Вісник Східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля

Аналіз стану та перспективи розвитку зеленої генерації на прикладі США

І.В. Мелконова, Франсіско Гюго Райєс — Thu, 12 Feb 2026 00:00:00 +0000

Ефективність функціонування фотоелектричних станцій може бути збільшена за допомогою використання різних систем, зокрема систем накопичення енергії (BESS). Такі системи в останній час широко використовуються в різник країнах світу, зокрема Німеччина, США, Велика Британія та інші. Істотна залежність обсягу сонячного випромінювання, що досягає поверхні сонячних батареї, від розташування електростанції та погодних умов визначає значні відмінності в характеристиках сонячної радіації в залежності від регіону розташування та кліматичних умов. Отже, параметри систем стеження, що забезпечують максимальну продуктивність сонячної електростанції, можуть значно відрізнятися особливо в різні пори року. Досвід практичного використання сонячних трекерів на промислових підприємствах в Україні поки невеликий, що робить актуальною задачу вибору параметрів системи стеження, що забезпечує максимальну техніко-економічну ефективність фотоелектричної станції для різних видів підприємств в залежності від їх розташування. Щоб успішно розвиватися в напряму впровадження систем накопичення енергії проведено всебічний аналіз найбільш успішно розвиненою країни в цьому напряму, а саме США її конкурентоспроможності та лідерства в енергетичному секторі, приділивши увагу структурі енергетичного балансу країни, яка характеризується переважанням традиційних джерел енергії. Саме на ринку електроенергії США можна дослідити успішність впровадження та функціонування фотоелектричних станцій, та дослідити динаміку успішного використання за певний час. Також у роботі проведено ґрунтовний аналіз глобального рейтингу енергетичної безпеки, який підтвердив провідні позиції США у цьому напрямі. З’ясовано, що високе місце країни у світовому рейтингу зумовлене поєднанням кількох стратегічно важливих чинників, зокрема значним рівнем диверсифікації джерел енергопостачання, потужною ресурсною базою, розвиненою енергетичною інфраструктурою та активним упровадженням інноваційних технологій у сфері видобутку й використання енергії. Окрему роль відіграє ефективна державна політика, спрямована на підвищення енергетичної незалежності та зниження залежності від імпортних енергоносіїв. У ході дослідження також визначено ключові чинники, що забезпечують глобальне енергетичне лідерство США, серед яких слід виокремити розвиток відновлюваної енергетики, зростання обсягів видобутку сланцевого газу та нафти, а також активну участь країни у формуванні світових енергетичних ринків. Водночас виявлено низку проблем і викликів, з якими може стикнутися енергетична галузь США до кінця 2025 року. До них належать зношеність окремих елементів інфраструктури, зростання екологічних вимог, необхідність модернізації електромереж, а також ризики, пов’язані з коливаннями світових цін на енергоресурси та геополітичною нестабільністю.

Визначення раціональної напруги асинхронного електродвигуна мотор-вентилятора охолодження тягових електродвигунів локомотиву

Є.С. Рябов, О.Ю. Юр’єва, С.В. Іванов, А.Ю. Жуков — Thu, 12 Feb 2026 00:00:00 +0000

