комісія, що здійснює державне регулювання у  сферах 
енергетики та комунальних послуг; 
ОРДЛО - тимчасово окуповані території України; 
ПЕР – паливно-енергетичні ресурси; 
РП – розподільні пристрої; 
СГП - сільськогосподарські підприємства; 
СЕП – система електропостачання; 
ТП – трансформаторна підстанція; 
УПЕ – установки на паливних елементах; 
ЦЕМ – централізована електрична мережа. 
 
 
 
 
 
 
 
 
ВСТУП 
Актуальність теми 
Сільське господарство є одним з пріоритетних напрямків соціально-
економічного розвитку України.  «Стратегія розвитку сільського господарства 
та сільських територій в Україні на період до 2030 року» передбачає створення 
у сільській місцевості сприятливих інфрастуктурних умов та 
високотехнологічних робочих місць, збільшення продуктивності праці за 
рахунок збільшення енергозабезпечення [1]. Досягнення поставленої мети 
вимагає, перш за все, рішення проблем електропостачання 
сільськогосподарських підприємств (СГП). Відповідно до Стратегії, 
підвищення ефективності електропостачання об’єктів сільського господарства 
полягає у «максимальному використанні можливості застосування 
нетрадиційних джерел енергії» (сонячних батарей, вітроенергетичних 
установок, міні гідроелектростанцій, біогазових установок та ін.) [1].  
Застосування відновлюваних джерел енергії дозволить підвищити 
енергозабезпечення СГП без додаткового навантаження на централізовану 
електричну мережу. Ефективність електропостачання при цьому залежатиме 
від техніко-економічних та екологічних показників енергоустановок, що 
використовуються на  ВДЕ, а також режимів їх роботи. Тому наразі тема 
кваліфікаційної роботи магістра є досить актуальною. 
Наукова проблема полягає у ефективному електропостачанні СГП на 
основі комбінованого застосування ВДЕ та централізованої електричної 
мережі, що дозволяє максимально використовувати потенціал відновлюваних 
енергоресурсів для вироблення електроенергії. 
Метою роботи є дослідження застосування технічних рішень щодо 
застосування відновлюваних джерел енергії, які забезпечують підвищення 
ефективності електропостачання сільськогосподарських підприємств (СГП) 
на основі багатокритеріального підходу до вибору енергоустановок на основі 
відновлюваних  джерел енергії та їх інтеграції до централізованої електричної 
мережі. 
Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити наступні 
завдання: 
- дослідити особливості електроспоживання сільськогосподарських   
підприємств України та перспектив застосування ВДЕ;  
- розробити концепцію для створення автоматизованої інформаційної 
бази даних з ВДЕ та провести дослідження експлуатаційно-
технологічних параметрів сучасних енергоустановок на основі ВДЕ; 
- розробити  методику вибору енергоустановок на основі  
відновлюваних джерел енергії, з урахуванням їх експлуатаційно-
технологічних параметрів, що визначають ефективність системи 
електропостачання СГП; 
- вирішення питань паралельної роботи ВДЕ та централізованої 
електричної мережі, що забезпечують ефективне електропостачання 
СГП. 
Об'єктом дослідження системи електропостачання 
сільськогосподарських підприємств малої та середньої потужності. 
Предметом дослідження є параметри та режими роботи 
енергоустановок на основі  ВДЕ, що застосовуються для електропостачання 
сільськогосподарських підприємств. 
Методи дослідження  
Для вирішення поставлених завдань використано методи 
інструментального дослідження (енергоаудиту), прийняття рішень, 
структурного аналізу, апарат теорії ймовірності та математичної статистики. 
Елементи наукової новизни: 
- проведені дослідження експлуатаційно-технологічних параметрів 
сучасних енергоустановок на основі ВДЕ; 
- розроблено методику багатокритеріального вибору енергоустановок 
на основі  ВДЕ за сукупністю експлуатаційно-технологічних 
параметрів; 
- досліджено питання ефективного електропостачання СГП на основі 
комбінованого застосування ВДЕ та централізованої електричної 
мережі, що дозволяє максимально використовувати потенціал 
відновлюваних енергоресурсів для вироблення електроенергії. 
У першому розділі проведено класифікацію СГП. Проведено аналіз 
систем електропостачання СГП. Визначено показники енергоефективності 
СГП. Проаналізовано перспективи застосування відновлюваних джерел 
енергії у системах електропостачання СГП. Особливості географічного 
розташування більшості СГП, а також необхідність утилізації відходів 
виробництва визначають високий потенціал використання ВДЕ (енергії води, 
сонця, вітру, біопалива). 
У другому розділі Проведено порівняльний аналіз експлуатаційно-
технологічних параметрів сучасних енергоустановок на базі ВДЕ, що 
дозволило виявити найефективніші технології сонячних, вітрових, біогазових 
енергоустановок. Проведені дослідження дозволили визначити вплив 
експлуатаційно-технологічних параметрів енергоустановок на ефективність 
функціонування електротехнічних комплексів СГП на основі ВДЕ, виявити 
найбільш ефективні технології та сформулювати рекомендації щодо вибору 
типу та потужності енергоустановок на базі ВДЕ при проектування 
(реконструкції) систем електропостачання СГП. 
У третьому розділі досліджено методику багатокритеріального вибору 
ЕУ на базі ВДЕ, що дозволяє визначити оптимальну модель ЕУ серед 
порівнюваних альтернатив щодо сукупності експлуатаційно-технологічних 
параметрів та відрізняється застосуванням імовірнісних характеристик, що 
дозволяють підвищити якість оціночних робіт. Наведено приклад реалізації 
методики. 
У четвертому розділі проведено дослідження енергетичного потенціалу 
відновлюваних енергоресурсів, добових графіків електричних навантажень 
СГП та режимів роботи енергоустановок на базі ВДЕ. Проведено 
порівняльний аналіз найбільш застосовуваних нині схем узгодження 
різнорідних джерел енергії виявив переваги двох варіантів схеми 
електропостачання СГП. Розглянуто алгоритм розподілу потоків 
електроенергії між системою генерації, елементами накопичувача та 
навантаженням при паралельному режимі роботи ЕУ на базі ВДЕ та 
центральної електричної мережі. 
Результати досліджень були оприлюднені на у XLIIІ Міжнародна 
науково-практична конференція «MODERN CHALLENGES AND 
ACHIEVEMENTS OF THE SCIENTIFIC COMMUNITY OF 21ST CENTURY , 
16 – 18 жовтя 2024 року, Нарва, Естонія, отримав сертифікат (0,8 ECTS 
Credits). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
РОЗДІЛ 1 
Дослідження особливостей електроспоживання 
сільськогосподарських підприємств та перспектив застосування 
відновлюваних джерел енергії 
1.1 Характеристика СГП як споживачів електроенергії 
Сільське господарство є одним із пріоритетних напрямків соціально-
економічного розвитку України. Рівень розвитку сільського господарства 
визначає продовольчу безпеку країни [1,2]. Сільське господарство - великий 
споживач паливно-енергетичних ресурсів (ПЕР), на 2022 рік якого припадає 
325,2 млн. кВт· год (без урахування тимчасово окупованих територій АР 
Крим, м. Севастополя, Донецької та Луганської областей) [2]. Відповідно до 
програм розвитку сільськогосподарського виробництва та покращення 
соціально-побутових умов до 2030 р. на селі прогнозується зростання 
споживання електроенергії на 35-40%. 
Сільськогосподарські підприємства як споживачі електричної енергії  
характеризуються галуззю, видом діяльності та потужністю виробництва. 
Енергоефективність СГП багато в чому визначається ефективністю систем 
електропостачання. 
1.1.1 Класифікація 
Усі сільськогосподарські підприємства (СГП) можна класифікувати за 
видом діяльності, по галузі, за сумарною встановленою потужнісю 
електроприймачів. Класифікація СГП представлена Рисунку 1. 
 
Рисунок 1 - Класифікація СГП. 
За основними видами діяльності всі СГП України поділяються на: 
- аграрні, що займаються лише виробництвом с/г продукції; 
- агропромислові, що мають власну переробку с/г продукції. 
По галузі с/г розрізняють: 
- СГП рослинництва, що включають полеводство, кормовиробництво, 
овочівництво, садівництво тощо; 
- СГП тваринництва, що включають скотарство, свинарство, 
птахівництво, вівчарство, конярство тощо. 
Залежно від сумарної встановленої потужності електроприймачів ∑Руст 
можна виділити три класи СГП: 
1) малої потужності (Руст≤1МВт); 
2) середньої потужності (1МВт ≤∑Руст≤5МВт); 
3) великі СХП (Руст>5МВт). 
 
1.1.2 Загальна характеристика систем електропостачання 
 Проведено аналіз систем електропостачання СГП. Встановлено, що 
кількість рівнів системи електропостачання СГП залежно від сумарної 
встановленої потужності електроприймачів варіюється від трьох (для малих 
СГП) до шести (для великих СГП). На Рисунку 2 наведено приклад 
шестирівневої СЕП. 
 
Рисунок 2 - Рівні системи електропостачання СГП. 
На Рисунку 2 показані такі рівні СЕП великого СГП: 
- I рівень – електроприймачі 0,4 кВ; 
- II рівень - щити розподільні ЩР 0,4 кВ; 
- III рівень - щити магістральні ЩМ 0,4 кВ; 
- IV рівень - розподільні пристрої 0,4 кВ трансформаторних підстанцій 
ТП 10(6)/0,4 кВ; 
- V рівень – розподільний пристрій 6(10) кВ головної понижувальної 
підстанції ГПП 35(110)/6(10) кВ; 
- VI рівень – межа розділу СГП та енергосистеми. 
Об'єктом дослідження у магістерській роботі є системи 
електропостачання СГП малої та середньої потужності. У системи 
електропостачання малих та середніх СГП входять трансформаторні 
понижувальні підстанції 6(10)/0,4; магістральні та розподільні щити 0,4 кВ; 
розподільні електричні мережі напругою 0,38 (6,10) кВ; електроприймачі. 
 
1.1.2 Показники енергоефективності 
Ефективність системи електропостачання СГП впливає на його 
показники енергоефективності. 
Показники енергоефективності відображені у низці нормативних 
документів [3, 4, 5]. 
Встановлено, що енергоефективність СГП характеризується такими 
показниками, як: 
- недоотпуск електроенергії, кВт.год; 
- електроозброєність, кВт · год / люд. на рік; 
- електроємність, кВт · год / од. продукції чи % у собівартості; 
- втрати електроенергії, кВт · год; 
- якість електроенергії. 
Недоотпуск електроенергії - показник, що характеризує збитки СГП 
внаслідок перерв електропостачання: 
                         Wзб.  n  P  T                                                                     (1.1) 
де n – кількість електроприймачів, які не працюють у результаті перерви 
електропостачання, шт; Р – потужність електроприймачів, кВт; Т – час перерви 
електропостачання, год. 
Збитки можуть виражатися як у втраті виробленої продукції, так і в витратах 
на аварійні джерела живлення (дизельне паливо, бензин). Недоотпуск електроенергії 
впливає на електроємність сільськогосподарської продукції. Тому для СГП важливе 
значення має забезпечення безперебійності електропостачання. 
Електроозброєність – показник, що характеризує забезпеченість праці 
робітників електричною енергією, що визначається за формулою: 
                                                             β =Wрік/n                                                          (1.2) 
де Wрік - річна витрата електроенергії СГП, кВт · год / рік; n – чисельність 
виробничого персоналу, люд. 
Підвищення електроозброєності є необхідною умовою для підвищення 
механізації та автоматизації технологічних процесів, а значить підвищення 
продуктивності праці та ефективності функціонування сільськогосподарських 
підприємств. 
Електроємність - показник, що характеризує витрати електроенергії на 
одиницю продукції, що визначається за виразом: 
                                                                α = Wрік/І                                                       (1.3) 
де Wрік - річна витрата електроенергії СГП, кВт · год / рік; I – обсяг виробленої 
продукції, тонни та ін одиниці продукції (літри, шт.). 
Електроємність, як правило, визначається обсягом та вартістю споживаної 
електроенергії від різноманітних джерел. Зниження електроємності веде до 
зниження собівартості продукції. Тому важливу роль відіграють джерела, які 
залежать від зміни цін на енергоносії. 
Втрати електроенергії обумовлені процесом її передачі в елементах системи 
електропостачання (трансформаторні підстанції, лінії електропередач). Розрахунок 
втрат електроенергії проводиться відповідно до Наказу  Про Методичні рекомендації 
визначення технологічних витрат електричної енергії в трансформаторах і лініях 
електропередавання [ 6 ]. Зниження втрат ЕЕ зменшує витрати на електроенергію, що 
веде до зниження електроємності сільськогосподарської продукції. 
Якість електричної енергії. Ефективність функціонування 
електрообладнання СГП визначається не лише кількістю, а й якістю електроенергії, 
що поставляється, показники якої регламентуються низкою нормативних документів 
[7]. 
Підтримка якості ЕЕ у межах ДСТУ дозволяє підвищити термін служби 
електрообладнання, знизити експлуатаційні витрати на його ремонт та 
обслуговування, знизити втрати електроенергії в електричних мережах. 
 
1.2 Дослідження та аналіз особливостей електроспоживання СГП 
Стійке функціонування та розвиток сільськогосподарських підприємств 
України багато в чому визначається ефективністю їх систем електропостачання, 
оскільки електроенергія є самим технологічним видом енергоносія. 
 
 
1.2.1 Коротка характеристика споживачів електроенергії 
Особливого значення ефективність електропостачання має СГП 
тваринництва. Для таких СГП потрібно створення мікроклімату в 
приміщеннях, де тварини утримуються: підтримка необхідного газо-
температурного режиму, штучного освітлення, опромінення тварин для 
зниження сонячного голодування та ін.. Це супроводжується значною 
витратою електроенергії на вентиляцію, кондиціювання, електрокотельні, 
електрокалорифери, зволожувачі та інше електроустаткування. 
Створення необхідних умов для забезпечення мікроклімату особливо 
важливо на ранній стадії життя тварин. Для локального обігріву можуть 
використовуватися інфрачервоні обігрівачі або електронагрівальні килимки. 
Автоматизовані електронагрівальні пристрої, порівняно з 
нерегульованим обігрівом від котельні, дозволяють збільшувати 
продуктивність тварин, скорочувати будівельний обсяг виробничих 
приміщень, розміщувати на наявних площах більшу кількість тварин. 
Електромеханізація підготовки кормів дозволяє знизити витрати праці 
та матеріальних коштів на одиницю тваринницької продукції. Так, 
використання кормоприготувальних машин на електроприводі дозволяє 
знизити витрати на 75-90%, але в окремих агрегатах - в 20-25 раз [8 - 10]. 
Електроустановки відіграють важливу роль при доїнні, охолодженні та 
обробці молока, прибирання та транспортування гною, подачі води та інших 
технологічних процесах. 
Велике значення ефективність електропостачання має і для 
рослинництва, особливо при цілорічному вирощуванні овочів та квітів в 
умовах захищеного ґрунту. Основними споживачами електроенергії є насоси 
та автоматизовані системи створення клімату для теплиць та підсвічування 
розсади. 
Необхідними умовами для отримання хорошого обсягу продукції є 
підтримання необхідного рівня температури та світла. Підтримка необхідної 
температури повітря в теплицях взимку здійснюється від котельні за рахунок 
автоматизованої системи подачі теплоносія із системи опалення через 
регульовані індивідуальні теплові пункти (ІТП) кожної теплиці. Необхідний 
обсяг теплоносія подається за рахунок насосів, що регулюються. Підтримка 
необхідного рівня освітленості у теплицях здійснюється за рахунок 
спеціалізованої системи висвітлення. Вирощування овочів в умовах 
захищеного ґрунту є найенергоємнішим виробництвом у сільському 
господарстві. За сучасних технологій теплоенергетичного обладнання та 
конструкціях теплиць витрата електричної енергії на обігрів ґрунту та повітря, 
регулювання температури та вологості в середньому по країні становить 
приблизно 80 кВт·год на 1 м2 на рік. 
Для зрошення сільськогосподарських угідь все більше поширення 
набувають електроустановки. Проводиться заміна дизельних насосних 
станцій на електричні насоси. 
Ефективність електропостачання важлива і для післяжнивної обробки 
продукції. Сортування, сушіння та зберігання зерна, сушіння льону, 
приготування борошна проводиться за допомогою електровентиляційних 
установок. Впровадження електроприводу на очисно-сушильних комплексах 
дозволяє підвищити продуктивність праці у 8-10 разів.  
На підставі вище сказаного можна зробити висновок, що електрифікація 
технологічних процесів на сільськогосподарських підприємствах дає значний 
економічний ефект, але робить процес виробництва сільськогосподарської 
продукції, залежним від ефективності електропостачання [12]. 
 
1.1.2 Дослідження енергоефективності СГП  
Найбільш електроємними та чутливими до перерв електропостачання є 
СГП тваринництва. Тому дослідження та аналіз енергоефективності 
проведено на прикладі СГП тваринництва Львівської області області. 
Енергетичні обстеження СГП тваринництва показали, що в основний масі 
рівень електроозброєності СГП в 2..3 рази нижче, ніж аналогічний показник 
європейських промислово розвинених країн. 
 
Рисунок 3 – Агропромисловий комплекс Львівської області [13] 
Рівень більшості СГП становить 4…6 тис. кВт · год / люд. на рік. 
Найбільш передовим є тваринництво з обмеженою відповідальністю 
«Барком», займається свинарством (налічує 2123 голів) [12] (25,64 тис. 
кВт·год/люд. на рік), що характеризується високим рівнем механізації та 
автоматизації технологічних процесів. 
Дослідження показників ефективності функціонування підприємства 
показали, що зростання електроозброєності дозволив підвищити 
продуктивність праці та знизити електроємність продукції ( Рисунок 4). 
 
