Browsing by Author "Shapoval, Stepan"

Now showing 1 - 16 of 16

Analysis of Greenhouse Gas and Pollutant Emission Reduction in Ukraine and European Union Countries
(Видавництво Львівської політехніки, 2023-02-28) Мисак, Степан; Шаповал, Степан; Мартиняк-Андрушко, Марта; Mysak, Stepan; Shapoval, Stepan; Martynyak-Andrushko, Marta; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
Відповідно до Європейського зеленого курсу, який ставить за мету розвиток економіки замкненого циклу та зменшення викидів забруднюючих речовин, Україна також імплементує це в свої плани. Тому в цій роботі проаналізовано та зіставлено зменшення викидів СО2, NOx, SO2 країнами Європейської Спільноти та Україною. Проаналізовано фактичні дані щодо досягнень зі зниження викидів зазначених речовин, а також зіставлено плани досліджуваних країн. У результаті опрацювання енергетичних та кліматичних планів країн Європейського Союзу та України побудовано графічні залежності, на основі яких проаналізовано фактичні досягнення країн з 1990 р. зі зменшення викидів парникових газів та забруднюючих речовин, а також здійснено порівняння планів щодо цих даних до 2050 р., які надали країни.
Analytical studies of coolant temperature in solar panel
(Lviv Politechnic Publishing House, 2018-03-29) Касинець, Мар’яна; Шаповал, Степан; Козак, Христина; Гулай, Богдан; Kasynets, Mariana; Shapoval, Stepan; Kozak, Khrystyna; Hulai, Bohdan; Національний університет «Львівська політехніка»; Lviv Polytechnic National University
Проаналізовано наявні системи сонячного теплопостачання. Отримано залежність річного надходження сонячної радіації на геліопанель від азимутального кута γ і кута нахилу поверхні, яку можна використати для дослідження поверхонь із довільною кількістю орієнтацій. Представлено тепловий баланс для цієї геліопанелі за певний проміжок часу. Досліджено залежності для визначення кількості енергії, що надходить від Сонця на кожну із поверхонь геліопанелі та кількості тепла, закумульованого геліопанеллю. Проаналізовано втрати конвекцією від покриття геліопанелі та радіаційні тепловтрати із поверхні покриття в навколишнє середовище, а також тепловтрати через теплоізоляцію із тильної сторони та бокових стінок геліопанелі. Отримано залежність температури теплоносія в геліопанелі від річного надходження сонячної радіації та сумарних тепловтрат геліопанелі.
Ecological and energy aspects of using the combined solar collectors for low-energy houses
(Lviv Politechnic Publishing House, 2017-01-20) Shapoval, Stepan; Shapoval, Pavlo; Zhelykh, Vasyl; Pona, Ostap; Spodyniuk, Nadiya; Gulai, Bogdan; Savchenko, Olena; Myroniuk, Khrystyna; Lviv Polytechnic National University
Описано перспективні екологічно безпечні системи сонячного теплопостачання на основі комбінованого геліоколектора, теплопоглинач якого виконаний із конструк- тивного матеріалу екобудинків. Показано, що використання комбінованого теплопоглинача із зовнішнім захищенням екобу- динку дає можливість забезпечити достатню ефективність комбінованого геліоколектора та зменшити його вартість. Розроблено трифакторну матрицю із врахуванням взаємо- впливу всіх чинників. Приведено аналітичні та графічні залеж- ності ефективності комбінованого геліоколектора з прозорим покриттям та без нього від кутів падіння теплового потоку та його інтенсивності. Досліджено ефективність захисту теплопоглинача геліоколектора прозорим покриттям. Роз- раховано екологічний ефект від використання комбінованого геліоколектора.
