Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут"

Інноваційна розробка кафедри: Сонячне дерево для зони відпочинку

Багаторічний успішний досвід кафедри «Промислова і біомедична електроніка» з розробки та експлуатації фотоенергетичних систем, дозволив нашим фахівцям власноруч створити сучасне та високотехнологічне рішення в зоні відпочинку нашого університету.


Перші напрацювання кафедри за цим напрямом належать професору Гончарову Юрію Петровичу і його учням Єреську О.В. та Кривошеєву С.Ю. Так, їх розробка перетворювача для автономного сонячного водопідйомного комплексу ще у 80-х роках дозволила відмовитись від бензинових агрегатів у віддалених пустельних районах Туркменії і зберегти екологію ґрунту в місцях пасовища тварин.

Суттєві наукові напрацювання фахівців з електроніки та сучасний рівень розвитку техніки, дозволили реалізувати нові алгоритми керування перетворювачами, а значить – підвищити ефективність системи в цілому. Так, автономна енергетична система «Сонячне дерево», чотири екземпляри яких було встановлено на території кампуса НТУ «ХПІ», – являють собою не лише автономну зарядну станцію для гаджетів, а й лабораторну установку, яка дозволяє науковцям та їх студентам отримувати в режимі онлайн основні технічні параметри системи. На кожному «дереві» встановлено п’ять фотопанелей сумарною потужністю 150 Вт, енергія з яких заряджає бортовий накопичувач. Також на корпусі розміщено світлодіодні освітлювачі та розетки для швидкісної зарядки переносних пристроїв.

Енергії сонячного випромінювання в яскравий день вистачає не лише для безперервної роботи освітлювачів в темний час доби, а й для одночасної безперервної зарядки 6 мобільних телефонів або планшетних комп’ютерів впродовж доби! Решта невикористаної енергії зберігається в буферному накопичувачі. Це дозволяє забезпечити безвідмовну роботу «дерева» при похмурій погоді впродовж одного тижня. Потужність системи розрахована на забезпечення її безперервної роботи в зимовий час – коли світловий день є найкоротшим. За рік система дозволяє згенерувати до 684 кВт·год, що достатньо для повного заряджання 34 тисяч мобільних телефонів!


Варто зазначити, що вся установка повністю створена на території університету: ідея та концепція такого технічного рішення належать професору кафедри Соколу Євгену Івановичу – ректору університету та науковцю в галузі перетворювальної техніки; металевий каркас виготовлено фахівцями Дослідного заводу НТУ «ХПІ»; електронна система керування всіма об’єктами пристрою – науковцями кафедри доцентами Олександром Єресько і Богданом Стисло.

Електронна частина дерева містить в своєму складі чотири перетворювача електричної енергії, що виконують різні задачі:

  • контролер MPPT здійснює відбір максимальної потужності від сонячних батарей;
  • система енергоменеджменту акумуляторної батареї забезпечує оптимальні параметри режиму роботи акумулятора;
  • контролер швидкісного заряду здійснює формування вихідної напруги USB порту;
  • система керування сутінковим освітленням забезпечує підсвічування дерева різнокольоровими LED-освітлювачами, забезпечуючи світлові ефекти.

Однією з переваг “Сонячного дерева” є його автономність: система працює без підключення до зовнішньої електричної мережі. Це робить її ідеальним рішенням для зон відпочинку, парків, скверів та інших відкритих просторів, де зручне заряджання пристроїв та освітлення є важливими факторами.
Крім того, “Сонячне дерево” є екологічно чистим рішенням, оскільки воно використовує відновлювальне джерело енергії – сонячне випромінювання. Це сприяє зменшенню викидів шкідливих речовин в атмосферу та сприятливо впливає на навколишнє середовище.

Напрацювання в галузі фотоенергетичних систем ще продовжуються. Фахівці кафедри “Промислова і біомедична електроніка” постійно працюють над вдосконаленням алгоритмів керування перетворювачами, з метою підвищення ефективності системи. Дослідження в цій галузі можуть призвести до подальших покращень, таких як використання інших типів фотопанелей, збільшення їх потужності; застосування нових типів накопичувачів, які мають збільшений ресурс, тощо.

У результаті цієї роботи, автономні сонячні системи, подібні до “Сонячного дерева”, можуть знайти застосування не тільки в університетах, але і в інших громадських місцях, сприяючи зеленому енергетичному розвитку та покращенню якості життя людей.

Календар

July 2024
M T W T F S S
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
293031