1 – електроозброєність; 2 – продуктивність праці; 3 - електроємність 
Рисунок 4 - Динаміка показників ефективності функціонування ТЗОВ 
«Барком» за 2019 – 2023 р. 
Збільшення електроозброєності ТЗОВ «Барком» у 3 рази дозволило 
збільшити продуктивність праці в 4,3 рази та зменшити електроємність 
сільськогосподарської продукції на 30%. Основною причиною низької 
електроозброєності СГП є дефіцит необхідних потужностей у діючих 
сільських розподільчих електричних мережах, невисока ефективність 
використовуваного електроустаткування. Встановлено, що частка загальних 
витрат на паливно-енергетичні ресурси вартості виробленої продукції 
становить 17…35%. 
Якість електричної енергії 
Якщо відхилення напруги перевищують гранично-допустимі норми 
(±10%), то це призводить до порушення нормальної роботи електроприймачів 
та автоматизованих систем керування, чутливих до якості електричної енергії, 
і призводить до зриву технологічних процесів. В цьому випадку потрібне 
регулювання рівня напруги пристроями ПБВ на трансформаторних 
підстанціях 6(10)/0,4 кВ. Ефективним заходом зниження втрат та підвищення 
якості ЕЕ є компенсація реактивної потужності за рахунок встановлення 
пристроїв компенсації [14]. 
 Безперебійність електропостачання 
Проведені дослідження СГП тваринництва показали, що системи 
електропостачання 40% СГП мають два незалежні джерела живлення 
(Рисунок 5), а СЕП 60% обстежених СГП мають одне джерело живлення 
(Рисунок 6), що знижує надійність електропостачання [14]. 
 
Рисунок 5 – Однолінійна схема електропостачання СГП із двома 
незалежними джерелами електроживлення. 
 
Рисунок 6 - Однолінійна схема електропостачання СГП з одним 
джерелом електроживлення. 
Передача та розподілення електроенергії здійснюється за протяжними 
повітряними лініями (ПЛ) електропередач 6(10)-35 кВ. ПЛ менш надійні, ніж 
кабельні лінії і більшою мірою схильні ушкоджень. 
Основна причина порушень електропостачання – недостатня пропускна 
здатність та високий фізичний знос сільських розподільних електричних 
мереж. За різними оцінками  залежно від напруги мереж фізичне та моральне 
зношування електроустаткування становить 30...40%. 
Перерва у подачі електроенергії внаслідок аварійних відключень 
призводить до зриву технологічних процесів СГП: зміни мікроклімату у 
тваринницьких приміщеннях та інкубаторах, порушення процесів доїння, 
годування та ін. Як відомо, затримка в годівлі та доїнні  призводить до 
зниження продуктивності тварин на 3...16%; пропущення доїння - до зниження 
виробництва молока, яке відновлюється тільки через 7...8 днів. Погіршення 
мікроклімату призводить до перевитрати кормів на 15...20%, до скорочення 
надоїв молока на 10...20%, до скорочення приросту живої маси на 20...33%. 
Усе це знижує ефективність виробництва СГП. 
Тому важливим завданням є виявлення ефективних технологій та 
науково-технічних рішень, що дозволяють підвищити енергоефективність, 
безперебійність та якість електропостачання, знизити енергоємність 
виробництва продукції СГП без додаткового навантаження на централізовану 
електромережу. 
 
1.2 Перспективи застосування відновлюваних джерел енергії (ВДЕ) 
для електропостачання СГП 
Згідно Стратегії розвитку сільського господарства та сільських територій в 
Україні на період до 2030 року планується створення в сільській місцевості 
сприятливих інфраструктурних умов та високотехнологічних робочих місць. 
Стратегія сталого розвитку сільськогосподарських територій України на 
період до 2030 року передбачає збільшення продуктивності праці в 3 рази до 
2030 року за рахунок збільшення енергозабезпечення у 3,3 рази відповідно [1]. 
Для досягнення поставленої мети, насамперед, необхідне рішення проблем 
електропостачання СГП. 
Основними завданнями енергозабезпечення та енергозбереження у 
сільському 
господарстві є: 
- забезпечення зростаючих потреб сільськогосподарських споживачів 
у енергоресурсах; 
- забезпечення надійного, стійкого енергопостачання сільських 
об'єктів при зниженні аварійних відключень та перерв у роботі у 2-3 
рази; 
- підвищення рівня безпечної експлуатації енергетичного обладнання 
на 50%; 
- зниження витрат на передачу та розподіл енергетичних ресурсів, на 
експлуатацію та ремонт енергетичного обладнання; 
- зниження залежності від централізованого енергопостачання шляхом 
самозабезпечення на базі власних та нетрадиційних енергоресурсів з 
виробленням енергії на місцях відповідно до ресурсів регіонів; 
- раціоналізація структури паливно-енергетичного балансу з широким 
використанням місцевих та відновлюваних джерел енергії. 
Основним способом підвищення ефективності функціонування 
електротехнічних комплексів та систем електропостачання СГП є розвиток 
розподіленої генерації як за рахунок традиційних джерел енергії на 
вуглеводневому паливі (дизельні електроустановки та енергоустановки на 
природному газі), так і за рахунок відновлюваних джерел енергії (сонячних, 
вітрових енергетичних установок, малих ГЕС, біогазових установок тощо). 
 
1.3.1 Порівняльний аналіз розподіленої генерації на основі 
вуглеводневого палива та відновлюваних джерел енергії 
В даний час широке поширення як основне і резервне джерела 
електроенергії отримали дизельні енергоустановки (ДЕУ). Переваги 
дизельних електростанцій обумовлено: низькі капітальні витрати на 
енергоустановку;  мала питома витрата води чи повітря на охолодження 
двигунів; компактність, простота технологічного процесу; швидкість монтажу 
обладнання та будівництва будівель станції. Однак є суттєві недоліки: висока 
вартість дизельного палива (48-55 грн/л); висока частка паливної складової у 
вартості виробленої електроенергії (80-85%); низькі екологічні показники 
(шум, викиди забруднюючих речовин у навколишнє середовище). ДЕУ у 
нашій країні знайшли широке застосування в зонах децентралізованого 
електропостачання як основне джерело та в зонах централізованого 
електропостачання як резервне джерело. Однак високі експлуатаційні витрати 
погіршення екологічної обстановки знижують рентабельність виробництв, 
рівень життя та здоров'я людей. 
В останні роки найбільшу увагу серед енергоустановок на 
вуглеводневому паливі залучають газопоршневі установки (ГПУ) Це 
обумовлено наступними перевагами (порівняно з ДЕУ): відносно низькі 
експлуатаційні витрати; покращені екологічні показники. Проте ГПУ 
доцільно застосовувати лише у зонах централізованого газопостачання, що є 
суттєвим недоліком та великим обмеженням у застосуванні. 
Застосування ДЕУ та ГПУ веде до підвищення енергетичної залежності, 
зниження енергобезпеки, а значить до зниження продовольчої безпеки 
регіонів. Перебої з постачанням енергоносіїв можуть принести значні 
економічні збитки. По-друге, застосування ДЕУ та ГПУ для вироблення 
електроенергії в економічної ситуації, що склалася, часто недоцільно в 
сільській місцевості. Електрогенератори на дизельному паливі мають високі 
експлуатаційні витрати, пов'язані з високими цінами на паливо та 
транспортними витратами, зумовленими потребою періодичного його 
завезення. Для застосування ГПУ потрібний розвиток на селі 
газотранспортних систем. По-третє, традиційні установки на вуглеводневому 
паливі є джерелами забруднення навколишнього середовища, що призводить 
до почастішання природних катаклізмів. Проведені дослідження  показали, що 
при експлуатації традиційних міні-ТЕЦ відбувається забруднення 
атмосферного повітря продуктами згоряння палива, теплове та акустичне 
забруднення довкілля. Негативний вплив на забруднення атмосфери 
виявляється у погіршенні здоров'я людей та тварин, зниження врожайності 
сільськогосподарських культур та продуктивності тварин. 
Загострення проблем між можливістю використання енергоустановок на 
вуглеводневому паливі та розвитком сільського господарства робить 
актуальним вирішення задачі підвищення ефективності електропостачання з 
використанням відновлюваних джерел енергії (ВДЕ). Вже сьогодні близько 6 
млн. сільських мешканців є потенційними споживачами ВДЕ у зонах 
централізованого електропостачання. Використання енергоустановок на ВДЕ 
у сільському господарстві здатне сприяти вирішенню не тільки енергетичних, 
а також екологічних та соціально-економічних проблем. 
При використанні ВДЕ ефективність електропостачання 
сільськогосподарських споживачів підвищується за рахунок зниження 
залежності споживачів від централізованої електричної мережі (ЦЕМ); 
зниження витрат на підключення до ЦЕМ; зниження витрат в ЦЕМ; зниження 
об'ємів відновлення зношених електромереж; зниження споживання 
вуглеводневих енергоресурсів; підвищення надійності та якості 
електропостачання споживачів. 
Розміщення генеруючих потужностей на основі ВДЕ найбільш 
привабливо на кінці тупикових ліній електропередач. У цьому випадку 
забезпечується підвищення надійності енергопостачання тупикових 
споживачів, значною мірою покращується якість електроенергії, що 
поставляється (стабільність напруги та частоти) [7, 14, 15]. 
Підвищення екологічної ефективності під час використання ВДЕ 
обумовлюється зниженням забруднення довкілля за рахунок скорочення 
викидів від енергоустановок на вуглеводневому паливі; за рахунок переробки 
відходів виробництва тваринницьких комплексів та птахофабрик. Слід 
зазначити, що емісія парникових газів, що утворюються при спалюванні 
біогазу на міні-ТЕЦ до 10 разів нижче, ніж за звичайної системи зберігання та 
поводження з відходами тваринництва [16, 17]. 
Підвищення соціально-економічної ефективності при використанні ВДЕ 
досягається за рахунок скорочення витрат на закупівлю вуглеводневих джерел 
енергії та електроенергії з централізованої електромережі; скорочення збитків 
від втрат сільськогосподарської продукції; розвитку віддалених сільських 
населених пунктів; підвищення рівня життя та здоров'я сільського населення. 
 
1.3.2 Потенціал відновлюваних джерел енергії України 
Багато сільськогосподарських територій країни (Рисунок 7) мають 
високий потенціал ВДЕ (Рисунок 8, 9, 10). 
 
 
а) 
 
б) 
Рисунок 7 - Території розвиненого тваринництва (а) та рослинництва (а) 
України [18]. 
 
 
Рисунок 8 - Випромінювання і потенціал сонячної енергії в Україні. [19]. 
 
Рисунок 9 – Вітряний потенціал України [20]. 
 
Рисунок 10 – Водні ресурси України [21]. 
Особливості географічного розташування більшості СГП (близькість до 
малих річок, відкрита місцевість та ін.), а також потреба утилізації відходів 
виробництва визначають високий потенціал використання ВДЕ (енергії води, 
сонця, вітру, біопалива). 
Застосування комбінованих джерел живлення (ВДЕ та централізованої 
електричної мережі) у системах електропостачання СГП дозволяє знизити 
втрати в енергоустановках, тим самим знижуючи втрати в розподільній мережі 
та електроприводах, підвищити якість електроенергії, що впливає на 
економічність роботи електроприймачів, забезпечити безперебійність 
електропостачання. Застосування ВДЕ підвищить ефективність систем 
електропостачання, що, у свою чергу, позитивно вплине на показники 
енергоефективності СГП. 
Розвиток ВДЕ є одним із пріоритетних напрямків енергетичної стратегії 
України. Останніми роками почали прийматися реальні кроки щодо підтримки 
розвитку ВДЕ [15, 16]. У нині у зв'язку зі стратегією енергетичних та 
соціально-економічних перетворень сільського господарства України 
розробка науково-технічних рішень ефективності систем електропостачання 
СГП на основі ВДЕ є актуальним завданням. 
 
Висновки по розділу 1 
1. Проведено класифікацію СГП. Проведено аналіз систем 
електропостачання СГП. Встановлено, що кількість рівнів системи 
електропостачання може становити від трьох (для малих СГП) до 
шести (для великих СГП). 
2. Визначено показники енергоефективності СГП: електроозброєність, 
електроємність, втрати та недоотпуск електроенергії, якість 
електроенергії. 
3. Проаналізовано перспективи застосування відновлюваних джерел 
енергії у системах електропостачання СГП. Особливості 
географічного розташування більшості СГП, а також необхідність 
утилізації відходів виробництва визначають високий потенціал 
використання ВДЕ (енергії води, сонця, вітру, біопалива). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
РОЗДІЛ 2  
Аналіз бази даних з ВДЕ та дослідження на її основі впливу 
експлуатаційно-технологічних параметрів електроустановок  на 
ефективність електропостачання СГП 
В розділі розглянуто питання оптимізації вибору енергоустановок (ЕУ) 
на основі ВДЕ під час проектування чи реконструкції систем 
електропостачання СГП. Проаналізовано інформаційну базу даних (ІБД) ЕУ 
на ВДЕ. Описано програмний комплекс для роботи з ІБД Наведено результати 
дослідження експлуатаційно-технологічних параметрів сонячних, вітрових, 
біогазових ЕУ, ЕУ на паливних елементах, що визначають ефективність 
електропостачання СГП. Надано рекомендації щодо вибору типу і потужності 
енергоустановок на ВДЕ. 
 
2.1 Алгоритм створення інформаційної бази даних (ІБД) з 
енергоустановок на основі ВДЕ 
 
2.1.1 Концепція інформаційної бази даних електроустановок на 
основі ВДЕ 
Проектування нових та модернізація діючих систем електропостачання 
з використанням ВДЕ неминуче пов'язані з проблемою вибору енергетичного 
устаткування. З розвитком технологій ВДЕ та зростанням фірм-виробників 
завдання вибору енергетичного обладнання, оптимально відповідного 
заданим критеріям, стає складніше і водночас актуальніше. З одного боку 
необхідні великі масиви даних, що охоплюють моделі, характеристики та 
виробників енергоустановок на ВДЕ. З іншого боку потрібен інструментарій 
для обробки та структурування цих масивів даних. Основними труднощами є 
інформаційний розкид широкої номенклатури енергоустановок на ВДЕ, що 
збільшують тимчасові витрати, що неминуче впливає на строк виконання та 
якість проектів. 
Необхідний інструментарій, який може допомогти у дослідженнях 
параметрів енергоустановок на основі ВДЕ та визначати ті енергоустановки, 
які можуть представляти найбільший інтерес для майбутніх проектованих 
автономних систем електропостачання. 
Інструментарій повинен забезпечувати можливість: 
- блокової системи ведення та надання інформації для аналізу як між 
видами енергоустановок, так і всередині кожного виду; 
-  отримувати великий масив необхідних даних про параметри 
енергоустановок, виявляти спільні залежності між ними, комплексно 
оцінювати енергоустановки, розвивати та сприяти впровадженню 
рекомендацій щодо використання найбільш ефективних технологій, 
здійснювати візуалізацію інформації у вигляді таблиць, графіків, 
рисунків; 
- здійснювати постійне аналітичне дослідження, оновлювати дані про 
енергоустановки, крім енергоустановок, знятих з виробництва і 
включаючи нові моделі, виявляти найбільш ефективні технології з 
плином часу. 
 
2.1.2 Структура інформаційної бази даних електроустановок на 
основі ВДЕ 
Для вирішення задачі оптимізації порівняльного аналізу та вибору 
енергоустановок на основі ВДЕ при проектуванні нових та реконструкції 
діючих систем електропостачання досліджено інформаційну базу даних (ІБД) 
сучасних енергоустановок на ВДЕ [16, 17], структура якої представлена 
Рисунку 11. 
При створенні бази даних використані каталоги енергоустановок, що 
випускаються на основі ВДЕ різних фірм-виробників. Перевагою ІБД є 
широка номенклатура сучасних ЕУ (близько 1000 моделей ВДЕ). ІБД містить 
інформацію про моделі, параметри та фірми-виробники (або їх представників) 
енергоустановок на основі ВДЕ і включає такі розділи: 1) сонячні електричні 
установки (СЕУ); 2) вітроенергетичні установки (ВЕУ); 3) біогазові установки 
з ДВС (БДУ); 4) гідроенергетичні установки (ГЕУ); 5) установки на паливних 
елементах (УПЕ). 
 
Рисунок 11 - Структура інформаційної бази даних енергоустановок на 
ВДЕ. 
Для прикладу, розділ «СЕУ» бази даних включає сонячні ЕУ з 
монокристалічного, полікристалічного та аморфного кремнію. У світі 95% 
СЕУ виробляють з  кремнію [16, 23, 24]. Поодинока потужність СЕУ від 1,5 
до 300 Вт. Основними параметрами розділу є: коефіцієнт корисної дії (%), 
потужність (Вт), робочий струм та струм короткого замикання (А), робоча 
напруга та напруга холостого ходу (В), маса (кг), габаритні показники (мм). 
Фрагмент розділу «СЕУ» ІБД наведено на Рисунку 12. Розділ «СЕУ» ІБД 
містить понад 350 моделей. 
 
Рисунок 12 – Фрагмент розділу бази даних «СЕУ» 
Для прикладу, розділ «ВЕУ» бази даних включає вітрові ЕУ з 
горизонтальною та вертикальною віссю обертання. Поодинока потужність 
ВЕУ від 0,15 до 50 кВт. Основними параметрами розділу є: коефіцієнт 
використання енергії вітру (ум.од.), потужність (кВт), початкова, робоча та 
максимальна швидкість вітру (м/с), вихідна напруга (В), діаметр вітроколеса 
(м), висота вежі (м), частота обертання ротора (об/хв), маса (кг). Фрагмент 
розділу «ВЕУ» наведено Рисунку 13. Розділ «ВЕУ» ІБД містить понад 180 
моделей. 
 