Energy saving of modular buildings with the help of biogas technologies
(Видавництво Львівської політехніки, 2021-11-11) Желих, В. М.; Фурдас, Ю. В.; Шаповал, С. П.; Савченко, О. О.; Шепітчак, В. Б.; Zhelykh, Vasyl; Furdas, Yurii; Shapoval, Stepan; Savchenko, Olena; Shepitchak, Volodymyr; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnick National University
Україна має значні обсяги земельних ресурсів для сільського господарства та здатна забезпечити своє населення не тільки їжею, але і сировиною для біоенергетики. Як сировину в біоенергетиці можна використати відходи та сільськогосподарські залишки, які утворюються під час збирання сільськогоспо-дарських культур та під час їх переробки, зокрема солома злакових культур, зернобобових культур, насіння кукурудзи та соняшнику, лушпиння соняшнику, м’якоть цукрових буряків, опале листя тощо. При виробництві газоподібного палива із опалого листя утворюється не тільки джерело енергії – біогаз, але й високоякісні добрива, які можна використовувати для власних потреб, чи продавати фермерським господарствам. Процес виробництва біогазу відбувається у біореакторах, конструкції яких досить різноманітні і відрізняються за формою, матеріалом, способами змішування та нагрівання біомаси, обсягом переробки сировини. Представлено графік теплових ємностей та розподілу теплових потоків у біореакторі. Наведено залежності для визначення теплових потоків плоских і циліндричних поверхонь. Наведено сучасний стан використання опалого листя дерев. Запропоновано метод використання за допомогою анаеробного бродіння. Розглянуто основні фактори, що впливають на утворення метану. Представлено розрахунок виробництва біогазу. Визначено продуктивність біореактора залежно від температури сировини та часу гідравлічного бродіння.
Examination of the thermal efficiency of the solar collector integrated into the light transparent building facade
(Видавництво Львівської політехніки, 2020-02-10) Шаповал, С. П.; Желих, В. М.; Венгрин, І. І.; Миронюк, Х. В.; Генсецький, М. П.; Shapoval, Stepan; Zhelykh, Vasyl; Venhryn, Iryna; Myroniuk, Khrystyna; Gensetskyi, Mykola; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
Описано перспективність розвитку напрямку сонячної енергетики в Україні. Інтерес до ефективного використання сонячного випромінювання сонячними колекторами обґрунтовує актуальність і доцільність досліджень з проблеми використання в них такої енергії. Проаналізовано, що сонячна енергетика залишається найперспективнішим напрямком для генерації теплової енергії внаслідок: встановленого обсягу надходження сонячного випромінювання на територію України та зношеність технологічного обладнання, що працють на традиційному органічному паливі. Окрім цього, враховуючи тенденцію побудови скляних фасадів у галузі будівництва, в праці запропонованого сонячний колектор інтегрований в світлопрозорий фасад будівлі з метою економії площі, на яку встановлюються установки сонячних колекторів та збереження викопних видів палива. За інтенсивності імітованого сонячного випромінювання 900 Вт/м2, що потрапляло на поглинаючу поверхню сонячного колектора, температура на виході із сонячного колектора досягала 22,9 ºС. Порівнюючи зміни миттєвої потужності сонячного колектора Qск, Вт/м2 встановлено, що на 60 хв експерименту за інтенсивності імітованого сонячного випромінювання 900 Вт/м2, вона була більшою за 250 Вт/м2. Коефіцієнт корисної дії експериментального сонячного колектора в режимі прямотечії теплоносія в системі за інтенсивності імітованого сонячного випромінювання 900 Вт/м2 досягав ≈33 %. Встановлено, що запропонований сонячний колектор за інтенсивностей, що відповідатимуть потужності сонячного випромінювання в літній період року, в рeжимі прямотечії теплоносія через конструкцію соячного колектора є ефективним джерелом низькопотенційного тепло- постачання. Перспективним напрямом подальших досліджень залишається встановлення ефективності такого колектора за інших інтенсивностей імітованого сонячного випромінювання та за інших режимів роботи теплоносія через конструкцію сонячного колектора в системі сонячного теплопостачання.
