ON THE POSSIBILITY OF CREATING EFFICIENT SOLAR POWER PLANTS ON THE TERRITORY OF IN-DUSTRIAL ENTERPRISES
The aim of the study is to develop a methodology and algorithm for determining the set of all possible variants for the placement of selected types of solar panels on the territory of industrial enterprises. The choice of locations for solar panels on the territory of industrial enterprises is compl...
Збережено в:
| Дата: | 2024 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine
2024
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/438 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Vidnovluvana energetika |
| Завантажити файл: |  |
Репозитарії
Vidnovluvana energetika| _version_ | 1871103709603168256 |
|---|---|
| author | Kachan, Yu. Shram , O. |
| author_facet | Kachan, Yu. Shram , O. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": " Yu. Kachan",
"institution": "Національний університет «Запорізька політехніка», м. Запоріжжя, Україна"
},
{
"author": "O. Shram ",
"institution": "National University Zaporizhzhia Polytechnic, Zaporizhzhia, Ukraine."
}
] |
| author_sort | Kachan, Yu. |
| baseUrl_str | https://ve.org.ua/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-18T06:32:19Z |
| description | The aim of the study is to develop a methodology and algorithm for determining the set of all possible variants for the placement of selected types of solar panels on the territory of industrial enterprises. The choice of locations for solar panels on the territory of industrial enterprises is complicated by the shape of the roofs of buildings with steep slopes and the significant impact of the shading effect on power generation, etc.
The criteria for the optimal location of solar panels in the case under consideration may also vary. These are the maximum electricity generation of a solar power plant, the minimum fluctuations in its power during the day, the cost of generated electricity, etc. To solve such an optimization problem, it is proposed to first determine the set of all acceptable variants of the location of the selected types of solar panels at the allocated locations. Such a set can be represented as a branched graph, each branch of which is one of the possible options for the location of the panels. For this purpose, it is suggested to use an algorithm based on a recursive function, which is best suited for working with such structures. The article describes an example of the proposed algorithm for a variant with a specific number of available sites and types of solar panels used. As a result of the proposed algorithm, a matrix of sets of panel types and their locations is formed. The proposed methodology and algorithm for determining the array of all possible combinations of solar panel locations can significantly simplify the process of implementing a solar power plant at an industrial enterprise and significantly increase its efficiency. Bible 7, fig. 4, tab. 2. |
| doi_str_mv | 10.36296/1819-8058.2024.1(76).22-31 |
| first_indexed | 2025-07-17T11:39:19Z |
| format | Article |
| fulltext |
22
Відновлювана енергетика. №1/2024 | Комплексні проблеми енергетичних систем на основі НВДЕ
УДК 621.311:620.92 https://doi.org/10.36296/1819-8058.2024.1(76)22-31
ЩОДО МОЖЛИВОСТІ СТВОРЕННЯ ЕФЕКТИВНИХ СОНЯЧНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ НА ТЕРИТОРІЇ
ПРОМИСЛОВИХ ПІДПРИЄМСТВ
Отримано 28 лют. 2024 р.; рекомендовано до публікації 22 бер. 2024 р.
Доступно онлайн 01 квіт. 2023 р.
Качан Ю. Г.1, Шрам О. А.2
Автор для коресподенції: Шрам Олександр,
e-mail: alexshrum@yahoo.com
Анотація. Метою роботи є розробка методики й алгори-
тму визначення сукупності всіх можливих варіантів щодо розміщення вибраних типів сонячних пане-
лей на виділених для цього місцях на території промислових підприємств. Вибір місць розташування
сонячних панелей на території промислових підприємств ускладнений формою дахів будівель з кру-
тими схилами й суттєвим впливом ефекту затінення на обсяги генерації потужності тощо.
Критерії оптимального варіанта розташування сонячних панелей у розглядуваному випадку можуть
бути також різні. Це максимальний обсяг генерації сонячної електростанції, мінімальні коливання її
потужності впродовж доби, собівартість згенерованої електроенергії тощо. Для розв’язання такої
оптимізаційної задачі в роботі пропонується передусім визначити сукупність всіх прийнятних варіа-
нтів розташування вибраних типів сонячних панелей на виділених для цього місцях. Таку сукупність
можна представити у вигляді розгалуженого графа, кожна гілка якого є одним із можливих варіантів
розташування панелей. Для цього запропоновано використовувати алгоритм на основі рекурсивної
функції, яка найкраще підходить для роботи з такими структурами. В статті розглянуто приклад
роботи запропонованого алгоритму для варіанта, з конкретною кількістю наявних площадок і вико-
ристаних типів сонячних панелей. Внаслідок роботи запропонованого алгоритму сформована мат-
риця сукупностей типів панелей і місць їх розташування. Запропонована методика і алгоритм визна-
чення масиву всіх можливих комбінацій розташування сонячних панелей дозволяє значно спростити
процес впровадження СЕС на промисловому підприємстві й суттєво підвищити її ефективність. Бібл.