Рисунок 13 - Фрагмент розділу бази даних «ВЕУ» 
Аналогічно проаналізовано гідроенергетичні установки з пропелерної, 
ковшової, радіально-осьової, прямоточної, «рукавної» турбіною. Поодинока 
потужність ГЕУ від 0,5 до 5600 кВт. Основними параметрами розділу є: 
потужність (кВт), натиск (м), витрата (м3/с), частота обертання ротора (хв-1), 
номінальна напруга (В), номінальна частота (Гц). Розділ «ГЕУ» містить понад 
140 моделей. 
Розділ «БГУ» включає газопоршневі та газотурбінні установки, 
працюючі на біогазі. Поодинока потужність БГУ від 15 до 3770 кВт. 
Основними параметрами розділу є: електрична та теплова потужність (кВт), 
електричний, тепловий та загальний коефіцієнт корисного дії (%), витрата 
палива (м3/год), ресурс до ремонту (год), коефіцієнт потужності (ум.од.), 
частота обертання ротора (об/хв), маса (кг), габаритні показники (мм). Розділ 
«БДУ» містить понад 150 моделей. 
Розділ «УПЕ» включає установки на основі твердооксидних паливних 
елементів та паливних елементів на розплавах карбонатів. Поодинока 
потужність УПЕ від 0,25 до 2800 кВт. Основними параметрами розділу є 
електрична та теплова потужність (кВт), електричний та тепловий коефіцієнт 
корисної дії (%), витрата палива (м3/год), вихідна напруга (В), маса (кг), 
габаритні показники (мм), викиди забруднюючих речовин (г/МВтч), рівень 
шуму (дБ). Розділ «УПЕ» містить понад 20 моделей. 
 
2.1.3 Використання програмного комплексу для автоматизованої 
обробки інформації, що міститься в ІБД 
Для роботи з інформаційною БД використаний програмний комплекс 
(ПК). Автоматизований ПК створений на базі ACSESS з використанням 
програмованої мови DELPHY. Програмний комплекс забезпечує 
автоматизоване сортування інформації по фірмам-виробникам, типів ЕУ та їх 
характеристик, пошук, редагування інформації, побудова гістограми, 
порівняльний аналіз ЕУ. Пошук та аналіз характеристик ЕУ дозволяють 
вибрати потрібну інформацію [26]. 
Використано структуру базових таблиць, а також взаємозв'язку між 
цими таблицями. Реалізовано засоби заповнення та редагування ключових 
полів ІБД. 
За реалізацію управління базою даних взято технологію ADO. 
Використані такі компоненти: TADOConnection, TADOTable, TADOQuery, 
TADOStoredProc. На машині клієнта розташовуються зв'язкові компоненти 
TADOConnection та компоненти-набори даних TADOTable, TADOQuery, 
TADOStoredProc, а також компоненти-набори TADODataSet. Кожен з цих 
компонентів може зв'язуватися з провайдером даних або допомогою 
зв'язкового компонента TADOConnection, або минаючи його та 
використовуючи власну властивість ConnectionString. Компонент TDataSource 
та візуальні компоненти TDBGrid, TDBMemo, TDBEdit тощо забезпечують 
необхідний інтерфейс з користувачем програми. 
Головне діалогове вікно автоматизованої бази даних (Рисунок 14) 
містить вкладки розділів за видами електроустановок на базі ВДЕ (сонячні 
електричні 
 установки, вітроенергетичні установки, біогазові установки, гідроенергетичні 
установки, установки на паливних елементах). При необхідності внесення 
змін до того чи іншого розділу БД залежно від мети змін («додати», 
«редагувати», «видалити») вибирається відповідна панель. 
 
Рисунок 14 – Інтерфейс головного діалогового вікна автоматизованої 
бази даних. Розділ «СЕУ». 
При цьому з'являється діалогове вікно (Рисунок 15), в якому є 
необхідні області для заповнення – основні характеристики енергоустановок 
(для конкретного виду ЕП). При необхідності видалення інформації з бази 
вибирається відповідний рядок БД визначеного виду ЕУ. 
 
 
Рисунок 15 - Інтерфейс вікна «Додати» панелі завдань «Внесення змін» 
розділу «СЕУ». 
При виборі вікна "за потужністю", енергоустановки сортуються за 
номінальною потужністю установок від мінімального значення убік 
збільшення (Рисунок 16). 
 
Рисунок 16 - Інтерфейс вікна "Сортування" "За потужністю" панелі 
завдань. 
Широка номенклатура сучасних ЕУ на базі ВДЕ, можливість їх 
автоматизованого пошуку та проведення порівняльного аналізу дозволяє 
оптимізувати процес вибору ЕУ, тим самим підвищуючи ефективність 
проектування електротехнічних комплексів (ЕТК) з використанням ВДЕ та 
СЕП споживачів [27,28]. З використанням ІБД проведено дослідження 
експлуатаційно-технологічних параметрів ЕУ на базі ВДЕ, що визначають 
ефективність ЕТК з використанням ВДЕ та СЕП СГП. 
 
2.2 Дослідження та порівняльний аналіз експлуатаційно-
технологічних параметрів енергоустановок на базі ВДЕ, що визначають 
ефективність електропостачання СГП 
Проведено обробку статистичної інформації параметрів 
енергоустановок на ВДЕ. Наведено залежності параметрів від типів та 
потужності енергоустановок. 
 
2.2.1 Сонячні енергетичні установки 
Основними експлуатаційно-технологічними параметрами СЕУ, що 
визначають ефективність функціонування енергоустановок, є: ККД, вихідна 
напруга, коефіцієнт заповнення ВольтАмперної характеристики (ВАХ), 
питома потужність та маса [30-32]. 
ККД визначає ефективність перетворення сонячної енергії 
випромінювання в електричну енергію. Вихідна робоча напруга характеризує 
ефективність компенсації падіння напруги на елементах фотоелектричної 
системи та забезпечення роботи при зменшенні інтенсивності сонячного 
випромінювання (максимальне значення – напруга холостого ходу). 
Коефіцієнт заповнення ВАХ визначає технічну досконалість СЕУ 
(ідеальний елемент має kВАХ = 1). Питома потужність та питома маса 
характеризують досконалість СЕУ виходячи із масогабаритних показників. 
Дослідження залежності ККД від потужності енергоустановок виявили 
перевагу монокристалічних СЕУ (Рисунок 17). ККД монокристалічних СЕУ в 
1,1...1,2 рази вище за ККД полікристалічних СЕУ та в 1,6 ... 1,7 рази вище ККД 
аморфних СЕУ [28, 30 - 32]. Це обумовлено якістю первинного кремнію та 
наявністю використовуваних домішок. 
 
Рисунок 17 - Залежність ККД фотоелемента від номінальної потужності 
СЕУ монокристалічних (1), полікристалічних (2), аморфних (3) типів. 
При виготовленні монокристалічних елементів використовується один 
кристал кремнію, структура якого однорідна. При виготовленні 
полікристалічних та аморфних елементів використовується велика кількість 
кристалів кремнію, що сприяє неоднорідній структурі. При цьому аморфний 
кремній є уламками кристалів полікристалічного кремнію. Межі зерен 
зменшують продуктивність, перешкоджаючи струму носіїв та створюючи 
шунтуючі шляхи для струму, що тече через p-n перехід [33]. Як домішки 
можуть виступати вуглець, кисень, водень. Зі зростанням номінальної 
одиничної потужність установок спостерігається зростання ККД всіх типів 
СЕУ. 
Визначено параметри регресійних рівнянь лінійного зв'язку ККД СЕУ 
(y) від номінальної потужності СЕУ (x): 
- для монокристалічних СЕУ 
                           y=0,0084х+15,015 (R2=0,501);                               (2.1) 
- для полікрісталічних СЕУ 
                          y=0,0106х+12,14 (R2=0,511);                                  (2.2) 
- для аморфних СЕУ 
                        y=0,0189х+8,0189 (R2=0,9434),                                 (2.3) 
де R2 – коефіцієнт детермінації. 
Важливим експлуатаційним параметром СЕУ є вихідна робочанапруга. 
Високий рівень напруги необхідний, щоб компенсувати падіння напруги на 
елементах фотоелектричної системи та забезпечити роботу у точці не 
максимальної потужності при зменшенні інтенсивності сонячного 
випромінювання. Рівень вихідної напруги залежить від кількості 
напівпровідникових елементів у модулі та схеми їх з'єднання (послідовне, 
паралельне, змішане). 
Послідовне з'єднання елементів у модулі дозволяє підвищити напругу та 
вихідну потужність, а значить підвищити ефективність роботи СЕУ. Чим 
більше послідовних з'єднань, тим вищий рівень робочої напруги до рівня 
напруги холостого ходу. Дослідження залежності величини відношення 
робочої напруги до напруги холостого ходу від номінальної потужності 
енергоустановок виявили перевагу монокристалічних СЕУ (Рисунок 18). 
Відношення максимальної робочої напруги до напруги холостого ходу 
монокристалічних установок на 3...6% вище, ніж полікристалічних СЕУ та на 
8…17% вище, ніж у аморфних СЕУ. Зростання номінальної потужності 
установок супроводжується зростанням Uр.м./Uх.х.. 
 
Рисунок 18 – Залежність відношення робочої напруги до напруги 
холостого ходу від номінальної потужності СЕУ монокристалічних (1), 
полікристалічних (2), аморфних (3) типів. 
Визначено параметри регресійних рівнянь лінійного зв'язку відношення 
робочої напруги до напруги холостого ходу СЕУ (y) від номінальної 
потужності СЕУ (x): 
- для монокристалічних СЕУ 
y=0,0002х+0,7923 (R2=0,3393);              (2.4) 
- для полікрісталічних СЕУ 
          y=9Е-05х+0,7961 (R2=0,3809);                                (2.5) 
- для аморфних СЕУ 
         y=0,0002х+0,7234 (R2=0,9378).                                 (2.6) 
Найбільш ефективними енергоустановками із заповнення ВАХ так само 
є монокристалічні СЕУ (Рисунок 19). Коефіцієнт заповнення ВАХ 
монокристалічних установок перевищує той же показник на 9…11% 
полікристалічних та на 7…25% аморфних [169]. Ідеальний елемент має 100% 
наповнення.  Визначено параметри регресійних рівнянь лінійного зв'язку 
заповнення ВАХ СЕУ(y) від номінальної потужності СЕУ(x): 
- для монокрісталічних СЕУ 
                 y=0,0004х+0,7238 (R2=0,4473);                                      (2.7) 
- для полікрісталічних СЕУ 
                y=0,001х+0,7329 (R2=0,3798);                                          (2.8) 
- для аморфних СЕУ 
               y=0,0002х+0,5389 (R2=0,9283).                                         (2.9) 
 
Рисунок 19 – Залежність заповнення ВАХ від номінальної потужності 
СЕУ монокристалічних (1), полікристалічних (2), аморфних (3) типів. 
Робочий струм СЕУ залежить від розмірів та ефективності сонячних 
елементів. Найбільшу густину струму в рамках порівнянних рівнів напруги 
виробляють монокристалічні СЕУ (Рисунок 20). 
 
Рисунок 20 - Залежність густини струму від номінальної потужності 
СЕУ монокристалічних (1), полікристалічних (2), аморфних (3) типів. 
Рівень густини струму монокристалічних СЕУ більший на 2...15%, ніж 
полікристалічних, і в 6-7 разів вище, ніж аморфних. При підвищенні величини 
напруги вдвічі величина струму знижується відповідно. 
Визначено параметри регресійних рівнянь лінійного зв'язку густини 
струму СЕУ (y) від номінальної потужності СЕУ (x) [34]: 
- для монокрісталічних СЕУ 
                         y=0,0118х+6,5351 (R2=0,6463);                             (2.10) 
- для полікрісталічних СЕУ 
                         y=0,0085х+6,7657 (R2=0,3049);                             (2.11) 
- для аморфних СЕУ 
                     y=0,0133х-0,5888 (R2=0,8571).                                  (2.12) 
Високий рівень виробленої густини струму дозволяє мати менші масу 
(Рисунок 21) та габарити (Рисунок 22). 
 
Рисунок 21 – Залежність питомої маси від номінальної потужності СЕУ 
монокристалічних (1), полікристалічних (2), аморфних (3) типів 
Питома маса монокристалічних СЕУ менше 1,1…1,2 разу, ніж 
полікристалічних та в 2,2…2,5 разів менше, ніж аморфних. Менша маса 
дозволить знизити навантаження при розміщенні сонячних електричних 
установок на будівельних конструкціях та зменшити витрати на власні 
потреби динамічних систем (наприклад систем стеження  за Сонцем) [34, 35]. 
Визначено параметри регресійних рівнянь лінійного зв'язку питомої 
маси СЕУ(y) від номінальної потужності СЕУ(x): 
- для монокрісталічних СЕУ 
                      y=-0,08ln(х)+0,577 (R2=0,8623);                                (2.13) 
- для полікрісталічних СЕУ 
                    y=-0,01ln(х)+0,1414 (R2=0,3891);                                (2.14) 
- для аморфних СЕУ 
                   y=-0,01ln(х)+0,1378 (R2=0,2403).                                 (2.15) 
 
Рисунок 22 - Залежність питомої потужності, що виробляється на 
одиницю площі від номінальної потужності СЕУ монокристалічних (1), 
полікристалічних (2), аморфних (3) типів. 
Питома потужність монокристалічних СЕУ, що виробляється більше в 
1,1 ... 1,2 рази, ніж полікристалічних і в 1,8 ... 1,9 разів більше, ніж аморфних. 
Менші габарити дозволять при створенні сонячних електростанцій рівної 
потужності монокристалічним СЕУ виділяти меншу площу під будівництво, 
порівняно з полікристалічними та аморфними сонячними електричними 
установками. Зі зростанням номінальної потужності СЕУ зростає питоме 
вироблення електричної потужності [34, 35]. 
Визначено параметри регресійних рівнянь лінійного зв'язку питомої 
потужності СЕУ (y), що виробляється від номінальної потужності СЕУ (x): 
- для монокрісталічних СЕУ 
                       y=14,73ln(х)+73,701 (R2=0,4335);                            (2.16) 
- для полікрісталічних СЕУ 
                       y=18,223ln(х)+50,701 (R2=0,7532);                         (2.17) 
- для аморфних СЕУ 
                      y=26,845ln(х)-46,452 (R2=0,6482).                             (2.18) 
Вартість монокристалічних СЕУ на 3..20% вища за вартість 
полікристалічних та аморфних типів. 
 
2.2.2 Вітроенергетичні установки 
Основними експлуатаційно-технологічними параметрами ВЕУ, що 
визначають ефективність функціонування енергоустановок, є: коефіцієнт 
використання енергії вітру, діаметр вітроколеса, частота обертання ротора, 
маса [27, 35, 36]. 
Коефіцієнт використання енергії вітру характеризує ефективність 
перетворення енергії вітру на механічну енергію турбіни генератора. 
Діаметр вітроколеса визначає площу поверхні, що овіюється, і як 
наслідок величину вироблюваної потужності. 
Частота обертання ротора визначає технічну досконалість ВЕУ, 
виходячи з показника "тихохідність / швидкохідність". 
Питома маса характеризує досконалість ВЕУ, виходячи з 
масогабаритних показників. 
Дослідження залежності коефіцієнту використання енергії вітру від 
потужності енергоустановок показало, що Ср не залежить від потужності 
(Рисунок 23). Загалом коефіцієнти використання енергії вітру горизонтально-
вісьових та вертикально-вісьових вітроенергетичних установок близькі [5]. 
Коефіцієнт використання енергії вітру перебуває у широкому діапазоні для 
різних моделей (0,2…0,5). Занадто високі значення Ср говорять про 
недостовірність інформації про характеристики установок та бажанні 
виробників завищити ефективність ВЕУ (здебільшого це стосується 
виробників азіатських країн). 
 
Рисунок 23 – Залежність коефіцієнта перетворення енергії вітру від 
номінальної потужності ВЕУ горизотально-вісьових (1), вертикально-
вісьових (2). 
Занадто низькі значення Ср говорять про низьку ефективність ВЕУ. Це 
може бути обумовлено відсутністю об'єктивних випробувань виробленого 
обладнання. Тому при відборі ВЕУ для створення електротехнічних 
комплексів слід проводити попередній розрахунок погодження заявлених 
виробниками показників. 
Визначено параметри регресійних рівнянь лінійного зв'язку коефіцієнта 
перетворення енергії вітру (y) від номінальної потужності ВЕУ (x): 
- для горизонтально-вісьових ВЕУ 
                          y=0,0003х+0,3955 (R2=8Е-05);                              (2.19) 
- для вертикально-вісьових ВЕУ 
                         y=0,0003х+0,3735 (R2=0,0014);                             (2.20) 
де R2 – коефіцієнт детермінації. 
При дослідженні величини діаметрів вітроколес було виявлено перевагу 
вертикально-вісьових ВЕУ (Рисунок 24). Діаметр вітроколеса ВВ ВЕУ в 1,2 ... 
1,8 разів менше діаметра ГВ ВЕУ, що обумовлено головним чином більшою 
площею. Менші габарити вертикально-вісьових ВЕУ дозволяють при рівній 
потужності вітропарків займати меншу площу, а при обмеженій території 
створювати найефективніші електротехнічні комплекси порівняно з 
горизонтально-вісьовими ВЕУ. 
 
