ІНТЕГРАЦІЯ ГІБРИДНИХ ФОТОЕЛЕКТРИЧНИХ СИСТЕМ У ГАЗОВИДОБУВНІЙ ПРОМИСЛОВОСТІ ТА ОЦІНЮВАННЯ ЇХ ВПЛИВУ НА ЯКІСТЬ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ
DOI:
https://doi.org/10.31471/1993-9981-2026-1(56)-145-162Ключові слова:
відновлювальні джерела енергії, децентралізована генерація, фотоелектрика, гармонічні спотворення, параметри електричних мереж, показник якості.Анотація
У статті досліджено особливості інтеграції фотоелектричних систем (ФЕС) у енергетичну інфраструктуру об’єктів газовидобувної галузі з урахуванням впливу на показники якості електроенергії. Актуальність роботи зумовлена необхідністю підвищення енергоефективності, надійності електропостачання та зниження залежності від централізованих джерел енергії в умовах зростання частки відновлюваних джерел енергії (ВДЕ). Встановлено, що сучасний етап розвитку ФЕС у промисловості характеризується переходом від локального використання до впровадження гібридних енергетичних систем, які функціонують в автономних або слабко пов’язаних із мережею режимах. Особливу увагу приділено аналізу параметрів якості електроенергії, зокрема гармонічних спотворень, відхилень напруги та частоти, а також впливу нелінійного і реактивного навантаження, характерного для технологічного обладнання газовидобувних об’єктів. Обґрунтовано, що ігнорування зазначених факторів призводить до зниження стійкості режимів роботи електричних мереж, зростання втрат електроенергії та підвищення ризику відмов обладнання. Встановлено, що мобільні та стаціонарні ФЕС, які застосовуються у польових умовах, характеризуються підвищеними вимогами до контролю коефіцієнта
гармонічного складу струмів і напруг. На основі аналізу кліматичних умов України визначено потенціал використання сонячної енергії в регіонах газовидобутку, зокрема Харківській та Полтавській областях, де рівень глобальної горизонтальної інсоляції становить у середньому 1200–1300 кВт·год/м² на рік. Показано, що навіть відносно невеликі за потужністю ФЕС здатні забезпечити значну частку енергоспоживання окремих виробничих об’єктів. Практичне значення роботи полягає у формуванні комплексного підходу до інтеграції ФЕС, який передбачає поєднання техніко-економічного аналізу, оптимізації режимів роботи та обов’язкової метрологічної оцінки якості електроенергії. Запропонований підхід дозволяє підвищити надійність функціонування енергосистем, мінімізувати негативний вплив ВДЕ на параметри мережі та забезпечити ефективне використання відновлюваних джерел енергії в умовах промислової експлуатації.
Завантаження
Посилання
1. International Energy Agency. Empowering Ukraine through a decentralised electricity system: a roadmap for Ukraine’s increased use of distributed energy resources towards 2030. Paris : IEA, 2024. 112 с.
2. Міністерство енергетики України. Децентралізація енергетики: Міненерго розробляє потрібні інструменти для швидкого переходу. URL: https://mev.gov.ua/novyna/detsentralizatsiya-enerhetyky-minenerho-rozroblyaye-potribni-instrumenty-dlya-shvydkoho
3. Міністерство економіки України. Проєкт плану відновлення та розвитку енергетичної системи України. URL: https://me.gov.ua/download/ba5a318a-2e42-44ca-bc9e-0214bbd412f8/file.pdf
4. Міністерство енергетики України. Мікромережі: технічні рішення, регуляторні аспекти та перспективи для України. Київ : Міненерго, 2025. 48 с. URL: https://www.mev.gov.ua/sites/default/files/2025-10/mikromerezhi-ua_0.pdf
5. АТ «Укргазвидобування». Видобуток природного газу в Україні. URL: https://ugv.com.ua/uk/page/vidobutok
6. Saxena V., Sharma A., Verma P. Navigating the complexities of distributed generation: integration, challenges, and solutions. Energy Reports. 2024. Vol. 12. P. 3302–3322. URL: https://doi.org/10.1016/j.egyr.2024.09.017
7. Mohammadi A., Mehrpooya M. A comprehensive review on coupling different types of electrolyzer to renewable energy sources. Energy. 2018. Vol. 158. P. 632–655. URL: https://doi.org/10.1016/j.energy.2018.06.073
8. Mehrpooya M., Ghorbani B., Hosseini S. S. Thermodynamic and economic evaluation of a novel concentrated solar power system integrated with absorption refrigeration and desalination cycles. Energy Conversion and Management. 2018. Vol. 175. P. 337–356. URL: https://doi.org/10.1016/j.enconman.2018.08.109
9. Mansour-Saatloo A., Ebadi R., Mirzaei M. A., Zare K., Mohammadi-Ivatloo B., Marzband M., Anvari-Moghaddam A. Multi-objective IGDT-based scheduling of low-carbon multi-energy microgrids integrated with hydrogen refueling stations and electric vehicle parking lots. Sustainable Cities and Society. 2021. Vol. 74. Art. 103197. URL: https://doi.org/10.1016/j.scs.2021.103197
10. Adeyemo A. A., Alves E., Marra F., Brandao D., Tedeschi E. Suitability assessment of high-power energy storage technologies for offshore oil and gas platforms: a life cycle cost perspective. Journal of Energy Storage. 2023. Vol. 61. Art. 106643. URL: https://doi.org/10.1016/j.est.2023.106643
11. Jia J., Yang G., Nielsen A. H. A review on grid-connected converter control for short-circuit power provision under grid unbalanced faults. IEEE Transactions on Power Delivery. 2018. Vol. 33, No. 2. P. 649–661. URL: https://doi.org/10.1109/TPWRD.2017.2682164
12. Shafiullah M., Ahmed S. D., Al-Sulaiman F. A. Grid integration challenges and solution strategies for solar PV systems. A review. IEEE Access. 2022. Vol. 10. P. 52233–52257. URL: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2022.3174555
13. Fasihi M., Weiss R., Savolainen J., Breyer C. Global potential of green ammonia based on hybrid PV-wind power plants. Applied Energy. 2021. Vol. 294. Art. 116170. URL: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2025.125506
14. Wang J., Qi X., Ren F., Zhang G., Wang J. Optimal design of hybrid combined cooling, heating and power systems considering the uncertainties of load demands and renewable energy sources. Journal of Cleaner Production. 2021. Vol. 281. Art. 125357. URL: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.125357
15. De Santoli L., Lo Basso G., Bruschi D. A small scale H2NG production plant in Italy: techno-economic feasibility analysis and costs associated with carbon avoidance. International Journal of Hydrogen Energy. 2014. Vol. 39, No. 12. P. 6497–6517. URL: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2014.02.003
16. ІВЕ НАН України. Атлас сонячної енергії України / за ред. В. В. Міщенка. Київ : Інститут відновлюваної енергетики НАН України, 2020. 88 с. URL: https://www.ive.org.ua/wp-content/uploads/atlas.pdf
17. Liu J., Wang Y., Chen H. Application of the distributed photovoltaic systems towards oil-gas field and its power load coverage in China. Cleaner Energy Systems. 2025. Vol. 12. Art. 102678. URL: https://doi.org/10.1016/j.cles.2025.100198
18. Balakishan P., Chidambaram I. A., Manikandan M. Improvement of power quality in grid-connected hybrid system with power monitoring and control based on internet of things approach. Electrical Engineering & Electromechanics. 2022. Vol. 4. P. 44–50. URL: https://doi.org/10.20998/2074-272X.2022.4.06
.png)