Удосконалення допоміжних систем рухомого складу, які забезпечують охолодження тягового електрообладнання, є важливим напрямом підвищення тягово-енергетичних показників рухомого складу магістральних і промислових залізниць. Це визначає актуальність роботи. На сучасному рухомому складі для охолодження тягового електрообладнання використовують мотор-вентилятори з асинхронними двигунами. Регулювання витрати повітря у таких системах здійснюється зміною частоти обертання електродвигуна. При цьому змінювання лінійної напруги може здійснюватися за багатьма закономірностями, внаслідок чого виникає необхідність визначення раціональної величини напруги електродвигуна при фіксованій частоті живлення для забезпечення найвищої енергетичної ефективності електроприводу. У роботі розглянуто трифазний шестиполюсний короткозамкнений асинхронний електродвигун потужністю 35 кВт, номінальною лінійною напругою 400 В, номінальною частотою живлення 100 Гц для приводу вентилятора охолодження тягових електродвигунів. Показано, що внаслідок зміни атмосферних умов – температури та атмосферного тиску – потужність електродвигуна може змінюватися у діапазоні від 23 кВт до 33 кВт. Виконані розрахунки характеристик електродвигуна при зміні потужності дозволили визначити, що при зменшенні потужності доцільно зменшувати лінійну напругу, оскільки це підвищує коефіцієнт корисної дії електродвигуна, найбільше збільшення якого становить 0,31 %. Лінійна напруга електродвигуна при номінальній частоті живлення може змінюватися у діапазоні 360–400 В. Досліджено роботу електродвигуна при частоті обертання ротора 2/3 від номінальної, що забезпечує відповідну витрату охолодного повітря. Виконано розрахунки параметрів електродвигуна та визначено, що найбільші значення ККД відповідають режимам роботи з лінійною напругою 199–234 В для діапазону потужності 6,8–9,8 кВт. Для вказаного діапазону лінійної напруги зростання ККД становить 1,17–2,76 %. При роботі електродвигуна з частотою обертання 1/3 від номінальної найбільше підвищення ККД дорівнює 14,1 % та 19,82 %, досягається при лінійній напрузі 61 В та 44 В при потужності 1,2 кВт та 0,85 кВт відповідно. Для більш точного визначення лінійної напруги з урахуванням втрат у перетворювачі, додаткових втрат у електродвигуні від вищих гармонік струму та напруги, відхилень параметрів електродвигуна та вентиляційного тракту доцільно використання research controller, який оцінює потужність, яка споживається електроприводом мотор-вентилятора.

Уточнення оптимальної частоти комутації інвертора напруги з фільтром

Г.М. Стрункін — Thu, 12 Feb 2026 00:00:00 +0000

У статті зазначено про необхідність підвищення частоти комутації автономних інверторів напруги длі мінімізації його сукупної маси разом з низькочастотним вихідним фільтром. Зменшення маси пасивних компонентів фільтра зі зростанням частоти комутації інвертора супроводжується зростанням потужності втрат у його транзисторах. Два взаємопротилежні напрями формують мінімум цільової функції залежності маси системи автономний інвертор напруги – фільтр від частоти комутації. Розглянуто попередні роботи по знаходженню маси системи інвертор – фільтр при використанні тиристорів, кремнієвих транзисторів, транзисторів на основі карбіду кремнію та нітриду галію, фільтрів з осердям з електротехнічної сталі, аморфного заліза, пермалою та фериту. Обгрунтовано узагальнити попередні дослідження, розділивши частотний діапазон на п’ять областей відповідно до використаних матеріалів осердя. Для побудови цільової функції залежності маси елементів системи автономний інвертор напруги – фільтр використано метод вагових коефіцієнтів, які являють собою питомі масові показники, відповідно для охолоджувачів транзисторів, дроселя та конденсатора фільтра. Наведено схему однофазного автономного інвертора напруги з низькочастотним фільтром. Описана цільова функція залежності маси елементів системи інвертор напруги – фільтр від частоти комутації. Використанням вагових коефіцієнтів для дроселів з різним матеріалом осердя вдається здійснити глобальну оптимізацію. Підтверджено раніше отримані показники оптимальної частоти для кремнієвих транзисторів та дроселю з осердям із електротехнічної сталі. Показано, що заміна матеріалу осердя не дозволяє суттєво зменшити масу системи інвертор-фільтр. Використовуючи транзистори на базі карбіду кремнію та осердя дроселя з аморфного заліза вдається покращити масогабаритні показники інвертора з фільтром в три рази. Використання біль високочастотних матеріалів – пермалою, порошкового заліза та феритів у осерді дроселя не дає переваги за масою, як і використання більш швидких транзисторів на базі нітриду галію. Для більшої частини промислових інверторів оптимальна частота складає 3,2 кГц.

Модернізація аеродромного багатоцільового кондиціонера АМК-24/56-131 шляхом застосування електричного приводу спеціального обладнання

