Дослідження річного енергоспоживання житлової будівлі з фотоелектричною станцією
DOI:
https://doi.org/10.15588/1607-6761-2026-1-8Ключові слова:
енергетична ефективність, фотоелектрична станція, режими електроспоживання, кліматична нейтральність, системи кліматизації, тепловий насосАнотація
Мета роботи. Оцінити спроможність дахової фотоелектричної станції (ФЕС) забезпечити роботу інженерних мереж багатоквартирних житлових будинків, визначити комплекс заходів, які забезпечать ефективну інтеграцію дахових фотоелектростанцій з позицій досягнення нормативних показників енергетичної ефективності та мінімізації кліматичного впливу.
Методи дослідження. Використано розрахунково-аналітичні методи визначення енергоспоживання житлових будівель, а також методику розрахунку електричних навантажень багатоквартирних будинків для оцінки змін електроспоживання при різних варіантах обладнання систем кліматизації, застосовано метод сценарного аналізу та енергетичного моделювання.
Отримані результати. Дахові фотоелектричні станції, оснащені сучасними фотоелектричними модулями та інверторним обладнанням, розміщені на багатоквартирних п’ятиповерхових будівлях типового планування, здатні упродовж року покрити енергоспоживання систем кліматизації, що відповідає вимогам досягнення операційної кліматичної нейтральності. У роботі виконане комплексне моделювання взаємного впливу типів систем кліматизації будівель, вибору джерела енергії, температурних режимів системи опалення, фактичних температур оточуючого середовища на досяжний рівень енергетичної ефективності типових будівель житлового фонду. Моделювання режимів роботи дахової сонячної електростанції та порівняння очікуваного обсягу генерації електричної енергії з електроспоживанням типових будинків після комплексної термомодернізації і запровадження систем кліматизації з тепловими насосами дозволило встановити досягнення показників Встановлено, що комплексна термомодернізація типових п’ятиповерхових будівель з переходом на електроопалення з використанням теплових насосів в якості основного джерела теплової енергії, дозволяють забезпечувати електроспоживання систем кліматизації будинків даховими фотоелектричними станціями.
Наукова новизна. У роботі обґрунтовано комплекс енергоефективних заходів, які включають встановлення дахових фотоелектричних станцій та дозволяють досягти показників операційної кліматичної нейтральності для типових п’ятиповерхових багатоквартирних житлових будинків. Встановлено, що перехід на електроопалення з використанням теплових насосів в якості основного джерела енергії, дозволяє в умовах фактичних осереднених температур зовнішнього повітря знизити споживання електричної енергії в 1,8-2,0 рази при існуючих температурних режимах системи опалення. Перехід на низькотемпературні графіки роботи систем опалення житлових будинків дозволяє знизити електроспоживання у 2,8-3,2 рази порівняно з прямим електроопаленням і забезпечити вихід на показники операційної кліматичної нейтральності систем кліматизації будинків.
Практична цінність. Результати можуть бути використані при розробці проєктів повної або часткової модернізації багатоквартирних житлових будівель, новому будівництві та при проєктуванні систем електроопалення будівель у тому числі з використанням електричної енергії, отриманої від дахових ФЕС. Отримані рішення відповідають ключовим задачам Енергетичної стратегії України до 2035 року, сприяють зміцненню енергетичної безпеки України, виконанню міжнародних зобов’язань в частині скорочення споживання первинних енергетичних ресурсів, зниження викидів парникових газів.
Посилання
. Zamkova, O. A., & Koshelenko, A. O. (2025). Osnovni zasady klimatychnoi neitralnosti ta zelenoho perekhodu Ukrainy [Fundamental principles of climate neutrality and the green transition of Ukraine]. In Proceedings of the XV International Scientific and Technical Conference of Postgraduates and Young Scientists “Naukova Vesna 2025” (pp. 156–158).
. Zamkova, O. A., & Koshelenko, A. O. (2024). Vplyv znachennia temperatury otochuiuchoho seredovyshcha na pokaznyky enerhetychnoi efektyvnosti budivli [Influence of ambient temperature on building energy efficiency indicators]. In Proceedings of the XII International Scientific and Technical Conference of Students, Postgraduates and Young Scientists “Molod: Nauka ta Innovatsii” (pp. 43–45).
