Обґрунтування вибору параметрів забезпечення електротеплового захисту сонячних батарей в енергоустановках космічних апаратів

Автор(и)

  • Тетяна Вікторівна Гільорме Науково-дослідний інститут енергетики Дніпровський національний університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-9598-6532
  • Лілія Валентинівна Накашидзе Науково-дослідний інститут енергетики Дніпровський національний університет, Україна https://orcid.org/0000-0003-3990-6718
  • Станіслав Васильович Мазурик Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара, Україна https://orcid.org/0000-0001-5532-6372
  • Володимир Олексійович Габрінець Український державний університет науки і технологій, Україна https://orcid.org/0000-0002-6115-7162
  • Вадим Радиславович Колбунов Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара, Україна https://orcid.org/0000-0003-0430-1591
  • Ігор Володимирович Гомілко Інжинірингова школа Noosphere, Україна https://orcid.org/0000-0003-3256-9771

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.258480

Ключові слова:

сонячна батерея, електротепловий захист, позисторний полімерний нанокомпозит, темний струм, ефективність елементів комутації

Анотація

Актуальною науково-практичною проблемою сталого розвитку космічного простору є вибір оптимальних параметрів сонячних батарей для безперебійної подачі енергії в енергоустановках космічних апаратів. Визначено, що розвиток енергоефективних технологій є обов’язковою умовою забезпечення сталої космічної діяльності. Процес прийняття рішень стосовно вибору альтернативних варіантів забезпечення електротеплового захисту сонячних батарей в енергоустановках космічних апаратів відбувається в умовах невизначеності та різноманітних ризиків.

Розроблено методичний підхід оцінювання ефективності варіантів побудови систем електротеплового захисту сонячних батарей в енергоустановках космічних апаратів. Побудована Ієрархічна структура задачі ухвалення рішення вибору електротеплового захисту сонячних батарей на основі методу аналітичного ієрархічного процесу, що дозволяє отримати множину оптимальних варіантів.

Обрано п’ять альтернативних варіантів електротеплового захисту сонячних батарей, що на відмінну від існуючих, враховує фази життєвого циклу, а саме, термін активної експлуатації. Обґрунтовано вибір критеріїв щодо вибору параметрів параметрів електротеплового захисту сонячних батарей в енергоустановках космічних апаратів: забезпечення безперебійної роботи сонячних батарей; доступність в обслуговуванні в позаштатних ситуаціях; термін експлуатації сонячних батарей; вартість сонячних батарей; технічна безпека; масогабаритні показники.

Аргументовано, що обрана оптимальна альтернатива «Сонячні батареї із захистом на основі запобіжників, що самовідновлюються» дозволить збільшити активний термін експлуатації і, як наслідок, зменшити кількість ремонтів (поточних та капітальних) сонячних батарей в умовах космічної діяльності. Завдяки використанню цієї варіанту можна досягти позитивних результатів: збільшення терміну активної експлуатації на 20 % та збільшення технічної безпеки на 24 %

Біографії авторів

Тетяна Вікторівна Гільорме, Науково-дослідний інститут енергетики Дніпровський національний університет

Доктор економічних наук, доцент, провідний науковий співробітник

Лілія Валентинівна Накашидзе, Науково-дослідний інститут енергетики Дніпровський національний університет

Доктор технічних наук, старший науковий співробітник, провідний науковий співробітник

Станіслав Васильович Мазурик, Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара

Асистент

Кафедра електронних обчислювальних машин

Володимир Олексійович Габрінець, Український державний університет науки і технологій

Доктор технічних наук, професор

Кафедра інформаційних технологій та інформаційних систем

Вадим Радиславович Колбунов, Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара

