• Energy Research
• 11. Sustainability close
• 9. Industry and infrastructure close
• UA close
• EU close
• Ukrainian close

Російське вторгнення в Україну додало нової актуальності прискореному переходу на відновлювану енергію, щоб зменшити залежність від імпорту викопного палива з Росії. Одним з варіантів підвищення енергетичної безпеки, незалежності й екологічності видобутку енергії в Україні є створення автономних енергетичних регіонів. Метою дослідження є вивчення економічних і соціальних перспектив і проблем створення автономних енергетичних регіонів в Україні на основі світового досвіду. У роботі виокремлено основні проблеми енергосистеми України, проаналізовано тенденції ринку виробництва відновлюваної енергії, розглянуто кейси успішного створення автономних енергетичних регіонів у різних країнах світу. На основі проаналізованих прикладів виокремлено основні фактори успіху реалізації проєктів автономних енергетичних регіонів, зокрема залучення місцевого населення та бізнесу до розвитку нової енергомережі, створення «екологічного бренду», можливість експорту виробленої електроенергії, підтримка екологічних стартапів, підвищення енергоефективності житла. Основними соціально-економічними перспективами для громад на цьому шляху є енергетична незалежність, зниження витрат на енергозабезпечення, створення робочих місць, розвиток місцевого бізнесу, підвищення інвестиційної привабливості регіону, покращення якості життя і здоров’я населення. Найбільш критичними перепонами для успішної реалізації проєкту визначено відсутність послідовної політики центральної влади у галузі зеленої енергетики, ініціатив місцевої влади у цій сфері, труднощі із залученням довгострокових інвестицій на реалізацію проєкту. Дослідження пропонує перспективну візію розвитку енергетичної системи регіонів України для зменшення залежності держави від імпорту викопного палива, підвищення енергетичної ефективності й безпеки, економічного і соціального розвитку регіонів України.

У роботі поглиблено теоретичні засади дослідження структурно-функціонального середовища формування та розвитку концепції розумних енергомереж; здійснено еволюційний, географічний і змістовний аналізи її розвитку; визначено вплив ефективності політики запровадження розумних енергомереж на соціальні й економічні індикатори розвитку та обґрунтовано їх роль у розбудові в Україні інтегрованої енергоцентрованої моделі економіки; розроблено теоретичне підґрунтя компаративного аналізу наявних систем оцінювання ефективності розумних енергомереж і запропоновано методичний інструментарій інтегрального оцінювання ефективності їх функціонування, що передбачає врахування його цільового призначення, прямих та опосередкованих ефектів від розвитку розумних енергомереж, можливостей подальшої їх оптимізації; поглиблено методичне підгрунтя та розроблено дорожню карту запровадження розумних енергомереж в енергетичному секторі національної економіки; удосконалено методичні засади узгодження інтересів стейкхолдерів під час розбудови розумних енергомереж через застосування організаційно-комунікаційної схеми їх взаємодії. The thesis examines the development of economic and organizational principles for implementing the smart grid to form an integrated energy-centric model of Ukraine's economy following the European Union's single energy policy. Accordingly, using VOSviewer v.1.6.10 and Google Trends tools, the author investigated the theoretical foundations of the study of the structural and functional environment of the smart grids concept formation and development. It allowed us to identify and describe patterns in the following dimensions. Evolutionary: in this context, four stages of the evolution of scientific and public interest in smart grids were identified and characterized during the period 2008 – august 2020. Geographical: analysis of this dimension of smart grids allowed the development of a cluster of international research networks to study smart grids' deployment. The thesis found that scientists from EU countries have the largest number of joint publications. In contrast, American researchers' publications are mononational (prepared without foreign scientists' participation), although the absolute number of studies conducted by scientists from the United States makes them undisputed leaders. Semantic: the research identified five cross-sectoral study clusters and the most relevant areas related to smart grids. These areas are renewable energy, energy storage and electrification, energy management, and information technologies. The research also revealed trends in changing the direction of smart grids' economic analysis from approaches to tariff formation and commercialization of smart grids to study smart grids' global economic model and their technical and economic efficiency energy consumption patterns. The thesis proposed a scientific and methodological approach to assessing the impact of smart grids' policy on country's socio-economic development. It was done through a systematic combination of tools to verify the nature of data distribution, equality of sample variances, comparison of their means, and regression analysis of time data. It allowed to empirically confirm the importance of developing smart grids in the economy's energy sector to increase its social and economic development. A methodological basis for a comparative analysis of existing systems for evaluating smart grids' efficiency was formed. The approach was based on identifying functionally significant components of smart grids and the most relevant of them under the objectives of the energy sector of the national economy. These components are sustainability, information, economic, technical, communicative efficiency, environmental friendliness, and electric transport infrastructure in smart grids. It allowed to evaluating and ranking the existing systems for measuring the efficiency of smart grids in state regulation of the economy's energy sector under the standard EU energy policy requirements. The integrated approach to smart grids` efficiency evaluation was developed. The proposed method takes into account the purpose of the assessment. It allowed for a more accurate evaluation of potential or existing smart grids and measured smart grids development's effectiveness at the regional and national levels. Establishing the optimal number of areas for assessing smart grids, formalization of the methodological basis for their quantification, aggregation of indicators by groups and areas of assessment, taking into account direct and indirect effects, opportunities for further optimization of smart grids, and ensuring their compliance with the strategic task of building an integrated energy centered model in Ukraine was presented as a component of the integrated evaluation approach. Designed roadmap for developing smart grids in Ukraine is based on benchmarking analysis of leading countries' experience. This roadmap formalizes a list of specific measures to develop domestic energy infrastructure, regulatory interventions, and policies' openness to energy-efficient solutions. The roadmap explains each stakeholders` necessary activity according to the smart grid development process's main stages. These stages are adapting distributed energy generation to the energy system, creating decentralized and dispersed energy networks. The roadmap is based on a combination of phased development and localization of smart grids. It provides for the mass deployment of homogeneous smart energy technologies and the simultaneous implementation of pilot projects for smart grids. An organizational and communication scheme of stakeholder interaction is a tool to activate drivers for smart grids. It helps to implement energy-efficient smart grid projects and support their scaling to the national economy level. The scheme uses as a base the modification of the smart grid maturity model. The organizational and communication scheme promotes the integration of value chains, increases asset management efficiency, and creates the preconditions for further expansion of smart grids.