8, рис. 4, табл. 2.
Ключові слова: сонячна електростанція, відновлювані джерела енергії, алгоритм, рекурсивна функ-
ція, оптимізаційна задача.
ON THE POSSIBILITY OF CREATING EFFICIENT SOLAR POWER PLANTS ON THE TERRITORY OF IN-
DUSTRIAL ENTERPRISES
Received Feb. 28, 2024; accepted Mar. 22, 2024
Available online Apr. 01, 2024
Kachan Yu.1, Shram O.2
Author for correspondence: Shram Olexandr,
e-mail: alexshrum@yahoo.com
Abstract. The aim of the study is to develop a methodology and
algorithm for determining the set of all possible variants for the
placement of selected types of solar panels on the territory of industrial enterprises. The choice of locations for
solar panels on the territory of industrial enterprises is complicated by the shape of the roofs of buildings with
steep slopes and the significant impact of the shading effect on power generation, etc.
1 Dr. Sc. (Tech.), Prof.
https://orcid.org/0000-0001-9984-3646
2 Cand. Sc. (Tech.), Assoc. Prof.
https://orcid.org/0000-0003-4206-7716
1,2 National University Zaporizhzhia
Polytechnic, Zaporizhzhia, Ukraine.
1 д-р техн. наук, проф.
https://orcid.org/0000-0001-9984-3646
2 канд. техн. наук, доц.
https://orcid.org/0000-0003-4206-7716
1,2 Національний університет «Запорізька
політехніка», м. Запоріжжя, Україна
23
Відновлювана енергетика. №1/2024 | Комплексні проблеми енергетичних систем на основі НВДЕ
The criteria for the optimal location of solar panels in the case under consideration may also vary. These are the
maximum electricity generation of a solar power plant, the minimum fluctuations in its power during the day, the
cost of generated electricity, etc. To solve such an optimization problem, it is proposed to first determine the set
of all acceptable variants of the location of the selected types of solar panels at the allocated locations. Such a set
can be represented as a branched graph, each branch of which is one of the possible options for the location of
the panels. For this purpose, it is suggested to use an algorithm based on a recursive function, which is best suited
for working with such structures. The article describes an example of the proposed algorithm for a variant with a
specific number of available sites and types of solar panels used. As a result of the proposed algorithm, a matrix
of sets of panel types and their locations is formed. The proposed methodology and algorithm for determining the
array of all possible combinations of solar panel locations can significantly simplify the process of implementing a
solar power plant at an industrial enterprise and significantly increase its efficiency. Bible 7, fig. 4, tab. 2.
Keywords: solar power plant, renewable energy sources, algorithm, recursive function, optimization problem.
Вступ і постановка завдання. Створення промисловими
підприємствами власних сонячних електростанцій за-
для підвищення енергоефективності виробництва є на-
разі достатньо актуальним питанням. Маючи велику кі-
лькість споруд, на дахах яких можна розмістити сонячні
панелі, вони могли б генерувати додаткову електроене-
ргію, зменшуючи цим споживання її з загальної елект-
ромережі. З’ясування таких можливостей і визначення
доцільності зазначеного заходу вимагає виконання кон-
кретної низки дій.
Насамперед необхідно визначити наявність місць для
розташування сонячних панелей, оцінити їх кількість,
енергетичну спроможність кожної за розміром та інтен-
сивністю сонячного випромінювання. Потрібно також
з’ясувати, які реальні типи зазначених панелей можуть
бути використані у такому застосуванні, їх кількість і на-
явність на енергетичному ринку.
Після цього, враховуючи отримані результати, слід ство-
рити масив всіх можливих варіантів розташування виб-
раних типів сонячних панелей на виділених для них міс-
цях (площадках). І вже потім знайти оптимальний з них
за попередньо прийнятним для підприємства крите-
рієм: максимальним обсягом генерації, мінімальними
коливаннями потужності впродовж доби чи собіварті-
стю згенерованої електроенергії тощо.
Вибір місць розташування сонячних панелей на терито-
рії промислових підприємств є зазвичай непростим за-
вданням, яке ускладнюється низкою чинників. Так, в ро-
ботах [1, 2] зазначається, що найкраще встановлювати
такі панелі на плоских поверхнях, тоді як дахи будівель
мають здебільшого складну форму і навіть надто круті
схили. А це означає, що потрібно буде розробляти спе-
ціалізовані системи кріплення або суттєво обмежувати
кількість розташованих на них об’єктів сонячної генера-
ції, значно зменшуючи цим співвідношення площі, при-
датної для встановлення панелей, і загальної площі
даху. Так, в роботі [2] указано, що не більше 60 % остан-
ньої, зазвичай підходить для такого використання.