Рисунок 24 - Залежність діаметра вітроколеса від номінальної 
потужності ВЕУ горизотально-вісьових (1), вертикально-вісьових (2). 
Визначено параметри регресійних рівнянь лінійного зв'язкудіаметра 
вітроколеса (y) від номінальної потужності ВЕУ (x): 
- для горизонтально-вісьових ВЕУ 
                    y=2,9652х0,3987 (R2=0,8922);                                    (2.21) 
- для вертикально-вісьових ВЕУ 
                  y=2,2025х0,3406 (R2=0,6163).                                      (2.22) 
Проведено порівняльні розрахунки виробляємої потужності двох типів 
установок номінальною потужністю 30 квт (Таблиця 1). Розрахунок 
виконаний на базі горизонтально-осьової вітроенергетичної установки фірми 
WESWEN та вертикально-вісьовий установки фірми WINDER [37] з 
використанням за формулами (2.23) та (2.24). 
Потужність ГD ВЕУ визначається за виразом: 
                          PВЕУ = n·Cp·(ρ·V3/2)·(π·D2/4)·ƞ,                                  (2.23) 
де n – кількість вітроенергетичних установок; 
Ср - коефіцієнт перетворення енергії вітру на механічну енергію; 
ρ – густина повітря, ρ = 1,22 кг/м3; 
V – швидкість вітру, м/с; 
D – діаметр вітроколеса, м; 
η – коефіцієнт ефективності перетворення механічної енергії в 
електричну енергію. 
Потужність ВВ ВЕУ визначається за виразом: 
                           PВЕУ = n·Cp·(ρ·V3/2)·D·H·ƞ,                                         (2.24) 
де H – висота лопаті вітроколеса. 
Таблиця 1 
Розрахунок потужності, що виробляється від швидкості вітру двох типів 
вітроенергетичних установок потужністю 30 кВт 
ρ, Ср, η, Швидкість вітру, м/с 
Модель D, м Sом, 
Н, м 
кг/м3   ум.од   ум.од м2 5 6 7 8 9 10 
горизонтально-вісьова 
1,22 0,42 0,85 10 - 78,5 2,1 3,7 5,9 8,8 12,5 17,1 
WH10.0-30000 
вертикально-вісьова 
1,22 0,38 0,85 9,2 12 110,4 2,7 4,7 7,5 11,1 15,9 21,8 
ВЭУ-30(6) 
вертикально-вісьова 
1,22 0,38 0,85 10 10 100 2,5 4,3 6,8 10,1 14,4 19,7 
при D=H 
При рівних діаметрах вітроколес і довжин лопатей площа, що овіюється, 
ВВ ВЕУ більше у порівнянні з ГВ ВЕУ. Порівняння вітроенергетичних 
установок потужністю 30 кВт показало, що при рівних діаметрах вітроколес і 
довжин лопатей ефективність ВВ ВЕУ на 15...25% вище, ніж ГВ ВЕУ. 
Для роботи ВВ ВЕУ необхідні менші швидкості вітру, оскільки вони є 
тихохідними порівняно з ГВ ВЕУ (Рисунок 25) при однакових діаметрах 
вітроколес. 
Частота обертання вертикально-всьових ВЕУ в 2 ...2,6 рази менше, ніж 
горизонтально-вісьових ВЕУ. Крім того, при однаковій швидкості вітру 
тихохідне вітроколесо має більший крутний момент, ніж швидкохідне і тому 
працюватиме за меншої швидкості вітру. Це дуже важливо для експлуатації, 
так як можлива кількість годин роботи вітродвигуна збільшується. При цьому 
ВВ ВЕУ внаслідок своєї геометрії при будь-якому напрямку вітру перебуває у 
робочому положенні порівняно з ГВ ВЕУ. 
об/хв 
 
Рисунок 25 - Залежність номінальної частоти обертання ротора від 
номінальної потужності ВЕУ горизотально-вісьових (1), вертикально-
вісьових (2). 
Визначено параметри регресійних рівнянь лінійного зв'язку номінальної 
частоти обертання ротора (y) від номінальної потужності ВЕУ (x): 
- для горизонтально-вісьових ВЕУ 
                      y=362,13х-0,331 (R2=0,5718);                                        (2.25) 
- для вертикально-вісьових ВЕУ 
    y=266,99х-0,396 (R2=0,6349).            (2.26)                                                        
 
Питома маса горизонтально-вісьових ВЕУ у 1,5...2,5 рази менше, ніж 
аналогічний показник вертикально-вісьових ВЕУ (Рисунок 26). 
 
Рисунок 26 - Залежність питомої маси від номінальної потужності ВЕУ 
горизотально-вісьових (1), вертикально-вісьових (2). 
Тому для встановлення ВВ ВЕУ потрібні потужніші фундаменти чи 
розтяжки. 
Визначено параметри регресійних рівнянь лінійного зв'язку питомої 
маси (y) від номінальної потужності ВЕУ (x): 
- для горизонтально-вісьових ВЕУ 
                         y=-48,34ln(х)+225,27 (R2=0,1174);                              (2.27) 
- для вертикально-вісьових ВЕУ 
                        y=-19,34ln(х)+93,767 (R2=0,1093).                              (2.28) 
Вартість горизонтально-вісьових ВЕУ в загальному випадку нижча на 
5...20%, ніж вартість вертикально-вісьових ВЕУ. 
На відміну від СЕУ застосування однієї потужної ВЕУ менш ефективно, 
ніж кількох тієї ж сумарної потужності (Рисунок 27), що зумовлено меншою 
площею, що овіюється. 
При цьому вартість вітропарку з кількох ВЕУ буде нижчою. (Рисунок 
28). Це обумовлено зниженням кількості необхідних вітроустановок 
(встановленої потужності вітропарків) порівняно з номінальним значенням 
(Таблиця 2). Вартість ВЕУ становить близько 80% від вартості всієї системи, 
що включає витрати на монтаж ВЕУ, будівництво фундаменту та вежі, 
підключення до мережі, встановлення інверторів та блоків управління, 
автоматизації та контролю. 
 
Рисунок 27 – Залежність потужності, що виробляється від швидкості 
вітру різних комбінацій вітропарків рівної номінальної потужності. 
тис. грн 
 
Рисунок 28 - Залежність вартості вітропарків різної конфігурації з 
гарантованим виробленням потужності 25 кВт від швидкості вітру. 
 
Таблиця 2  
Розрахунок кількості вітроенергетичних установок для гарантованого 
вироблення потужності 25 кВт 
Швидкість вітру, м/с 
Модель 
5 6 7 8 9 10 
WH6.4-5000 32 (80)* 19 (50) 12 (30) 8 (20) 6 (10) 4 (10) 
WH8.0-10000 21 (40) 12 (25) 8 (15) 5 (10) 4 (5) 3 (5) 
WH9.0-20000 16 (24) 9 (15) 6 (9) 4 (6) 3 (3) 2 (3) 
WH10.0-30000 12 (16) 7 (10) 5 (6) 3 (4) 2 (2) 2 (2) 
WH12.0-50000 8 5 3 2 1 1 
* - у дужках вказано необхідну кількість вітроустановок при порівнянні за 
номінальною потужністю  
 
2.2.3 Біогазові установки 
Основними експлуатаційно-технологічними параметрами БГУ, що 
визначають ефективність енергоустановок є: електричний та загальний 
ККД, співвідношення теплової та електричної потужності, ресурс 
експлуатації, емісія парникових газів [29, 30]. 
Електричний ККД характеризує ефективність БГУ щодо вироблення 
електроенергії. Загальний ККД характеризує ефективність використання 
біогазу у загальному балансі когенерації. 
Співвідношення теплової та електричної потужності характеризує 
переваги конструкції двигуна. Ресурс експлуатації (кількість годин роботи 
до капітального ремонту) визначає технічну досконалість конструкції. 
Емісія парникових газів (СО2) характеризує екологічне навантаження на 
довкілля. Дослідження електричного ККД виявили перевагу 
біогазопоршневих установок (Рисунок 29). 
 
Рисунок 29 – Залежність електричного ККД від номінальної потужності 
біогазопоршневих (1), біогазотурбінних (2) установок. 
Електричний ККД БГПУ в 1,2 ... 1,3 рази вище, ніж у БГТУ [169]. Зі 
зростанням номінальної потужності зростає електричний ККД. БГПУ 
ефективніше БГТУ при малих навантаженнях [29, 30]. 
Визначено параметри регресійних рівнянь лінійного зв'язку електричного 
ККД (y) від номінальної потужності БДУ (x): 
- для біогазопоршневих ЕУ 
                   y=3,1587ln(х)+18,944 (R2=0,4676);                             (2.29) 
- для біогазотурбінних ЕУ 
                y=2,2946ln(х)+18,281 (R2=0,8798).                               (2.30) 
Загальний ККД визначає витрати біогазу. Загальний ККД БГПУ вищий, 
ніж БГТУ, що характеризує меншу питому витрату біогазу (Рисунок 30). Зі 
зростанням потужності питома витрата біогазу знижується внаслідок 
зростання як електричного і загального ККД. 
 
 
Рисунок 30 - Залежність питомої витрати біогазу від номінальної 
потужності біогазопоршневих (1), біогазотурбінних (2) установок. 
Визначено параметри регресійних рівнянь лінійного зв'язку питомої 
витрати біогазу (y) від номінальної потужності БДУ (x): 
- для біогазопоршневих ЕУ 
                     y=-0,055ln(х)+0,7807 (R2=0,4758);                           (2.31) 
- для біогазотурбінних ЕУ 
                   y=-0,06ln(х)+1,0027 (R2=0,7502).                                (2.32) 
Нижня межа електричної потужності, при якій робота міні-ТЕЦ на базі 
БГПУ є доцільною, становить модульну величину близько 5 кВт, але в базі 
БГТУ 500 кВт. 
Дослідження показали, що зі зростанням потужності установок 
співвідношення теплової та електричної вироблюваної потужності установок 
знижується, тобто зростає частка електричної потужності у балансі 
когенерації (Рисунок 31). Частка електричної потужності в загальному 
балансі когенерації у БГПУ 1,5 ... 1,75 разів вище, ніж у БГТУ. 
 
Рисунок 31 – Залежність відношення теплової до електричної 
потужності від номінальної потужності біогазопоршневих (1), 
біогазотурбінних (2) ЕУ. 
Визначено параметри регресійних рівнянь лінійного зв'язку 
відношення теплової до електричної потужності (y) від номінальної 
потужності БГУ (x): 
- для біогазопоршневих ЕУ 
                y=-0,217ln(х)+2,4677 (R2=0,6922);                               (2.33) 
- для біогазотурбінних ЕУ 
                 y=-0,283ln(х)+3,2538 (R2=0,7259).                               (2.34) 
Дослідження ресурсу до капітального ремонту виявили перевагу 
біогазотурбінних установок (Рисунок 32). 
 
 
Рисунок 32 – Залежність ресурсу до капітального ремонту від 
номінальної потужності біогазопоршневих (1), біогазотурбінних (2) ЕУ. 
Ресурс установок однаковий для одного виробника і не залежить від 
потужності. Середній ресурс до капітального ремонту БГУ становить 12...15 
тис. годин для вітчизняних виробників та 40…72 тис. годин для зарубіжних 
виробників. 
Визначено параметри регресійних рівнянь лінійного зв'язку ресурсу до 
капітального ремонту (y) від номінальної потужності БГУ (x): 
- для біогазопоршневих ЕУ 
                        y=7,3928х+46424 (R2=0,1726);                             (2.35) 
- для біогазотурбінних ЕУ 
                       y=8,8184х+49947 (R2=0,0871).                               (2.36) 
Проведені дослідження з викидів парникових газів [133] показали, що 
газотурбінні установки менш екологічні, ніж газопоршневі установки 
(Рисунок 33). Біогазопоршневі установки викидають в 1,5 рази менше 
парникових газів, ніж біогазотурбінні установки. 
 
Рисунок 33 - Залежність емісії парникових газів від номінальної 
потужності біогазопоршневих (1), біогазотурбінних (2) установок. 
При цьому вартість біогазопоршневих установок у 2-3 рази менша 
вартості біогазотурбінних установок, проте витрати на капітальний ремонт у 
1,5-2 рази вищий. 
Визначено параметри регресійних рівнянь лінійного зв'язку емісії 
парникових газів (y) від номінальної потужності БГУ (x): 
- для біогазопоршневих ЕУ 
                               y=6,4175х-169,8 (R2=0,991);                           (2.37) 
- для біогазотурбінних ЕУ 
                            y=6,9862х+1420,2 (R2=0,9864).                          (2.38) 
У біогазових установках можуть використовуватись як синхронні (СГ), 
асинхронні генератори (АГ) електроенергії. СГ може працювати як в 
автономному режимі, так і паралельно із мережею. АГ може працювати 
тільки паралельно із мережею. Тому для забезпечення гнучкості застосування 
розподілених енергосистем частіше використовують СГ [38]. 
 
Висновки по розділу 2 
 
1. Проаналізовано концепцію та оригінальну структуру об'єднання в 
інформаційну базу даних експлуатаційно-технологічних 
характеристик різноманітних сучасних моделей енергоустановок на 
базі ВДЕ. 
2. Використаний програмний комплекс для роботи з інформаційною 
базою даних, що забезпечує автоматизовану обробку інформації по 
фірмам-виробникам, типам ЕУ та їх характеристикам, пошук, 
редагування інформації, побудова гістограм, порівняльний аналіз 
енергоустановок на відновлюваних джерелах енергії, що дозволяє 
оптимізувати вибір ЕУ під час проектування (реконструкції) систем 
електропостачання з ВДЕ. 
3. Проведено порівняльний аналіз експлуатаційно-технологічних 
параметрів сучасних енергоустановок на базі ВДЕ, що дозволило 
виявити найефективніші технології сонячних, вітрових, біогазових 
енергоустановок. 
4. Проведені дослідження дозволили визначити вплив експлуатаційно-
технологічних параметрів енергоустановок на ефективність 
функціонування електротехнічних комплексів СГП на основі ВДЕ, 
виявити найбільш ефективні технології та сформулювати 
рекомендації щодо вибору типу та потужності енергоустановок на 
базі ВДЕ при проектування (реконструкції) систем 
електропостачання СГП. 
 
 
 
 
 
 
 
РОЗДІЛ 3 
Методики вибору енергоустановок на базі ВДЕ за сукупністю 
експлуатаційно-технологічних параметрів, що визначають 
ефективність системи електропостачання СГП 
У розділі розглянуто питання розробки методики багатокритеріального 
вибору енергоустановок на базі ВДЕ на стадії проектування систем 
електропостачання.  Вивчено та проаналізовано методи прийняття рішень. На 
основі виконаного аналізу вибрано базові методи для розробки методики 
відбору, порівняння енергоустановок та вибору оптимального варіанту. 
Досліджено спосіб обчислення коефіцієнтів цінності порівнюваних 
параметрів ЕУ на базі ВДЕ. 
 
3.1 Багатокритеріальний підхід до вибору енергоустановок на базі 
ВДЕ 
Кожен вид ЕУ на базі  ВДЕ (сонячні, вітрові, біогазові та ін.) включає 
сукупність параметрів, що визначають ефективність експлуатації 
обладнання. Важливим завданням на етапі проектування електротехнічних 
комплексів СГП є вибір найкращого варіанта ЕУ серед запропонованих 
альтернатив різних фірм-виробників. При цьому необхідно враховувати 
максимальну кількість факторів, що впливають на ефективність ЕУ, що 
потребує серйозного аналітичного підходу. Для прийняття максимально 
об'єктивного рішення аналіз має бути комплексним. Кожна ЕУ має сукупність 
взаємопов'язаних параметрів. Як правило, при виборі енергоустановок 
основним параметром є мінімальна вартість обладнання. Однак, величина 
даного параметра збільшується, якщо до енергоустановок пред'являються 
підвищені вимоги щодо експлуатаційно-технологічної ефективності (ККД, 
ресурсу, масогабаритним показниками та ін.) [9, 25, 28]. Таким чином, зміна 
одного параметра енергоустановки може спричинити зміни інших 
параметрів. Тому вибір оптимального варіанта енергоустановок на ВДЕ для 
електротехнічних комплексів повинен здійснюватися за сукупністю 
параметрів та виявлення найкращих зв'язків між ними. При цьому 
аналітичний підхід закономірно переростає в синтетичний, системний, що 
дозволяє створювати картину дійсності більш адекватно. 
Вибір оптимального варіанта ЕУ на базі ВДЕ передбачає кількісну 
оцінку якості порівнюваних ЕУ, що є багатокритеріальним завданням 
оптимізації. Тому для вирішення задачі вибору ЕУ на базі ВДЕ необхідний 
математичний апарат, що задовольняє пред'явленим вимогам. 
Основне завдання вимог – вибір базових методів прийняття рішень на 
підставі аналізу практикуючих пропозицій для розробки методики вибору 
оптимального варіанта енергоустановок на відновлюваних джерелах енергії. 
Вимоги до методу, що розробляється [9, 16]: 
1. Об'єктивність. Необхідна мінімальна участь особи, приймаючої 
рішення (ОПР), у методиці зниження кількості суб'єктивних рішень. 
Необхідна мінімальна кількість затрачуваного часу ОПР під час 
реалізації методу. При видаленні (додаванні) n критеріїв або 
альтернатив ОПР повинен брати участь лише у цих змінах. 
2. Функціональність. Необхідне забезпечення можливості 
максимальної кількості операцій незалежно від кількості одноразово 
порівнюваних альтернатив та критеріїв. 
3. Когнітивність. Необхідна мінімальна кількість складних операцій 
для розуміння використовуваного методу та єдине рішення 
поставленої задачі для запропонованих умов. 
 
