Вибір сонячних панелей для автономних систем живлення безпілотних літальних апаратів

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.25140/2411-5363-2025-2(40)-432-444

Ключові слова:

БПЛА; сонячні панелі; інсоляція; автономні системи живлення; оптимізація енергетичних параметрів

Анотація

У статті представлено комплексний підхід до вибору фотоелектричних перетворювачів для автономної сонячної електростанції для забезпечення безперервної зарядки мультироторних безпілотних літальних апаратів (БПЛА) в умовах обмеженого доступу до традиційних джерел енергії. Проведено детальний аналіз параметрів роботи БПЛА, що включає розрахунок кількості зарядок акумуляторів протягом доби, оцінку загальної енергетичної потреби та оптимізацію конфігурації сонячного масиву з урахуванням місцевих кліматичних особливостей. Зокрема, здійснено порівняльний аналіз ефективності різних типів сонячних панелей (монокристалічних, полікристалічних та тонкоплівкових) та вплив технологічних характеристик акумуляторів (LiFePO₄ проти AGM/GEL) на загальну продуктивність системи. Результати дослідження демонструють, що застосування високоефективних сонячних панелей у поєднанні з оптимальними технологіями зберігання енергії дозволяє значно підвищити автономність та оперативність БПЛА, що має важливе значення як у військових, так і в цивільних операціях. Отримані висновки сприяють подальшому вдосконаленню систем живлення та можуть бути використані для розробки надійних і мобільних енергетичних рішень у різних сферах діяльності.

Біографії авторів

Дмитрій Шокодько, Національний університет «Чернігівська політехніка»

аспірант кафедри електричної інженерії та інформаційно-вимірювальних технологій

Максим Хоменко, Національний університет «Чернігівська політехніка»

кандидат технічних наук, доцент кафедри радіотехнічних та вбудованих систем  

Посилання

Sornek, K., Augustyn-Nadzieja, J., Rosikoń, I. et al. (2025). Status and development prospects of solar-powered unmanned aerial vehicles – A literature review. Energies, 18(8), 1924.10.3390/en18081924.

Green, M. A., Dunlop, E. D., Levi, D. H., Hohl-Ebinger, J., Yoshita, M., & Ho-Baillie, A. W. (2019). Solar cell efficiency tables (version 54). Progress in Photovoltaics: Research and Applications, 27(7), 565–575.

Bett, F. Dimroth, Stollwerck, G., & Sulima, O. (1999). Iii-v compounds for solar cell applications. Applied Physics A, 69(2), 119–129. https://doi.org/10.1007/s003390050983.

Castro-Hermosa, S., Dagar, J., Marsella, A., & Brown, T. M. (2017). Perovskite solar cells on paper and the role of substrates and electrodes on performance. IEEE Electron Device Letters, 38(9), 1278–1281.

Shuhayeu P., Martsinchyk A., Martsinchyk K., & Milewski, J. (2024). Investigating PEM fuel cells as an alternative power source for electric UAVs: Modeling, optimization, and performance analysis. Energies, 17(17), 4427. doi: 10.3390/en17174427.

Cao, Z., Gao, W., Fu, Y. et al. (2024). Second-life assessment of commercial LiFePO₄ batteries retired from EVs. Batteries, 10(9), 306. doi: 10.3390/batteries10090306.

Green, M. A., Dunlop, E. D., Levi, D. H., Hohl-Ebinger, J., Yoshita, M., & Ho-Baillie, A. W. (2019). Solar cell efficiency tables (version 54). Progress in Photovoltaics: Research and Applications, 27(7), 565–575.

Butler, P. C., Crow, J. T., & Taylor, P. A. (1997). Battery evaluation methods and results for stationary applications. Telecommunications Energy Conference, INTELEC 97. 19th International, IEEE (pp. 311–318).

Mavic 3 Pro. https://www.dji.com/global/mavic-3-pro.

Mavic 3 Pro User Manual v1.0 2023.04. https://dl.djicdn.com/downloads/DJI_Mavic_3_Pro/ DJI_Mavic_3_Pro_User_Manual-EN.pdf.

Ağçal, A., & Doğan, T. H. (2024). A novel folding wireless charging station design for drones. Drones, 8(7), 289. doi: 10.3390/drones8070289.

