Введение…………………………………………………………………………..3
Глава I. Физико-географическое положение ПФО…………………………….6
1.1. Циркуляция атмосферы…………………………………………………..12
1.2. Современные типы ВЭУ……………………………………………….....15
1.3. Описание устройства ВЭУ, оборудования, механизмов……………….19
1.4. ВЭС и окружающая среда………………………………………………..22
1.5. Размещение ВЭУ в составе ВЭС на местности ………………………...23
Глава II. Ветровой режим……………………………………………………….24
2.1. Распределение средних скоростей ветра по территории ПФО…………24
2.2. Особенности ветрового режима города Казани…………………………30
2.3. Особенности ветрового режима города Чебоксары……………………35
2.4. Особенности ветрового режима города Ульяновск……………………..38
2.5. Особенности ветрового режима города Саратов……………………….42
2.6. Особенности ветрового режима города Саранск………………………..45
2.7. Особенности ветрового режима города Самара…………………………49
2.8. Особенности ветрового режима города Оренбург………………………52
2.9. Особенности ветрового режима города Нижний Новгород……………..56
2.10. Особенности ветрового режима города Киров………………………….60
2.11. Особенности ветрового режима города Ижевск………………………63
Глава III. Ветроэнергетический потенциал……………………………………68
3.1. Метод оценки ветроэнегетического потенциала
территории………………………………………………………………………68
3.2. Оценка ветроэнергетического потенциала ПФО………………………..70
Заключение ………………………………………………………………………72
Список литературы………………………………………………………………74
Актуальность исследования
Ветер, как известно, является одним из самых мощных источников
кинетической энергии, который можно использовать в благоприятных
условиях. Ввиду нехватки наиболее распространенного источника
первичных энергоресурсов - сырой нефти и высоких цен на нее - теперь все
больше и больше внимания уделяется поиску нетрадиционных источников
энергии. [Анапольская Л.Е. Ветроэнергетические ресурсы и методы их
оценки/ Л.Е. Анапольская, Л.С. Гандин // Метеорология и гидрология.–
1978.– №7.– С. 11-17.]
Прогресс человеческой цивилизации и дальнейшие победы людей над
природой полностью и полностью зависят от энергии, которая находится в
их власти. Поскольку в повседневной деятельности человечество потребляет
все больше и больше электроэнергии, важно и очень важно решать вопрос
прямого преобразования других видов энергии в электрическую.
Существует несколько способов решения этой сложнейшей научной
проблемы. Одним из них является использование энергии ветра. Хотя, как
кажется на первый взгляд, настало время для ветряных мельниц, но
инженеры многих стран все чаще и чаще думают об использовании энергии
ветра. Не случайно, что некоторые страны, которые не имеют собственных
запасов угля или нефти и испытывают финансовые трудности, связанные с
импортом топлива, уделяют большое внимание изучению проблемы
рационального использования силы ветра. Учитывая неограниченные
возможности проникновения в атмосферу, с развитием ветроэнергетического
оборудования, можно предположить, что в зависимости от масштаба
современной энергии потенциальные возможности использования энергии
ветра практически не ограничены в любой местности.
Энергия ветра не требует поставки энергетического сырья вместо
потребления, а также имеет отходы производства, минеральные источники5
сохраняются с его использованием, запасы которых на Земле ограничены. В
настоящее время наблюдается значительное увеличение потребности в
экологически чистых и дешевых источниках энергии. Поэтому важна
проблема оценки и использования ветроэнергетических ресурсов (ВЭД),
которые достаточно велики.
Следует отметить, что проблема развития ветровой энергии
представляет интерес для исследователей в течение длительного времени.
Большой вклад в развитие отечественной ветроэнергетики был внесен в 20-
30-е годы. - Н. В. Красовский и Н. В. Симонов, в 50-х и 60-х годах. - Е.М.
