Оценка ветроэнергетического потенциала Арктики

Введение 4
1. Ветровой режим Арктики и его измерения 6
1.1 Климат арктической части России 6
1.2 Особенности ветрового режима Арктики 6
1.3 Использование энергии ветра в Арктике 7
1.4 Инструментальная база 9
Ветрогенератор Enercon E-141 9
Ветрогенератор Enercon E-126 10
Ветрогенератор Vestas V162-6.0 MW 12
Ветрогенератор Nordex N163/5.X MW 13
Ветрогенератор Goldwind 165-/6.0MW 14
2. Материалы и методики исследования распределения скорости ветра в
Арктике 16
2.1 Климатическая справка исследуемых станций 16
2.2 Литературный обзор публикаций, посвященных ВЭУ 17
2.3 Закон Распределения Вейбулла 32
3. Практическая часть 34
3.1 Определение средних значений скорости ветра по высотам 34
3.2 Вейбулл 36
3.3 Выбор «типичного» сезонного профиля на каждой станции 68
3.4 Определение оптимальной высоты для установки ВЭУ 70
3.5 Восстановление профиля скорости ветра с помощью степенного закона.
Сравнение с реальным профилем 71
3.6 Аппроксимация «типичных» профилей ветра в Арктике 73
3.7 Расчет предполагаемой мощности, вырабатываемой ВЭУ 75
3.8 Влияние изменения направления ветра на вырабатываемую мощность 86
3.9 Расчет количества ВЭУ 88
Заключение 91
Список литературы 93

Купить

Исследование ветрового потенциала Арктики является одним из важнейших аспектов изучения климата этого региона. Ветры играют ключевую роль в формировании климата и оказывают влияние на распределение льда и снега, атмосферные условия и другие факторы.
Для изучения ветрового потенциала ученые используют различные инструменты и методы, такие как анализ спутниковых данных, анализ данных полученных с помощью метеорологических и аэрологических наблюдений.
Исследование скорости и направления ветра в Арктике имеет практическое значение для разработки возобновляемых источников энергии, таких как ветроэнергетика. Арктика имеет огромный потенциал для развития этой отрасли благодаря сильным ветрам и низкой температуре, которые увеличивают эффективность работы ветрогенераторов.
В ряде современных научных публикаций считается, что распределение скоростей ветра может успешно описываться распределением Вейбулла, поэтому целесообразно использовать его для выравнивания реального ветрового режима. Распределение Вейбулла широко применяется при решении ряда практических задач, связанных с распределением скоростей ветра в нижнем слое атмосферы.
Объектом исследования является ветроэнергетический потенциал на арктической территории России, а предметом исследования является оценка этого потенциала. В рамках исследования рассматриваются такие вопросы, как распределение скорости ветра на выбранных территориях, определение параметров распределения Вейбулла, а также оценка возможности использования ВЭУ для производства электроэнергии.
Цель: определение возможности использования ветра в качестве
источника энергии на арктической территории России, а так же подбор теоретического закона распределения, который оптимальным образом описывает распределение скорости ветра в Арктике в разные сезоны.
Новизна данной работы заключается в том, что исследование проводилось по данным на высотах, а не на уровне флюгера, высота которого 10 м, подбирался закон Вейбулла к значениям скорости ветра на высоте 100 м, 250 м, 500 м в ночное и дневное время и в разные сезоны.
Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:
1. Сформировать базы данных для шести аэрологических арктических станций за четыре сезона 2018-2021 г.г.
2. Определить оптимальную высоту установки ВЭУ
3. Построить гистограммы сезонного распределения значений скорости ветра для дневного и ночного времени.
4. Подобрать теоретический закон распределения скоростей ветра.
5. Выполнить оценку точности аппроксимации по критерию Пирсона.
6. Рассчитать потенциальную мощность ветроэнергетических установок и разработать планы по их установке и эксплуатации.
7. Оценить влияние изменения направления ветра на получаемую мощность.
8. Проанализировать полученные результаты.

Купить