. Boiko, O. O., Voskoboinyk, Ye. K., & Koshelenko, Ye. V. (2025). Doslidzhennia protsesu keruvannia teplovym komfortom u bahatokimnatnomu budynku z vykorystanniam detsentralizovanoi systemy v umovakh obmezhenoho elektropostachannia [Study of the thermal comfort control process in a multi-room house using a decentralized system under conditions of limited power supply]. Central Ukrainian Scientific Bulletin. Technical Sciences, 12(43), Part 1, 316–325. https://doi.org/10.32515/2664-262X.2025.12(43).1.316-325
. Koshelenko, Ye. V., Lutsenko, I. M., Zamkova, O. A., Tsyhan, P. S., & Koshelenko, A. O. (2024). Tekhnolohii stvorennia system kombinovanoho zhyvlennia obiektiv mist [Technologies for creating combined power supply systems for urban facilities]. Collection of Scientific Works of NMU, 79, 222–231. https://doi.org/10.33271/crpnmu/79.222
. Namdar, H., Rossi di Schio, E., Semprini, G., & Valdiserri, P. (2025). Photovoltaic-thermal solar-assisted heat pump systems for building applications: A technical review on direct expansion systems. Energy and Buildings, 334, 115516. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2025.115516
. Kazem, H. A., Chaichan, M. T., Al-Waeli, A. H. A., & Sopian, K. (2024). A systematic review of photovoltaic/thermal applications in heat pumps systems. Solar Energy, 269, 112299. https://doi.org/10.1016/j.solener.2023.112299
. Rabczak, S., Mateichyk, V., Smieszek, M., Nowak, K., & Kolomiiets, S. (2024). Evaluating the energy efficiency of combining heat pumps and photovoltaic panels in eco-friendly housing. Applied Sciences, 14(13), 5575. https://doi.org/10.3390/app14135575
. Dermentzis, G., Ochs, F., & Franzoi, N. (2021). Four years monitoring of heat pump, solar thermal and PV system in two net-zero energy multi-family buildings. Journal of Building Engineering, 43, 103199. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2021.103199
. State Agency on Energy Efficiency and Energy Saving of Ukraine. (n.d.). Doslidzhennia rynku teplovykh nasosiv: dosvid Polshchi [Heat pump market research: the experience of Poland]. Retrieved March 6, 2026, from https://saee.gov.ua/news/doslidzennia-rinku-teplovix-nasosiv-dosvid-polshhi
. Rana, S., Jamil, U., Asgari, N., Hayibo, K. S., Groza, J., & Pearce, J. M. (2024). Residential sizing of solar photovoltaic systems and heat pumps for net zero sustainable thermal building energy. Computation, 12(6), 126. https://doi.org/10.3390/computation12060126
. DBN V.2.5-23:2010. Proektuvannia elektroobladnannia obiektiv tsyvilnoho pryznachennia [Design of electrical equipment of civil facilities]. Kyiv: Minrehionbud Ukrainy.
. DSTU 9190:2022. (2022). Enerhetychna efektyvnist budivel. Metod rozrakhunku enerhospozhyvannia pid chas opalennia, okholodzhennia, ventyliatsii, osvitlennia ta hariachoho vodopostachannia [Energy performance of buildings: Method for calculating energy consumption for heating, cooling, ventilation, lighting and domestic hot water]. Kyiv: UkrNDNTs.
. DBN V.2.6-31:2021. (2021). Teplova izoliatsiia ta enerhoefektyvnist budivel [Thermal insulation and energy efficiency of buildings]. Kyiv: Ministry for Communities and Territories Development of Ukraine.
. International Electrotechnical Commission. (2021). IEC 61724-1:2021 photovoltaic system performance – Part 1: Monitoring. Geneva, Switzerland: IEC. ISBN 978-2-8322-5088-4.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 O.A. Zamkova, A.O. Koshelenko
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
Положення про авторські права Creative Commons
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
