Вираз «Відновлювана енергетика – перепустка в майбутнє» напевно ні в кого не викликає сумніву. Навчання елементів професії майбутнього в рамках навчальних дисциплін освітніх програм «Інженерія відновлювальної енергетики» і «Енергетичний менеджмент», потребує ґрунтовних знань і значної практики, для отримання відповідних навичок. Все це ми можемо дати на «Кафедрі інформаційно-вимірювальних технологій та енергетичного менеджменту» (ІВТЕМ). Для цього ми створили навчальну лабораторію «Відновлюваної енергетики» (ауд.9206), яка немає аналогів серед навчальних закладів Івано-Франківщини. Дана лабораторія обладнана найсучаснішим устаткуванням виробництва ЄС, яке дозволяє дуже широко опанувати практичні моменти реального використання відновлюваних джерел для потреб енергетики. До послуг студентів діюча мережева сонячна електростанція, навчальні комплекси з вивчення основ сонячної та вітрової енергетики і «розумних» електромереж, теплова помпа, професійна метеостанція (яку можна побачити хіба що в аеропорту чи у великому гідрометеоцентрі), велика кількість сучасних засобів вимірювальної техніки.

Зовнішній вигляд лабораторії «Відновлюваної енергетики» кафедри інформаційно-вимірювальних технологій та енергетичного менеджменту

Зокрема демонстрація основ відновлюваної енергетики в здійснюється за допомогою навчальних наборів компанії LexSolar (Німеччина, http://www.lexsolar.de/). Дані набори використовуються для демонстрації принципів сонячної (Educational kit of LexSolar leXsolar-PV Professional (1118) та вітроенергетики (Educational kit of LexSolar leXsolar WindProfessional (1406) та використання джерел відновлюваної енергетики в сучасних смарт-електромережах для оптимальної передачі енергії і зменшення використання викопного палива (Educational kit of LexSolar leXsolarSmartGridProfessional (1607). Всі набори виконані в модульному компонуванні, що дозволяє об’єднувати елементи декількох навчальних наборів в різноманітні моделі систем електропостачання з елементами відновлювальних джерел енергії.

Навчальні набори компанії LexSolar для вивчення основ відновлюваної енергетики

Відповідно демонстрація принципів найбільш енергоефективної трансформації теплової енергії з навколишнього середовища здійснюється за допомогою моделі теплової помпи виробництва компанії Fruhmann GmbH NTL Manufacturer & Wholesaler (Австрія, http://global.ntl.de).

Проведення лабораторної роботи «Дослідження фотоелектричних батарей»

Проведення лабораторної роботи «Дослідження вітроенергетичної системи»

Проведення лабораторної роботи «Дослідження термоелектричного генератора»

Проведення лабораторної роботи «Дослідження роботи теплової помпи»

Лабораторні стенди «Лабораторії відновлюваної енергетики»

Для демонстрації можливостей сонячної енергетики на даху навчальної будівлі в якому розміщена кафедра змонтовано масив з 6-ти фотоелектричних панелей монокристалічного типу загальною потужністю 1,5 кВт. Фотоелектричні панелі потужністю 250 Вт виробництва компанії Eurener (Іспанія, http://eurenergroup.com/) зорієнтовані на південь під кутом 35˚ до горизонту і змонтовані на даху за допомогою кріплення Walraven BIS Solar Fixing System (Нідерланди, https://www.walraven.com). Для забезпечення перетворення енергії з фотоелектричних панелей в енергію, яка подається в електромережу будівлі ІФНТУНГ, використовується однофазний мережевий (on-grid) інвертор SMA SUNNY BOY-1,5 (SMA Solar Technology AG, Німеччина, www.sma.de). Наведене поєднання обладнання реалізує повноцінну мережеву сонячну електростанцію, мережевий інвертор встановлюється на спеціалізованому стенді відповідно для огляду і проведення необхідних досліджень. Мережевий інвертор SMA SUNNY BOY-1,5 обладнаний wi-fi модулем і внутрішнім веб-сервером для дистанційної передачі даних і моніторингу роботи демонстраційної мережевої сонячної електростанції. Для демонстрації двонаправленого обліку (споживання/генерація) на стенді змонтований «розумний» лічильник SDM220.

Масив з 6-ти фотоелектричних панелей монокристалічного типу загальною потужністю 1,5 кВт на даху навчальної будівлі в якому розміщена кафедра «Інформаційно-вимірювальних технологій та енергетичного менеджменту»

Мережевий однофазний інвертор дахової навчальної мережевої сонячної електростанції

Реалізація системи моніторингу роботи  дахової навчальної мережевої сонячної електростанції

       З метою досліджень різних за типом (моно і полікристалічні) і за виробниками фотоелектричних панелей на відповідному стенді в приміщенні консультаційно-навчального центру змонтовано мережу мікроінверторів (SMA Sunny Boy 240, потужність 250 Вт) з системою передачі згенерованої електроенергії в мережу (SMA Sunny Multigate) із можливістю збору даних моніторингу, щодо кожної фотоелектричної панелі через локальну мережу.

     Для отримання регіональних метео даних і в першу чергу для визначення рівня регіональної інсоляції (потужності сонячного випромінювання) використовується професійна компактна метеостанція WS301-UMB виробництва компанії G. Lufft Mess- und Regeltechnik GmbH (Німеччина, https://www.lufft.com). Дана метеостанція для вимірювання потужності сонячного випромінювання включає в себе прецизійний ширококутний піранометр CMP3 компанії Kipp & Zonen (Голандія, http://www.kippzonen.com). Крім визначення величини потужності сонячного випромінювання дана метеостанція в режимі реального часу дозволяє отримати значення температури і відносної вологості повітря та значення атмосферного тиску.

Отримання регіональних метео даних за допомогою професійної компактної метеостанції

           Все вище наведене обладнання широко використовується студентами для проведення лабораторних занять і наукових досліджень. 
       В навчальній лабораторії «Відновлюваної енергетики» забезпечено швидкий доступ до мережі Інтернет через WiFi. Лабораторія  обладнана усіма необхідними мультимедійними засобами навчання (мультимедійний проектор, акустична система). Також в приміщенні лабораторії завжди тепло (навчальне приміщення утеплено та обладнано системою індивідуального опалення) і наявне свіже повітря (за допомогою децентралізованої системи вентиляції).