Крім того, тіні, що відкидаються навколишніми будів-
лями, іншими технічними спорудами, розташованими
поруч одна з одною значно зменшують кількість
сонячної радіації, яка надходить на кожну пропоновану
площадку [3, 4]. Наслідком цього явища, так званого
ефекту затінення, стане суттєве зменшення обсягів гене-
рації потужності впровадженої СЕС.
Тож конфігурація даху, чи наявність ефекту затінення
обмежують вибір найкращої орієнтації сонячних пане-
лей для отримання максимального їх опромінення [5].
Окрім цього при виборі відповідних систем кріплення та
забезпечення довговічності панелей необхідно буде
враховувати ще й додаткові кліматичні умови, такі як
можливе вітрове, дощове та снігове навантаження на
них [6, 7].
Після вирішення щойно розглянутих питань щодо розта-
шування елементів СЕС на території промислових підп-
риємств, яким натепер приділено достатньо уваги в на-
укових дослідженнях, важливо визначити сукупність
всіх прийнятних варіантів розташування вибраних типів
сонячних панелей на виділених для цього площадках.
Це й дасть змогу розв’язати зазначену вище оптиміза-
ційну задачу щодо найкращого з них за потрібним кри-
терієм ефективності СЕС.
Метою роботи є розробка методики й алгоритму визна-
чення сукупності всіх можливих варіантів щодо розмі-
щення обраних типів сонячних панелей на виділених
для цього площадках на території промислових підпри-
ємств.
Матеріал і результати досліджень. Як уже зазначалося,
розрахунки щодо розміщення сонячних панелей на ви-
ділених площадках промислових підприємств усклад-
нюються тим, що останні різні за розміром, а отже, кіль-
кість встановлених на кожній з них фотоперетворювачів
буде різною. До того ж панелі мають ще й неоднакові
номінальні потужності і їх залежності від сонячної раді-
ації. А це означає, що ускладнюються й алгоритми необ-
хідних розрахунків при проєктуванні конкретної СЕС.
Передусім, на відміну від вітроустановок, сонячні пе-
ретворювачі того самого типу, розміщені на різних
площадках, генеруватимуть різну сумарну потуж-
ність. Тут вже потрібно визначати не тільки загальну
кількість площадок щодо використання заданого типу
панелей, а й конкретику щодо них. Отже, наявний
24
Відновлювана енергетика. №1/2024 | Комплексні проблеми енергетичних систем на основі НВДЕ
натепер алгоритм визначення всіх можливих сукупно-
стей щодо типів вітроустановок і кількості місць їх ро-
зташування, розглянутий у [8], без необхідних змін і
доповнень не вирішує поставлену задачу. Та і самих
сукупностей у випадку геліосистем буде вже значно
більше. Якщо за попереднім алгоритмом було доста-
тньо визначити сукупності hij (j = 1, p), де h – необхідна
кількість ВЕУ i-го типу в j-й сукупності, тільки б вико-
нувалася умова
1
h
ij
i
h n
=
=∑ , без конкретизації місця їх
установлення, то тепер необхідно реалізувати й
останнє.
Тож розглянемо таку можливість у вигляді постано-
вки hij ( 1, ; 1,i m j p= = ), де m – кількість запропоно-
ваних для використання типів сонячних панелей, p –
кількість визначених сукупностей. Як приклад візь-
мемо перший довільний варіант h21 = 3; h41 = 4; h51 = 3,
тобто коли рекомендується для панелей другого типу
3 площадки, четвертого– 4 і п’ятого – 3, загальною кі-
лькістю n = 10. Подальші розрахунки здійснювати-
мемо в такий спосіб.
Спершу розглянемо всі можливі варіанти трьох площа-
док розташування фотоперетворювачів другого (з п’яти
наявних) типу з загальною кількістю місць n = 10. Тобто
всі комбінації, які будуть відрізнятися одна від одної хоча
б на одне місце розташування. Це вирішується такою по-
слідовністю переміщення цифр (табл. 1). Всі 120 отрима-
них варіантів розглядаються як незалежні й можливі для
реалізації. За першим з них панелі другого типу будуть
розташовуватися на першій, другій і третій площадках, а
за останнім – на восьмій, дев’ятій та десятій. Взявши
будь-який проміжний варіант (наприклад, 2, 5, 8), ба-
чимо, що для розташування фотоперетворювачів четвер-
того типу залишаються площадки 1, 3, 4, 6, 7, 9 і 10.