3.2 Аналіз методів прийняття рішень 
Для розробки методики вибору енергоустановок на базі ВДЕ вивчено 
та проаналізовано з позиції сформульованих вимог широко відомі методи 
прийняття рішень: 
- методи на основі головних критеріїв; 
- методи на основі компенсації критеріїв; 
- метод аналізу ієрархій; 
- метод зважених сум критеріїв; 
- метод Парето. 
Методи на основі головних критеріїв 
Методи основних критеріїв засновані на тому, що дозволяють виділити 
головний критерій, інші критерії розглядаються як додаткові та переводяться 
до категорії обмежень [39]. 
Щодо вибору енергоустановок на базі ВДЕ це має бути такий критерій, 
який впливає на ефективність функціонування енергоустановки, робить 
більший вплив, ніж всі інші критерії. Однак вибрати такий критерій досить 
важко. Неправильний вибір критерію може призвести до вибору 
неефективного обладнання. Наприклад, для ВЕУ головним критерієм було 
обрано коефіцієнт використання енергії вітру Ср. При порівнянні двох ВЕУ у 
першої енергоустановки Ср на 10% більше, ніж у другої, а діаметр вітроколеса 
другої на 10% більше, ніж у першої. Тоді друга установка при гіршому Ср 
вироблятиме більше електроенергії, ніж перша, так як потужність, що 
виробляється визначається квадратом діаметра вітроколеса. Або вибір 
біогазової енергоустановки тільки по ККД може призвести до вибору 
енергоустановки з малим ресурсом, що призведе до великих експлуатаційних 
витрат на ремонт. Аналогічна ситуація характерна для будь-якої кількості 
порівнюваних моделей енергоустановок за даними методами. 
З вище сказаного виникає питання: «як визначатиметься головний 
критерій?». Для визначення головного та додаткових критеріїв 
використовуються думки експертів. Однак у цьому випадку вибір 
енергоустановок буде повністю суб'єктивним. А за однакових значень обраних 
основних критеріїв порівнюваних енергоустановок не буде єдиного рішення. 
Основні переваги вище викладених методів при виборі енергоустановок 
на базі ВДЕ – простота застосування та інтерпретації результатів, відсутність 
високих вимог до математичної підготовки експертів, програмного 
забезпечення та обчислювальних засобів. 
Основні недоліки методів – суб'єктивність вибору «головних» критеріїв 
та вибору поступок, можливість втрати ефекту сукупного впливу кількох 
другорядних критеріїв, можливість отримання неефективних рішень. 
Застосування таких методів наштовхується на труднощі, пов'язані з 
можливою наявністю кількох «головних» критеріїв, що знаходяться в 
суперечності один з одним. 
Методи на основі компенсації критеріїв 
Методи компенсації критеріїв ґрунтуються на тому, що при порівнянні 
альтернатив певні недоліки можна вважати еквівалентним певним перевагам 
[39, 40]. 
Щодо вибору енергоустановок на базі ВДЕ реалізація методу може 
здійснюватися в такий спосіб. Наприклад, для вибору ВЕУ порівнюються два 
критерія: коефіцієнт використання енергії вітру Ср і діаметр вітроколеса. Ср 
вибирається, як основний. Серед порівнюваних моделей енергоустановок 
знайдено та зафіксовано найбільша величина Ср. Потім у порівнянні з першою 
моделлю необхідно порівнювати такі енергоустановки, у яких «позитивна» 
величина різниці між значеннями діаметрів вітроколіс впливала б також на 
ефективність енергоустановок, як «негативна» величина різниці між 
значеннями 
коефіцієнтів використання енергії вітру. Складність полягає в тому, що особа, 
яка проводить порівняльний аналіз моделей, повинна знати ступінь впливу 
кожного критерію ефективність енергоустановки, тобто бути експертом. 
Найбільш широко використовується в даний час методом компенсації за 
допомогою експерта є метод парної компенсації (ПАРК), що дозволяє 
структурувати проблему вибору та забезпечити необхідний аналіз та оцінку 
можливих альтернатив для вирішення поставленого завдання. Даний метод 
заснований на припущенні, що експерт має знання як про проблему, що стоїть 
перед ним, так і бажані шляхи її рішення. Метод використовується для цілей 
[39, 41]: 
- організації та розвитку ідей експерта про завдання та про найкращі 
енергоустановки, серед яких варто шукати рішення; 
- підказки експерта, як найкраща енергоустановка може бути 
практично знайдена. 
Вибір найкращої енергоустановки має здійснюватися на підставі 
попарного порівняння альтернатив. Передбачається, що експерт може 
порівнювати за перевагою: 
- оцінки двох альтернатив за окремими критеріями; 
- багатокритеріальні альтернативи, що відрізняються оцінками лише за 
двома критеріями; 
- дві альтернативи, що відрізняються по більшому, ніж два числа 
критеріїв, якщо при цьому одна альтернатива краща за іншу за всіма 
критеріям, крім одного. 
Методи складні та трудомісткі за кількості критеріїв N>2. 
Складність застосування цих методів для вибору енергоустановок на 
базі ВДЕ також полягає у складанні пар для порівняння. Наприклад, якщо 
коефіцієнт використання енергії вітру та діаметр вітроколеса можна зіставити 
по відношенню до вироблення електроенергії, то діаметр вітроколеса та 
швидкохідність тільки за допомогою експериментів. 
Метод аналізу ієрархій 
Метод аналізу ієрархій ґрунтується на припущенні, що елементи 
системи можуть групуватися в незв'язані множини. Основним завданням у 
ієрархії є оцінка вищих рівнів виходячи із взаємодії різних рівнів ієрархії, а не 
з безпосередньої залежності від елементів на цих рівнях. Реалізація методу 
складається з наступних етапів [41, 42]: 
1. Формулювання завдання, визначення мети. 
2. Ідентифікація критеріїв, які впливають на досягнення мети. 
3. Побудова ієрархії критеріїв, властивостей альтернатив та самих 
альтернатив. Проста структура ієрархії може складатися з трьох 
ступенів (Рисунок 34). 
4. Ведення суджень про парні порівняння альтернатив та їх зворотні 
величин. Побудова матриць парних порівнянь для елементів кожного 
рівня з урахуванням специфіки вимог елементів (критеріїв, цілей) 
попереднього вищого рівня відповідної ієрархії. 
5. Обчислення власних векторів. Визначення вектора пріоритету. 
Оцінку власних векторів можна отримати наступними чотирма 
способами: 
- підсумовувати елементи кожного рядка матриці та нормалізувати 
діленням кожної суми на сумі всіх елементів. Сума отриманих 
результатів дорівнюватиме одиниці. Перший елемент результуючого 
вектора буде пріоритетом першого об'єкта, другий – другого, третій 
– третього тощо. 
- підсумовувати елементи кожного стовпця матриці та отримати 
обернені величини цих сум. Нормалізувати їх так, щоб їх сума 
дорівнювала одиниці. Розділити кожну обернену величину на сумі 
всіх обернених величин. 
- розділити елементи кожного стовпця матриці на суму елементів 
цього стовпця – нормалізувати стовпець. Додати елементи кожного 
отриманого рядка та розділити цю суму на число елементів рядка – 
процес усереднення за нормалізованими стовпцями. 
- помножити n елементів кожного рядка і знайти корінь n-ого ступеня. 
Нормалізувати отримані числа. 
6. Визначення ваги критеріїв. 
7. Визначення пріоритетів альтернатив. 
Мета 
Критерій 1 Критерій 2 Критерій і Критерій n 
Альтернатива 1 Альтернатива Альтернатива n 
ш 
 
Рисунок 34 - Проста структура ієрархії. 
Ієрархічне уявлення системи можна використовувати для опису 
системи, як впливають зміни пріоритетів на верхніх рівнях на пріоритети 
елементів нижніх рівнів. Ієрархії стійкі та гнучкі. Малі зміни викликають 
малий ефект, а додавання до добре структурованої ієрархії не руйнують її 
характеристик. 
Перевагами використання даного методу на вибір енергоустановок на 
базі ВДЕ є відсутність обмежень щодо кількості одноразово порівнюваних 
альтернатив та критеріїв, єдине рішення, зрозумілість. 
Однак реалізація методу вибору енергоустановок на ВДЕ має і недоліки. 
Реалізація методу вимагає обов'язкової наявності експерта для парних 
порівнянь, а значить зниження об'єктивності у прийнятті рішень, що часто 
призводить до суперечливості результатів порівнянь. Тобто провідними 
мотивами для ухвалення рішення є вподобання людини. 
Ставлення узгодженості ґрунтується на порівнянні результатів 
опитувань експертів із «ідеальним» експертом. Що таке ідеальний «експерт» 
не зовсім зрозуміло. Тому критерій відбору експертів потребує підключення 
додаткових процедур з відповідними алгоритмами, що вимагають 
спеціального вивчення. 
Метод зважених сум критеріїв 
Метод зважених сум критеріїв ґрунтується на розкиді величин 
однорідних критеріїв порівнюваних альтернатив. Реалізація методу полягає з 
наступних етапів [41, 42]: 
1. Приведення оцінок за критеріями безрозмірного виду. 
2. Визначення ваг критеріїв на підставі наведених оцінок: 
2.1. Знаходяться середні оцінки за кожним критерієм. 
2.2. Знаходяться величини розкиду за кожним критерієм. 
2.3. Знаходиться сума величин розкиду. 
2.4. Знаходяться ваги критеріїв, що відображають розкид оцінок. Чим 
більше розкид (відмінність) в оцінках альтернатив за критерієм, тим 
більша вага цього критерію. 
3. Визначення ваги критеріїв з урахуванням експертних оцінок. 
4. Визначення загальної ваги критеріїв, що враховують думку експертів 
та розкид оцінок альтернатив за аналізованим критерієм. 
5. Визначення виважених оцінок об'єктів та суми оцінок. 
При використанні виваженої суми критеріїв доводиться оперувати з її 
значеннями, які часто не мають фізичного сенсу. Це ускладнює пояснення та 
обґрунтування рекомендацій, отриманих у результаті розв'язання 
багатокритеріальних завдань. Оскільки параметри енергоустановок на базі 
ВДЕ мають строго числові значення і не припускають словесних суджень 
(добре, погано та ін.), то цей недолік при адаптації до вибору енергоустановок 
можна виключити. 
Перевагами методу зважених сум критеріїв є : зрозумілість, мінімальний 
обсяг інформації, що отримується від експерта, відсутність обмежень за 
кількістю одноразово порівнюваних альтернатив та критеріїв, облік оцінки за 
всіма критеріями. 
Метод застосований для вирішення завдань прийняття рішень у різних 
постановках: вибрати один найкращий або кілька найкращих варіантів 
енергоустановок, упорядкувати всі варіанти за перевагою тощо. 
Метод Парето 
Метод Парето заснований на однойменній аксіомі, суть якої полягає в 
тому, що ефективною є альтернатива, для якої не існує іншої допустимої, яка 
не поступається їй за всіма критеріями і хоча б по одному критерію переважає 
її альтернативи [43]. 
Розглянемо реалізацію методу щодо вибору енергоустановок на базі 
ВДЕ при найбільш простих умовах – два критерії оцінки. Кожна модель 
енергоустановок Аі має судження за наявними критеріями Х та Y, певною 
особою, яка приймає рішення. Для визначення оптимальної моделі 
енергоустановки будується графік оцінок альтернатив, що розглядаються 
(Рисунок 35). 
 
Рисунок 35 – Множина Парето. 
З Рисунку 35 очевидні такі варіанти рішень: 
1. При мінімізації обох критеріїв найкращим варіантом є 
енергоустановка А1. 
2. При мінімізації критерію Х та максимізації критерію Y найбільш 
кращими варіантами є енергоустановки А1 та А5. 
3. При максимізації критерію Х та мінімізації критерію Y найкращими 
варіантами є енергоустановки А3 і А1. 
4. При максимізації обох критеріїв найкращими варіантами є 
енергоустановки А3 та А5. 
У запропонованому прикладі енергоустановки А1, А3 та А5 можуть 
претендувати на роль найкращого варіанта. Часто у літературі дані 
альтернативи називають недомінованими. Остаточний вибір найкращої 
енергоустановки здійснюється з досвіду, інтуїції та інших міркувань особою, 
яка приймає рішення. 
При критеріях більше двох рішення часто далеко не єдине. Очевидно, 
що множина ефективних рішень значно вужче, ніж вихідна множина гаданих 
рішень. Таким чином, визначення множини Парето допомагає скоротити час 
при прийнятті рішень, визначаючи заздалегідь невідповідні альтернативи за 
жодним критерієм. Виникає основний недолік методу – проблема звуження 
множини Парето. Тому даний метод краще застосовувати в якості 
попереднього етапу оптимізації. 
Аналіз методів прийняття рішень щодо об'єктивності, функціональності, 
когнітивності зведено до Таблиці 3 та Таблиці 4. 
Найбільш відповідним вимогам, що висуваються, є метод виважених 
сум критеріїв (МВСК). 
Застосування МВСК для детального порівняння великої кількості 
енергоустановок може виявитися досить трудомістким. Тому необхідні 
попередні етапи оптимізації. Як один з таких етапів корисним буде 
застосування методу Парето, що дозволяє звузити безліч ефективних рішень. 
Таблиця 3 
Порівняльний аналіз методів прийняття рішень щодо об'єктивності, 
функціональності та когнітивності 
 Об’єктивність  Функціональність Когнітивність 
 
Метод 
ухвалення 
рішень 
Методи головних 
Повна Все n 1 Так Ні Ні 1 
критеріїв 
Методи компенсації 
Повна Все n 2 Так Ні Ні 1 
критеріїв 
Метод аналізу 
Мінімальна 1 n N Так Да Є 1 
ієрархій 
Метод виважених 
Мінімальна 0-1 n N Так Да Є 1 
сум критеріїв 
Метод Парето Часткова K n N Так Ні Ні m 
Примітка: 0-1 Метод МВСК передбачає можливість розв'язання задачі без участі 
ОПР 
 
Таблиця 4 
Результати порівняльного аналізу методів прийняття рішень щодо 
об'єктивності, функціональності та когнітивності1 
    
Метод 
Об’єктивність Функціональність Когнітивність Загальний рейтинг 
ухвалення 
рішень 
Методи головних 
+ + + + + + + + + + 
критеріїв 
Методи компенсації 
+ + + + + + + + + + 
критеріїв 
Метод аналізу 
+ + + + + + + + + + + + + + 
ієрархій 
Метод виважених 
+ + + + + + + + + + + + + + + + 
сум критеріїв 
Метод Парето + + + + + + + + + + + + 
1 + невідповідність вимозі, що висувається 
++ часткова відповідність вимозі, що висувається   
+++ максимальна відповідність вимозі, що висувається 
 
Участь особи, 
що приймає 
рішення (ОПР) 
Етапи участі 
ОПР 
Кількість 
порівнюваних 
одноразово 
альтернатив 
Кількість 
порівнюваних 
одноразово 
критеріїв 
Оцінка цінності 
однорідних 
критеріїв 
Оцінка цінності 
різнорідних 
критеріїв 
Наявніс
ь 
складни
Кхіл ькість 
орпішереанцьі й 
 
3.3 Методика вибору енергоустановок на базі ВДЕ за сукупністю 
експлуатаційно-технологічних параметрів 
Методика вибору моделі енергоустановки на базі ВДЕ серед 
порівнюваних однорідних альтернатив визначає оптимальний варіант за 
сукупною оцінкою експлуатаційно-технологічних параметрів. Сукупна оцінка 
параметрів порівнюваних моделей одного виду обчислюється за виразом [9 – 
11, 24]: 
Kj=∑��
��=1 ���� ∙ ������ , �� = 1, … , ��, �� = 1, … , ��                          (3.1) 
де N – кількість порівнюваних моделей енергоустановок; М – кількість 
порівнюваних різнорідних параметрів; Pij – наведена оцінка i-ого 
параметра j-ої моделі енергоустановки, ум.од.; ki – коефіцієнт цінності i-
ого параметра. 
Розрахунок наведених оцінок параметрів, схильних до максимізації або 
мінімізації, проводиться за виразами: 
������
������ = ������ , ��
�� ���� → ������
����
                                   { �� ,                                      (3.2) 
����
������ = ������ , ��
�� ���� → ������
����
де  ������  − абсолютне значення i-го параметра j-ї моделі; 
��������
���� , ��������
����  - максимальне (мінімальне) абсолютне значення зі списку 
однорідних i-х параметрів j-их моделей. 
Для високої якості оціночних робіт необхідно декілька джерел, що 
характеризують порівнювані параметри та рівень їх впливу на ефективність 
енергоустановок. 
Із застосуванням методу зважених сум критеріїв визначаються 
коефіцієнти цінності порівнюваних параметрів енергоустановок на базі ВДЕ у 
"вузькому" варіанті. При порівнянні відібраних моделей енергоустановок для 
об'єктів різної потужності тих самих фірм-виробників пріоритетність 
коефіцієнтів цінності може бути різною. Це пов'язано з тим, що величина 
розкиду i-го параметра для різних сукупностей порівнюваних 
енергоустановок може виявитися різною, що, незважаючи на високу 
об'єктивність, знижує якість оціночних робіт. 
При опитуванні тих самих експертів цінність параметрів для одного 
виду енергоустановок не може змінитися від кількості, потужності 
порівнюваних енергоустановок. Однак оцінки можуть бути отримані тільки на 
основі знань та досвіду експерта, що підвищує суб'єктивність та знижує якість 
оціночних робіт. 
Підвищити якість оціночних робіт можливо, врівноваживши обчислення 
коефіцієнтів цінності параметрів енергоустановок на базі ВДЕ 
запровадженням додаткової складової середньозваженої оцінки коефіцієнта 
цінності порівнюваних параметрів незалежно від кількості, потужності та ін. 
сукупностей порівнюваних енергоустановок на підставі аналізу великої 
вибірки статистичних даних Підхід щодо розрахунку додаткової складової 
середньозваженої оцінки коефіцієнта цінності аналогічний підходу методу 
виважених сум критеріїв (Рисунок 36). 
 