Кандидат фізико-математичних наук, доцент

Кафедра фізики, електроніки та комп’ютерних систем

Ігор Володимирович Гомілко, Інжинірингова школа Noosphere

Кандидат фізико-математичних наук, доцент

Посилання

  1. Dron’, M., Hilorme, T., Golubek, A., Dreus, A., Dubovik, L. (2022). Determining the performance indicators of employing combined methods for removing space objects from near-earth orbits. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (3 (115)), 6–12. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.253096
  2. Abdmouleh, Z., Gastli, A., Ben-Brahim, L., Haouari, M., Al-Emadi, N. A. (2017). Review of optimization techniques applied for the integration of distributed generation from renewable energy sources. Renewable Energy, 113, 266–280. doi: https://doi.org/10.1016/j.renene.2017.05.087
  3. Program and Project Management (2018). NASA. Available at: https://www.nasa.gov/offices/oce/functions/prog_proj_mgmt.html
  4. Chang, R.-D., Zuo, J., Zhao, Z.-Y., Zillante, G., Gan, X.-L., Soebarto, V. (2017). Evolving theories of sustainability and firms: History, future directions and implications for renewable energy research. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 72, 48–56. doi: https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.01.029
  5. Xu, X., Wei, Z., Ji, Q., Wang, C., Gao, G. (2019). Global renewable energy development: Influencing factors, trend predictions and countermeasures. Resources Policy, 63, 101470. doi: https://doi.org/10.1016/j.resourpol.2019.101470
  6. Ibidunni, A. S., Ogunnaike, O. O., Abiodun, A. J. (2017). Extending the knowledge strategy concept: linking organizational knowledge with strategic orientations. Academy of Strategic Management Journal, 16 (3). Available at: http://eprints.covenantuniversity.edu.ng/11867/#.XsJBdYgzZPZ
  7. Che, L., Zhang, X., Shahidehpour, M., Alabdulwahab, A., Abusorrah, A. (2017). Optimal interconnection planning of community microgrids with renewable energy sources. IEEE Transactions on Smart Grid, 8 (3), 1054–1063. doi: https://doi.org/10.1109/tsg.2015.2456834
  8. Kumar, A., Sah, B., Singh, A. R., Deng, Y., He, X., Kumar, P., Bansal, R. C. (2017). A review of multi criteria decision making (MCDM) towards sustainable renewable energy development. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 69, 596–609. doi: https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.11.191
  9. Chen, H. H., Lee, A. H. I., Kang, H.-Y. (2017). The fuzzy conceptual model for selecting energy sources. Energy Sources, Part B: Economics, Planning, and Policy, 12 (4), 297–304. doi: https://doi.org/10.1080/15567249.2011.652339
  10. Karabegović, I., Doleček, V. (2015). Development and Implementation of Renewable Energy Sources in the World and European Union. Contemporary materials, 6 (2), 130–148. doi: https://doi.org/10.7251/comen1502130k
  11. Ghimire, L. P., Kim, Y. (2018). An analysis on barriers to renewable energy development in the context of Nepal using AHP. Renewable Energy, 129, 446–456. doi: https://doi.org/10.1016/j.renene.2018.06.011
  12. Dubey, R., Gunasekaran, A., Papadopoulos, T., Childe, S. J., Shibin, K. T., Wamba, S. F. (2017). Sustainable supply chain management: framework and further research directions. Journal of Cleaner Production, 142, 1119–1130. doi: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2016.03.117
  13. Dreidy, M., Mokhlis, H., Mekhilef, S. (2017). Inertia response and frequency control techniques for renewable energy sources: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 69, 144–155. doi: https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.11.170
  14. Nakashydze, L., Hilorme, T., Nakashydze, I. (2020). Substantiating the criteria of choosing project solutions for climate control systems based on renewable energy sources. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (3 (105)), 42–50. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.201527