Mahbub, I. (2024). DARPA project on phased-array power-beaming for UAVs. DARPA Grant News. https://www.darpa.mil.

Saviolo, A., Mao, J. B., Roshan T. M. B., et al. (2023). AutoCharge: Autonomous charging for perpetual quadrotor missions. arXiv preprint, arXiv:2306.05111. doi: 10.48550/arXiv.2306.05111.

Global Solar Atlas. https://globalsolaratlas.info/map?c=49.70672,30.552979,7&r=UKR:UKR.2_1.

Simon Philipps, F. I., & Warmuth, W. (2019). Photovoltaics report.

Sharma, S., Kumar Jain, K., & Sharma, A. (2015). Solar cells: In research and applications a review. Materials Sciences and Applications, 06, 1145–1155.

Сонячна панель ZMS330 100W. https://hotline.ua/ua/dacha_sad-solnechnye-paneli-batareipoint-elektrostancii/ecoflow-100w-flexible-solar-panel/?tab=about.

Сонячна панель ALF-120W. https://hotline.ua/ua/dacha_sad-solnechnye-paneli-batareipoint-elektrostancii/altek-alf-120w-gnuchka/?tab=about.

Сонячна панель NEO Tools 200W. https://hotline.ua/ua/dacha_sad-solnechnye-paneli-batareipoint-elektrostancii/neo-tools-200w-90-144.

Сонячна панель Axioma Energy AX-100P. https://hotline.ua/ua/dacha_sad-solnechnye-paneli-batareipoint-elektrostancii/axioma-energy-ax-100p.

Сонячна панель Volt Polska POLI 180W. https://hotline.ua/ua/dacha_sad-solnechnye-paneli-batareipoint-elektrostancii/volt-polska-5pvpoli180/?tab=about.

Сонячна панель Altek ALM-285M-120. https://hotline.ua/ua/dacha_sad-solnechnye-paneli-batareipoint-elektrostancii/altek-alm120-6-285/?tab=about.

Сонячна панель Jinko Solar JKM325PP-72. https://hotline.ua/ua/dacha_sad-solnechnye-paneli-batareipoint-elektrostancii/jinko-solar-jkm325pp-72/?tab=about.

Сонячна панель ZMS331. https://hotline.ua/ua/dacha_sad-solnechnye-paneli-batareipoint-elektrostancii/ecoflow-2100w-rigid-solar-panel-efsolar2100w/?tab=about.

Сонячна панель Axioma Energy AX-200M. https://hotline.ua/ua/dacha_sad-solnechnye-paneli-batareipoint-elektrostancii/axioma-energy-ax-200m.

Сонячна панель JA Solar JAM6. https://hotline.ua/ua/dacha_sad-solnechnye-paneli-batareipoint-elektrostancii/ja-solar-jam6l-60300pr/?tab=about.

Сонячна панель Risen RSM40-8-400M. https://hotline.ua/ua/dacha_sad-solnechnye-paneli-batareipoint-elektrostancii/risen-rsm40-8-400m.

Сонячна панель JA Solar JAM66S30. https://hotline.ua/ua/dacha_sad-solnechnye-paneli-batareipoint-elektrostancii/ja-solar-jam66s30-500mr/?tab=about.

Сонячна панель Longi Solar LR5-72HTH-585M. https://hotline.ua/ua/dacha_sad-solnechnye-paneli-batareipoint-elektrostancii/longi-solar-lr5-72hth-585m.

Сонячна панель LogicPower LP Half-Cell 700W. https://hotline.ua/ua/dacha_sad-solnechnye-paneli-batareipoint-elektrostancii/logicpower-half-cell-700w-35-profl-topcon-n-lp30101/?tab=about.

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-08-12

Як цитувати

Шокодько, Д., & Хоменко, М. . (2025). Вибір сонячних панелей для автономних систем живлення безпілотних літальних апаратів. Технічні науки та технології, (2 (40), 432–444. https://doi.org/10.25140/2411-5363-2025-2(40)-432-444

Номер

Розділ

ЕНЕРГЕТИКА, ЕЛЕКТРОТЕХНІКА ТА ЕЛЕКТРОМЕХАНІКА