Experimental research of speed mode influence on the effectiveness of helioroof
(Publishing House of Lviv Polytechnic National University, 2015) Voznyak, Orest; Yurkevych, Yurii; Pona, Ostap; Shapoval, Stepan
Feasibility of using alternative energy sources, current state and prospects of solar energy development is analyzed. Today, it is important to improve and develop new solar panels that would reduce their costs and increase efficiency. Efficiency of helioroof in the solar heating system with forced movement of coolant is analyzed. It is shown that heat can be used effectively with roofing building material. The results of research of incoming flow of solar radiation on the helioroof are described. The change of efficiency of helioroof at different speeds and different diameters of coolant tubes, change in the coolant temperature at the inlet and outlet of helioroof and coefficient of performance of the exposure time is investigated. Graphical and analytical dependence of efficiency of helioroof depending on the speed of the coolant circuit and the diameter of the tubes circulation is established. Проаналізовано доцільність використання альтернативних джерел енергії, сучасний стан та перспективи розвитку сонячної енергетики. Сьогоднішній день, важливим є вдосконалення та розроблення нових сонячних колекторів, які б дали змогу знизити їхню вартість та підвищити ефективність. Проаналізовано ефективність використання геліопокрівлі у системі сонячного теплопостачання з вимушеним побудженням до руху теплоносія. Показано, що можна ефективно використовувати тепло покрівельного матеріалу будівлі. Описано результати дослідження надходження сонячного випромінювання на геліопокрівлю. Досліджено зміну ефективності геліопокрівлі за різних швидкостей руху теплоносія та різних діаметрах трубок контуру циркуляції, зміну температури теплоносія на вході та виході із геліопокрівлі та коефіцієнту корисної дії від часу опромінення. Встановлено графічні та аналітичні залежності коефіцієнта корисної дії геліопокрівлі від швидкості руху теплоносія та діаметра трубок контуру циркуляції.
Experimental studies of combined heat supply system in the flow mode during the summer period for Lviv
(Lviv Polytechnic Publishing House, 2015) Pona, Ostap; Gulay, Bohdan; Shapoval, Stepan; Lviv Polytechnic National University
Experimental model of a combined solar collector (SC) in the flow mode is effective in seasonal (summer) period of application. The article presents the analysis of thermal energy, accumulated by solar heat supply system (SST), and energy that were received on the plane of the solar collector in the course of the experiment.
Heat stability in exterior walls in the summer
(Lviv Polytechnic National University, 2015) Zhelyh, Vasyl; Shapoval, Stepan; Hensetskyy, Mykola; Venhryn, Iryna
One of the main parameters that determine room climate is the internal temperature therein, which depends on projected external construction of the building. So, first of all, the article analyzes the heat resistance of the external construction of the building which is derived from thermal protection of the building, especially in the summer. Thermal effect on the external construction of the building has been analyzed primarily from the point of impact of solar radiation on the construction in the summer. Parameters that affect the thermal resistance of the external construction of the building during the summer season have been investigated, namely the relationship between the solar radiation absorption coefficient by the material of the external construction of the building and dependence of the temperature fluctuations amplitude on the external construction of the building has been examined. The influence of airflow in July, as an important parameter that affects the heat transfer coefficient of the outer surface of the external construction of the building for summer conditions has been analyzed. Одним із основних параметрів, що визначає мікроклімат приміщення, є внутрішня температура у ньому, яка залежать від запроектованого зовнішнього захищення. Тому насамперед у статті проаналізовано теплостійкість захищення, яка є похідною від теплозахисту будівлі, зокрема в літній період. Теплове надходження на зовнішнє огородження проаналізовано переважно з точки впливу сонячної радіації на конструкцію в літній час. Досліджено параметри, які впливають на теплостійкість захищення в літній період року, а саме: розглянуто взаємозв’язок коефіцієнта поглинання сонячної радіації матеріалом зовнішнього захищення й залежності амплітуди коливання температури на внутрішній поверхні захищення. Проаналізовано вплив швидкості повітряного потоку в липні як важливого параметра, що впливає на коефіцієнт тепловіддачі зовнішньої поверхні захищення для літніх умов.