  15. Nakashydze, L., Gabrinets, V., Mitikov, Y., Alekseyenko, S., Liashenko, I. (2021). Determination of features of formation of energy supply systems with the use of renewable energy sources in the transition period. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (8 (113)), 23–29. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.243112
  16. Zhou, Y., Cao, S., Hensen, J. L. M., Hasan, A. (2020). Heuristic battery-protective strategy for energy management of an interactive renewables–buildings–vehicles energy sharing network with high energy flexibility. Energy Conversion and Management, 214, 112891. doi: https://doi.org/10.1016/j.enconman.2020.112891
  17. Kalair, A., Abas, N., Saleem, M. S., Kalair, A. R., Khan, N. (2020). Role of energy storage systems in energy transition from fossil fuels to renewables. Energy Storage, 3 (1). doi: https://doi.org/10.1002/est2.135
  18. Guidelines for the Long-term Sustainability of Outer Space Activities (2018). Committee on the Peaceful Uses of Outer Space. Available at: https://www.unoosa.org/res/oosadoc/data/documents/2018/aac_1052018crp/aac_1052018crp_20_0_html/AC105_2018_CRP20E.pdf
  19. Anvari, A. (2019). Application of plasma technology in aerospace vehicles: A review. Journal of Engineering and Technology Research, 11 (2), 12–28. doi: https://doi.org/10.5897/jetr2018.0654
  20. Al-Housani, M., Bicer, Y., Koç, M. (2019). Experimental investigations on PV cleaning of large-scale solar power plants in desert climates: Comparison of cleaning techniques for drone retrofitting. Energy Conversion and Management, 185, 800–815. doi: https://doi.org/10.1016/j.enconman.2019.01.058
  21. Mehrjerdi, H., Hemmati, R. (2019). Electric vehicle charging station with multilevel charging infrastructure and hybrid solar-battery-diesel generation incorporating comfort of drivers. Journal of Energy Storage, 26, 100924. doi: https://doi.org/10.1016/j.est.2019.100924
  22. Saaty, T. L. (2008). Decision making with the analytic hierarchy process. International Journal of Services Sciences, 1 (1), 83. doi: https://doi.org/10.1504/ijssci.2008.017590
  23. Hilorme, T., Perevozova, I., Sakun, A., Reznik, O., Khaustova, Ye. (2020). Accounting Model of Human Capital Assessment Within the Information Space of the Enterprise. Academy of Accounting and Financial Studies Journal, 24 (3). Available at: https://www.abacademies.org/articles/Accounting-Model-of-Human-Capital-Assessment-Within-the-Information-1528-2635-24-3-540.pdf
  24. Drobyazko, S., Hilorme, T., Solokha, D., Bieliakova, O. (2020). Strategic policy of companies in the area of social responsibility: Covid-19 challenges. E3S Web of Conferences, 211, 04011. doi: https://doi.org/10.1051/e3sconf/202021104011
  25. Tonkoshkur, A., Ivanchenko, A., Nakashydze, L., Lyashkov, A., Gomilko, I. (2021). Application of polymer posistor nanocomposites in systems for protecting photovoltaic components of solar arrays from electrical overloads. Boston: “Primedia eLaunch”, 172. doi: https://doi.org/10.46299/978-1-63972-054-5
  26. Agency Risk Management Procedural Requirements. NASA. Available at: https://nodis3.gsfc.nasa.gov/displayDir.cfm?t=NPR&c=8000&s=4B

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-06-30

Як цитувати

Гільорме, Т. В., Накашидзе, Л. В., Мазурик, С. В., Габрінець, В. О., Колбунов, В. Р., & Гомілко, І. В. (2022). Обґрунтування вибору параметрів забезпечення електротеплового захисту сонячних батарей в енергоустановках космічних апаратів. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(8 (117), 17–24. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.258480

Номер

Том 3 № 8 (117) (2022): Енергозберігаючі технології та обладнання

Розділ

Енергозберігаючі технології та обладнання

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Tetiana Hilorme, Liliya Nakashydze, Stanislav Mazurik, Volodymyr Gabrinets, Vadim Kolbunov, Igor Gomilko

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.