Щоб розглянути останні у вигляді нової послідовності
треба третій реальній площадці присвоїти індекс 2, чет-
вертій – 3, шостій – 4, сьомій – 5, дев’ятій – 6 і десятій –
7. Це дозволяє аналогічним чином визначити чотири
можливі місця розташування панелей четвертого типу
на вже семи вільних площадках, тобто при n = 7. Послі-
довність визначення всіх можливих комбінацій у цьому
разі має вигляд, представлений у табл. 2.
Таблиця 1. Можливі варіанти розташування трьох сонячних панелей другого типу
Table 1. Possible arrangements of three second-type solar panels
12 3
12 4
12 5
12 6
12 7
12 8
12 9
12 10
13 4
13 5
13 6
13 7
13 8
13 9
13 10
14 5
14 6
14 7
14 8
14 9
14 10
15 6
15 7
15 8
15 9
15 10
16 7
16 8
16 9
16 10
17 8
17 9
17 10
18 9
18 10
19 10
Кількість варіантів – 36
23 4
23 5
23 6
23 7
23 8
23 9
23 10
24 5
24 6
24 7
24 8
24 9
24 10
25 6
25 7
25 8
25 9
25 10
26 7
26 8
26 9
26 10
27 8
27 9
27 10
28 9
28 10
29 10
Кількість варіантів – 28
34 5
34 6
34 7
34 8
34 9
34 10
35 6
35 7
35 8
35 9
35 10
36 7
36 8
36 9
36 10
37 8
37 9
37 10
38 9
38 10
39 10
Кількість варіантів – 21
25
Відновлювана енергетика. №1/2024 | Комплексні проблеми енергетичних систем на основі НВДЕ
45 6
45 7
45 8
45 9
45 10
46 7
46 8
46 9
46 10
47 8
47 9
47 10
48 9
48 10
49 10
Кількість варіантів – 15
56 7
56 8
56 9
56 10
57 8
57 9
57 10
58 9
58 10
59 10
Кількість варіантів – 10
67 8
67 9
67 10
68 9
68 10
69 10
78 9
78 10
79 10
Кількість варіантів – 3
89 10
Загальна кількість варіантів–- 120
Таблиця 2. Можливі варіанти розташування чотирьох сонячних панелей четвертого типу
Table 2. Possible arrangements of four fourth-type solar panels
123 4
123 5
123 6
123 7
124 5
124 6
124 7
125 6
125 7
126 7
Кількість варіантів – 10
134 5
134 6
134 7
135 6
135 7
136 7
Кількість варіантів – 6
145 6
145 7
146 7 156 7
Кількість варіантів – 4
234 5
234 6
234 7
235 6
235 7
236 7
Кількість варіантів – 6
26
Відновлювана енергетика. №1/2024 | Комплексні проблеми енергетичних систем на основі НВДЕ
245 6
245 7
246 7 256 7
Кількість варіантів – 4
345 6
345 7
346 7 356 7 456 7
Кількість варіантів – 5
Загальна кількість варіантів d4 = 35
Якщо розглядати, наприклад, уявну комбінацію 1, 3, 4,
7, а за реальною нумерацією місць установлення це бу-
дуть площадки 1, 4, 6, 10, то для сонячних панелей
п’ятого типу залишаються площадки 4, 7, 9. І таких варі-
антів розташування буде 2400. Потім потрібно подібну
процедуру здійснити в іншій послідовності визначення
площадок щодо типів панелей, наприклад, 2, 5, 4 і ана-
логічно перебрати всі можливі їх комбінації в цьому
разі. Повторювати зміну послідовності розгляду типів
фотоперетворювачів у такому випадку треба буде шість
разів: 2, 4, 5; 2, 5, 4; 4, 2, 5; 4, 5, 2; 5, 2, 4 і 5, 4, 2. Їх можна
представити у вигляді розгалуженого графа (гіллястого
дерева) з зазначеною кількістю гілок, кожна з яких є од-
ним з можливих варіантів реалізації сукупності hij, що
розглядається (рис. 1). А загальна кількість комбінацій
розташування C типів сонячних панелей на n виділених
площадках буде дорівнювати Cn.
Рис. 1. Граф можливих варіантів установлення сонячних панелей на виділених місцях промислових підприємств
Fig. 1. Graph of possible variants of solar panels installation on allocated areas of industrial enterprises
27
Відновлювана енергетика. №1/2024 | Комплексні проблеми енергетичних систем на основі НВДЕ
Тож перш ніж пропонувати конкретний алгоритм роз-
глянутого перебору вибраних для можливого викорис-
тання сонячних батарей і виділених місць для їх розта-
шування на території промислових підприємств, не-
обхідно чітко визначити поняття, що в ньому викори-
стовуватимуться, і їх позначення.
