ФОТОЕЛЕКТРИЧНІ СИСТЕМИ НА СУДНІ: ФІЗИЧНИЙ ЕКСПЕРИМЕНТ ТА АНАЛІЗ З ВИКОРИСТАННЯМ ШТУЧНОГО ІНТЕЛЕКТУ

Abstract

Вимоги Міжнародної морської організації (ІМО) щодо скорочення шкідливих викидів з суден протягом останніх років суттєво посилюються. У порівнянні з TIER I діючі вимоги TIER III є жорсткішими більш ніж у п’ять разів. Використання суднових фотоелектричних систем (photovoltaic systems, PVS) дозволить зменшити споживання палива, витрати, шкідливі викиди, та залежність від традиційних джерел енергії. Використання суднових PVS є затребуваним і перспективним напрямком, однак наразі їх впровадження залишається обмеженим. Судновласники та екіпажи морських суден не мають достатньої теоретичної і практичної підготовки щодо впровадження PVS в процес експлуатації на суднах. Мета роботи–поглибити знання та підвищити фахові компетентності здобувачів вищої освіти у галузі морського транспорту щодо техніко-економічних характеристик суднових PVS шляхом проведення лабораторного дослідження, і аналізу інформації, отриманої з наукових джерел, та за допомогою системи штучного інтелекту ChatGPT. Встановлено теоретичні засади фізичного явища p-n переходу в основі фотодіодів, що застосовуються в PVS. Проведений фізичний експеримент з моделюванням вольт амперної характеристики діоду з p-n переходом. Визначено перелік суднових приладів різноманітної функціональності з використанням p-n переходу, місця встановлення PVS на судні, ККД, фактори впливу на ефективність, кількісні показники економії палива та викидів CO2, термін повернення інвестицій, особливості та проблеми широкого впровадження, перелік рекомендацій ТО та ремонту, перелік чинників та кількісні показники зниження вартості PVS, актуальні напрямки розвитку. Розроблено багатоаспектну класифікаційну матрицю суднових PVS. За результатами роботи встановлено підвищення рівня фахових компетентностей здобувачів в області суднових PVS, сформовано практичні навички використання системи ChatGPT. Сонячна енергія наразі використовується для руху невеликих суден, і як допоміжне джерело енергії на великих суднах для забезпечення освітлення, пристроїв зв’язку та навігаційної системи. Найбільш перспективний напрямок розвитку–це гібридні рішення з кількох видів енергії для підвищення потужності СЕУ. Широкому впровадженню суднових PVS перешкоджають високі капітальні витрати, невисокий ККД, обмежена площа встановлення. Ключові слова: сонячна енергія, p-n перехід, фотодіоди, сонячні панелі, фотоелектрична система, суднова енергетична установка, штучний інтелект, здобувачі освіти.