Modeling of chemical surface deposition (CSD) of CdS and CdSe semiconductor thin films
(Publishing House of Lviv Polytechnic National University, 2015) Guminilovych, Ruslana; Shapoval, Pavlo; Yatchyshyn, Iosyp; Shapoval, Stepan
A mathematical model of the chemical surface deposition process of CdS and CdSe thin films, which allows determining the concentration of reagents, as well as duration and temperature for CSD needed to obtain films of the set thickness was designed. The adequacy of model was tested by Fisher's criterion. The nomogram of dependence of cadmium ions content on the initial deposition parameters was built according to the results of experimental studies and approximated by mathematical dependence. Розроблена математична модель процесу хімічного поверхневого осадження тонких плівок CdS та CdSe, яка дає можливість визначити концентрації реагентів, тривалість та температуру ХПО, необхідні для одержання плівок заданої товщини. Адекватність моделі перевірено за критерієм Фішера. За результатами експериментальних досліджень побудована номограма залежності вмісту йонів кадмію від вихідних параметрів осадження, яка апроксимована математичною залежністю.
Optimization of Synthesis Conditions of Mercury Selenide Thin Films
(Видавництво Львівської політехніки, 2020-03-16) Sozanskyi, Martyn; Stadnik, Vitalii; Shapoval, Pavlo; Yatchyshyn, Iosyp; Guminilovych, Ruslana; Shapoval, Stepan; Lviv Polytechnic National University
На скляних підкладках методом хімічного осадження отримані плівки меркурій селеніду (HgSe). Використано водні розчини меркурій(II) нітрату, натрію тіосульфату, натрію селеносульфату та тринатрій цитрату. Проведено рентгенофазовий та елементний аналіз зразка плівки. Досліджено вплив концентрації вихідних реагентів, тривалості та температури синтезу на масу плівок HgSe та обчислено товщину покриттів. Досліджено оптичні та морфологічні властивості покриття HgSe. Обговорено механізм осадження
Simulation of Hybrid Solar Collector Operation in Heat Supply System
(Видавництво Львівської політехніки, 2023-02-28) Мисак, Степан; Шаповал, Степан; Матіко, Галина; Mysak, Stepan; Shapoval, Stepan; Matiko, Halyna; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
Здійснено дослідження та моделювання ефективності гібридного сонячного колектора в системі теплопостачання, що складається із двох окремих блоків, а саме теплового акумулятора та плоского сонячного колектора, з’єднаних між собою трубопроводами. Виконано аналіз та розрахунок теплових параметрів системи упродовж однієї доби, визначено оптимальні значення витрати теплоносія у сонячному колекторі та маси теплоносія в тепловому акумуляторі з метою досягнення максимальної теплової ефективності. Автори використовують програмне забезпечення SolidWorks та додаткові скрипти, запрограмовані за допомогою Python для моделювання роботи сонячного колектора та обчислення його теплової ефективності. Результати дослідження свідчать про високий потенціал гібридних сонячних колекторів для ефективного генерування і акумулювання теплової енергії як для домогосподарств, так і для малої промисловості. Результати дослідження можуть бути корисними для інженерів і вчених, які працюють у сфері альтернативних джерел енергії та енергоефективних систем.
The efficiency of the combined solar collector in the gravity mode in the southern orientation
(Lviv Polytechnic Publishing House, 2015) Shapoval, Stepan; Vengryn, Iryna; Lviv Polytechnic National University
In the article we investigated the efficiency of combined heating system in the southern orientation on the territory of Ukraine and the change in the intensity of solar radiation during the experiment. Also it’s investigated the quantity of heat flux that has entered the plane of solar collector in natural conditions during the experiment.