Отже, вони такі:
j – номер запропонованої комбінації з сонячних па-
нелей, що отримується за допомогою алгоритму,
наведеного на рис. 2 ( 1,j p= );
i – порядковий номер типу панелі, яка запропоно-
вана до розгляду ( 1,i m= );
𝛽𝛽 – порядковий номер типу панелі у комбінації j, що
розглядається ( 1, jcβ = );
c – загальна кількість використаних панелей у комбіна-
ції j;
𝛾𝛾j – порядковий номер можливої комбінації для і-ї
панелі у j-му варіанті ( 1, idγ = );
di – кількість комбінацій для і-ї панелі у j-му варіанті;
𝜇𝜇 – порядковий номер виділеного місця для устано-
влення панелі ( 1,nµ = );
n – кількість можливих місць установлення панелей
на промисловому підприємстві;
𝛼𝛼i – порядковий номер місця розташування і-ї панелі
на підприємстві ( 1, ikα = );
ki = hij – кількість місць установлення і-ї панелі у j-й
комбінації;
ai𝛼𝛼𝛼𝛼 – 𝛼𝛼-й номер місця встановлення і-ї панелі у ком-
бінації 𝛾𝛾;
b𝛼𝛼i𝛾𝛾 – 𝛼𝛼-й умовний номер місця встановлення і-ї па-
нелі в комбінації 𝛾𝛾 у разі, якщо її порядковий но-
мер 𝛽𝛽 не дорівнює одиниці.
Алгоритм за розглянутою послідовністю зазвичай реалі-
зують на основі ітераційних підходів. Блок-схема такого
алгоритму представлена на рис. 2.
Однак тепер це можна зробити й простіше завдяки ви-
користанню так званої рекурсивної функції. Бо ж вона
якнайкраще підходить до роботи з такими структурами,
як граф та дерево і дозволяє значно спростити реаліза-
цію алгоритму.
Рекурсивна функція generate (index), блок-схема
якої представлена на рис. 3, формує всі можливі
комбінації розміщення сонячних панелей певного
типу на виділених для цього ділянках. Параметр
index тут відповідає номеру останніх для встанов-
лення таких перетворювачів.
У разі, якщо функція generate (index) викликається з
параметром, значення якого більше, ніж кількість ві-
льних місць для установки панелей, до матриці мож-
ливих комбінацій (comb) додається рядок, який від-
повідає повністю згенерованій поточній комбінації
(current_comb). Після цього функція повертається, за-
вершуючи рекурсію для цієї гілки.
Якщо поточний індекс лежить в допустимому діапа-
зоні, тобто значення параметра index менше, ніж кі-
лькість вільних місць, функція входить в цикл (for i =
1:c) для перебору всіх можливих типів сонячних па-
нелей (c), які можуть бути розміщені на поточному
місці установки. В подальшому функція робить реку-
рсивний виклик самої себе з наступним індексом
(generate (index + 1)).
Внаслідок роботи запропонованого алгоритма й ре-
алізується вищезгадана деревоподібна структура
(рис. 1). Очевидно, що для значної кількості виділе-
них місць для розташування сонячних панелей візу-
алізація дерева рекурсії суттєво ускладниться. Тому
для прикладу розглянемо варіант, коли на підпри-
ємстві наявні тільки три площадки n = 3 і викорис-
товуються два типи сонячних панелей c = 2 (рис. 4).
Тут кожна вершина графа рекурсивної функції від-
повідає одному виклику generate (index), а індекс
кожної з них (1, 2, 3) – поточному місцю розташу-
вання сонячних панелей. Ребра, що з'єднують вер-
шини, є рекурсивними викликами функції gene-
rate (index). Числові мітки ребер (1 чи 2) збігаються
з номерами типів використаних на поточному місці
сонячних панелей.
28
Відновлювана енергетика. №1/2024 | Комплексні проблеми енергетичних систем на основі НВДЕ
Рис. 2. Алгоритм визначення всіх можливих комбінацій з наявних геліоперетворювачів і виділених місць їх роз-
ташування
Fig. 2. Algorithm for determining all possible combinations of available solar converters and their selected locations
29
Відновлювана енергетика. №1/2024 | Комплексні проблеми енергетичних систем на основі НВДЕ
Рис. 3. Блок-схема рекурсивної функції generate (index)
Fig. 3. Block diagram of the recursive function generate (index)
Рис. 4. Приклад роботи рекурсивної функції у вигляді графа
Fig. 4. An example of a recursive function in the form of a graph
30
Відновлювана енергетика. №1/2024 | Комплексні проблеми енергетичних систем на основі НВДЕ
Внаслідок роботи запропонованого алгоритму отрима-
ємо таку матрицю сукупностей щодо типів панелей і
місць їх розташування.