М.П. Долінський — Thu, 12 Feb 2026 00:00:00 +0000

У статті наведено результати дослідження шляхів та можливостей модернізації механічних приводів контуру обладнання та кабіни багатоцільового кондиціонера АМК-24/56-131 шляхом заміни їх на електропривід (ЕП), для покращення експлуатаційних характеристик. Вибір технічного рішення вдосконалення конструкції аеродромного багатоцільового кондиціонера (АБК) з розрахунком електроприводу контуру обладнання та контуру кабіни виконувалось з допомогою аналізу типорозмірного ряду електромашин, які підходять для заміни енергетичної установки (ЕУ) на ЕП в АМК-24/56-131, диференційного методу оцінки шляхом співставлення показників електромашин типорозмірного ряду із показниками базового зразка, метод аналізу, метод синтезу. Показано, що застосування вказаних методів розрахунку, конструювання, виготовлення, експлуатації АБК сприяє суттєвому підвищенню їх надійності і коефіцієнта технічної готовності при мінімальних показниках металомісткості та енергоємності, що є актуальним в даний час. Практичне значення одержаних результатів роботи полягає в покращенні експлуатаційних характеристик АБК АМК-24/56-131, а саме переходу на електропривід контурів АБК для підвищення якості їх приводу. Актуальність - підвищення показників надійності АБК для забезпечення стабільної роботи, безаварійної експлуатації та покращення економічної ефективності.

Досягнення високої надійності можливе завдяки зниженню впливу навантаження на вузли та агрегати АБК, вдосконаленю конструктивних рішень, підвищенню міцності й зносостійкості деталей, розширенню можливостей діагностики, здійсненню прискорених випробувань на всіх стадіях розробки та вдосконаленню технічного обслуговування.

Об’єктом дослідження є процес експлуатації приводної системи спеціального обладнання аеродромного багатоцільового кондиціонера.

Предметом дослідження є визначення технічних рішень та конструктивних особливостей елекроприводу спеціального обладнання АБК.

Мета: розробка шляхів модернізації приводів контуру обладнання та кабіни АБК АМК-24/56-131 шляхом заміни енергетичних установок на елекропривід, для покращення експлуатаційних характеристик.

Вплив відключення частини циліндрів на нерівномірність крутного моменту двигуна внутрішнього згоряння

М.А. Подригало, С.А. Вахнюк — Thu, 12 Feb 2026 00:00:00 +0000

Одним з направлень в підвищенні енергоефективності роботи автомобілів при часткових навантажень є відключення частини циліндрів їх двигунів внутрішнього згоряння. Нерівномірність крутного моменту впливає на динамічні властивості автомобіля і його енергоефективність. В роботі було проведено дослідження впливу відключення частини циліндрів на нерівномірність індикаторного крутного моменту двигунів внутрішнього згоряння. В багатьох роботах для оцінки енергоефективності моторно-трансмісійних установок було запропоновано цикловий пружно-динамічний коефіцієнт корисної дії. Однак в цих роботах не визначався вплив на нерівномірність індикаторного крутного моменту відключення частини циліндрів при зниженні зовнішнього навантаження на двигун внутрішнього згоряння. З метою оцінка впливу відключення частини циліндрів на нерівномірність індикаторного крутного моменту двигуна внутрішнього згоряння встановленого на автомобіль необхідно провести дослідження та вирішити такі завдання як: визначити зміну коефіцієнта нерівномірності індикаторного крутного моменту при відключенні частини циліндрів двигуна внутрішнього згоряння (ДВЗ) та максимальну кількість циліндрів, яку можливо відключити при виконанні умови забезпечення руху автомобіля. Проведені дослідження вказують на те, що незалежно від кількості відключених циліндрів, коефіцієнт нерівномірності індикаторного крутного моменту не змінюється. При цьому зменшуються як амплітуда коливань індикаторного крутного моменту, так і його середнє значення. Показано, що при реалізації максимальної ефективної потужності двигуна N_emax та середньої ефективної потужності двигуна підчас експлуатації N_e можливе відключення до половини циліндрів. При відключенні частини циліндрів двигуна внутрішнього згоряння можливий випадок коли може збільшитися зовнішній опір руху автомобіля. За рахунок реалізації максимальної потужності в циліндрах, які залишилися працюючими, проведена оцінка можливості подолання цього опору. Для проведення в подальшому досліджень виникає питання о доцільності реалізації в кожному відключеному циліндрі двигуна внутрішнього згоряння максимальної індикаторної потужності. Для вирішення цього питання більш раціональним може бути економічно доцільним варіант підключення частини відключених циліндрів. Результати проведеного дослідження в подальшому можуть бути використані при оцінці енергоефективності автомобілів.

