Методические указания проведение изыскательских работ по оценке ветроэнергетических ресурсов для обоснования схем размещения и проектирования ветроэнергетических установок рд 52. 04. 275-89 (стр. 3 из 26)
Таблица 3
Климатические характеристики ветра в секторе Г Финского залива (1950-1973 гг.)
| Характеристика | Градация скорости ветра, м/с | S | |||||||||
| 0-1 | 2-3 | 4-5 | 6-7 | 8-9 | 10-11 | 12-13 | 14-15 | 16-17 | 18-20 | ||
| n | 32 | 183 | 326 | 485 | 524 | 401 | 198 | 73 | 24 | 9 | 2255 |
| f(u) | 1,4 | 8,1 | 14,5 | 21,5 | 23,2 | 17,8 | 8,8 | 3,2 | 1,1 | 0,4 | 100,0 |
| Ne(град) Вт/м2 | 0 | 1 | 11 | 45 | 104 | 145 | 119 | 66 | 33 | 17 | 541 |
 Вт/м2 | 0 | 0 | 0 | 45 | 104 | 109 | 54 | 20 | 7 | 2 | 341 |
В табл.2, 3 под понятием "удельная мощность теоретическая" подразумевается мощность Ne, рассчитанная при условии, что вся ветровая энергия полностью утилизируется ВЭУ, без потерь; "удельная мощность реальная" - это мощность, которая соответствует полной утилизации энергии в диапазоне скоростей 5-9 м/с, а при более высокой скорости мощность ВЭУ устанавливается номинальной, т.е. как при скорости ветра 10 м/с.
2.3.2.6. Сравнение данных табл.2 и 3 показывает, что, несмотря на почти одинаковые значения норм скорости ветра
(8,2 м/с на ст. Жаланашколь и 8,4 м/с в секторе Г), характеристики ветроэнергопотенциала в них различны. Так, теоретический ветроэнергопотенциал Джунгарских Ворот почти в четыре раза превышает потенциал Финского залива (в секторе Г). Тем не менее реальные ветроэнергоресурсы ( ) залива больше, чем Джунгарских Ворот, на 30%. Обусловлено это более благоприятными условиями ветрового режима Финского залива. Во-первых, общая длительность энергозатиший здесь составляет лишь около 1400 ч в году, в то время как в Джунгарских Воротах она близка к 3800 ч, т.е. почти в три раза больше (что следует из анализа графиков распределения скоростей, черт.1).Во-вторых, в секторе Г отсутствуют сильные штормы, не говоря об ураганах, в то время как в Джунгарских Воротах общая длительность ураганных ветров (u > 32 м/с) за год превышает 200 ч, а штормовых ветров (u > 20 м/с) равна примерно 900 ч.
В-третьих, продолжительность энергоактивного диапазона (u ³ 5 м/с) в Джунгарских Воротах составляет около 55% времени года, а на Финском заливе - 85%. Период, когда ВЭУ может работать в режиме номинальной мощности, составляет для Джунгарских Ворот 26% всего времени года, а на Финском заливе - около 42%.
Следовательно, зона прибрежного мелководья морских акваторий явно предпочтительнее для размещения ВЭУ, чем продуваемые межгорные долины.
2.4. Аналитический метод расчета удельной мощности ветрового потока
2.4.1. Удельная мощность ветрового потока Ne, помимо приведенного примера подсчета по градациям в табл.2, 3, может быть определена аналитическим методом. Для этого требуются данные о параметрах распределения b и g в уравнении Вейбулла-Гудрича:
, (1)где F(u) - интегральная функция распределения скоростей; параметр b равен значению скорости ветра с обеспеченностью 36,8%; параметр g равен тангенсу угла наклона "выровненного" графика распределения скоростей, см. черт.1.
1 - ст. Жаланашколь; 2 - сектор Г; b и g - параметры распределения Вейбулла.
Черт.1
2.4.2. Подготовка данных для реализации метода определения Ne производится в следующем порядке:
1) из табл.2, 3 по значениям дифференциальной повторяемости скорости ветра f(u) рассчитывают интегральную повторяемость F(u);
2) значения F(u) наносятся на сетку, подобную черт.1;
3) методом наименьших квадратов строят график выровненного распределения скорости;
4) по выровненному графику F(u) снимают значения параметров b и g;
5) с помощью формулы (2) вычисляют удельную мощность ветрового потока:
, (2)где r - плотность воздуха; Г - гамма-функция.
Таблицы F(x) для диапазона 1 £ x £2 приведены в /1/. В практике расчетов используется свойство гамма-функции Г(x + 1) = xГ (x).
Пример расчета Ne для сектора Г Финского залива.
Согласно черт.1, b = 9,4 м/с; g = 2,7. Плотность воздуха r в формуле (2) всегда принимается равной 1,226 кг/м3. Тогда удельная мощность ветрового потока Ne равна
Ne = 0,613 · 831 · Г (1,11 + 1,00) = 509 · 1,11 · Г (1,11) = 535 Вт/м2.
3. МЕТОД ПРИВЕДЕНИЯ ДАННЫХ КРАТКОВРЕМЕННЫХ ЭКСПЕДИЦИОННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ К ДАННЫМ ОПОРНОЙ СТАНЦИИ
3.1. Для увязки характеристик ветра, полученных по данным кратковременных экспедиционных измерений, с данными опорной станции (имеющей длинный ряд) необходимо располагать данными параллельных наблюдений на временной метеорологической станции (ВМС) и опорной метеорологической станции (ОМС) продолжительностью не менее 1-2 лет. Наличие такого ряда позволит получить весь комплекс климатических характеристик ветроэнергоресурсов на месте предполагаемого размещения ВЭУ с необходимой точностью. Приведение режимных характеристик ветра к длинному периоду осуществляется широко применяемым в климатологии методом отношений /4/.