Стале енергозабезпечення домогосподарств: методичні підходи до вибору оптимальних економічних рішень
Анотація
Руйнування енергетичної інфраструктури України через військові дії загострює проблему сталого енергозабезпечення домогосподарств. Часті відключення електро-, газо- та водопостачання призводять до перевантаження мереж, зростання тарифів та зниження енергетичної безпеки. Вразливість традиційних централізованих систем актуалізує пошук альтернативних підходів до енергозабезпечення побутового сектору, зокрема розвиток просьюмеризму, який передбачає активну участь домогосподарств у генерації енергії. У статті розглядаються можливі енергетичні стратегії для семи груп типових приватних домогосподарств із використанням різних джерел енергії, включаючи відновлювані. Запропоновано методичні підходи до вибору економічно оптимальних енергетичних рішень з урахуванням природно-кліматичних умов, рівня цін на енергоресурси, можливостей використання «зелених» технологій та енергоефективних заходів, а також державної енергетичної політики. Зокрема, проаналізовано потенціал сонячних і вітрових електростанцій, акумуляторних систем та дизельних генераторів як засобів автономного енергозабезпечення споживачів побутового сектору, оцінено переваги і недоліки цих технологій в умовах можливих відключень від енергомереж у коротко- і довгостроковому періодах. Результати дослідження свідчать, що ефективна енергетична стратегія домогосподарства має ґрунтуватися не лише на мінімізації економічних витрат, а й на підвищенні рівня енергонезалежності та стійкості до кризових ситуацій. Оптимальні економічні рішення мають враховувати всі енерговитрати (зокрема, витрати на опалення, приготування їжі, підігрів води, освітлення, економічні збитки внаслідок відключень від енергомереж) і потенційні доходи побутових споживачів (економію витрат домогосподарства, отриману завдяки використанню енергії власного виробництва, та доходи від продажу її надлишків). Важливими чинниками при прийнятті рішень домогосподарствами є державна підтримка, доступність інвестицій та впровадження економічних механізмів стимулювання використання відновлюваних джерел енергії. Запропоновані методичні підходи сприяють підвищенню енергетичної безпеки країни та формуванню ефективних моделей сталого енергозабезпечення в домогосподарствах.
Завантаження
Посилання
Wang, T., Zhao, Q., Gao, W., & He, X. (2024). Research on energy consumption in the household sector: A comprehensive review based on bibliometric analysis. Frontiers in Energy Research, 11. https://doi.org/10.3389/fenrg.2023.1209290
Tran, L. N., Cai, G., & Gao, W. (2023). Determinants and approaches of household energy consumption: A review. Energy Reports, 10, 1833-1850. https://doi.org/10.1016/j.egyr.2023.08.026
Sangeeth, S. S., Mathew, S. K., & Watson, R. T. (2023). Comfort vs money: Influencing the energy user for sustainable consumption. Edward Elgar Publishing, 207-230. https://doi.org/10.4337/9781802201864.00016
Han, B., Zahraoui, Y., Mubin, M., Mekhilef, S., Seyedmahmoudian, M., & Stojcevski, A. (2023). Home energy management systems: A review of the concept, architecture, and scheduling strategies. IEEE Access, 11, 19999–20025. https://doi.org/10.1109/access.2023.3248502
Chowdhury, M., Islam, M. S., Montaser, M. A. A., Rasel, Md., Barua, A., Chouksey, A., & Chowdhury, B. (2024). Predictive modelling of household energy consumption in the USA: The role of machine learning and socioeconomic factors. The American Journal of Engineering and Technology, 6(12), 99–118. https://doi.org/10.37547/tajet/volume06issue12-11
Zhang, X., Wang, J., Pan, H., Yuan, Z., & Feng, K. (2023). Changes in the socio-economic characteristics of households can decouple carbon emissions and consumption growth in China. Sustainable Production and Consumption, 43, 168–180. https://doi.org/10.1016/j.spc.2023.10.019
Kruekaew, A., Khemchan, P., Waengdeesorn, S., Sirisawat, A., Norasarn, A., & Khunchai, S. (2023). Residential energy management system to reduce electricity costs considering the lifespan of energy storage and electric vehicle batteries. IEEE International Conference on Information Technology and Electrical Engineering. https://doi.org/10.1109/incit60207.2023.10412899
Arens, S., Schlüters, S., Hanke, B., von Maydell, K., & Agert, C. (2020). Sustainable residential energy supply: A literature review-based morphological analysis. Energies, 13(2), 432. https://doi.org/10.3390/EN13020432
Nacht, T., Pratter, R., Ganglbauer, J., Schibline, A., Aguayo, A., Fragkos, P., & Zisarou, E. (2023). Modelling approaches for residential energy consumption: A literature review. Climate, 11(9), 184. https://doi.org/10.3390/cli11090184
Krómer, I. (2009). An energy systems engineering approach to household energy supply. Proceedings of the International Conference on Energy 2009, 19-24.
