Дослідження енергетичної ефективності застосування мікровітроустановки на борту електромобіля

Abstract

Об’єкт дослідження – система автономного генерування електроенергії на основі мікро вітроустановки (ВЕУ), інтегрованої у борт електромобіля. Предмет дослідження – енергетичні та економічні характеристики бортової мікроВЕУ, що використовує зустрічний повітряний потік під час руху транспортного засобу. Метою – роботи є розширення запасу ходу електромобіля за рахунок використання мікроВЕУ інтегрованої в конструкцію. У вступі обґрунтовано актуальність теми. У розділах роботи висвітлено конструктивні рішення, результати комп’ютерного моделювання. У завершенні подано висновки про доцільність застосування ВЕУ для покращення енергоефективності сучасного електротранспорту. У бакалаврській кваліфікаційній роботі розроблено технічну концепцію мікроВЕУ, яка монтується в передній частині електромобіля (ЕМ) і дозволяє генерувати електроенергію за рахунок дії зустрічного повітряного потоку під час руху. Проведено аналіз існуючих типів розширювачів запасу ходу, розроблено конструкцію мікроВЕУ, здійснено математичне моделювання процесів руху та генерації енергії, створено Simulink - модель установки та проведено комп’ютерне моделювання в програмному забезпечені MATLAB/Simulink. У техніко-економічному розділі виконано повний аналіз ефективності системи: визначено строк окупності, приведену річну вартість, а також побудовано аналітичні графіки залежності економії від тарифу на електроенергію і терміну служби.Object of research – an autonomous electricity generation system based on a micro wind turbine integrated into the body of an electric vehicle. Subject of research – energy and economic characteristics of the onboard micro wind turbine that utilizes the headwind during vehicle motion. Purpose of the work – to extend the driving range of an electric vehicle through the use of a micro wind turbine integrated into its structure. The introduction substantiates the relevance of the topic. The main chapters present constructive solutions, modeling results, and experimental data. The conclusion provides a summary of the feasibility of using a micro wind turbine to improve the energy efficiency of modern electric transport. This bachelor’s thesis develops a technical concept for a micro wind turbine mounted in the front section of an electric vehicle, which generates electricity by harnessing the oncoming airflow during motion. The study includes an analysis of existing range extender types, the development of the wind turbine design, mathematical modeling of motion and energy generation processes, as well as the creation of a Simulink model and computational modeling using MATLAB/Simulink software. The techno-economic section presents a comprehensive analysis of system efficiency: calculation of payback period, total annualized cost, and graphical analysis of savings in relation to energy tariffs and system lifespan.