                                а)                                              б) 
Рисунок 36 - Підхід щодо розрахунку коефіцієнта цінності параметрів за 
методом зважених сум критеріїв (а), на основі статистичних досліджень бази 
даних параметрів енергоустановок на базі ВДЕ (б). 
Середньозважений коефіцієнт цінності i-го параметра порівнюваних 
моделей енергоустановок визначається за виразом: 
                                             k  (k  k  k ) / 3 
i 1 2 3 ,                                                          (3.3) 
 
де k1 – коефіцієнт цінності i-го параметра, отриманого із застосуванням методу 
виважених сум критеріїв; 
k2 – коефіцієнт цінності i-го параметра, отриманий на основі статистичних 
досліджень бази даних параметрів ЕУ на базі ВДЕ;  
k3 – коефіцієнт цінності i-го параметра, отриманий на основі опитувань 
експертів. 
Опитування експертів не є обов'язковим. Експерти розставляють пріоритети 
щодо характеристик у межах переліку незалежних коефіцієнтів цінності. За 
відсутності експертних оцінок середньозважений коефіцієнт цінності i-го параметра 
порівнюваних моделей: 
                                            ki  (k1  k2 ) / 2,                                                                (3.4) 
Коефіцієнт цінності i-го параметра порівнюваних моделей, отриманого із 
застосуванням методу зважених сум критеріїв: 
 
 де де m – кількість величин розкиду; 
rі  -  величина розкиду i-го параметра (ум..од.), що визначається за виразом: 
 
де д Pі - середня оцінка i-го параметра, ум.од. 
 
Коефіцієнт цінності i-го параметра, отриманий на основі статистичних 
досліджень бази даних параметрів ЕУ на базі ВДЕ: 
 
де qі - ймовірність збігу величин за i-им параметром, отримана на на 
основі статистичних досліджень параметрів енергоустановок на базі ВДЕ. 
У результаті оптимальною вважається модель ЕУ з максимальним 
значенням Kj. 
Розроблена методика багатокритеріального вибору дозволяє визначити 
оптимальний варіант енергоустановок на базі ВДЕ за сукупністю 
експлуатаційно-технологічних параметрів. Методика є універсальна і може 
застосовуватися при виборі моделей ВДЕ для будь-якого об'єкту. 
  
3.4 Застосування дослідженої методики при виборі 
біогазопоршневої ЕУ для електропостачання СГП 
тваринництва 
Розглянемо як приклад застосування методики для вибору оптимального 
варіанта біогазопоршневої установки з 5 альтернатив електричною 
потужністю 100 кВт за сукупністю 6 параметрів. Вихідні дані представлені у 
Таблиці 5. 
Таблиця 5  
Параметри біогазопоршневих установок (вихідні дані) 
Модель Cent Ricard Caterpillar Рetra АГП 
Параметр o o G3406 120 100 
T10 100 C 
0 
Електричний ККД, % 36,4 35,4 28,8 38,2 36 
Загальний ККД, % 85,6 93 89,5 88,3 80 
Коефіцієнт потужності, ум.од. 1 0,8 1 1 1 
Ртеп/Рел, о.е. 1,35 1,4 1,5 1,31 0,8 
Ресурс до капремонту, тис.год. 55 40 60 60 15 
Емісія парникових газов 
772 485 918 717 566 
СО2экв, т/рік 
 
1. Обчислимо значення наведених оцінок параметрів ранжирування. 
Електричний ККД підлягає максимізації: 
Р11=36,4/38,2=0,95; Р12=35,4/38,2=0,93; Р13=28,8/38,2=0,75; 
Р14=38,2/38,2=1; Р15=36/38,2=0,94. 
Загальний ККД підлягає максимізації: 
Р21=85,6/93=0,92; Р22=93/93=1; Р23=89,5/93=0,96; Р24=88,3/93=0,95; 
Р25=80/93=0,86. 
Коефіцієнт потужності підлягає максимізації: 
Р31=1/1=1; Р32=0,8/1=0,8; Р33=1/1=1; Р34=1/1=1; Р35=1/1=1. 
 
Відношення теплової до електричної потужності підлягає мінімізації: 
Р41=0,8/1,35=0,59; Р42=0,8/1,4=0,57; Р43=0,8/1,5=0,53; 
Р44=0,8/1,31=0,61; Р45=0,8/0,8=1. 
Ресурс до капітального ремонту підлягає максимізації: 
Р51=55/60=0,92; Р52=40/60=0,67; Р53=60/60=1; Р54=60/60=1; 
Р55=15/60=0,25. 
Емісія парникових газів підлягає мінімізації: 
Р65=485/566=0,86. 
Результати зведено до Таблиці 6  – матрицю наведених оцінок. 
Таблиця 6 
Матриця наведених оцінок біогазопоршневих установок 
Модель Cento Ricardo Caterpillar Рetra АГП 
Параметр T100 100 G3406 120 C 100 
Електричний ККД, % 0,95 0,93 0,75 1 0,94 
Загальний ККД, % 0,92 1 0,96 0,95 0,86 
Коефіцієнт потужності, ум.од. 1 0,8 1 1 1 
Ртеп/Рел, ум.од 0,59 0,57 0,53 0,61 1 
Ресурс до капремонту, тис.год 0,92 0,67 1 1 0,25 
Емісія парникових газов, 
0,63 1 0,53 0,68 0,86 
СО2экв, т/рік 
 
2. Обчислимо коефіцієнти цінності i-х параметрів порівнюваних 
моделей із застосуванням методу виважених сум критеріїв. 
Обчислимо середні наведені оцінки за i-им параметром. 
Р1=(0,95+0,93+0,75+1+0,94)/5=0,91; 
Р2=(0,92+1+0,96+0,95+0,86)/5=0,94; Р3=(1+0,8+1+1+1)/5=0,96; 
Р4=(0,59+0,57+0,53+0,61+1)/5=0,66; Р5=(0,92+0,67+1+1+0,25)/5=0,77; 
Р6=(0,63+1+0,53+0,68+0,86)/5=0,74. 
Обчислимо розкид наведених оцінок за i-им параметром. 
r1=(|0,95-0,91|+|0,93-0,91|+|0,75-0,91|+|1-0,91|+|0,94-0,91|)+/(5·0,91)=0,08; 
r2=(|0,92-0,94|+|1-0,94|+|0,96-0,94|+|0,95-0,94|+|0,86-0,94|)+/(5·0,94)=0,04; 
r3=(|1-0,96|+|0,8-0,96|+|1-0,96|+|1-0,96|+|1-0,96|)+/(5·0,96)=0,07; 
r4=(|0,59-0,66|+|0,57-0,66|+|0,53-0,66|+|0,61-0,66|+|1-0,66|)+/(5·0,66)=0,21; 
r5=(|0,92-0,77|+|0,67-0,77|+|1-0,77|+|1-0,77|+|0,25-0,77|)+/(5·0,77)=0,32; 
r6=(|0,63-0,74|+|1-0,74|+|0,53-0,74|+|0,68-0,74|+|0,86-0,74|)+/(5·0,74)=0,21. 
Обчислимо суму величин розкиду наведених оцінок. 
r=0,08+0,04+0,07+0,21+0,32+0,21=0,93. 
Обчислимо коефіцієнти цінності i-х параметрів порівнюваних моделей 
із застосуванням методу виважених сум критеріїв. 
k11=0,08/0,93=0,09; k21=0,04/0,93=0,04; k31=0,07/0,93=0,08; 
k41=0,21/0,93=0,22; k51=0,32/0,93=0,34; k61=0,21/0,93=0,23. 
3. Обчислимо коефіцієнти цінності i-х параметрів на основі 
статистичних досліджень бази даних параметрів ЕУ на базі ВДЕ 
Обчислимо ймовірність розкиду i-х параметрів на основі статистичних 
досліджень бази даних ЕУ на базі ВДЕ за формулою: pі = 1-qі, qі – ймовірність 
збігу величин за i-им параметром. Приклад отримання qі=0,4676…0,47 по 
електричному ККД наведено Рисунку 29. Аналогічно отримано ймовірності 
збігу величин за іншимм параметрами: 
за загальним ККД qі = 0,13; 
за коефіцієнтом потужності qі = 0,07; 
по відношенню до теплової до електричної потужності qі=0,69; 
за ресурсом до капітального ремонту qі = 0,17; 
за емісією парникових газів qі=0,99. 
Обчислимо ймовірності розкиду i-х параметрів: 
за електричного ККД p1 = 1-0,47 = 0,53; 
за загальним ККД p2 = 1-0,13 = 0,87; 
за коефіцієнтом потужності p3=1-0,07=0,93; 
за відношеням теплової до електричної потужності p4=1-0,69=0,31; 
за ресурсом до капітального ремонту p5 = 1-0,17 = 0,83; 
за емісією парникових газів p6=1-0,99=0,01. 
Обчислимо суму величин ймовірностей розкиду i-х параметрів. 
p =0,53+0,87+0,93+0,31+0,83+0,01=3,48. 
Обчислимо коефіцієнти цінності i-х параметрів на основі статистичних 
досліджень бази даних параметрів ЕУ на базі ВДЕ 
k12=0,53/3,48=0,15; k22=0,87/3,48=0,25; k32=0,93/3,48=0,27; 
k42=0,31/3,48=0,08; k52=0,83/3,48=0,24; k62=0,01/3,48=0,01. 
4. Обчислимо середньозважений коефіцієнт цінності i-їх параметрів за 
формулою k2 = (k1 + k2)/2: 
за електричного ККД k1 = (0,09 + 0,15) / 2 = 0,12; 
за загальним ККД k2 = (0,04 +0,25) / 2 = 0,14; 
за коефіцієнтом потужності k3 = (0,08 +0,27) / 2 = 0,18; 
за відношенням теплової до електричної потужності k4 = (0,22+0,08)/2 = 
0,15; 
за ресурсом до капітального ремонту k5 = (34 + 24) / 2 = 0,29; 
а емісією парникових газів k6 = (0,23+0,01)/2 = 0,12. 
5. Обчислимо інтегральну оцінку ЕУ із застосуванням лінійної згортки. 
К1=0,12·0,95+0,14·0,92+0,18·1+0,15·0,59+0,29·0,92+0,12·0,63=0,85; 
К2=0,12·0,93+0,14·1+0,18·0,8+0,15·0,57+0,29·0,67+0,12·1=0,80; 
К3=0,12·0,75+0,14·0,96+0,18·1+0,15·0,53+0,29·1+0,12·0,53=0,84; 
К4=0,12·1+0,14·0,95+0,18·1+0,15·0,61+0,29·1+0,12·0,68=0,87; 
К5=0,12·0,94+0,14·0,86+0,18·1+0,15·1+0,29·0,25+0,12·0,86=0,74. 
Найкращою серед порівнюваних альтернатив із сукупності 
порівнюваних параметрів є енергоустановка №4 (Рetra120C). 
 
Висновки по розділу 3 
1. Визначено вимоги до методики, що аналізується: об'єктивність, 
функціональність, когнітивність. 
2. Вивчено та проаналізовано методи прийняття рішень до заявлених 
вимог. На основі виконаного аналізу обрано базові методи для 
розробки методики відбору, порівняння енергоустановок та вибору 
оптимального варіанту. 
3. Досліджено методику багатокритеріального вибору ЕУ на базі ВДЕ, 
що дозволяє визначити оптимальну модель ЕУ серед порівнюваних 
альтернатив щодо сукупності експлуатаційно-технологічних 
параметрів та відрізняється застосуванням імовірнісних 
характеристик, що дозволяють підвищити якість оціночних робіт. 
Наведено приклад реалізації методики. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
РОЗДІЛ 4 
Дослідження та вивчення науково-технічних рішень щодо 
застосування ВДЕ для ефективного електропостачання СГП 
Розділ присвячений дослідженню науково-технічних рішень щодо 
застосування ВДЕ для ефективного електропостачання СГП тваринництва  на 
прикладі ТЗОВ «Баркам» Львівської області. Проведено оцінку потенціалу 
відновлюваних енергоресурсів. Проведено аналіз схем сполучення ВДЕ у 
комбінованих джерелах живлення. Вибраний оптимальний варіант схем 
інтеграції ВДЕ залежно від енергоустановок для біогазових міні-ТЕЦ. 
Розроблено алгоритм функціонування ефективної системи електропостачання 
СГП на основі ВДЕ. 
 
4.1 Дослідження енергетичного потенціалу місцевих відновлюваних 
енергоресурсів, добових графіків електричних навантажень СГП та 
режимів роботи енергоустановок на базі ВДЕ 
Особливістю СГП тваринництва є можливість отримання більш 
стабільного та прогнозованого ВДЕ – біогазу. Тому, енергоустановки на 
біогазі розглядаються як база для комбінованих джерел живлення СГП. 
Електропостачання СГП здійснюється від одного джерела – масляного 
трансформатора типу ТМ-400 6/0,4 кв. Перерва електропостачання 
призводить до зриву технологічних процесів СГП та завдає шкоди 
підприємству. Тому для електропостачання СГП потрібні додаткові джерела 
енергії. 
Величина вироблення біогазу визначена за виразом, виведеним з 
використанням методики [29, 44]: 
м3/год 
 
де kn – поправочний коефіцієнт, що враховує підстилку, залишки корму 
та 
ін. (1,3); 
mi – добовий вихід гною від однієї тварини (15 кг); 
Ni - кількість тварин даної вікової та видової групи, гол.; 
W – вологість гною (88,4%); 
Рcов - вміст сухої органічної речовини в гною (94,4%); 
Nск - вміст сухої органічної речовини в екскриментах (0,85%); 
Vпит – питомий вихід біогазу при повному розкладанні органічної 
речовини 
(0,3 м3/кг). 
Величина вироблення біогазу на 2123 голів свиней становить 59,8 
м3/год. 
Потенціал вироблення електроенергії на міні-ТЕЦ визначено на підставі 
величини середнього вироблення біогазу та обраної моделі біогазопоршневої 
установки. Теплова енергія, що утилізується на міні-ТЕЦ повинна 
використовуватися для підігріву вихідної сировини, а також  
використовуватись на потреби теплопостачання. 
Дослідження енергетичного потенціалу місцевих ВДЕ показали, що 
денна сума сонячної радіації у весняно-літній період та потенціал добового 
вироблення біогазу роблять перспективним підвищення ефективності 
електропостачання даної СГП шляхом застосування біогазової (БГУ) та 
сонячної (СЕУ) енергоустановок. Аналогічна ситуація характерна для інших 
СГП тваринництва Львівської області. 
Для обґрунтування схеми інтеграції різнорідних ВДЕ на СГП проведено 
дослідження групових добових графіків електричних навантажень (ГЕН) із 
застосуванням багатофункціонального аналізатора електричної енергії 
Circutor AR-5L (Рисунок 37). 
Проведені дослідження добового ГЕН СГП та режимів роботи ЕУ на базі 
ВДЕ показали, що вироблення та споживання електроенергії узгоджуються не 
повною мірою. Тому для узгодження режимів виробництва та споживання 
електроенергії необхідні буферні накопичувачі (БНЕ), використання яких 
дозволяє підвищити маневреність електротехнічних комплексів, знизити 
витрату палива (біогазу) та збільшити ресурс енергоустановок на базі ВДЕ. 
БНЕ повинні розраховуватися виходячи з потреб найвідповідальніших 
споживачів (систем вентиляції, холодильні установки тощо), перерва роботи 
яких неминуче веде до збитків для СХП тваринництва, а значить до 
підвищення енергоємності. 
 t, год 
1 – режим заряду БНЕ від БГЕУ; 2 – режим споживання ЕЕ від БНЕ, СЕП та ЦЕМ 
(при необхідності); 3 – режим заряду БНЕ від СЕП; 4 – режим споживання ЕЕ від БГЕУ 
Рисунок 37 - Добовий графік електричного навантаження (серпень) СГП 
тваринництва на та режими роботи джерел енергії. 
Система БНЕ повинна включати блок датчиків, блок заряду розряду, 
первинні накопичувачі електроенергії [27, 32]. Як накопичувачі електроенергії 
можуть виступати гіроакумулюючі пристрої, суперконденсатори, водневі 
системи, акумуляторні батареї [45 -47]. 
Перевагами гіроакумулюючих пристроїв є простота контролю кількості 
запасеної електроенергії; можливість отримання незалежних входу та виходу, 
відсутність екологічно шкідливих речовин, значний термін служби (до 20 
років); високий ККД (до 90%). До недоліків можна віднести високу вартість, 
відносно малий час збереження енергії (десятки годин) та наявність шумів та 
вібрацій. 
Основними перевагами суперконденсаторів є великий ресурс (20 років), 
підвищена питома потужність (2-10 кВт/кг), відсутність обмежень за 
глибиною заряду, високий ККД (до 98%) [46]. Основним Недоліком є мала 
енергоємність [48]. 
Перевагами водневих пристроїв є екологічна чистота, легка керованість 
процесом електролізу, необмеженість терміну зберігання газів у стаціонарних 
умовах, високий ККД. Головними недоліками є висока вартість та обережність 
при експлуатації в зв'язки з вибухонебезпечністю гримучого газу. 
Найбільшого поширення набули свинцеві кислотні акумулятори, 
основними перевагами яких є дешевизна, доступність, стабільне значення 
напруги в процесі розряду, значний термін зберігання електроенергії (2.3 
місяці). Недоліками є залежність ККД від струму розряду та температури, 
обмежена глибина розряду, залежність терміну служби від глибини розряду та 
температури навколишнього середовища; наявність шкідливих хімічних 
речовин [49]. У довгостроковій перспективі очікується широке використання 
іонно-літієвих акумуляторних батарей [50]. 
Підвищення терміну служби та зниження вартості систем накопичувачів 
електроенергії може бути досягнуто комбінуванням акумуляторних батарей та 
суперконденсаторів. За такої схеми акумулятори забезпечують 
електропостачання споживачів у базовому режимі за відсутності ВДЕ, а 
перехідні процеси компенсуються суперконденсаторами. Заряд, розряд і 
контроль ємності накопичувачів електроенергії за заданому алгоритму 
забезпечує керований перетворювач. 
 