Виконання лабораторних робіт з дисципліни "Сонячна та вітрова енергетика"

         Навчальна програма «Інженерія відновлюваної енергетики» побудована на основі кращих програм технологічних ВНЗ ЄС. Аналогів за наповненням і забезпеченням дана навчальна програма на теренах України немає. В університетах технологічного спрямування (на відміну від фундаментальних) понад 60% навчання присвячується практиці. Надзвичайно важливим в процесі підготовки інженерних кадрів є отримання ґрунтовних практичних навичок, зокрема набуття робочої професії. Підхід, який практикується, полягає в тому, що майбутній інженер повинен вміти і знати все те що й робітник за відповідним напрямом. Відповідно, це значно підвищує якість підготовки майбутнього інженера і робить його значно конкурентно привабливим на ринку праці.
       Завдяки проекту USAID «Проєкт енергетичної безпеки» (https://energysecurityua.org/ua/), що фінансується урядом США, на кафедрі створено навчально-виробничу лабораторію монтажу, налаштування та  експлуатації фотоелектричних станцій (ФЕС) (наказ ІФНТУНГ №89 від 01.05.2023 р). Практична підготовка за цим напрямком передбачає наступне (отримання знань і навичок під час літньої виробничої практики – ще один чудовий бонус від нашої освітньої програми):
        - виконання робіт по механічному монтажу опорних конструкцій та обладнання ФЕС;
        - виконання робіт по електричному монтажу обладнання та систем ФЕС;
       - контроль і вимірювання усіх необхідних  параметрів ФЕС, що впливають на працездатність, продуктивність та безпеку роботи станції відповідно до вимог EN 62446 (Photovoltaic (PV) systems - Requirements for testing);
   - виконання робіт з налаштування ФЕС, засобів комерційного/технологічного обліку, вимірювання метеопараметрів та систем віддаленого моніторингу;
       - виконання робіт з введення ФЕС в експлуатацію.
     Навчання та набуття практичних навичок для студентів проходить на найкращому обладнанні, зокрема: мережеві фотоелектричні інвертори FRONIUS (Австрія), комплекти для побудови автономних фотоелектричних станцій Victron Energy (Нідерланди), системи кріплення фотоелектричних модулів Kripter (Україна), обладнання захисту ФЕС ETI (Словенія) тощо. Чого вартий тільки спеціалізований інформаційно-вимірювальний комплекс Seward PV150 (Великобританія), який дозволяє проводити весь комплекс вимірювань і контролю для фотоелектричних станцій відповідно до міжнародного стандарту IEC 62446:2009 «Системи фотоелектричні. Системи, що підключаються до мереж електропостачання загального призначення. Вимоги до документації, приймання та обстеження» та стандарту EN 62446 («Фотелектричні системи – вимоги до вимірювання та контролю»). Для надання якісних освітніх послуг  студентам, викладачі кафедри пройшли курс навчання «Сонячні електростанції: продаж, проектування, монтаж» на базі лідера сонячної енергетики України - компанії «Атмосфера» (https://academy.atmosfera.ua/solar_power_plant).
 

Зовнішній вигляд навчально-виробничої лабораторії «Монтажу, налаштування та експлуатації фотоелектричних станцій»

Комплект для побудови автономних фотоелектричних станцій Victron Energy (Нідерланди)

Спеціалізований інформаційно-вимірювальний комплекс Seward PV150 для перевірки електричної безпеки і продуктивності фотоелектричних установок відповідно до міжнародних вимог (IEC 62446) (Великобританія)

Інструмент, спецзасоби та засоби індивідуального захисту для монтажу обладнання та систем фотоелектричних станцій

Проведення літньої виробничої практики студентами освітньої програми «Інженерія відновлюваної енергетики» (2023 рік)

Формування навичок роботи з електромонтажним інструментом

Монтаж і перевірка щитка захисту ФЕС по постійному струму

Монтаж та налаштування автономної ФЕС 

Проведення вимірювання рівня сонячної інсоляції та технічних характеристик фотоелектричних модулів різного типу

Проведення вимірювання вихідної і споживаної потужності для автономного інвертора та вимірювання перехідного опору заземлюючого пристрою

Проведення вимірювання вихідної потужності фотоелектричного поля та визначення впливу затінення на його роботу

Проведення вимірювання опору розтікання заземлюючого пристрою

Монтаж, контроль, налаштування та введення в дію мережевої ФЕС та щита обліку електричної енергії

Проведення літньої виробничої практики студентами освітньої програми «Інженерія відновлюваної енергетики» (2024 рік)

Формування навичок роботи з електромонтажним інструментом

Монтаж і вимірювання параметрів найпростішої автономної фотоелектричної станції

Дослідження принципів побудови, монтажу та налаштування автономних фотоелектричних систем для забезпечення потреб резервного живлення. Вивчення різних типів інверторів та зарядних контролерів, особливості роботи з свинцевими та літійферофосфатними акумуляторними батареями. Вимірювання інсоляції, визначення оптимального кута встановлення фотоелектричних модулів. Отримання навичків роботи із спеціалізованими засобами вимірювальної техніки для налаштування і контролю фотоелектричних систем та контролю якості електричної енергії.

Отримання навичок з монтажу електричних щитів змінного, постійного струму та щитів обліку електричної енергії.  Монтаж, налаштування та запуск мережевої трифазної фотоелектричної станції. Визначення особливості роботи мережевої ФЕС, обчислення за результатами вимірювань ефективність роботи мережевого інвертора. Оцінка роботи мережевої ФЕС за умови часткового/повного затінення фотоелектричних модулів у стрінгу. Ознайомлення з принципом роботи двонаправлених лічильників обліку електричної енергії та смарт-лічильників, що використовуються за умови побудови фотоелектричних станцій під власне споживання.

Проведення вимірювання опору розтікання заземлюючого пристрою і перехідних опорів в контурі захисного заземлення

Проведення літньої виробничої практики студентами освітньої програми «Інженерія відновлюваної енергетики» (2025 рік)

Формування навичок роботи з електромонтажним інструментом і засоби вимірювальної техніки

Вимірювання параметрів фотоелектричних модулів

Монтаж фотоелектричних модулів на наземну опорну конструкцію

Монтаж, налаштування та введення в експлуатацію мережевої фотоелектричної станції

Монтаж, налаштування та введення в експлуатацію гібридної фотоелектричної станції

Навчання на освітніх програмах «Інженерія відновлювальної енергетики» і «Енергоефективні технології» проводиться відповідно до принципів найкращих інженерно-технологічних університетів Європи, коли практичне навчання складає більше ніж 60% від обсягу навчального курсу. Отримання ґрунтовних знань і відповідних навичок можливе тільки на сучасній навчальній базі. Для реалізації високої якості навчання на кафедрі «Інформаційно-вимірювальних технологій та енергетичного менеджменту» (ІВТЕМ) створений сучасний, надзвичайно добре обладнаний лабораторно-навчальний комплекс до складу якого входить навчальна лабораторія «Фізичних основ відновлюваних джерел енергії» (ауд.9201), яка немає аналогів серед навчальних закладів Івано-Франківщини. Дана лабораторія обладнана найсучаснішим устаткуванням виробництва ЄС, яке дозволяє дуже широко опанувати фізичні основи і практичні моменти реального використання відновлюваних джерел для потреб енергетики. До послуг студентів діюча мережева сонячна електростанція, що працює на компенсацію власного споживання, навчальні комплекси з вивчення основ геліотермальної та гідро енергетики, біоенергетики та енергетики майбутнього – водневої. Також в лабораторії розміщені повнорозмірні стенди, що відтворюють роботу реальних енергетичних установок.

