Тема: РЕЖИМ ВЕТРА НА ТЕРРИТОРИИ РЕСПУБЛИКИ КОМИ

В последние годы во всем мире ведутся исследования, направленные на поиск и вовлечения в топливно-энергетический баланс новых источников энергии. Особый интерес проявляется к нетрадиционным возобновляемым источникам энергии(НВИЭ), таким как энергия солнца, ветра, приливная энергия и др. Потенциальные возможности применения этих источников практически не ограничены. Их экологическая чистота не вызывает сомнений.
Вовлечение их в хозяйственный оборот - это путь к сокращению объемов использования органического топлива, энергосбережению и улучшению экологической обстановки вблизи потребителей энергии. [1]
И поскольку использованию альтернативных источников энергии придается очень большое значение, исследование пространственно-временного распределения характеристик ветра является весьма актуальным.
Для нескольких пунктов, а именно для Сыктывкара, Усть-Выми, Троицко-Печорска, Елицкого и Ираёля были получены данные о годовом распределении средней скорости ветра и направления из массива срочных данных основных метеорологических параметров на станциях России, представленных на сервере ВНИИГМИ-МЦД[2]. Массив содержит данные восьмисрочных наблюдений за основными метеорологическими параметрами с 1966 года.
Также в работе использовались данные, полученные из открытого доступа базы данных космического агентства США NASA Surface meteorology and Solar Energy[3]. Характеристики скорости ветра, приведенные в этой базе данных, являются результатами расчетов на моделях общей циркуляции атмосферы.
Цель данной работы - изучение пространственно-временного распределения характеристик ветрового режима на территории Республики Коми, исследование изменчивости, высотного распределения скорости ветра, ветроэнергетического потенциала.
Для выполнения поставленной цели были решены следующие задачи:
1. Изучен теоретический материал по ветровому режиму и ветроэнергетике
2. Построены и проанализированы графики суточного и годового хода средней скорости ветра
3. Построены и исследованы розы ветров по среднемесячным направлениям ветра
4. Выявлены закономерности суточного и годового хода средней скорости ветра
5. Изучена изменчивость скорости ветра
6. Исследовано распределение скорости ветра на высотах
7. Проанализированы диаграммы повторяемости ветров
8. Произведена оценка будущего ветрового режима

Купить

1. На территории Республики Коми средние скорости годового хода ветра приблизительно равны и редко превышают 5 м/с, максимальные значения достигают 15-20 м/с. Наименьшие значения скорости ветра наблюдаются в теплое время года, а наибольшие в холодное. (Воркута: min = 5,22 м/с, max= 6,15 м/с).
2. На севере республики скорости ветра гораздо выше. Максимум в Воркуте составляет 6,15 м/с, а минимум 5,22 м/с, в то время как для южной точки территории - пос. Летка эти значения равны 4,09 м/с и 3,56 м/с соответственно.
3. Изучение суточного хода скорости ветра показало, что минимальные скорости ветра в республике наблюдаются зимой в 13:30 по МСК, весной в 7:30 и 10:30, летом в 7:30, осенью в 10:30.
4. Зимой преобладающим направлением ветра является югозападное (60-70%). Летом преобладают северное (30-40%), северо-западное (20-30%) и северо-восточное (20-30%) направления. Весной - юго-западные и западные (40-50%) направления ветра, а осенью - юго-западное(60-80%). Отсутствие ветра восточного направления можно объяснить расположением восточной границы республики у Уральских гор.
5. Наибольшие значения среднеквадратического отклонения наблюдаются в холодное время года, что говорит о том, что скорость ветра в этот период наиболее изменчива (значения отклонений в Елицком равны 3,0 3,4 м/с). В среднем, наименьшая изменчивость наблюдается в Ираёле (1,55 м/с), наибольшая - в Елицком (2,68 м/с).
6. Суточный ход коэффициента вариации в пунктах Сыктывкар и Ираёль: наименьшие значения - в 9-12 часов, а наибольшие в 21 и 00 ч, а в Ираёле и в 18 часов. В летние месяцы величина коэффициента в ночные часы в 1,5 раза больше, чем в дневные. В пос. Елицкий летом ночной коэффициент больше дневного в 1,1 раз, что несильно отличается от зимнего соотношения этих величин.
7. Скорость ветра с 50 м до 100 м возрастает интенсивнее, где разность в среднем равна 0,41 м/с, чем от 100 м до 150 м , где разность приблизительно равна 0,25 м/с.
8. Разности между скоростями ветра на уровне станции и на высотах подтвердили закономерность, заключающаяся в том, что летом эта разность уменьшается: AV(10-50) = 1,4-1,8 м/с, AV(10-100) = 2,0-2,6 м/с, AV(10- 150)= 2,3-3,0 м/с, AV(10-300) = 2,9-3,8 м/с. А в зимние месяцы эти разности составили 2,1-2,2 м/с, 3,0-3,1 м/с, 3,5-3,6 м/с и 4,4-4,6 м/с. (пос. Елицкий)
9. На территории всей республики в течение всего года преобладающими скоростями ветра являются скорости 3-6 м/с (70-80%). Вторыми по вероятности являются скорости 0-2 м/с (10-20%), Однако в г. Инта в одну половину года преобладают скорости 0-2 м/с (с апреля по сентябрь), а в другую 7-10 м/с.
10. В целом проанализировав значения скорости ветра на различных высотах, изменчивость скорости ветра, а также изучив повторяемость скоростей ветра более 5 м/с можно заключить, что наиболее перспективным для ветроэнергетики является север Республики Коми, а именно Воркутинский район, где на высотах 100, 150 и 300 м повторяемости скоростей в пос. Елиц- кий более 5 м/с всегда превышают 50%. А в большую часть года достигают 70%. Наименее перспективной является центральная часть, где скорости малы по сравнению с другими пунктами.
11. Оценка эффективности моделей проекта CMIP5 привела к выбору двух наиболее успешных: и HadGEM2-CC.
12. При осуществлении сценария RCP2.6 модели HadGEM2-AO в пос. Елицкий для февраля, марта, апреля, июля, сентября ожидается уменьшение скорости ветра, для двух - января и октября изменения не прогнозируются. Поэтому в данном случае нецелесообразно устанавливать ветроэнергетические установки. Наиболее благоприятны для ветроэнергетики сценарии RCP4.5 и RCP6.0, так как при их осуществлении ожидается повышение скорости ветра в большую часть года. При RCP8.5 увеличение скорости прогнозируется для половины года. В Сыктывкаре ожидаемое повышение скорости ветра при сценариях RCP4.5 и RCP8.5 наблюдается для пяти месяцев. А по сценариям RCP2.6 и RCP6.0 увеличение скорости ожидается только для трех и двух месяцев соответственно.
13. При осуществлении сценариев RCP4.5 и RCP8.5 модели HadGEM2-CC не ожидается благоприятных условий для развития ветроэнергетики. В Елицком при каждом сценарии увеличение скоростей ветра не прогнозируется более чем для четырех месяцев. А в Сыктывкаре ожидается только убывание скоростей ветра.

Купить