4.2 Вибір схем електропостачання СГП при паралельній роботі ВДЕ 
та централізованої електричної мережі (ЦЕМ) 
Проблема поєднання різнорідних відновлюваних джерел енергії 
обумовлена різними вихідними параметрами енергоустановок та 
необхідністю їх перетворення до стандартних електричних параметрів мережі. 
Для забезпечення паралельної роботи різнорідних ВДЕ широке поширення 
набули такі підходи: 1) застосування модульних конструкцій на основі 
гібридних інверторів; 2) підключення на стороні змінного струму; 3) 
підключення на стороні змінного струму високої частоти; 4) підключення на 
стороні постійного струму. 
Найбільш досконалими схемами за погодженням вихідних параметрів 
різнорідних джерел енергії мають модульні конструкції з урахуванням 
гібридних інверторів (Рисунок 38). Вони дозволяють об'єднувати в одній 
системі живлення різнотипні енергоустановки на базі ВДЕ, накопичувачі 
електроенергії [9, 51]. 
 
Рисунок 38 - Схема узгодження різнорідних джерел енергії з 
застосуванням модульної конструкції на основі гібридного інвертора. 
Досліджені комплекси модульного виконання є технічно закінченими 
виробами, які не мають проблем із вихідними параметрами електричної 
енергії Однак, їх поширення часто обмежується невеликою потужністю 
споживачів, що підключаються (до 10 кВт) та/або можливістю використання 
енергоустановок на базі ВДЕ конкретних моделей, виробників. 
На Рисунку 39  представлена схема узгодженя різнорідних 
відновлюваних джерел енергії за змінного струму. Схема узгодження на 
змінному струмі має такі переваги: можливість масштабування, відсутність 
додаткових ступенів перетворення електроенергії системи, що визначає її 
високий ККД, легкість у керування під час використання автоматизованих 
систем. Оскільки генератори підключені безпосередньо на шини споживачів 
недоліком цієї схеми є вимоги на виходах однакових та постійних значень 
напруги та частоти мережі [51, 52]. 
Інверт 
ори 
 
Рисунок 39 - Схема узгодження різнорідних відновлюваних джерел 
енергії на стороні змінного струму промислової частоти. 
Міні-ГЕС та міні-ТЕЦ виробляють електроенергію напругою 0,4- 6(10) 
кВ промислової частоти (50 Гц), що відповідає вимогам до напруги і частоти 
мережі живлення. Сонячні електричні установки не мають безпосереднього 
контакту зі споживачем, оскільки виробляють постійний струм і з'єднані з 
ними через інвертор. Наявність конвертора обумовлено крайньою 
нестабільністю вихідної напруги [53, 54]. 
Основні проблеми з якістю електроенергії, що виробляється виникають 
при використанні в комбінованій схемі вітроенергетичній установок, оскільки 
в малій  енергетиці переважного поширення отримали безредукторні 
конструкції ВЕУ з багатополюсними електричними генераторами на 
постійних магнітах, що працюють на змінній частоті обертання вітроколеса 
[80]. Виняток недоліку при включенні даного типу ВЕУ до комбінованої 
системи електропостачання вирішується шляхом застосування 
індивідуального перетворювача за схемою "Випрямляч-інвертор". 
Поєднання різнорідних відновлюваних джерел енергії можливе і на 
стороні змінному струмі високої частоти [55]. Варіант цієї схеми представлено 
Рисунку 40. 
 
Рисунок 40 - Схема узгодження різнорідних відновлюваних джерел 
енергії на стороні змінного струму високої частоти. 
 Використання високочастотної шини дозволяє зменшити масогабаритні 
розміри перетворювальної техніки. Проте, використання шини високої 
частоти, характеризується проблемами, пов'язаними з втратами потужності у 
допоміжній мережі та електромагнітною сумісністю, що ускладнює 
технологію електропостачання, збільшуючи вартість електроенергії. 
На Рисунку 41 представлена схема узгодження різнорідних 
відновлюваних джерел енергії за постійного струму. 
 
Рисунок 41 - Схема узгодження різнорідних відновлюваних джерел 
енергії на стороні постійного струму. 
Схема узгодження на постійному струмі має такі переваги: відсутність 
вимог щодо погодження режимів роботи будь-яких типів ВДЕ, використання 
загального інвертора, що дозволяє забезпечувати високу якість електроенергії, 
що відпускається споживачам. Так само схема дозволяє використовувати 
дизельні електростанції інверторного типу, що дозволяють економити дороге 
дизельне паливо [55]. 
Недоліками схеми на постійному струмі є необхідність індивідуальних 
перетворювачів для кожного виду ВДЕ, що підвищує вартість системи, і 
втрати потужності, пов'язані з подвійним перетворення електроенергії. Втрати 
в інверторах становлять 2…10% переданої потужності. 
Проведений аналіз показав, що найбільш перспективними при інтеграції 
різнорідних ВДЕ до централізованої електричної мережі є схеми узгодження 
на постійному та змінному струмі. 
Застосування біогазу як паливо для отримання електричної енергії 
можливо як у міні-ТЕЦ із газопоршневими установками (ГПУ) або 
газотурбінними енергоустановками (ГТУ), так і в міні-ТЕЦ з паливними 
елементами на розплаві карбонатів (РКПЕ) або твердооксидними (ТОПЕ). На 
підставі проведених досліджень у другому розділі встановлено, що 
застосування біогазових міні-ТЕЦ з ГПУ більш енергоефективне та екологічно 
в порівнянні з ГТУ, а ТОПЕ більш енергоефективні та екологічні, ніж РКПЕ. 
У схемах електропостачання з ГПУ перевагу має схема, де об'єднання 
СЕУ з БНЕ та паралельна робота СЕУ з БДПУ виконуються на змінному 
струмі (Рисунок 42). 
У схемі відсутня зайва ступінь перетворення електроенергії від ГПУ, що 
підвищує надійність електропостачання, а також дає можливість надлишок 
електроенергії використовувати БНЕ. При цьому відсутні проблеми з якістю 
електроенергії у точці об'єднання СЕУ та БНЕ. 
ЦЕМ 
 
Рисунок 42 - Схема інтеграції ВДЕ та ЦЕМ при використанні біогазових 
міні-ТЕЦ із газопоршневими установками. 
Проблема якості електроенергії при ввімкненні нестабільних ВДЕ в 
комбіновану систему електропостачання вирішується шляхом застосування 
керованих перетворювачів. При включенні ВЕУ за схемою випрямляч -
інвертор, при ввімкненні СЕУ за схемою конвертор-інвертор. 
Оскільки використання біогазової міні-ТЕЦ обмежено обсягом вихідної 
сировини, то можна оцінити максимальну частку заміщуваної електроенергії. 
Споживана електроенергія має нерівномірний характер. Тому необхідне 
узгодження відновлюваного джерела із споживачем. Для узгодження режимів 
важливо визначити цикли, що повторюються в технологічному процеі. Такі 
властивості має добова сума як надходженої відновлюваної, так і корисно 
споживаної електроенергії. Використання ВДЕ можна оцінити коефіцієнтом 
використання енергоустановки, що показує частку потужності, що 
виробляється, використовуваної корисно для забезпечення потреб споживачів: 
24
1 РП.і
Квик.і = ∙ ∑ ≤ 1 
24 Рпов.і
1
 де  РП.і   - використовувана споживачами потужність від ВДЕ, кВт; 
 Рпов.і   − повна потужність, що виробляється від ВДЕ, кВт. 
 У випадку, коли виробляється менше, ніж потрібно енергії, що 
виробляється ВДЕ, енергія використовується споживачем повністю, і Квик.і=1. 
Інакше енергоустановка з вибраними параметрами недовикористовується і 
слід очікувати втрати енергії. 
 На Рисунку 43 представлено сімейство імовірнісно-статистичних 
добових графіків навантаження ТЗОВ СГП «БАРКОМ». 
 Результати розрахунків корисного вироблення електроенергії 
біогазової 
міні-ТЕЦ та коефіцієнтів використання енергоустановки без акумулювання 
електроенергії представлені у Таблиці 7. 
 Середній річний коефіцієнт використання енергоустановки без 
акумулювання енергії становить 0,86. Частка заміщення електроенергії, 
споживаної із централізованої мережі, становить 93%. 
 З Рисунку 43 видно, що є надлишки електроенергії в нічний час та 
недоліки в ранкові та вечірні години. Проведено оцінку енергетичної 
ефективності використання накопичувачів електроенергії. 
Результати розрахунків коефіцієнтів використання міні-ТЕЦ з 
акумулюванням електроенергії представлені в Таблиці 8. 
 Середній річний коефіцієнт використання енергоустановки з 
акумулюванням енергії становить 0,88. Частка заміщення електроенергії, 
споживаної із централізованої мережі, становить 95%. 
 
 Рисунок 43 - Сімейство імовірнісно-статистичних добових графіків 
навантаження СГП. 
Таблиця 7 
Розрахункове вироблення електроенергії біогазової міні-ТЕЦ та 
коефіцієнти використання енергоустановки без акумулювання енергії 
Наймен. січ лют бер квіт трав черв лип серп вер жовт лист груд всього 
Wміс.i 126,5 114,2 126,5 122,4 126,5 122,4 126,5 126,5 122,4 126,5 122,4 126,5 1489,2 
Кіес.i 0,945 0,943 0,857 0,814 0,844 0,755 0,844 0,813 0,800 0,864 0,918 0,970  
Wзi 119,5 107,7 108,4 99,6 106,7 92,4 106,7 102,8 97,9 109,3 112,4 122,7 1286,3 
 
Таблиця 8  
Розрахункове вироблення електроенергії біогазової міні-ТЕЦ та 
коефіцієнти використання енергоустановки з акумулюванням енергії 
Наймен. січ лют бер квіт трав черв лип серп вер жовт лист груд всього 
Wміс.i 126,5 114,2 126,5 122,4 126,5 122,4 126,5 126,5 122,4 126,5 122,4 126,5 1489,2 
Кміс.i 0,984 0,983 0,875 0,815 0,855 0,755 0,855 0,814 0,800 0,886 0,975 0,991  
Wзi 124,5 112,3 110,7 99,8 108,1 92,4 108,1 103,0 97,9 112,1 119,3 125,3 1313,5 
 
 Коефіцієнт використання (коефіцієнт завантаження) міні-ТЕЦ та 
частка заміщення електроенергії з ЦЕМ обумовлюється рівнем автоматизації 
та механізації технологічних процесів виробництва, а також 
енергоефективністю електроприймачів. 
 Дослідження показали, що використання біогазової міні-ТЕЦ з 
газопоршневими установками дозволить підвищити електроозброєність 
сільськогосподарських підприємств в 1,5...2 рази. 
 Використання біогазових міні-ТЕЦ замість звичайної системи 
поводження з відходами дозволяє знизити негативний вплив на довкілля. 
Емісія парникових газів, що утворюються при спалюванні біогазу на міні-ТЕЦ 
з газопоршневими установками, значно нижчими (до 10 раз), ніж при 
звичайній системі поводження з відходами. 
 Більш ефективним рішенням вироблення електроенергії з біогазу є 
використання енергоустановок (ЕУ) на твердо-оксидних паливних елементи 
(ТОПЕ). Електричний ККД ЕУ на ТОПЕ вищий у 1,5-2 рази, ніж 
газопоршневих енергоустановок (ГПУ). Через відсутність безпосереднього 
хімічного контакту палива з окислювачем кількість парникових газів ЕУ на 
ТОПЕ нижче до 2 разів, ніж ГПУ, і до 20 разів, ніж за звичайної системи 
зберігання гною (Рисунок 44). 
 
Рисунок 44 - Залежність електричного ККД (а) та викидів СО2 (б) від 
потужності ГПУ (1) та ЕУ на ТОПЕ (2). 
 Однак, низька маневреність ЕУ на ТОПЕ, поряд з іншими проблемами 
використання (складність технології виробництва, дорогі застосовувані 
матеріали та ін.), стримує їх впровадження в електротехнічні комплекси СГП, 
для яких характерний нерівномірний добовий груповий графік електричного 
навантаження. 
 
 4.3Алгоритм розподілу потоків електроенергії між системою 
генерації, елементами накопичувача та навантаженням при 
паралельному режимі роботи ЕУ на базі ВДЕ та центральної електричної 
мережі 
 Для узгодження режимів виробництва, передачі, зберігання та 
споживання електроенергії при інтеграції ВДЕ в централізовану електричну 
мережу необхідно контролювати значення основних електричних параметрів. 
Для цього на шинах розподільних пристроїв споживачів встановлюються 
необхідні датчики, вихідні сигнали з яких надходять до системи управління. 
 Рівняння балансу потужності для електротехнічного комплексу 
системи електропостачання в даний час має вигляд: 
                                         P ЕС (t)  P ВДЕ (t)  P Е (t)  P (t ),                                               (4.5) 
 
де РЕС(t) - поточне значення потужності, що виробляється енергосистемою; 
РВДЕ(t) - поточні значення потужностей, що виробляються ЕУ на базі ВДЕ; 
РНЕ(t) – поточне значення потужності заряду (розряду) накопичувачів 
електроенергії; 
Рн(t) – поточне значення потужності навантаження. 
 Поточне значення потужності кожного окремого елемента 
комбінованої системи електропостачання можна визначити через основні 
електричні параметри: 
                                                  Pk (t)  uk (t) ik (t) ,                                                  (4.6) 
де uk(t) – миттєва напруга на шині розподільного пристрою; 
ik(t) – миттєве значення струму джерела електроенергії та навантаження. 
Тоді рівняння балансу потужності має вигляд: 
                   uk (t) i 
ЕС
k (t)+ uk (t) i 
ВДЕ
k (t)± uk (t) i 
НЕ
k (t)= uk (t) i 
Н
k (t)             (4.7) 
Вимірюючи напругу та струми на шинах розподільних пристроїв, можна 
контролювати перетікання потужності системи та керувати ними. Завдання 
управління повинні вирішуватися на базі інтелектуальних мікропроцесорних 
технологій (Smard Grid) [57 - 59]. 
Як приклад на Рисунку 45 представлена структурна схема системи управління для 
ефективного функціонування електротехнічного комплексу СГП на основі ВДЕ при 
узгодженні на змінному струмі. 
 
Рисунок 45 - Узагальнена структурна схема системи управління для ефективного 
функціонування електротехнічного комплексу СГП на основі ВДЕ та ЦЕМ. 
Впровадження технологій Smard Grid дозволить знизити збитки 
сільськогосподарських підприємств за рахунок підвищення надійності та якості 
електропостачання при інтеграції відновлюваних джерел енергії Ця система 
орієнтована на раціональне споживання електроенергії, скорочення перерв у 
електропостачанні. Оперативність та активність реагування – якості, які мають 
отримувати підприємства при використання даних технологій. 
Ефективність функціонування різнорідних джерел енергії у складі ЕТК СГП із 
застосуванням сучасних засобів автоматизації передбачає розробку алгоритму роботи 
системи управління. 
Для опису алгоритму роботи системи управління для ефективного 
функціонування електротехнічних комплексів СГП на основі ВДЕ введемо такі 
позначення: 
РВДЕ - потужність, що генерується ВДЕ в поточний момент часу; 
Рн - потужність навантаження, необхідна в поточний момент часу; 
Рз - потужність, необхідна для заряду накопичувачів електроенергії в даний час; 
Рзне – потужність, можлива для підзарядки накопичувачів електроенергії від ВДЕ 
в даний час; 
Рб - потужність, що споживається баластом в поточний момент часу; 
Рне – потужність, яку мають віддати накопичувачі електроенергії в даний час; 
Ррне – потужність, яку можуть віддати накопичувачі електроенергії в даний час; 
К = 0 - стан перемикача при відключенні енергосистеми (Централізованої мережі); 
К = 1 - стан перемикача при підключенні енергосистеми (Централізованої мережі); 
РЕС – потужність від енергосистеми, необхідна для покриття навантаження в даний 
час. 
Блок-схема алгоритму роботи електротехнічних комплексів СГП на основі 
відновлюваних джерел наведено на Рисунку 46. 
 
Рисунок 46 - Блок-схема алгоритму роботи електротехнічних комплексів 
сільськогосподарських підприємств на основі ВДЕ. 
Розроблений алгоритм роботи системи управління для ефективного 
функціонування електротехнічних комплексів сільськогосподарських підприємств на 
основі відновлюваних джерел дозволяє найбіль ефективно використовувати 
електроенергію, що генерується енергоустановками на відновлюваних джерелах 
енергії. 
Графік споживання електроенергії на сільськогосподарських підприємствах 
формується за вимогами технологічного процесу, втручання в які практично 
неможливе. Витрати електроенергії на одиницю продукції та вартість цих витрат 
визначаються ефективністю експлуатації СЕП СГП. Інтеграція системи Smard Grid із 
залученням відновлюваних джерел та накопичувачів електроенергії дозволить 
здійснювати «управління споживанням електроенергії» (УСЕ), що включає в себе: 
планування електроспоживання, планування та проведення ремонтів 
електрообладнання, управління втратами електроенергії, енергозбереження. 
Використання розроблених принципів, підходів, науково-технічних рішень щодо 
застосування ВДЕ при проектуванні електротехнічних комплексів СГП, а також 
алгоритм розподілу потоків електроенергії дозволять забезпечити ефективне, якісне та 
безперебійне електропостачання сільськогосподарських підприємств України. 
 