Nowadays the importance of the issue of the efficient gas utilization could be hardly overestimated. The price increase for energy resources demands one of the most important issue to be solved and namely to reduce energy consumption on heating in the process of facilities maintenance. The housing and municipal complex in Ukraine takes the third place after metallurgical and chemical industries due to volumes of energy consumption and the first one according to heat consumption. Taking into consideration different experts’ assessments the main volume of heat losses for heating only on housefront of a common building accounts for 35 to 45 per cent. Creating comfortable conditions in houses and keeping them constant during a certain period of time can be achieved by means of inefficient methods: additional heaters or conditioners are installed but all of them cannot remove the main problem we mean great heat losses. The purpose of the scientific work is to research expedience and efficiency of heat-insulation usage based on solving the following challenges: research into issues of savings and comfort; research into possibility to increase the term of structures usage; research into possibility to increase the internal area of the building using heatinsulation; benefit environmental influence. The object and subject of the research are properties of heat-insulation material for residential buildings and methods of removing heat losses. Usage of modern technologies gives an opportunity to reduce expenditures on heating three times. According to the results of calculations it can be concluded that having changed a steam generating unit we can achieve savings 10÷15% (or 20÷50% in case of using condensation boilers) and having winterized (draft-proofed) a building for winter properly gas consumption can be reduced 2 or even 2.5 times. Актуальність теми теплових втрат та раціонального використання газу на даний час важко переоцінити. Зростання цін на енергоносії вимагає роз’вязання однієї із найважливіших задач - зниження енергозатрат на опалення в процесі експлуатації споруд. Житлово-комунальний комплекс України займає третє місце після металургійної і хімічної промисловості за обсягами споживання енергоносіїв і перше місце – за споживанням тепла. Виходячи з різних експертних оцінок, основний об’єм тепловтрат на опалення в будинках, тільки на фасадах будівель звичайної будови, складає від 35 до 45 відсотків. Створення комфортного режиму у будинках і підтримання його сталим впродовж певного часу досягається неефективними методами: встановлюються додаткові обігрівачі чи холодильні установки, але усе це не усуває головної проблеми – високих тепловтрат. Метою наукової роботи є дослідження доцільності та ефективності використання теплоізоляції, що полягає у вирішенні таких завдань: дослідження питань економії та комфорту; дослідження можливості збільшення терміну служби конструкцій; дослідження можливості збільшення внутрішньої площі будинку за рахунок використання теплоізоляції; позитивний екологічний вплив. Об’єктом та предметом досліджень є властивості теплоізолюючих матеріалів житлових будівель та методи усунення тепловтрат. Застосування сучасних технологій дає змогу скоротити затрати на опалення утричі. За результатами проведених розрахунків можна зробити основний висновок, що заміною котельного агрегату ми можемо досягти економії у 10÷15 % (або 20 ÷ 25 % у разі використання конденсаційних котлів), а грамотно утепливши будинок можна зменшити споживання природного газу в 2, а то й у 2,5 рази.