Зовнішній вигляд навчальної лабораторії «Фізичних основ відновлюваних джерел енергії» кафедри інформаційно-вимірювальних технологій та енергетичного менеджменту

      Зокрема демонстрація основ відновлюваної енергетики в здійснюється за допомогою навчальних наборів компанії LexSolar (Німеччина, http://www.lexsolar.de/). Ці чудові навчальні набори використовуються для демонстрацій основних принципів побудови малих гідроелектростанцій (leXsolar-Hydropower Ready-to-go (1905), генерування, зберігання і використання «зеленого водню» (leXsolar-H2 Professional (1217), перетворення сонячної енергії в теплову за допомогою геліоколекторного обладнання (leXsolar-ThermalEnergy Professional (1306) і перетворення біомаси в енергію, зокрема генерація біогазу (leXsolar-BioEnergy Ready-to-go (1710). 

Демонстрація принципів перетворення сонячної енергії в теплову на основі геліоколекторів за допомогою навчального набору leXsolar-ThermalEnergy Professional (1306)

Демонстрація основних принципів побудови малих гідроелектростанцій за допомогою навчального набору leXsolar-Hydropower Ready-to-go (1905)

Демонстрування принципів генерування, зберігання і використання «зеленого водню» за допомогою навчального набору leXsolar-H2 Professional (1217)

Навчальний  набір leXsolar-BioEnergy Ready-to-go (1710) для демонстрації перетворення біомаси в енергію, зокрема генерація біогазу

Для вивчення повноцінних енергосистем, які використовують відновлювальні джерела енергії навчальна лабораторія обладнана  повнорозмірними  стендами. Дані стенди мобільні, перемішуються на коліщатах, що дозволяє здійснювати повноцінні імітаційні дослідження і вивчати роботу енергетичного обладнання з повним доступом до нього. Навчальні стенди побудовані на найкращому обладнанні, зокрема автономна сонячна електростанція (СЕС) виконана на обладнанні компанії Victron Energy (Нідерланди, https://www.victronenergy.com/), яка є лідером на ринку автономних систем. Живлення даної автономної СЕС здійснюється від монокристалічної фотоелектричної батареї, що змонтована на стенді, або від фотоелектричної батареї, яка розміщена на даху будівлі навчального корпусу №9.

Навчальний стенд «Автономна сонячна електростанція» виконаний на обладнанні компанії Victron Energy

Навчальні взірці обладнання компанії Victron Energy (акумуляторні батареї і інвертори) для побудови автономних систем живлення з відновлювальними джерелами енергії

Навчальний стенди «Геліотермальна станція з вакуумованими трубчатими колекторами для підігріву води» і «Імітатор сонячного випромінювання»

Навчальний стенд «Автономна вітроелектростанція»

Для демонстрації можливостей сонячної енергетики на даху прилеглої будівлі до навчального корпусу №9 в якому розміщена кафедра змонтовано масив з 12-ти фотоелектричних панелей полікристалічного типу загальною потужністю 3,4 кВт. Фотоелектричні панелі потужністю 285 Вт виробництва компанії Amerisolar (Китай) зорієнтовані на схід під кутом 35˚ до горизонту і змонтовані на даху за допомогою кріплення Walraven BIS Solar Fixing System (Нідерланди, https://www.walraven.com). Для забезпечення перетворення енергії з фотоелектричних панелей в енергію, яка подається в електромережу будівлі ІФНТУНГ, використовується однофазний мережевий (on-grid) інвертор Fronius Primo 3.0-1 (Fronius, Австрія, https://www.fronius.com/). Наведене поєднання обладнання реалізує повноцінну мережеву сонячну електростанцію, мережевий інвертор встановлюється доступним для огляду і проведення необхідних досліджень. Мережевий інвертор Fronius Primo 3.0-1 обладнаний wi-fi модулем і внутрішнім веб-сервером для дистанційної передачі даних і моніторингу роботи демонстраційної мережевої сонячної електростанції. Для демонстрації двонаправленого обліку (споживання/генерація) на в електрощиті змонтований «розумний» лічильник Fronius Smart Meter 63A-1.

Масив з 12-ти фотоелектричних панелей полікристалічного типу загальною потужністю 3,4 кВт на даху прилеглої будівлі до навчального корпусу№9 в якому розміщена кафедра «Інформаційно-вимірювальних технологій та енергетичного менеджменту»

Мережевий однофазний інвертор та електрощит дахової навчальної мережевої сонячної електростанції і система моніторингу роботи СЕС

В навчальній лабораторії «Фізичних основ відновлюваних джерел енергії» забезпечено швидкий доступ до мережі Інтернет через WiFi. Лабораторія  обладнана усіма необхідними мультимедійними засобами навчання. Також в приміщенні лабораторії завжди тепло (навчальне приміщення утеплено та обладнано системою індивідуального опалення) і наявне свіже повітря (за допомогою децентралізованої системи вентиляції).  Навчатися в навчальній  лабораторії «Фізичних основ відновлюваних джерел енергії» кафедри «Інформаційно-вимірювальних технологій та енергетичного менеджменту»  дуже і дуже комфортно!!!

Вентиляційна установка з рекуперацією тепла для забезпечення якісного свіжого повітря в навчальної лабораторії «Фізичних основ відновлюваних джерел енергії» кафедри Інформаційно-вимірювальних технологій та енергетичного менеджменту

Проведення лабораторних робіт і з дисципліни «Фізичні та технологічні основи відновлюваної енергетики» (модуль «Гідроенергетика»)

        Якісна інженерна освіта неможлива без сучасної лабораторно-практичної бази, яка на 100% забезпечує навчальний процес. Кафедра «Інформаційно-вимірювальних технологій та енергетичного менеджменту» (ІВТЕМ) має надзвичайно потужну і сучасну навчальну базу, ми нічого не показуємо «на пальцях»!!! До прикладу, для демонстрації можливостей сонячної енергетики на даху навчальної будівлі в якому розміщена кафедра змонтовано масив з 6-ти фотоелектричних панелей монокристалічного типу загальною потужністю 1,5 кВт. Фотоелектричні панелі потужністю 250 Вт виробництва компанії Eurener (Іспанія, http://eurenergroup.com/) зорієнтовані на південь під кутом 35˚ до горизонту і змонтовані на даху за допомогою кріплення Walraven BIS Solar Fixing System (Голандія, https://www.walraven.com).

Масив з 6-ти фотоелектричних панелей монокристалічного типу загальною потужністю 1,5 кВт на даху навчальної будівлі в якому розміщена кафедра «Інформаційно-вимірювальних технологій та енергетичного менеджменту»

     Для забезпечення перетворення енергії з фотоелектричних панелей в енергію, яка подається в електромережу будівлі ІФНТУНГ, використовується однофазний мережевий (on-grid) інвертор SMA SUNNY BOY-1,5 (SMA Solar Technology AG, Німеччина, www.sma.de).