Висновки по розділу 4 
1. Проведені дослідження енергетичного потенціалу ВДЕ в Україні показали, 
що денна сума сонячної радіації в весняно-літній період та потенціал 
добового вироблення біогазу роблять перспективним для електропостачання 
СГП. 
2. Проведені дослідження добових ГЕН СГП та режимів роботи ЕУ на базі ВДЕ 
показали, що вироблення та споживання електроенергії узгоджуються над 
повною мірою. Тому для узгодження режимів виробництва та споживання 
електроенергії необхідні буферні накопичувачі (БНЕ), використання яких 
дозволяє підвищити маневреність електротехнічних комплексів, знизити 
витрату палива (біогазу) та збільшити ресурс ЕУ на базі ВДЕ. 
3. Порівняльний аналіз найбільш застосовуваних нині схем узгодження 
різнорідних джерел енергії виявив переваги двох варіантів схеми 
електропостачання СГП. У схемах із ГПУ перевагу має схема, де об'єднання 
СЕУ з БНЕ та паралельна робота СЕУ з БГПУ виконуються на змінному 
струмі. При інтеграції ЕУ на ТОПЕ та ЦЕМ оптимальною є схема узгодження 
ВДЕ на постійному струмі. 
4. Досліджено алгоритм розподілу потоків електроенергії між системою 
генерації, елементами накопичувача та навантаженням при паралельному 
режимі роботи ЕУ на базі ВДЕ та ЦЕМ, що дозволяє максимально ефективно 
використовувати електроенергію, що виробляється ВДЕ. 
ВИСНОВКИ 
 В кваліфікаційній роботі магістра досліджено питання застосування 
відновлюваних джерел електроенергії для ефективного електропостачання 
сільськогосподарських підприємств України. При цьому отримані наступні 
результати: 
1. Проведено класифікацію, аналіз систем електропостачання та 
дослідження енергоефективності СГП. Виявлено проблеми низькою 
електроозброєностю (у 2-3 рази нижче в порівнянні з промислово 
розвиненими країнами), високою енергоємністю (17-35% частка 
загальних витрат на ТЕР), недостатньої якості електроенергії, що 
поставляється, досить високої аварійності. 
2. Розглянуто концепцію, структуру та програму управління 
автоматизованої інформаційної бази даних, що містить експлуатаційно-
технологічні характеристики сучасних моделей енергоустановок на базі 
ВДЕ, що забезпечує пошук, редагування та статистичну обробку 
інформації, побудову гістограм, порівняльний аналіз моделей ЕУ, що 
дозволяє оптимізувати вибір ЕУ під час проектування (реконструкції) 
систем електропостачання з ВДЕ. 
3. З використанням автоматизованої бази даних проведено дослідження 
характеристик сонячних, вітрових, біогазових ЕУ, ЕУ на паливних 
елементах. Порівняльний аналіз експлуатаційно-технологічних 
параметрів, що визначають ефективність систем електропостачання СГП, 
дозволив виявити найбільш ефективні енергоустановки та сформулювати 
рекомендації щодо вибору типу та потужності енергоустановок на базі 
ВДЕ при проектуванні (реконструкції) систем електропостачання СГП. 
4. Запропоновано багатокритеріальний підхід до вибору ВДЕ на основі якого 
розроблено методику вибору ЕУ на базі ВДЕ за сукупністю 
експлуатаційно-технологічних параметрів, що відрізняється 
запровадженням імовірнісних характеристик, що дозволяє підвищити 
якість оцінки. 
5. Досліджено алгоритм розподілу потоків електроенергії між системою 
генерації, елементами накопичувача та навантаженням при паралельному 
режимі роботи ЕУ на основі ВДЕ та централізованій електричній мережі, 
що дозволяє максимально використовувати електроенергію, що 
виробляється ВДЕ. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 
1. Стратегія розвитку сільського господарства та сільських територій в 
Україні на період до 2030 року. Режим доступу: https://ucci.org.ua/press-
center/ucci-news/opriliudneno-strategiiu-rozvitku-sils-kogo-gospodarstva-ta-
sils-kikh-teritorii-v-ukrayini-na-period-do-2030-roku;  
2. Динаміка і структура споживання електроенергії в Україні. Режим 
доступу: https://uaea.com.ua/dysp/ee-cons.html;  
3. ДСТУ 2155-93 Енергозбереження. Методи визначення економічної 
ефективності заходів по енергозбереженню; 
4. Енергетичний менеджмент та енергоефективність: Підручник для 
студентів зі спеціальності електроенергетика, електротехніка та 
електромеханіка / І.О. Самойленко, О.Г. Гриб, А.О. Запорожець та ін. - 
Харків: ФОП Бровін О.В., 2020. - 348 с. 
5. Енергозбереження і енергоефективність-1. Конспект лекцій для студентів 
напрямку підготовки 6.050802 «Електронні пристрої та системи». - К.: 
НТУУ “КПІ”, 2014. – 106 с. 
6. Наказу  Про Методичні рекомендації визначення технологічних витрат 
електричної енергії в трансформаторах і лініях електропередавання. 
Режим доступу: https://zakon.rada.gov.ua/rada/show/v0399732-13#Text; 
7. ДСТУ 3466-96 Якість електричної енергії. Терміни та визначення; 
8. Терновик В.Я., Терновик І.В. Основи електрифікації і автоматизації 
сільськогосподарського виробництва. – Київ : Аграрна освіта, 2009.; 
9. Самойлик О.В, КурбакаГ.В. Підвищення ефективності електропостачання 
невеликих СГП за рахунок застосування відновлюваних джерел енергії, 
«Young Scientist», No 4 (56),  April, 2018; 
10. Кириленко  О.В.  Технічні  аспекти  впровадження  джерел  розподільної  
генерації  в  електричних  мережах[Текст] / О.В. Кириленко, В.В. 
Павловський, Л.М. Лук’яненко // Технічна електродинаміка. – К. : Інститут 
електродинаміки НАН України, 2011. – No 1 – С. 46–53; 
11. Градовий Василь. Ключові напрями енергозбереження в сільському 
господарстві. Економічний дискурс. 2020. Випуск 4. С. 34-42.; О.В. 
Захарчук Використання паливно-енергетичних ресурсів у сільському 
господарстві. Економіка АПК, 2015, №5; 
12. Режим доступу: https://tripoli.land/ua/farmers/zhivotnovodcheskiye-
fermy/lvovskaya; 
13. Режим доступу: https://geoknigi.com/book_view.php?id=44; 
14. Правила улаштування електроустановок. Міненерговугілля України, 2017 
р. – 617 с. Режим доступу: 
https://zakon.isu.net.ua/sites/default/files/normdocs/pue.pdf; 
15. Перспективи розвитку відновлюваних джерел в Україні. Режим доступу: 
https://svoya-energy.com.ua/perspektyvy-rozvytku-vidnovlyuvanyh-dzherel-
energiyi-v-ukrayini/; 
16. Герасімов Є. Г., Герасимов Г. Г. Використання відновлювальних джерел 
енергії : навч. посіб. [Електронне видання]. Рівне : НУВГП, 2023. 467 с.; 
17. Маляренко В.А., Лисак Л.В. Енергетика. Довкілля. Енергозбереження. 
«Рубікон», 2004. – 187 с. 
18. Режим доступу: https://agravery.com/uk/posts/show/agrarna-geografia-na-
comu-specializuutsa-regioni-ukraini-ta-aki-elevatorni-potuznosti-maut; 
19. Джерело: Renewable energy sector: Unlocking sustainable energy potential, 
National Investment Council of Ukraine, 2018;  
20. Режим доступу: https://www.renewables4ukraine.org/uk/wind/; 
21. Режим доступу: https://uahistory.co/pidruchniki/pestyshko-geography-deep-
level-8-class-2021/49.php; 
22. Відновлювані джерела енергії в розподільних електричних мережах : 
монографія / П. Д. Лежнюк, О. А. Ковальчук, О. В. Нікіторович, В. В. 
Кулик. – Вінниця : Вінниця : ВНТУ, 2014. — 204 с. 
23. Сердюк Т.В. Організаційно-економічний механізм енергозбереження в 
промисловості : монографія. Вінниця : УНІВЕРСУМ-Вінниця, 2005. 154 с. 
24. Яковчик М. С. Енергозабезпечення і енергоефективність галузі 
тваринництва та кормо виробництва. Енергоефективність та 
енергозбереження: економічний, техніко-технологічний та екологічний 
аспекти : монографія / Кол. авторів; за заг. ред. П. М. Макаренка, О. В. 
Калініченка, В. І. Аранчій. Полтава : ПП «Астрая», 2019. 603 с. С. 193-201.; 
25. Коврига В. В. Споживання паливо-енергетичних ресурсів у 
сільськогосподарських підприємствах. Економіка АПК. 2002. № 1. С. 34-
41. 
26. Режим доступу: https://delphi.ptngu.com/; 
27. Синєглазов В. М. Відновлювальна енергетика: навчальний посібник / В. 
М. Синєглазов, О. А. Зеленков, Ш. І. Аскеров, Б. І. Дмитренко – К.: НАУ, 
2015. – 278 с.; 
28. В. Хаврич Перспективи забезпечення аграрного сектору економіки 
поновлюваними енергетичними ресурсами. MOTROL, 2011, 13A, 107-116 
с.; 
29. Безуглий М. 2010: Енергоносіям з біосировини – науковий підхід. 
Аграрний тиждень. №16, – С.10; №18, С.9; №19, С.9-10. 
30. Бородіна О. 2008: Відновлювальна енергетика – перспективи для 
сільського господарства України. Пропозиція. №10. 
31. ДСТУ 3569-97 Енергозбереження нетрадиційні та поновлювані джерела 
енергії.  
32. Комплексне використання відновлюваних джерел енергії: Курс лекцій 
[Електронний ресурс] : навч. посіб. для студ. спеціальності 141 
«Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка» / КПІ ім. Ігоря 
Сікорського ; уклад.: М.П. Кузнєцов, О.А. Мельник – Електронні текстові 
дані (1 файл: 7,93 Мбайт). – Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2022. – 304 с. 
33. Мультикристалічний кремній. Режим доступу: 
http://www.silicontimes.com/ru/silicon; 
34. Сонячна енергетика в Україні. Режим доступу: 
https://avenston.com/articles/solar-in-ukraine-2019/; 
35. Відновлювані джерела енергії / За заг. ред. С.О. Кудрі. – Київ: Інститут 
відновлюваної енергетики НАНУ, 2020. – 392 с. 
36. Вітроенергетика. Режим доступу: 
https://www.renewables4ukraine.org/uk/wind/; 
37. Режим доступу: https://winder.ua/uk/sonjachni-paneli-pid-zelenyj-taryf-
30kw.html; 
38. Когенерація. Одночасне вироблення теплової та електричної енергії з ККД 
до 90%. Режим доступу: https://www.kts-eng.com/solutions/kogeneraciya/; 
39. Теорія прийняття рішень [текст] підручник. / За заг. ред. Бутка М. П. [М. 
П. Бутко, І. М. Бутко, В. П. Мащенко та ін.] – К. : «Центр учбової 
літератури», 2018. – 360 с.; 
40. О.О. Мороз, Л.М. Мельничук1 Система єдиного тарифу за спожиту 
реактивну електроенергію, Механізм регулювання економіки, 2009, № 4, 
Т. 1.; 
41. Моделі та методи прийняття рішень: навч. посіб. для студ. вищ. навч. закл. 
/ О.Ф. Волошин, С.О. Мащенко. – 3-є вид., перероб. – К.: «Видавництво 
Людмила», 2018. – 292 с.; 
42. Дякон В. М., Ковальов Л. Є. Моделі і методи теорії прийняття рішень : 
Підручник. – К.: АНФ ГРУП, 2013. – 604 с.; 
43. Теорія прийняття рішень [Електронний ресурс]: навч. посіб. для студ. 
спеціальності 126 «Інформаційні системи та технології» та спеціальності 
121 «Інженерія програмного забезпечення» / КПІ ім. Ігоря Сікорського; 
уклад.: О.С. Жураковська. – Електронні текстові дані (1 файл: 2.7 Мбайт). 
– Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020. – 99 с. 
44. Мельничук М.Д. Підвищення економічної ефективності виробництва 
біогазу. Монографія. Київ, 2014. – 335 с.; 
45. П.П. Мирутенко,  Л.К. Лістовщик НАКОПИЧУВАЧІ ЕНЕРГІЇ. ОСНОВНІ 
ТИПИ ТА ПЕРСПЕКТИВИ ВИКОРИСТАННЯ, Енергетика: економіка, 
технології, екологія. 2022. № 4, с. 107 – 115.; 
46. S. Koohi-Kamali, V.V. Tyagi, N.A. Rahim, N.L. Panwar, H. Mokhlis, 
Emergence of energy storage technologies as the solution for reliable operation 
of smart power systems: A review, Renewable & Sustainable Energy Reviews, 
25 (2013) 135 - 165.  
47. Гідроакумулююча електростанція [Електронний ресурс]. – 2022. – Режим 
доступу: https://uk.wikipedia.org/wiki/Гідроакумулююча_електростанція; 
48. Горохолінський О. О. Суперконденсатори: для чого потрібні і де 
використовуються / О. О. Горохолінський, О. В. Черниш, О. О. Бутенко // 
Інноватика в освіті, науці та бізнесі: виклики та можливості : матеріали II 
Всеукраїнської конференції здобувачів вищої освіти і молодих учених, м. 
Київ, 18 листопада 2021 року. – Т. 1. – Київ : КНУТД, 2021. – С. 225-232.; 
49. СТАЦІОНАРНІ СВИНЦЕВО-КИСЛОТНІ АКУМУЛЯТОРНІ БАТАРЕЇ 
Типова інструкція з експлуатації СОУ 31.4-21677681-21:2010; 
50. Режим доступу: https://logicpower.ua/ua/blog/Sovremennye-tipy-litievyh-
batarej-i-ih-ispolzovanie?srsltid=AfmBOooYgfTmNi1HK1x 
WwkXGdamXBnbJu1K0nFS_5CeMSZGcKCR-k1yX; 
51. Кузнєцов М. П. УДК 620.9 Особливості комбінованих енергосистем з 
відновлюваними джерелами енергії: монографія / М. П. Кузнєцов. — Київ: 
ІВЕ, 2022. — 142 с.; 
52. Енергетичні установки. Загальний курс: Навчальний посібник. – 2-е 
видання Х: «Видавництво САГА», 2008. – 320 с.з іл.; 
53. Гарматій І. Т. Підвищення ефективності системи електропостачання 
промислового підприємства шляхом покращення якості електроенергії.: 
кваліфікаційна робота на здобуття освітнього ступеня магістр за 
спеціальністю „141 — електроенергетика, електротехніка та 
електромеханіка“ / І. Т. Гарматій. — Тернопіль: ТНТУ, 2023. — 89 с.; 
54. Матвійчук В.А., Рубаненко О.Є., Рубаненко О.О., Гунько І.О.: 
Інтелектуалізація електроенергетичних систем. Навчально-методичний 
посібник для підготовки студентів освітнього рівня «Магістр» в галузі 
знань 14 «Електрична інженерія» спеціальністю 141 «Електроенергетика, 
електротехніка і електромеханіка» – Вінниця, видавничий центр ВНАУ: 
2019 р. – 109 с.; 
55. Ruiz, A. Electrical Conversion System for Offshore Wind Turbines Based on 
High Frequency AC Link / А. Ruiz, М. Molinas // Ecologic Vehicles and 
Renewable Energies International Conference EVER, Monaco, 26-29 March, 
2009.; 
56. В.І. Васильченко, О.Г. Гриб, О.В. Лелека, Д.А. Гапон, Т.С. Ієрусалімова 
ЦИФРОВА ПІДСТАНЦІЯ СКЛАДОВА СИСТЕМИ "SMART GRID", 
Електротехніка і Електромеханіка. 2014. №6, с. 72 -76.; 
57. Holbach J., Rodriguez J., Wester C., Baigent D., Frisk L., Kunsman S., 
Hossenlopp L. Status on the first IEC61850 based protection and control, multi-
vendor project in the United States. Power systems conference: advanced 
metering, protection, control, communication, and distributed resources. 
Clemson, South Carolina, USA, 13-16 March 2007, pp. 254-277. Available at: 
https://www.gedigitalenergy.com/smartgrid/Aug07/EIC61850.p df (accessed 
11 September 2009).; 
58. Гриб О.Г, Праховник А.В., Тесик Ю.Ф., Жаркін А.Ф., Новський В.О., 
Калінчик В.П., Карасінський О.Л., Довгалюк О.М., Лазуренко О.П., 
Ходаківський А.М., Васильченко В.І., Светелік О.Д. Автоматизовані 
системи обліку та якості електричної енергії / під ред. Гриба О.Г. – Харків: 
ПП "Ранок-НТ", 2012. – 516 с.; 
59. «Інтелектуальні системи в електроенергетиці. Теорія та практика: 
навчальний посібник. / Стаднік М.І., Видмиш А.А., Штуць А.А., Колісник 
М.А. Вінниця: ТОВ «ТВОРИ», 2020. 332 с.
ChSTU repository

ChSTU repository preserves and enables easy and open access to all types of digital content including text, images, moving images, mpegs and data sets