The energy efficiency of the solar heating system with combined solar collector
(Lviv Polytechnic National University, 2015) Shapoval, Stepan
This article analyzes the influence of transparent coating on the efficiency of the combined solar collector. The prospects of solar heating systems’ usage, their main problems and their solutions are described. Heat of roofing material of the building was shown to be effectively used. The task is to increase the efficiency of the combined solar collector. The results of researches of the amount of solar radiation on the combined solar collector in the gravitational system of solar heating are described. The corrugated heat sink was shown to improve the efficiency of solar collector. The importance of the protection of solar collectors by the transparent coating was described. The matrix planning of three-factor experiment with interaction of factors was composed. The analytical and graphical dependences of the efficiency of the combined solar collector with a transparent coating and without it on the angles of incidence of the heat flux and its intensity were described. The changes in the effectiveness of the combined solar collector with transparent coating were shown. Проаналізовано вплив прозорого покриття на ефективність комбінованого геліоколектора. Описано перспективи використання систем сонячного теплопостачання, основні їхні проблеми та способи їх вирішення. Показано, що можна ефективно використовувати тепло покрівельного матеріалу будівлі. Поставлено завдання підвищити ефективність комбінованого геліоколектора. Описано результати досліджень надходження сонячного випромінювання на комбінований геліоколектор у гравітаційній системі сонячного теплопостачання. Показано, що гофрований теплопоглинач дає змогу підвищити ефективність геліоколектора. Описано важливість захисту геліоколекторів прозорим покриттям. Cкладено матрицю планування трифакторного експерименту із урахуванням взаємодії факторів. Відображено аналітичні та графічні залежності ефективності комбінованого геліоколектора з прозорим покриттям та без нього від кутів падіння теплового потоку та його інтенсивності. Показано, наскільки змінюється ефективність комбінованого геліоколектора під час покриття його прозорим захищенням.
The potential of solar energy in Ukraine
(Lviv Polytechnic Publishing House, 2015) Shapoval, Stepan; Lviv Polytechnic National University
In this paper the analysis of potential cumulative, direct, and diffuse solar radiation on the territory of Ukraine during to the period of one year and during the heating season is presented. It is shown that there is a change in these variables in Ukraine received empirical functional relationship to calculate the solar energy. The incoming solar energy in Ukraine has been analyzed according to its geographical position (i.e. latitudes). These research results may be used in the design and choice of location solar heating in Ukraine.
The use of solar collectors combined with a roof for heating supply of buildings
(Видавництво Львівської політехніки, 2013) Pona, Ostap; Shapoval, Stepan
In this article the author considers the method of efficiency increase of solar energy use by a solar collector combined with a roof of a building. He describes the results of the research on solar radiation input on a helio-roof. He also shows that the heat of the roofing material of the building can be efficiently used. The author determines the interdependency between different orientations of the solar collector combined with the roof of the building and its efficiency.
Thermal efficiency analysis of solar heat supply unit combined with glass facade of building
(Видавництво Львівської політехніки, 2021-06-01) Венгрин, Ірина; Шаповал, Степан; Фурдас, Юрій; Касинець, Мар’яна; Пізнак, Богдан; Venhryn, Iryna; Shapoval, Stepan; Furdas, Yurij; Kasynets, Mariana; Piznak, Bohdan; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
У статті наголошено на розвитку нетрадиційних джерел енергії в Україні. Заакцентовано на потребі вдосконалення існуючих сонячних колекторів та суміщення цих установок із конструкціями зовнішнього огородження для енергоефективних будівель. Враховуючи популярність будівництва із збільшеною площею засклення, запропоновано конструкцію сонячного колектора, суміщеного із скляним фасадом будівлі. Наведено дані щодо зміни приросту температури теплоносія на виході із сонячного колектора. Досліджено, що розроблена модель сонячного колектора дозволяє генерувати 132 Вт/м 2 за дії імітованого інтенсивності сонячної енергії 300 Вт/м 2. Досліджено, що сонячний колектор, суміщений із скляним фасадом будівлі, має ефективність 43 %. Така ефективність буде відповідною для теплопостачання в хмарні дні або ж у період ранкового чи вечірнього теплопостачання, тобто не за максимуму надходження сонячної енергії на конструкцію сонячного колектора.