Мережевий однофазний інвертор дахової навчальної мережевої сонячної електростанції

       Наведене поєднання обладнання реалізує повноцінну мережеву сонячну електростанцію, мережевий інвертор встановлюється на спеціалізованому стенді відповідно для огляду і проведення необхідних досліджень. Мережевий інвертор SMA SUNNY BOY-1,5 обладнаний wi-fi модулем і внутрішнім веб-сервером для дистанційної передачі даних і моніторингу роботи демонстраційної мережевої сонячної електростанції. Для демонстрації двонаправленого обліку (споживання/генерація) на стенді змонтований «розумний» лічильник SDM220.

Реалізація системи моніторингу роботи  дахової навчальної мережевої сонячної електростанції

     Для отримання регіональних метео даних і в першу чергу для визначення рівня регіональної інсоляції (потужності сонячного випромінювання) використовується професійна компактна метеостанція WS301-UMB виробництва компанії G. Lufft Mess- und Regeltechnik GmbH (Німеччина, https://www.lufft.com). Дана метеостанція для вимірювання потужності сонячного випромінювання включає в себе прецизійний ширококутний піранометр CMP3 компанії Kipp & Zonen (Голандія, http://www.kippzonen.com). Крім визначення величини потужності сонячного випромінювання дана метеостанція в режимі реального часу дозволяє отримати значення температури і відносної вологості повітря та значення атмосферного тиску.

Отримання регіональних метео даних за допомогою професійної компактної метеостанції

    Все вище наведене обладнання широко використовується нашими студентами для проведення лабораторних занять і наукових досліджень. 

Якість електроенергії — це питання економічне, а сьогодні це питання і культури виробництва, і споживання, і якості життя суспільства. Електроенергія сьогодні — це не послуга, а товар, а де товар — там і якість товару. Ситуацію з погіршення показників якості електроенергії можна своєчасно передбачити, маючи попередню інформацію щодо самої електромережі. Проте, зробити об’єктивні висновки можна лише за умови отримання відповідних показників за допомогою вимірювань.  Якість електроенергії відповідно до національних стандартів визначають понад десяток показників, для вимірювання яких необхідне спеціалізоване дороговартісне обладнання. На кафедрі «Інформаційно-вимірювальних технологій та енергетичного менеджменту» є весь комплекс найсучаснішого обладнання європейського рівня для контролю якості електроенергії (таке обладнання наразі доступне тільки для енергопостачальних компаній!).  Зокрема в навчальному процесі ми використовуємо Вимірювач якості електроенергії Metrel MI 2892 (Словенія, http://www.metrel.si) дозволяє проводити комплексний аналіз електромереж і відповідно оцінювати ефективність споживання електричної енергії різноманітним електрообладнанням. Відповідно для демонстрацції можливостей роботи Metrel MI 2892  в приміщенні лабораторії «Відновлюваної енергетики» кафедри ЕМ і ТД  змонтовано спеціалізований трифазний електричний щит з безпечним доступом до фазних струмових провідників для вимірювання струму і відповідно до потенціальних точок вимірювання напруги. Даний прилад дозволяє неперервно реєструвати біля 10-ти показників стану електричної мережі протягом тижня з відповідним накопиченням даних моніторингу, відповідно до чинного ДСТУ EN 50160:2014 «Характеристики напруги електропостачання в електричних мережах загальної призначеності». В процесі лабораторних робіт навчаємо контролювати найважливіші показники якості електричної енергії, а саме:

- усталене відхилення напруги;

- коливання напруги;

- несинусоїдальність напруги;

- несиметрія напруг;

- відхилення частоти;

- провал напруги;

- імпульс напруги

- тимчасова перенапруга.

    Поряд з контролем якості електричної енергії для діагностування роботи електрообладнання і визначення рівня його ефективності, щодо споживання електричної енергії використовуємо реєстратор електричних параметрів РПМ-416 вітчизняного виробництва (https://novatek-electro.com/).

Вимірювач якості електроенергії Metrel MI 2892

Дослідження показників якості електричної енергії для трифазної мережі (лабораторія «Відновлюваної енергетики» ауд. 9206)

Реєстратор електричних параметрів РПМ-416

Виконання лабораторних робіт з дисципліни «Контроль і моніторинг якості електроенергії»

    Технічне діагностування підземних комунікацій – один з найбільш складних і відповідальних видів технічної діагностики в системах газорозподілу і газоспоживання, транспортування нафтопродуктів, водопостачання, каналізації, електричних кабельних ліній і т.п. Складність даного виду робіт обумовлена тим, що сам об’єкт діагностування закритий від прямого доступу, тому застосування звичайних інструментальних методів обстеження найчастіше виявляється неможливим. Для цих цілей використовується спеціальне високотехнологічне обладнання та засоби вимірювальної техніки.  На кафедрі «Інформаційно-вимірювальних технологій та енергетичного менеджменту»  створений унікальний полігон для діагностування підземних комунікацій. Умови на навчально-науковому полігоні максимально наближені до реальних, під землею закладені трубопроводи і кабельні лінії.  На цьому полігоні  наші студенти за допомогою найсучаснішого обладнання навчаються знаходити і обстежувати підземні комунікації з поверхні землі фактично не покидаючи територію кафедри!

Відстежування траси пролягання підземного кабелю за допомогою електромагнітних трасошукачів «Абрис ТМ-7» і «ТК-1

Високоточний трасошукач RIDGID SR-60

Пошуковий генератор RIDGID ST-510 Високоточний трасопошуковий-діагностичний комплекс RIDGID

       (Трасошукач SR-60 володіє унікальним методом кругового наведення на протяжний об’єкт, розташований під землею. Дана технологія дозволяє відображати на екрані приладу не прості стрілки-покажчики, а наочну схему розташування комунікацій і називається «система картографічного відображення». Завдяки цій технології більше не потрібно ходити зигзагами по досліджуваній території. Тепер оператору потрібно тільки натиснути на кнопку харчування і вибрати тип потрібної комунікації, а прилад сам її знайде, зобразивши на дисплеї, незалежно від орієнтації користувача щодо підземної траси.)

Глибинний магнітометр OGF-L – пошук траси підземного стального трубопроводу

      Інструментальне обстеження - основа енергоаудиту. Тільки проаналізувавши отримані результати, можливо спланувати  заходи з енергозбереження. «Паперові цифри», отримані з різних відділів і служб підприємства, не завжди відображають реальну дійсність. 
        Засоби вимірювальної техніки, що застосовуються для проведення енергетичних обстежень, повинні відповідати таким вимогам:

• Забезпечувати можливість проведення вимірювання без втручання в досліджувану систему, без зупинки працюючого устаткування і без зняття навантаження (струм, напруга та ін);
• Бути компактними, легкими, міцними, надійними і транспортабельними;
• Бути зручними і простими в роботі;
• По можливості бути універсальними, мати високу точність і завадозахищеність від зовнішніх впливів;
• Забезпечувати реєстрацію вимірюваних показників в автономному режимі і мати можливість передачі архівних даних на комп'ютер.
  