Analysis of energy efficiency problems has revealed growth of world's energy consumption while the use of petroleum products decreases suggesting that petroleum products are replaced with other energy sources and global economic crises. World’s energy consumption grows constant growth and according to the forecast it will continue grow in future. The use of coal, natural gas, biofuels and waste in the world will increase, as well as energy from wind, solar and other energy sources, including in agriculture and forestry. The use of fuel and electricity on farms is as critical for sustainable development and energy saving as the use of soil and water. Energy efficiency is an integral part of sustainable agriculture. Progress in energy efficiency, which is already lagging behind, faces further setbacks due to Covid-19 pandemic. Energy consumption in agriculture is only a small share of total final energy consumption in Europe. Moreover, energy consumption in agriculture has declined rapidly over the last 20 years. However, there is a significant difference among EU member states. There is no single solution to increase energy efficiency in agriculture. In Ukraine, the consumption of renewable energy sources and biofuels in agriculture and forestry shows increase. Ukraine is reducing agricultural production slowly and unevenly while switching to biofuels and almost not switching to alternative energy sources and replacing it with anthracite or biofuels due to the rising cost of natural gas. Significant potential for reducing the energy intensity of Ukraine's GDP lies in improving the energy efficiency of agricultural industry, but the realization of this potential is complicated by industry-specific shortcomings: high energy consumption of prosecution, which reduces competitiveness of products in the market; low energy efficiency of labor, which does not correspond to the current level of development of agricultural technologies and equipment.

Розглянуто однофазний мостовий інвертор напруги в режимі джерела струму. Для однополярного формування напруги запропоновано рішення з дворівневим і трирівневим релейним регулятором струму при зниженні кількості і обмеженні частоти перемикань транзисторів. В автономному режимі завдання струму формується пропорційно-інтегральним регулятором напруги. При роботі на мережу інвертор підключається через реактор, в автономному режимі паралельно навантаженню підключається конденсатор. Виконано моделювання роботи з мережею і нелінійним навантаженням. Considered a single-phase current controlled voltage source bridge inverter for the converter unit with renewable energy sources. In parallel work with AC network the inverter is provides a power factor equal to one, regardless of the type of load and the direction of energy transfer. In autonomous mode, when the AC network is disconnected, inverter provides the energy transfer to the load. Proposed solutions with using a two-level and three-level hysteresis current controller with adjustable setting trigger of controller. This allows for the formation of a unipolar voltage inverter and to reduce the number of switching of transistors with limiting the frequency switching. When operating on AC power inverter current reference is formed in accordance with the load current and the power that is generated from renewable sources. In the autonomous mode, the instantaneous value of the load voltage is formed by a proportional-integral voltage controller that generates a reference to the hysteresis current controller. The current regulator is provides to limit the inverter current for transient regimes. The inverter is connected to AC power and load through the reactor. In the autonomous mode, the capacitor is connected parallel to the load. The inverter control system, which implements the proposed solutions have been developed. Simulation has executed for a system which includes a source AC with active and inductive impedance of power line, inver ter with its control system and combined load. The load is an active-inductive, and includes a rectifier with an output capacitor filter. The simulation results confirm the effectiveness of solutions that are offered.

В статье проведен анализ показателей доходности, динамики доходов, интенсивности развития туристической деятельности Карпатского региона для возможности планирования внедрения возобновляемых источников энергии в хозяйственно-туристических комплексах для обеспечения устойчивого развития региона. В статті здійснено аналіз показників доходності, динаміки доходів, інтенсивності розвитку туристичної діяльності Карпатського регіону для можливості планування впровадження відновлюваних джерел енергії в господарсько-туристичних комплексах для забезпечення сталого розвитку регіону. The analysis of indicators of profitability, revenue dynamics and intensity of development of tourism in the Carpathian region for scheduling the introduction of renewable energy in the economic and tourist complexes for sustainable development іn the article.

