Тема: Метеорологическое обоснование устойчивой работы ветрогенераторов в России

Растущий спрос на возобновляемые источники энергии в ближайшие десятилетия сигнализирует о том, что человеку необходимо иметь четкое представление о пространственном распределении и пространственной неоднородности ветровых ресурсов. Развитие ветровой энергетики в будущем имеет значительные перспективы: сценарии увеличения мощности ветроэнергетики варьируются от 251 до 392 ГВт к 2030 году, что в два-три раза превышает нынешнюю мощность. [9] Местность, выбранная для строительства ветряной электростанции, должна характеризоваться достаточно высокими и устойчивыми скоростями ветра. Именно поэтому, так важно проводить ветроэнергетические исследования региона, в котором планируется установка ветровой турбины.
На Рис.1 [14]схематично представлен принцип работы ветрогенератора.
Ветер раскручивает ротор (1). Выработанное электричество подаётся через контроллер заряда (2) на аккумуляторы (3). Инвертор (4) преобразует напряжение на контактах аккумулятора в пригодное для использования и направляет его в распределительную систему (5). Затем электроэнергия поступает в сеть (6) и непосредственно используется потребителем(7). [14]
Ветроэнергетика сегодня обеспечивает около 8 миллионов домов электрической энергией, а также решает проблемы водоснабжения и ирригации во многих странах мира. Одним из приоритетных направлений развития ветроэнергетики должно явиться широкое внедрение в системы автономного энергоснабжения (во многих странах от 40 до 70% населения проживает в зонах автономного и децентрализованного энергоснабжения) и разработка более экономичных ветроагрегатов на основе новых технологий преобразования механической и электрической энергии. [3, 6]
Таким образом, основная цель моей курсовой работы состоит в том, чтобы рассмотреть различные аспекты установки и эксплуатации ветроэнергетической установки в некоторых регионах России. Для достижения этой цели были поставлены задачи:
1. Оценить повторяемость высоких скоростей ветра (>20 м/с) и штилей в выбранных регионах России.
2. Написать программу, которая позволяла бы, учитывая потребность пользователя в энергии (в кВт*ч), рассчитать параметры ветрогенератора (КИЕВ, высота ветрогенератора, радиус омываемой поверхности), которые смогли бы обеспечить пользователя достаточным количеством энергии.
3. Провести социологический опрос среди заинтересованных в ветровой энергетике пользователей, и обработать его результаты с помощью созданной программы
4. По данным реанализа ERA 5 создать карту для средних скоростей ветра и количества энергии, выработанной при этих скоростях, на выбранной территории
5. Оценить надежность использования реанализа с помощью данных метеорологических наблюдений.

Купить

Таким образом, на основе данных метеорологических станций были проанализированы частота продолжительных периодов ветрового затишья и повторяемость штормовых ветров на территории, пролегающая от восточного побережья Каспийского моря до лесостепной зоны Западно-Сибирской равнины.
Также мной была написана программа, которая позволяла бы, учитывая потребность пользователя в энергии, выраженной в кВт*ч, рассчитать параметры ветрогенератора (КИЕВ, высота ветрогенератора, радиус ометаемой поверхности), которые смогли бы обеспечить пользователя достаточным количеством энергии.
Был Проведен социологический опрос среди заинтересованных в ветровой энергетике пользователей, и обработаны его результаты с помощью созданной программы
По данным реанализа ERA 5 была создана карта для средних скоростей ветра и количества энергии, выработанной при этих скоростях, на выбранной территории
И наконец, на примере трех станций я сравнила данные реанализа ERA5 и данные реальных наблюдений на метеостанции и сделала вывод о том, что реанализ может давать не совсем точную оценку скорости ветра в регионе. Данные реанализа хорошо подходят для исследования глобальных процессов, происходящих в атмосфере и океане. Для локальных исследований регионов лучше воспользоваться наблюдениями на метеостанции.
Таким образом, все поставленные задачи и цели исследования были выполнены.

Купить