  

Технічне забезпечення (засоби вимірювальної техніки) для проведення енергетичного аудиту кафедри «Кафедра інформаційно-вимірювальних технологій та енергетичного менеджменту» (перелік за посиланням)

Технічне забезпечення (засоби вимірювальної техніки) кафедри «Кафедра інформаційно-вимірювальних технологій та енергетичного менеджменту»

Технічне забезпечення по напрямку «Мікроконтролери та технології передавання даних в енергетиці»

          Освітня програма  «Інженерія відновлюваної енергетики» потужно поєднується з інформаційними технологіями. Зараз це просто вимога часу і ознака професії майбутнього. Завдяки USAID Проєкт енергетичної безпеки (https://energysecurityua.org/ua/) освітня програма забезпечена потужною комп'ютерною технікою та відповідним ліцензійним програмним забезпеченням.

Зовнішній вигляд лабораторії «Інформаційних технологій та комп’ютерного моделювання в енергетиці» кафедри інформаційно-вимірювальних технологій та енергетичного менеджменту

         В рамках проекту USAID отримано гаступне програмне забезпечення, яке активно використовується в навчальному процесі:

1. Мікромережеве (microgrid) програмне забезпечення HOMER Pro® від HOMER Energy є глобальним стандартом для оптимізації розробки мікромереж у всіх секторах, починаючи від сільської енергетики та автономних енергосистем, закінчуючи мережевими кампусами та військовими базами. HOMER Pro®, що розроблялось в Національній лабораторії відновлюваних джерел енергії та вдосконалювалось і поширюється компанією HOMER Energy. HOMER  це по суті гібридна оптимізаційна модель для різних видів енергетичних ресурсів, що містить три потужні інструменти в одному програмному продукті, завдяки чому інженерна та економічна складова виконуються разом.

2. POLYSUN – програмне забезпечення для моделювання з високою точністю енергетичних систем, зокрема таких які містять відновлювані джерела енергії. За допомогою програмного забезпечення Polysun від Vela Solaris можливо застосувати багаторазово практично апробовану технологію моделювання  для енергетичної системи з а умови надання надійних результатів виходячи з функціональності, енергоефективності та рентабельності - від односімейних будинків до районів, у всьому світі та для всіх стандартних на ринку технологій.

3. MATLAB/SIMULINK – універсальне програмне середовище MATLAB з модулем моделювання SIMULINK, які дозволяють, зокрема, виконувати як інженерні розрахунки систем відновлюваної енергетики та розрахунки в галузі менеджменту енергетичних ресурсів різних об'єктів та систем, так і створювати або використовувати існуючі моделі об'єктів відновлюваної енергетики та енергетичного менеджменту для оптимізації та дослідження ефективності вказаних систем. Використання модуля SymPowerSystem, наприклад, дозволяє дослідити роботу і вдосконалити режим функціонування різних видів електричних перетворювачів енергії.

Проведення практичних робіт з дисципліни «Розумні мережі»

Проведення лабораторних робіт з дисципліни «Основи автоматизації та контролю в системах відновлюваної енергетики за допомогою програмного продукту The LogixPro PLC Simulator» 

4. Лабораторні роботи з курсу «Основи електротехніки і промислова електроніка» для студентів ОП «Інженерія відновлюваної енергетики» проводяться в лабораторії шляхом поєднання моделювання студентами електричних та електронних схем на компютерах в програмному середовищі NI Multisim 14.0 та виконання досліджень вказних схем на розроблених макетних платах. 

Моделювання програмному середовищі NI Multisim 14.0 завдань лабораторного заняття з дисципліни «Основи електротехніки і промислова електроніка»

Така організація лабораторних занять дозволяє детально дослідити функціонування та параметри електронних схем на моделях і набути практичних навичок у дослідженні їх на електронних та електричних платах з встановленими елементами та з використанням осцилографа та мультиметра.

Лабораторна установка для дослідження різних типів перетврювачів змінної напруги в постійну

Лабораторний стенд для дослідження вольт-амперних характеристик різних типів транзисторів

Лабораторний стенд для дослідження електричних схем з різними типами пасивних елементів (конденсаторів, котушок індуктивності, резисторів)

Лабораторна установка для дослідження схеми регулювання рівня 

напруги із стабілізацією по змінному струму

Лабораторний стенд для дослідження схеми регулювання напругою на базі схеми широтно-імпульсного регулятора

Проведення лабораторного заняття з дисципліни «Основи електротехніки і промислова електроніка»

        Функціонування даної лабораторії викликане необхідністю якісного технічного забезпечення сучасним обладнанням і матеріалами при виконанні лабораторно-практичних робіт з фахових дисциплін інженерних освітніх програм, а також експериментальних досліджень в галузі метрології і контролю якості обладнання різного технічного призначення та конструкцій.
Спеціалізоване та мультимедійне обладнання лабораторії дозволяє реалізувати навчальний процес та наукові дослідження на високому технічному рівні.

Загальний вигляд лабораторії навчальної лабораторії «Метрології і контролю якості»

Для набуття практичних навиків неруйнівного контролю в лабораторії передбачено можливість реалізації таких  методів неруйнівного контролю  (за ДСТУ 2865 – 94):

1) візуально-оптичний та вимірювальний метод (VT) – для оперативного виявлення, аналізу та вимірювання розмірів виявлених поверхневих дефектів та контролю якості підготовлення деталей конструкцій під зварювання із застосуванням спеціалізованих комплектів засобів візуально-вимірювального контролю;

Комплект засобів для візуально-вимірювального контролю

2) капілярний метод (РТ) – для виявлення дефектів порушення суцільності, цілісності зварних з’єднань та герметичності конструкцій із застосуванням високоякісних пенетрантів в комплекті з допоміжними розхідними матеріалами. Для забезпечення безпечного виконання робіт з пенетрантами лабораторія обладнана приточно-витяжною вентиляційною шафою;

Засоби для реалізації капілярного методу

3) магнітний метод (МТ) – для контролю цілісності поверхонь конструкцій з феромагнітних матеріалів із застосуванням переносного магнітного дефектоскопа та порошкових магнітних індикаторів, а також контролю напружено-деформованого стану з використанням сучасних мікропроцесорних структуроскопів;

Засоби для реалізації магнітного контролю

4) вихрострумовий метод (ЕT) – для виявлення поверхневих мікродефектів струмопровідних металевих конструкцій та контролю ступеня зносу, неоднорідності металу і втоми сучасними мікропроцесорними дефектоскопами, а також оцінювання якості захисних покриттів портативними мікропроцесорними товщиномірами;

Засоби реалізації вихреструмового методу

5) ультразвуковий метод (UТ) – для контролю дефектності деталей і конструкцій з різних матеріалів, якості виконання зварних швів і будівельних конструкцій із застосуванням сучасних цифрових дефектоскопів, в тому числі і на фазованих гратках, а також контролю товщини стінки, величини корозійних втрат та зносу деталей і конструкцій портативними товщиномірами;

Засоби реалізації ультразвукового методу

6) вібродіагностичний метод (VA) – для контролю стану роторного технологічного обладнання різних галузей промисловості шляхом синхронного реєстрування рівня вібрацій із застосуванням сучасного мікропроцесорного аналізатора спектру вібрацій;

7) тепловий метод (ТТ) – для оперативного виявлення в деталях, обладнанні, будівельних спорудах скритих дефектів і проблемних ділянок з дефектами, що знаходяться на початкових стадіях розвитку, із застосуванням сучасних безконтактних тепловізорів, інфрачервоних пірометрів та термоіндикаторів.