Tadesse, Y. Y., Erenoğlu, A. K., Sancar, S., & Erdinç, O. (2024). Optimizing residential energy systems in households: A model integrating energy assets with economic evaluation through LCOCE. IEEE International Conference on Green and Power Electronics (GPECOM). https://doi.org/10.1109/gpecom61896.2024.10582634
Kgopana, K., & Popoola, O. (2022). Review on the application and utilization of hybrid renewable energy systems in domestic households. 2022 30th Southern African Universities Power Engineering Conference (SAUPEC), Durban, South Africa, 1–6. https://doi.org/10.1109/SAUPEC55179.2022.9730669
Li, Q., Zhang, Y., Li, S., Zhang, J., & Liu, P. (2020). Research on home energy optimization strategy based on micro-sized combined heat and power. Springer, Singapore, 76–86. https://doi.org/10.1007/978-981-33-6378-6_6
Prokopenko, O., Kovalenko, Y., Fedyna, S., & Fedyna, S. (2024). Development and analysis of investment strategies in energy efficiency for Ukrainian household prosumers. Journal of Vasyl Stefanyk Precarpathian National University, 11(2), 62–78. https://doi.org/10.15330/jpnu.11.2.62-78
Veremiichuk, Y., Yarmoliuk, O., Prytyskach, I., Mahnitko, A., & Varfolomejeva, R. (2017). Analysis of the results of optimal energy consumption planning for residential complex energy hub. International Scientific Conference on Power and Electrical Engineering of Riga Technical University, 1–6. https://doi.org/10.1109/RTUCON.2017.8124817
Verkhovna Rada of Ukraine. (2024). The Law of Ukraine “On the Electricity Market.” No. 2019-VIII Dated 18 September 2024 (Last Edition). Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/2019-19#Text (in Ukrainian)
Sotnyk, I., Kurbatova, T., & Yang, Yu. (2024). Methodological framework for choosing optimal strategies for sustainable household power in Ukraine. Sustainable Development: Modern Theories and Best Practices : Materials of the Monthly International Scientific and Practical Conference, October 31 – November 1, 2024, 18-21. Retrieved from https://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/97321
Sotnyk, I., Sotnyk, M., Kurbatova, T., Prokopenko, O., & Telizhenko, O. (2024a). Shaping cost-optimal and environmentally friendly strategies for household heating systems: Case of Ukraine. Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal, 27(3), 161–192. https://doi.org/10.33223/epj/127921
Kurbatova, T., Sotnyk, I., Perederii, T., Prokopenko, O., Wit, B., Pysmenna, U., & Kubatko, O. (2024). On-grid hybrid wind-solar power plants in Ukraine’s residential sector: Economic justification of installation under different support schemes. Energies, 17, 5214. https://doi.org/10.3390/en17205214
Sotnyk, I., Kurbatova, T., Blumberga, A., Kubatko, O., & Prokopenko, O. (2023). Solar business prosumers in Ukraine: Should we wait for them to appear? Energy Policy, 178, 113585. https://doi.org/10.1016/j.enpol.2023.113585
Авторське право (c) 2025 Сотник І.М., Сотник М.І., Курбатова Т.О., Прокопенко О.В., Теліженко О.М.
Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