Створення віртуального навчального середовища на засадах VMware Vcenter

Thu, 12 Feb 2026 00:00:00 +0000

У сучасних умовах функціонування системи вищої освіти України, що характеризуються необхідністю забезпечення безперервного змішаного навчання, питання створення гнучких та відмовостійких навчальних середовищ набуває критичного значення. Для ІТ-спеціальностей наявність високопродуктивних комп'ютерних лабораторій є базовою вимогою для формування професійних компетенцій у галузі системного адміністрування, кібербезпеки та мережевих технологій.

У роботі розглядаються шляхи створення віртуального навчального середовища на засадах комплексного аналізу можливостей програмного компоненту VMware vCenter.

Методологія. У ході дослідження було застосовано комплексний системний підхід, що включає порівняльний аналіз сучасних гіпервізорів та платформ управління віртуалізацією. У процесі реалізації використовувалися методи проєктування мережевої топології віртуальних машин, налаштування прав доступу на основі рольових моделей.

У роботі проведено дослідження програмно-апаратних вимог для розгортання середовища VMware vSphere (включаючи гіпервізори ESXi та центр керування vCenter Server).

Наукова новизна дослідження полягає у розробці та адаптації моделі віртуальної лабораторії для потреб закладів вищої освіти. На відміну від стандартних корпоративних рішень, запропонована архітектура, що оптимізована за умов обмежених апаратних ресурсів та специфічних сценаріїв використання. Запропоновано механізм інтеграції віртуальної інфраструктури з існуючими системами управління надання доступу до віртуальних робочих місць. Обґрунтовано використання специфічних конфігурацій ролей для сховищ даних, віртуальних ресурсів та віртуальних мереж для забезпечення ізоляції навчальних проєктів студентів один від одного за умови збереження загальної керованості системи.

Отримані результати. Успішно впроваджено та апробовано навчальне віртуальне середовище, яке базується на використанні технологій серверної віртуалізації від компанії VMware by Broadcom. Це найбільш ефективний шлях до створення «приватної хмари» університету, здатної задовольнити потреби освітнього процесу незалежно від фізичного місцезнаходження викладачів та студентів.

Віртуалізація та контейнерізація як засоби організації обчислювальних середовищ

О.І. Рязанцев, В.С. Кардашук, К.Я. Бортник, В.М. Барбарук — Thu, 12 Feb 2026 00:00:00 +0000

В статті досліджено використання віртуалізації та контейнерізації для організації обчислювальних процесів. Проведено ґрунтовний аналіз технологій віртуалізації та контейнеризації, принципи роботи та сфери застосування. Встановлено, що віртуалізація дозволяє створювати ізольовані обчислювальні середовища з високим рівнем безпеки та гнучкості, проте супроводжується додатковими витратами на ресурси. Контейнеризація забезпечує легкість розгортання, ефективне використання апаратних ресурсів та швидкодію, що робить її особливо актуальною для сучасних DevOps-процесів і хмарних інфраструктур. Розглянуто переваги та недоліки кожного підходу, а також сценарії їх практичного застосування. Здійснено огляд платформ VirtualBox та Docker, які використовуються для реалізації віртуалізованих і контейнерних середовищ відповідно. Проведено порівняльний аналіз функціональних можливостей, переваг і обмежень кожної платформи. Визначено, що VirtualBox забезпечує гнучке налаштування віртуальних машин і підтримку різних гостьових ОС, тоді як Docker орієнтований на легкі, швидкі та масштабовані контейнери. На основі аналізу сформовано експериментальне середовище для тестування продуктивності, що дозволило об’єктивно оцінити ефективність обох технологій у реальних умовах. Виконано практичне дослідження та порівняльний аналіз двох підходів до віртуалізації обчислювальних середовищ: класичної віртуалізації на основі віртуальних машин (VirtualBox) та контейнеризації з використанням платформи Docker. Проведена оцінка ефективності кожного підходу з точки зору продуктивності, використання обчислювальних ресурсів, рівня ізоляції, безпеки та зручності розгортання. Результати практичного дослідження підтвердили, що віртуальні машини та контейнери мають різні області ефективного застосування. Віртуальні машини доцільно використовувати у випадках, коли пріоритетом є максимальна ізоляція та універсальність середовища, тоді як контейнеризація є оптимальним рішенням для швидкого розгортання, ефективного використання ресурсів та побудови масштабованих сучасних інформаційних систем. Отримані результати можуть бути використані для вибору технології віртуалізації залежно від вимог конкретної задачі при практичному застосуванні.