Засоби реалізації теплового методу

Для набуття практичних навиків виконання комплексу робіт з  аналізу та контролю макро- і мікроструктури металевих матеріалів, визначення рівня напружень в конструкціях різного технічного призначення в комплекс технічного оснащення Лабораторії входять портативні твердоміри статичної дії, мікротвердомір та сучасний професійний металографічний комплекс для підготовлення зразків і проведення безпосередніх досліджень їх мікро- і макроструктури за допомогою світлових мікроскопів з можливістю фіксації фотознімків металографічних реплік.

Засоби для дослідження стану матеріалу металевих конструкцій 

Висока достовірність отриманих в процесі виконання робіт результатів забезпечується застосуванням сертифікованих контрольно-перевірочних зразків для налаштування приладів і перевірки якості розхідних матеріалів, а також атестованих методик виконання контролю зазначеними методами.

Стандартизовані зразки для налаштування обладнання

Застосування зразків різних експлуатованих елементів обладнання та конструкцій в якості об’єктів досліджень розширює уявлення та знання майбутніх фахівців щодо типів дефектів, причини їх виникнення та вплив на працездатність обладнання, в якому вони виникають.

Зразки конструкцій з дефектами

Навчальні заняття в Лабораторії проводять високваліфіковані науково-педагогічні працівники кафедри, що мають значний практичний досвід у проведенні робіт з неруйнівного контролю і розроблення нормативного забезпечення проведення робіт з технічного діагностування промислових та інженерних споруд та об’єктів

Навчальний процес, проведення лабораторних робіт по напрямку вивчення методів неруйнівного контролю

         Проведення лабораторних робіт є одним з найважливіших інструментів отримання навичок та опанування теорії в процесі навчання за освітньою програмою. Для студентів освітньої програми «Інженерія відновлюваної енергетики» на кафедрі «Інформаційно-вимірювальних технологій та енергетичного менеджменту» створені умови для опанування широкого спектру засобів вимірювальної техніки. До прикладу, за підтримки  USAID Проєкт енергетичної безпеки (https://energysecurityua.org/ua/), студенти мають чудову можливість опановувати усю гаму вимірювань електричних величин на базі сучасного обладнання, вивчаючи дисципліну «Засоби вимірювальної техніки».  Зібрати самому вимірювальну схему, провести дослідження різних схем включення амперметрів, вольтметрів, ватметрів в колах постійного та змінного струму, підібрати правильні засоби вимірювання для конкретної задачі.

Проведення лабораторних робіт з дисципліни «Засоби вимірювальної техніки»

        Навчальна програма «Інженерія відновлюваної енергетики» базується на найкращих програмах технологічних вищих навчальних закладів Європейського Союзу. В Україні немає аналогів цієї програми для змісту та забезпечення. У технологічних університетах (на відміну від фундаментальних) більше 60% навчального процесу приділено практичним заняттям. Отримання ґрунтовних практичних навичок та набуття робочої професії є надзвичайно важливим в процесі підготовки інженерних кадрів. Практикується підхід, який передбачає, що майбутній інженер повинен володіти всіма навичками та знаннями, що й робітник в обраній сфері. Це значно підвищує якість підготовки майбутнього інженера та робить його більш конкурентоспроможним на ринку праці.
Завдяки проекту HUSKROUA «Відновлення енергії з твердих побутових відходів з використанням технологій теплового перетворення в транскордонному регіоні EnyMSW» ( http://surl.li/rshjc ), що фінансується урядом ЄС, на кафедрі створено навчально-наукову лабораторію, «Дослідження енергетичних характеристик альтернативних палив» Практична підготовка за цим напрямком передбачає наступне:
         -    розробка та оптимізація технологій виробництва альтернативних палив.
         -    дослідження фізико-хімічних властивостей альтернативних палив.
         -    енергетичні дослідження альтернативних палив та порівняльний аналіз з традиційними видами палива.
         -    розробка та оптимізація систем спалювання альтернативних палив для енергетичних установок.
         -    дослідження екологічних аспектів використання альтернативних палив.
         -    розробка та оптимізація систем контролю та управління процесами спалювання альтернативних палив.
         -    дослідження та оптимізація процесів виробництва тепла та електроенергії з використанням альтернативних палив.
         -    економічний аналіз та оцінка ефективності використання альтернативних палив.
        Навчання та набуття практичних навичок для студентів проходить на найкращому обладнанні, зокрема: калориметрі Німецького виробництва ІКА С1, що дозволяє з високою точністю досліджувати теплотворну здатність різних видів альтернативного палива, наприклад, побутових відходів, енергетичних культур біо-палив, тощо. Дослідження фізико-хімічних властивостей палив (вологості, зольності, тощо) забезпечуються муфельними та сушильними шафами Українського виробництва.
Біоенергетика є однією з найбільш перспективних галузей відновлюваної енергетики, яка передбачає використання біомаси як джерела палива. Біомаса може включати дерево, гілки, солому пшениці, стебла кукурудзи, лушпиння соняшника, відходи життєдіяльності тварин і птахів, а також органічні відходи з побутових відходів.

Проведення лабораторного заняття зі студентами освітньої програми "Інженерія відновлюваної енергетики"

Підготовка палива для проведення дослідження калорійності

Лабораторний подрібнювач для підготовки палива до пресування

Пресування зразка палива для отримання паливної таблетки

Вимірювання маси паливної таблетки

Проведення дослідження фізико-хімічних характеристик палива (вологість, зольність)

Підготовка калорометричної бомбочки та зав’язування нитки підпалу

Проведення дослідження теплотворної здатності палива на приладі ІКА 1С

Задоволені студенти освітньої програми «Інженерія відновлюваної енергетики»

           З метою оцінки реального споживання енергетичних ресурсів, відповідно до плану виконання проєкту Net4SEnergy, запроєктовано та реалізовано пілотну систему енергетичного моніторингу для університетської будівлі. Структурна схема системи енергетичного моніторингу для університетської будівлі наведена на рисунку 1.