Подальша робота з цією матрицею всіх можливих комбі-
націй встановлення сонячних панелей на виділених міс-
цях залежить від необхідності розв’язання конкретних
проєктних задач, якими можуть бути, наприклад, визна-
чення максимального обсягу генерації електричної енер-
гії, мінімальних коливань останньої і зменшення небажа-
них перетоків потужностей, які можуть виникати при ви-
користанні ВДЕ в мережах підприємств тощо. Як зазна-
чено вище, площадки для встановлення сонячних пане-
лей на території промислових підприємств відрізняються
одна від одної площею, рівнем сонячної інсоляції, ступе-
нем затінення тощо. Тому в разі використання отриманої
матриці в подальших розрахунках враховуватимуться як
конкретні особливості таких площадок, так і технічні ха-
рактеристики сонячних панелей.
Висновки
1. Вибір оптимального варіанта розташування різних ти-
пів сонячних панелей на виділених для цього місцях (ді-
лянках) на території промислових підприємств усклад-
нений тим, що панелі мають не тільки різну номінальну
потужність та залежність генерації від сонячної радіації,
а й різні геометричні розміри. Отже в кожному випадку
кількість встановлених фотоперетворювачів на виділе-
них для цього ділянках буде, звісно, різною.
2. Місця розташування сонячних панелей на промисло-
вих підприємствах зазвичай затінюються розташова-
ними поруч будівлями чи виробничими спорудами, що
значно впливає на загальні показники генерації СЕС.
Тож зазначений ефект необхідно враховувати під час
проєктування останньої.
3. Основою оптимізаційної задачі щодо знаходження
найкращого значення попередньо визначеного крите-
рію ефективності СЕС, яка впроваджується на промисло-
вому підприємстві, є масив всіх можливих комбінацій
розташування вибраних для цього сонячних панелей на
виділених місцях (ділянках). Він являє собою розгалу-
жене дерево (граф) з великою кількістю гілок.
4. Реалізувати послідовність щодо визначення всіх мож-
ливих комбінацій розташування сонячних панелей на
виділених для цього місцях, що зазвичай робиться на
основі ітераційних підходів, краще шляхом викорис-
тання так званої рекурсивної функції, що пристосована
для роботи з такими структурами, як граф, чи дерево, і
значно спрощує отримання результату.
5. Запропонований алгоритм визначення масиву всіх
можливих комбінацій розташування геліоперетворюва-
чів на виділених для цього місцях, реалізований на ос-
нові рекурсивної функції, дозволяє значно спростити
процес проєктування СЕС на промисловому підприємс-
тві й реалізувати його на рівні оптимізаційної задачі.
ПОСИЛАННЯ
1. Melius J., Margolis R., Ong S. Estimating Rooftop Suita-
bility for PV: A Review of Methods, Patents, and Valida-
tion Techniques. United States, 2021.
https://doi.org/10.2172/1117057.
2. Mokhtara C., Negrou B., Settou N., Bouferrouk A., Yao
Y. Optimal design of grid-connected rooftop PV sys-
tems: An overview and a new approach with application
to educational buildings in arid climates. Sustainable En-
ergy Technologies and Assessments, 2021, vol. 47,
101468. doi:10.1016/j.seta.2021.101468.
3. Handoko I., Zainal B., Susanto S. Study and Analysis of
Shading Effects on Photovoltaic Application System.
MATEC Web of Conferences, 2018, vol. 218, 02004.
10.1051/matecconf/201821802004.
4. Umar R., Apriansyah M., Ginas A., Utomo A. R. Influence
of shading to the output power of photovoltaic in Indo-
nesia. IOP Conference Series: Materials Science and En-
gineering, 2019, vol. 673, 012060. 10.1088/1757-
899X/673/1/012060.
5. Getu H., Fung A. S. Optimum Tilt Angle and Orientation
of Photovoltaic Thermal System for Application in
Greater Toronto Area, Canada. Sustainability, 2019, vol.
11(22), 6443. https://doi.org/10.3390/su11226443.
6. Peng H. Y., Dai S. F., Liu, H. J. Wind loading characteris-
tics and roof zoning of solar arrays mounted on flat-
roofed tall buildings. Journal of Building Engineering,
2023, vol. 66. 105823. 10.1016/j.jobe.2023.105823.
7. Wang J., Yang Q., Tamura Yu. Effects of building param-
eters on wind loads on flat-roof-mounted solar arrays.
1 1 1
1 1 2
1 2 1
1 2 2
2 1 1
2 1 2
2 2 1
2 2 2
https://doi.org/10.2172/1117057
31
Відновлювана енергетика. №1/2024 | Комплексні проблеми енергетичних систем на основі НВДЕ
Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynam-
ics, 2018, vol. 174, pp. 210–224.
https://doi.org/10.1016/j.jweia.2017.12.023.