Фатеев, в 70-е годы. Я. И. Шефер и т. д. В нашей стране вопросы
ветроэнергетики начали развиваться довольно давно, но до недавнего
времени ветроэнергетике в целом и ее метеорологическим аспектам, в
частности, не уделялось особого внимания. [Прикладная климатология,
сборник трудов ВС под ред. д-ра м.н., проф. Борисенкова Е.П., Л.,
Гидрометеоиздат, 1990г. -272с.]. Всесторонний анализ показывает, что,
несмотря на очевидную целесообразность использования ветряных турбин,
особенно в отдаленных районах, удаленных от энергетических систем, они в
нашей стране (включая Сибирь и Дальний Восток) не находят подходящего
применения. Эта ситуация сложилась по ряду причин. Это недооценка
важности вопроса экологии и экономики энергоресурсов и широко
распространенное мнение о том, что ветроэлектростанции не являются
конкурентоспособными, а также неудовлетворительное обеспечение
потребителей эффективными и надежными отечественными ветряными
мельницами и ряд других. Однако изменения, происходящие в нашей стране,
стали благоприятно влиять на решение этой проблемы. В конце концов,
потребители энергии не заинтересованы в энергетическом потенциале ветра
вообще, а в количестве энергии, которое может быть фактически получено с
помощью конкретных ветряных турбин в той или иной области.
Актуальность этой работы объясняется недостаточной изученностью
текущих изменений режима скорости ветра в условиях текущего потепления6
регионального климата, необходимости создания общей эмпирикостатистической модели временного распределения метеорологических
величин в округе и оценить возможности использования его
ветроэнергетического потенциала.
Целью дипломной работы является изучение ветрового режима
Приволжского Федерального округа для оценки потенциала скорого
строительства источников ветровой энергии. Для достижения этой цели
необходимо решить следующие задачи: анализ ветрового режима, оценка
потенциала ветроэнергетики и ряд решений для проблем ветроэнергетики.
Сопоставив полученные мной данные и уже известные о всевозможных
характеристиках ветра на территории ПФО, а в частности во всех крупных
городах. Можно сделать вывод, что нецелесообразно применения
ветроэнергетических установок в ПФО. Так как исходя из полученных
данных, ВЭУ не будут вырабатывать достаточное количество энергии. Так
же нецелесообразность выражена в наблюдающемся в последние
десятилетия изменении скорости ветра в сторону, это происходит из-за
большей урбанизации, т.е. строительстве домов. А так же из-за увеличения
барических градиентов.
В ПФО очень мала повторяемость скорости ветра более 15 м/с (именно
при этой скорости наибольшее КПД установок, табл.2).
Лишь в зимний период средняя скорость ветра будет соответствовать
необходимому уровню для выработки достаточного количества
электричества, так же в это время года за ветроэнергетическими установками
потребуется более тщательный уход. Соответственно возрастет цена
вырабатываемом энергии, однако «энергетическая проблема» более
актуальна в зимний период. Поэтому при ряде условий, сохраняется
целесообразность строительства ВЭУ:
1) Грамотный подбор под наши климатические и физикогеографические условия всех компонентов ВЭУ. Необходимо чтобы
установки работали, при температуре воздуха ниже 0.
2) Подбор местоположения, исходя из перечисленных мной
требований к ВЭУ.
3) Выбор установки при диапазоне работы скорости ветра от 2м/с.
Это позволит ВЭУ простаивать меньшее количество времени.
4) Расположение самих лопастей ВЭУ на большее по высоте
расстояние от земли, что позволит немного увеличить скорость ветра.
Исходя из выше перечисленного стоит сделать вывод, что на данном
этапе ВЭУ не смогут обеспечить достаточное количество энергии. Однако в74
долгосрочной перспективе, учитывая соблюдения всех необходимых
аспектов. ВЭУ может быть полезно как вспомогательный источник
получения энергии, что положительно скажется в первую очередь на
окружающей среде, а так же в дальнейшем удешевит вырабатываемое
электричество.
Так же большим преимуществом является быстрый ввод мощностей и
возможность наращивания ВЭС по модульной схеме, что в последствии
гарантирует значительная экономическая эффективность.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