Рисунок 1 - Структурна схема системи енергетичного моніторингу для університетської будівлі

      Система енергетичного моніторингу (рис.1)  дозволить отримати реальні дані по споживанню електричної та теплової енергії, холодної та гарячої води для університетської будівлі. Окрім того в кожному навчальному приміщенні передбачено моніторинг основних показників мікроклімату – температури і вологості повітря, концентрації вуглекислого газу. Окремою складовою системи моніторингу є метеорологічний модуль, що дозволить відслідковувати температуру і вологість зовнішнього повітря, напрямок і швидкість вітру, атмосферний тиск, інтенсивність сонячного випромінювання (інсоляцію), значення і тренд зміни атмосферного тиску.

Система моніторингу створюється на базі «смарт»-пристроїв енергомоніторів українського компанії smart-MAC (https://smart-maic.com/uk/) (рис. 2, 3).  Усі отримані дані в процесі моніторингу доступні до огляду в режимі реального часу на будь якому пристрої (ПК, планшет, смартфон) і зберігаються для подальшого аналізу у хмарному сховищі. Веб-додаток системи дозволяє надзвичайно зручно представляти дані моніторингу з прекрасною візуалізацією.

Рисунок 2 – Представлення «смарт»-пристроїв компанії smart-MAC для вирішення завдань моніторингу споживання енергетичних ресурсів

Рисунок 3 – Можливості  «смарт»-пристроїв компанії smart-MAC для накопичення та візуалізації даних, щодо споживання енергетичних ресурсів

Пристрої smart-MAC легко встановлюються і приєднуються. Всі пристрої виконані в універсальному корпусі з можливістю монтажу на DIN-рейку. Після включення пристрій доступний як точка доступу Wi-Fi, початкове налаштування можливе з будь-якого мобільного пристрою і займає лічені хвилини. Спеціальні налаштування для роботи не потрібні, пристрій самостійно приєднується до хмарного сервера даних і забезпечує двонаправлений обмін інформацією. Після встановлення і початкового налаштування пристрій smart-MAIC почне перетворення виміряних параметрів в інформацію, яка буде відправлена за допомогою бездротової технології Wi-Fi на хмарний сервер даних. Використання існуючої в громадській будівлі мережі Wi-Fi значно здешевлює встановлення ІВС енергетичного моніторингу, оскільки відпадає потреба у прокладання кабельних ліній значної довжини. Для аналізу і візуалізації даних використовується універсальний WEB-додаток smart-MAIC Dashboard який є в звичайному інтернет браузері, а також як додаток для платформ Windows, Android і iOS. Всі зібрані дані зберігаються на хмарному сервері з хвилинною деталізацією. Під час роботи в режимі реального часу показання з лічильників оновлюються з інтервалом 5 секунд. Smart-MAIC Dashboard дає можливість контролювати поточні показання і візуалізувати історичні дані отримані з пристроїв smart-MAIC, наприклад, для оптимізації споживання за умови двотарифного або багатотарифного обліку. Користувачеві доступні гнучке налаштування віджетів індикаторів і графіків, необмежену кількість сторінок і підключених пристроїв до одного облікового запису. Так само поточні дані доступні на WEB сторінці самого пристрою.

Пілотна ІВС енергетичного моніторингу для університетської будівлі з використанням пристроїв smart-MAIC інстальована на базі кафедри «Інформаційно-вимірювальних технологій і енергетичного менеджменту» (ІВТЕМ) ІФНТУНГ. Кафедра ІВТЕМ займає третину будівлі навчального корпусу №9 університету і розміщується на двох поверхах будівлі, обладнана різноманітними автомними системами електричного опалення. Відповідно на основі приміщень кафедри можна повністю відмоделювати ІВС енергетичного моніторингу, яку потім можна буде за аналогією поширювати на інші будівлі як даного університету, так і на громадські будівлі загалом.

В навчальній аудиторії за допомогою системи енергетичного моніторингу відслідковуються параметри мікроклімату в приміщенні (температура, вологість і рівень вуглекислого газу) для цього використовується універсальний лічильник smart-MAIC D105 до якого приєднується давачі температури-вологості і вуглекислого газу. В якості давачів температури і вологості повітря для приміщень використовуються широко розповсюджені цифрові давачі AM2302 (які дозволяють вимірювати температуру в діапазоні -40…80℃ з точністю ±0,5℃ а вологість в діапазоні 0…99,9% з точністю ±2%). Вимірювання рівня вуглекислого газу в повітрі навчальної аудиторії здійснюється на базі цифрового давача MH-Z41A (який дозволяє вимірювати концентрацію вуглекислого газу в діапазоні 0…5000ppm з точністю ±50ppm). Для визначення рівня споживання електричної енергії в аудиторії (навчальна аудиторія обладнана електричним опаленням) використовується енергомонітор smart-MAIC D103, що забезпечує приєднання до трифазної лінії електропостачання по напрузі і по струму (за допомогою кільцевих трансформаторів струму на номінал 100А). Відносна похибка вимірювання значення струму і напруги за допомогою енергомонітору smart-MAIC D103 складає 1% (рис. 4).

Дані які збираються з пристроїв зберігаються в хмарному сховищі і доступні для перегляду та аналізу в режимі реального часу. Агрегування інформації, щодо конкретної аудиторії чи інших об’єктів моніторингу, її візуалізація та подальший аналіз здійснюється в хмарному  WEB-додатку smart-MAIC Dashboard. Користувач сам налаштовує вид віджетів індикаторів, графіків та таблиць для інформаційної панелі. На рисунку 5 наведений приклад інформаційної панелі сегменту системи енергетичного моніторингу для навчальної аудиторії університету.

Рисунок 4 - Приклад інсталяції сегменту інформаційно-вимірювальної системи енергетичного моніторингу для навчальної аудиторії університету: 1 - універсальний лічильник smart-MAIC D105; 2 - енергомонітор smart-MAIC D103; 3 - давач рівня вуглекислого газу; 4 - давач температури і вологості повітря; 5 – трансформатори струму (100А) для енергомонітору smart-MAIC D103

Рисунок 5 – Приклад інформаційної панелі сегменту інформаційно-вимірювальної системи енергетичного моніторингу для навчальної аудиторії університету

На інформаційну панель (рисунок 6) виводяться поточні значення температури та вологості повітря та концентрації вуглекислого газу в приміщенні, напруги, струму, споживаної потужності по кожній фазі лінії електропостачання. Важливим для аналізу енергоспоживання, температурної інерції будівлі, ефективності роботи системи опалення кондиціювання та вентиляції є відслідковування зміни контрольованих параметрів в часі. WEB-додаток smart-MAIC Dashboard  дає можливість побудови різноманітних графічних залежностей з різною часовою деталізацією (хвилина, година, день, тиждень, місяць, рік) і в з різним типом графічного відображення трендів (лінія, площа, стовпчикова діаграма). Додатково користувач може сконфігурувати виведення необхідних даних у вигляді таблиці, зокрема для деталізації споживання та витрат, задавши відповідно вартість для енергоносія чи гарячої/холодної води, витрата яких відслідковується системою моніторингу. Для подальшого аналізу, до прикладу, в середовищі Ecxel (як стадартний програмний інструмент для задач енергоменеджменту), дані ареговані в таблиці експортуються в форматі csv.