The study's significance is determined by the need to implement Industry 4.0 technologies in all sectors of the economy. The goal of this article is to define and systematize the directions for implementing Industry 4.0 tools in the utility sector, as well as develop methodological and theoretical recommendations for assessing the effectiveness of energy-saving technologies. The research methodology consists of factors impacting the comprehensive assessment of the effective energy-saving technologies while applying multi-criteria optimization principles, particularly the Pareto-optimal (efficient) solution. The methods of dialectics, analysis and synthesis, generalization, comparison and systematization were used in the research process. Results: emphasized the need of handling energy saving matters in the Ukrainian utility sector in context of escalating aggression from russia; described the major Industry 4.0 technologies that the utility sector's most important economic players are already using or can use. The results of the implementation and operation the state target economic program of energy efficiency as well as development of the Ukrainian energy production sector in 2017-2020 were analyzed. A list of indicators that are markers of effective implementation of energy-saving technologies in the utility sector is provided. The scientific novelty and theoretical significance of the obtained results: the research was conducted using a complete approach to the assessment of innovative energy-saving technologies due to the use of Industry 4.0 tools. This comprehensive approach included consideration of efficiency (environmental, technological, economic, and social). The suggested approach entails evaluating the effects of various factors on the overall effectiveness of the innovative energy-saving program, including the review of potential project risks and the examination of internal connections between these factors. The article's practical value concentrates in the formulation and demonstration of scientific and practical provisions concerning the complete assessment of the efficacy a new technologies implementation. Taking into account the complexity of the situation caused by the russian federation's military aggression and the high level of capital intensity of energy production and transmission processes, the proposed applied methodology allows to determine the directions and develop specific management solutions to increase energy efficiency and energy saving of the Ukrainian utility sector. Актуальність дослідження зумовлена необхідністю впровадження технологій Індустрії 4.0 у всі сфери економіки. Метою статті є визначення та систематизація напрямів впровадження інструментарію Індустрії 4.0 у комунальному секторі та розробка методико-теоретичних рекомендацій щодо оцінювання ефективності енергоощадних технологій. Методика дослідження полягає у розгляді сукупності факторів, що впливають на комплексну оцінку ефективності енергоощадних технологій, з використанням принципів багатокритеріальної оптимізації, а саме, принципу Парето-оптимального (ефективного) рішення. У процесі дослідження використано методи: діалектики, аналізу і синтезу, узагальнення, порівняння та систематизації. Результати: доведено першочерговість розв'язання питань енергоощадності у комунальному секторі України в умовах посилення російської агресії; наведено опис провідних технологій Індустрії 4.0, що вже використовуються та можуть бути використані ключовими економічними агентами у комунальному секторі; наведено перелік показників, які є маркерами ефективного впровадження енергоощадних технологій у комунальному секторі; проаналізовано результати реалізації державної цільової економічної програми енергоефективності та розвитку сфери виробництва енергоносіїв в Україні у 2017-2020 рр. Наукова новизна та теоретична значущість отриманих результатів міститься у тому, що на основі проведеного дослідження запропоновано комплексний підхід до оцінки ефективності (екологічної, технологічної, економічної, соціальної) інноваційних енергоощадних проектів за рахунок реалізації інструментарію Індустрії 4.0. Запропонований підхід полягає в оцінці впливу різних факторів на загальну ефективність інноваційного енергоощадного проекту, в тому числі оцінку можливих ризиків проекту та аналіз внутрішніх взаємозв'язків між цими факторами. Практична значущість статті полягає у розробленні та обґрунтуванні науково-практичних положень щодо до комплексної оцінки ефективності впровадження інноваційних технологій. Враховуючи складність ситуації, обумовленої військовою агресією рф, і високий рівень капіталоємності процесів виробництва і передачі енергії, запропонована прикладна методика дозволяє визначити напрями та розробити конкретні управлінські рішення щодо підвищення енергоефективності та енергоощадності комунального сектору України.

Стратегія розвитку енергетичної безпеки держави базується на диверсифікації її ресурсів. Використання відновлювальних джерел енергії у відповідності до кліматичних умов дозволить вирішити проблему енергозабезпечення та покращить екологічний стан навколишнього середовища у цілому. The strategy of development of state energy security is based on the diversification of its resources. Using renewable energy sources in accordance with climatic conditions will solve the problem of energy supply and improve the environmental status of the environment as a whole.