8. Kachan Yu. G., Kuznetsov V. V., Shram O. A. Minimiza-
tion of power fluctuations of wind power plants when
constructed in exclusion zones of enterprises. Naukovyi
Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 2023,
no. 1, pp. 115–121. DOI:
https://doi.org/10.33271/nvngu/2023-1/115.
REFERENCES
1. Melius J., Margolis R., Ong S. Estimating Rooftop Suita-
bility for PV: A Review of Methods, Patents, and Valida-
tion Techniques. United States, 2021.
https://doi.org/10.2172/1117057.
2. Mokhtara C., Negrou B., Settou N., Bouferrouk A., Yao
Y. Optimal design of grid-connected rooftop PV sys-
tems: An overview and a new approach with application
to educational buildings in arid climates. Sustainable En-
ergy Technologies and Assessments, 2021, vol. 47,
101468. doi:10.1016/j.seta.2021.101468.
3. Handoko I., Zainal B., Susanto S. Study and Analysis of
Shading Effects on Photovoltaic Application System.
MATEC Web of Conferences, 2018, vol. 218, 02004.
10.1051/matecconf/201821802004.
4. Umar R., Apriansyah M., Ginas A., Utomo A. R. Influence
of shading to the output power of photovoltaic in Indo-
nesia. IOP Conference Series: Materials Science and En-
gineering, 2019, vol. 673, 012060. 10.1088/1757-
899X/673/1/012060.
5. Getu H., Fung A. S. Optimum Tilt Angle and Orientation
of Photovoltaic Thermal System for Application in
Greater Toronto Area, Canada. Sustainability, 2019, vol.
11(22), 6443. https://doi.org/10.3390/su11226443.
6. Peng H. Y., Dai S. F., Liu, H. J. Wind loading characteris-
tics and roof zoning of solar arrays mounted on flat-
roofed tall buildings. Journal of Building Engineering,
2023, vol. 66. 105823. 10.1016/j.jobe.2023.105823.
7. Wang J., Yang Q., Tamura Yu. Effects of building param-
eters on wind loads on flat-roof-mounted solar arrays.
Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynam-
ics, 2018, vol. 174, pp. 210–224.
https://doi.org/10.1016/j.jweia.2017.12.023.
8. Kachan Yu. G., Kuznetsov V. V., Shram O. A. Minimization of
power fluctuations of wind power plants when constructed
in exclusion zones of enterprises. Naukovyi Visnyk Natsion-
alnoho Hirnychoho Universytetu, 2023, no. 1, pp. 115–121.
DOI: https://doi.org/10.33271/nvngu/2023-1/115.
https://doi.org/10.2172/1117057
|
| id | veorgua-article-438 |
| institution | Vidnovluvana energetika |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-07-19T01:12:31Z |
| publishDate | 2024 |
| publisher | Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | veorgua/b5/1775f68632a95fab9caa1d97d3c664b5.pdf |
| spelling | veorgua-article-4382026-07-18T06:32:19Z ON THE POSSIBILITY OF CREATING EFFICIENT SOLAR POWER PLANTS ON THE TERRITORY OF IN-DUSTRIAL ENTERPRISES ЩОДО МОЖЛИВОСТІ СТВОРЕННЯ ЕФЕКТИВНИХ СОНЯЧНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ НА ТЕРИТОРІЇ ПРОМИСЛОВИХ ПІДПРИЄМСТВ Kachan, Yu. Shram , O. solar power plant, renewable energy sources, algorithm, recursive function, optimization problem. сонячна електростанція, відновлювані джерела енергії, алгоритм, рекурсивна функція, оптиміза-ційна задача. The aim of the study is to develop a methodology and algorithm for determining the set of all possible variants for the placement of selected types of solar panels on the territory of industrial enterprises. The choice of locations for solar panels on the territory of industrial enterprises is complicated by the shape of the roofs of buildings with steep slopes and the significant impact of the shading effect on power generation, etc. The criteria for the optimal location of solar panels in the case under consideration may also vary. These are the maximum electricity generation of a solar power plant, the minimum fluctuations in its power during the day, the cost of generated electricity, etc. To solve such an optimization problem, it is proposed to first determine the set of all acceptable variants of the location of the selected types of solar panels at the allocated locations. Such a set can be represented as a branched graph, each branch of which is one of the possible options for the location of the panels. For this purpose, it is suggested to use an algorithm based on a recursive function, which is best suited for working with such structures. The article describes an example of the proposed algorithm for a variant with a specific number of available sites and types of solar panels used. As a result of the proposed algorithm, a matrix of sets of panel types and their locations is formed. The proposed methodology and algorithm for determining the array of all