Для оцінки споживання електричної енергії усією будівлею чи її частиною теж використовується енергомонітор smart-MAIC D103 з відповідними трансформаторами струму. В лінійці пристроїв smart-MAIC використовуються трансформатори струму від 100А до 2000А, що дозволяє контролювати навантаження в будівлі до 1,5МВт. Приклад інсталяції сегменту системи енергетичного моніторингу для визначення споживання електричної енергії частиною будівлі показано на рисунку 5. В даному випадку моніториться споживання електричної енергії для цілої кафедри, що займає частину будівлі. Відповідно використовується енергомонітор smart-MAIC D103 з накидними кільцевими трансформаторами струму на 300А. Для візуалізації та аналізу даних по споживанню електричною енергією кафедрою формується окрема інформаційна сторінка в хмарному WEB-додатку smart-MAIC Dashboard аналогічна до наведеної на рисунку 6.

Рисунок 6 – Приклад інсталяції сегменту інформаційно-вимірювальної системи енергетичного моніторингу для визначення споживання електричної енергії частиною будівлі: 1 – Шафа ввідно-розподільча; 2 – трансформатори струму (300А); 3 - енергомонітор smart-MAIC D103

З метою комплексного вирішення задач енергетичного моніторингу прилади сторонніх виробників теж інтегруються з пристроями smart-MAIC - лічильники води, тепла, палива, давачі до газових лічильників та інші витратомірів з імпульсними виходами. Важливим є те, що такий підхід дозволяє задіяти в систему енергетичного моніторингу прилади обліку, що вже наявні в будівлі або необхідні для технологічного обліку енергоємного обладнання. В цьому випадку використовується універсальний монітор smart-MAIC D105, який обладнаний двома імпульсними входами. 

Поєднання класичних приладів обліку і елементів ІВС енергетичного моніторингу будівлі показано на рисунку 7. В даному випадку поряд з визначенням параметрів мікроклімату в лекційній аудиторії проводиться моніторинг споживання електричної енергії на потреби системи інфрачервоного опалення. На рисунку 8 показано приклад реалізації моніторингу споживання гарячої води в будівлі і витрати електричної енергії на її приготування. В цьому випадку використовується лічильник гарячої води з імпульсним видом, який змонтований на виході електричного бойлера і класичний електронний лічильник з механічним обліковим пристроєм (через який відбувається електроживлення бойлера), що має телеметричний імпульсний вихід. Відповідно ці лічильники приєднуються до універсального монітора smart-MAIC D105 для передачі даних в систему енергетичного моніторингу будівлі.

Рисунок 7 – Приклад інсталяції сегменту інформаційно-вимірювальної системи енергетичного моніторингу для контролю параметрів мікроклімату і споживання електричної енергії (в поєднанні з електролічильником) на потреби електроопалення лекційної аудиторії: 1 - давач рівня вуглекислого газу; 2 - давач температури і вологості повітря; 3 - універсальний лічильник smart-MAIC D105; 4 – імпульсний телеметричний вихід електролічильника; 5 – електролічильник технологічного обліку; 6 – інфрачервоні панелі системи електроопалення лекційної аудиторії

Рисунок 8 – Приклад інсталяції сегменту інформаційно-вимірювальної системи енергетичного моніторингу для контролю споживання гарячої води: 1 – споживання гарячої води (л/день), що визначається за допомогою лічильника з імпульсним виходом; 2 – споживання електричної енергії (кВт·год/день) на підігрів води в бойлері, що визначається за допомогою електролічильника з імпульсним виходом; 3 – приклад  нераціональної витрати електричної енергії на підігрів води під час вихідних днів.

Обов’язковим сегментом в ІВС енергетичного моніторингу будівлі має бути метеорологічний модуль для отримання локальних метеоданих. Адже для оцінки енергетичної ефективності будівлі необхідно володіти інформацією щодо споживання теплової енергії або витрати природного газу чи електроенергії, що використовуються на потреби опалення будівлі, в залежності із зовнішньою температурою повітря. На рисунку 9 наведено реалізацію частини метеорологічного модуля системи енергетичного моніторингу будівлі, що призначений для реєстрації температури та вологості зовнішнього повітря і значення атмосферного тиску. В якості первинного перетворювача використовується цифровий давач температури, вологості і атмосферного тиску BME280, який приєднаний до універсального монітора smart-MAIC D105. Данй давач дозволяє вимірювати температуру в діапазоні -40…85℃ з точністю ±1℃, вологість в діапазоні 0…100%  з точністю ±3% і атмосферний тиск в діапазоні від 300…1100 гПа з точністю ±1 гПа.   Для забезпечення отримання коректних метеоданних давач змонтований в радіаційному екрані, для захисту від сонячного випромінювання, і розмішується на північній стороні будівлі в затінку. Також ІВС енергетичного моніторингу дозволяє інтегрувати в себе і інші пристрої, як приклад що відносяться до систем безпеки. На рисунку 9  наведено як в систему енергетичного моніторингу будівлі долучено дозиметр радіометр для контролю за станом радіаційного фону.

Рисунок 9 – Реалізація метеорологічного модуля  і інформаційної панелі сегменту інформаційно-вимірювальної системи енергетичного моніторингу будівлі, що призначений для реєстрації температури та вологості зовнішнього повітря і значення атмосферного тиску: 1 - універсальні лічильники smart-MAIC D105; 2 - цифровий давач температури, вологості і атмосферного тиску BME280 в радіаційному екрані; 3 – дозиметр-радіометр.

На даний час пілотна ІВС енергетичного моніторингу будівлі охоплює 10-ть навчальних аудиторій з використанням 18-ти пристроїв smart-MAIC. Отримані дані по фактичному енергоспоживанню, після розгортання пілотної системи моніторингу, протягом календарного року (з повноцінним енергопостачанням) дозволять зокрема оцінити питомі теплові характеристики будівлі, визначити необхідні обсяги енергоспоживання для забезпечення нормативних показників мікроклімату в приміщеннях будівлі, оцінити раціональність і тренди споживання енергоносіїв. Також такі дані допомагають оцінити реальний ефект після впровадження енергоефективних заходів для зменшення споживання енергоресурсів в будівлях університету.

Дашборди системи енергетичного моніторингу для університетської будівлі

1. Фотоелектрична станція: https://dash.smart-maic.com/sharedash8434205658

2. Метеостанція: https://dash.smart-maic.com/sharedash1511935099

3. Показники мікроклімату аудиторії (температура, вологість): https://dash.smart-maic.com/sharedash5251780347

4. Моніторинг споживання гарячої води й електроенергії, бойлер (ауд. 9200): https://dash.smart-maic.com/sharedash8249963609

5. Моніторинг показників мікроклімату (температура, вологість, СО2) і споживання ее (електроопалення) (ауд. 9203): https://dash.smart-maic.com/sharedash6798583241