Введение 4
Глава 1. Данные 6
Глава 2. Методы расчетов 7
Глава 3. Оценка повторяемости штилей и высоких скоростей ветра 9
Глава 4. Результаты социологического опроса 22
4.1 Расчет мощности с использованием характеристик малого ветрогенератора «Альбатрос» 39
Глава 5. Пространственная оценка потенциала ветрового потока по данным реанализа ERA5 42
5.1 Статистический анализ данных реанализа ERA5 50
Заключение 53
Список литературы 54
Приложение А 55
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.
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.
