Климатологическая оценка ветроэнергетического потенциала на различных высотах : на примере Юго-Востока Европейской территории России

  • Автор:
  • Специальность ВАК РФ: 25.00.30
  • Научная степень: Докторская
  • Год защиты: 2012
  • Место защиты: Саратов
  • Количество страниц: 255 с. : ил.
  • бесплатно скачать автореферат
  • Стоимость: 230 руб.
Титульный лист Климатологическая оценка ветроэнергетического потенциала на различных высотах : на примере Юго-Востока Европейской территории России
Оглавление Климатологическая оценка ветроэнергетического потенциала на различных высотах : на примере Юго-Востока Европейской территории России
Содержание Климатологическая оценка ветроэнергетического потенциала на различных высотах : на примере Юго-Востока Европейской территории России
1. НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ОЦЕНКИ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ
1.1. Краткий очерк развития ветроэнергетики
1.2. Основы теории утилизации энергии ветра
1.3. Развитие требований ветроэнергетики к климатологическому обеспечению
1.4. Учет местных климатологических особенностей в ветроэнергетике
1.5. Анализ качества исходных данных
2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ВЫРАВНИВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТЕЙ ВЕТРА
2.1. Развитие учения о выравнивании распределения скоростей ветра
2.2. Принципы выбора оптимального теоретического закона распределения скоростей ветра
2.3. Оценка параметров оптимального закона распределения
2.4. Совмещение и обобщение законов распределения
2.5. Обобщение законов распределения по территории и высоте
3. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ СРЕДНЕЙ СКОРОСТИ ВЕТРА С ВЫСОТОЙ
3.1 Методы построения вертикальных профилей ветра
3.2. Вертикальные профили климатических параметров ветра
4. КЛИМАТО-ИНФОРМАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ РЕШЕНИЯ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ
4.1. Метод оценки средней скорости ветра на различных уровнях
4.2. Метод оценки производительности ВЭУ
4.3. Методы оценки эксплуатационных характеристик ВЭУ
5. ЗАКОНОМЕРНОСТИ СИЛЫ И ИЗМЕНЧИВОСТИ ВЕТРА ВБЛИЗИ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ
5.1. Особенности циркуляции атмосферы в регионе
5.2. Характеристика подстилающей поверхности
5.3. Ветер вблизи земной поверхности
5.4. Мощность ветрового потока
5.5. Длительность энергоактивных и слабых ветров
6. ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ ЮГО-ВОСТОКА ЕТР НА РАЗЛИЧНЫХ ВЫСОТАХ
6.1. Общие закономерности географического распределения характеристик ветроэнергетического потенциала
6.2. Изменение ветроэнергетического потенциала во времени
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Актуальность работы. Важным условием экономического развития общества является рациональное использование и экономия топливно-энергетических ресурсов. В достижении этой цели может помочь вовлечение в хозяйственный оборот возобновляемых источников энергии. Их внедрение не только снизит все возрастающие темпы истощения топливносырьевой базы, но и окажет благоприятное влияние на состояние окружающей среды. В последние годы при разработке новых технологий получения энергии очень большое внимание уделяют освоению ветроэнергоресурсов. Современный опыт эксплуатации ветроэнергетических установок (ВЭУ), преимущественно в странах с ограниченными углеводородными ресурсами, показывает, что в ряде мест себестоимость производимой ими электроэнергии успешно конкурирует с традиционной энергетикой. Это открывает новые перспективы в решении энергетических проблем регионов и государств. Однако проблема поиска перспективных площадок для размещения ВЭУ окончательно не решена и требует целенаправленных исследований ветрового режима различных территорий не только вблизи земной поверхности, но и на различных высотах приземного слоя атмосферы.
Метеорологические аспекты проблемы ветроэнергетики активно дебатируются в рамках Всемирной метеорологической организации. В нашей стране также отмечается повышение интереса к этой проблеме, однако метеорологи еще в недостаточной степени привлечены к ее решению. Анализ литературы, посвященной как изучению ветрового режима вообще и ветроэнергетике в особенности, свидетельствует, что Юго-Восточная территория России (ЮВ ЕТР) в этом отношении является менее изученной по сравнению с другими регионами, например, северо-запада России [М.М. Борисенко, 2007], Кольского полуострова [В.А. Минин, 2001], Татарстана [P.C. Адрахманов, Ю.П.

В третью часть включены климатические характеристики для расчета конструкций ВЭУ на прочность и устойчивость. Они включают в себя: расчетное ветровое давление (ветровой напор) и его изменение по высоте сооружения, интенсивность турбулентности и коэффициент порывистости ветра, ускорение ветра в порыве, расчетные экстремальные значения голо-ледно-изморозевых отложений на поверхности опор и лопастей ВЭУ.
В РД 52.04.275-89, на наш взгляд, справедливо отмечается, что о перспективности участка территории для размещения ВЭУ нельзя судить лишь по одной какой-либо приоритетной характеристике ветрового режима. В качестве таковой часто используют средние значения скорости ветра или рассчитанные по ним значения удельной мощности [162]. Как будет показано ниже, такие расчеты занижают фактический энергопотенциал в 3-4 раза, а это влечет за собой ошибочные хозяйственные решения и снижает привлекательность инвестиций в ветроэнергетику.
Большинство рассмотренных работ ориентировано на оценку ветроэнергетического потенциала вблизи земной поверхности. Можно сказать, что они обеспечивают «малую» ветроэнергетику, призванную использовать энергию ветра в качестве энергосберегающих технологий. У небольших ВЭУ ось ветроколеса располагается на высотах около 20 м. Для ВЭУ, высота башни которых составляет 100-120 м, необходим учет изменения удельной мощности и выработки энергии, которые весьма существенны. Однако до настоящего времени вопрос о восстановлении режима ветра на требуемой высоте окончательно не решен. Поэтому одной из важнейших задач настоящего исследования является разработка методики оценки ветроэнергетического потенциала на любой высоте установки оси ветроколеса ВЭУ в приземном слое атмосферы. Это важно и потому, что до настоящего времени очень часто ветроэнергетический потенциал оценивался по средней скорости ветра на высоте флюгера. Так к наиболее перспективным в плане запасов ветроресурсов относят районы со скоростями ветра 5 и более м/с на

Рекомендуемые диссертации данного раздела