possible combinations of solar panel locations can significantly simplify the process of implementing a solar power plant at an industrial enterprise and significantly increase its efficiency. Bible 7, fig. 4, tab. 2. Метою роботи є розробка методики й алгоритму визначення сукупності всіх можливих варіантів щодо розміщення вибраних типів сонячних панелей на виділених для цього місцях на території промислових підприємств. Вибір місць розташування сонячних панелей на території промислових підприємств ускладнений формою дахів будівель з крутими схилами й суттєвим впливом ефекту затінення на обсяги генерації потужності тощо. Критерії оптимального варіанта розташування сонячних панелей у розглядуваному випадку можуть бути також різні. Це максимальний обсяг генерації сонячної електростанції, мінімальні коливання її потужності впродовж доби, собівартість згенерованої електроенергії тощо. Для розв’язання такої оптимізаційної задачі в роботі пропонується передусім визначити сукупність всіх прийнятних варіантів розташування вибраних типів сонячних панелей на виділених для цього місцях. Таку сукупність можна представити у вигляді розгалуженого графа, кожна гілка якого є одним із можливих варіантів розташування панелей. Для цього запропоновано використовувати алгоритм на основі рекурсивної функції, яка найкраще підходить для роботи з такими структурами. В статті розглянуто приклад роботи запропонованого алгоритму для варіанта, з конкретною кількістю наявних площадок і використаних типів сонячних панелей. Внаслідок роботи запропонованого алгоритму сформована матриця сукупностей типів панелей і місць їх розташування. Запропонована методика і алгоритм визначення масиву всіх можливих комбінацій розташування сонячних панелей дозволяє значно спростити процес впровадження СЕС на промисловому підприємстві й суттєво підвищити її ефективність. Бібл. 8, рис. 4, табл. 2. Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2024-04-05 Article Article application/pdf https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/438 10.36296/1819-8058.2024.1(76).22-31 Vidnovluvana energetika ; No. 1(76) (2024): Scientific and applied Journal renewable energy ; 22-31 Возобновляемая энергетика; ##issue.no## 1(76) (2024): Scientific and applied Journal renewable energy ; 22-31 Відновлювана енергетика; № 1(76) (2024): Науково-прикладний журнал Відновлювана енергетика; 22-31 2664-8172 1819-8058 10.36296/1819-8058.2024.1(76) uk https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/438/346 Copyright (c) 2024 Yu. Kachan, O. Shram https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |
| spellingShingle | solar power plant renewable energy sources algorithm recursive function optimization problem. Kachan, Yu. Shram , O. ON THE POSSIBILITY OF CREATING EFFICIENT SOLAR POWER PLANTS ON THE TERRITORY OF IN-DUSTRIAL ENTERPRISES |
| title | ON THE POSSIBILITY OF CREATING EFFICIENT SOLAR POWER PLANTS ON THE TERRITORY OF IN-DUSTRIAL ENTERPRISES |
| title_alt | ЩОДО МОЖЛИВОСТІ СТВОРЕННЯ ЕФЕКТИВНИХ СОНЯЧНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ НА ТЕРИТОРІЇ ПРОМИСЛОВИХ ПІДПРИЄМСТВ |
| title_full | ON THE POSSIBILITY OF CREATING EFFICIENT SOLAR POWER PLANTS ON THE TERRITORY OF IN-DUSTRIAL ENTERPRISES |
| title_fullStr | ON THE POSSIBILITY OF CREATING EFFICIENT SOLAR POWER PLANTS ON THE TERRITORY OF IN-DUSTRIAL ENTERPRISES |
| title_full_unstemmed | ON THE POSSIBILITY OF CREATING EFFICIENT SOLAR POWER PLANTS ON THE TERRITORY OF IN-DUSTRIAL ENTERPRISES |
| title_short | ON THE POSSIBILITY OF CREATING EFFICIENT SOLAR POWER PLANTS ON THE TERRITORY OF IN-DUSTRIAL ENTERPRISES |
| title_sort | on the possibility of creating efficient solar power plants on the territory of in-dustrial enterprises |
| topic | solar power plant renewable energy sources algorithm recursive function optimization problem. |
| topic_facet | solar power plant renewable energy sources algorithm recursive function optimization problem. сонячна електростанція відновлювані джерела енергії алгоритм рекурсивна функція оптиміза-ційна задача. |
| url | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/438 |
| work_keys_str_mv | AT kachanyu onthepossibilityofcreatingefficientsolarpowerplantsontheterritoryofindustrialenterprises AT shramo onthepossibilityofcreatingefficientsolarpowerplantsontheterritoryofindustrialenterprises AT kachanyu ŝodomožlivostístvorennâefektivnihsonâčnihelektrostancíjnateritoríípromislovihpídpriêmstv AT shramo ŝodomožlivostístvorennâefektivnihsonâčnihelektrostancíjnateritoríípromislovihpídpriêmstv |