Методические указания проведение изыскательских работ по оценке ветроэнергетических ресурсов для обоснования схем размещения и проектирования ветроэнергетических установок рд 52. 04. 275-89 (стр. 4 из 26)
3.2. Указанный метод реализуется в несколько этапов:
1. Определяют два значения для климатических характеристик ветра на ОМС. Первое - по длинному ряду наблюдений Xд, второе - по короткому ряду Xк (за период параллельных наблюдений).
2. Определяют соотношение
Xд / Xк = Z. (3)
3. Значение климатической характеристики, полученное по данным короткого ряда наблюдений на ВМС (Yк), умножают на полученное выше отношение Z. В итоге имеют приведенное к длинному ряду значение климатической характеристики по короткорядной станции:
Z Yк = Yд. (4)
Пример. В течение года, с апреля 1987 г. по март 1988 г., в районе Должанки на побережье Азовского моря (Краснодарский край) проводились регулярные измерения скорости ветра. Временная метеорологическая станция расположена на узкой, далеко вдающейся в Азовское море береговой косе. Открытость пункта по классификации В.Ю. Милевского в различных направлениях неодинакова. Повторяемость класса открытости 6б составляет 40%; 5б - 27%, 7б - 19%, 10б - 14%.
В качестве ОМС выбрана ст. Темрюк, имеющая длинный ряд наблюдений (20 лет), также расположенная на побережье Азовского моря, в северной части Таманского п-ва.
Расчеты климатических характеристик ветроэнергоресурсов производим в следующем порядке:
1) определяем значения
и f(u) по короткому ряду наблюдений на ст. Должанка;2) те же характеристики рассчитываем по длинному и короткому ряду наблюдений на ст. Темрюк;
3) составляем таблицу значений f(u) и
согласно табл. 4;Таблица 4
Повторяемость (%) различных градаций скорости ветра по различным рядам наблюдений
| Станция | Скорость ветра, м/с | , м/с | |||||||||
| 0-1 | 2-3 | 4-5 | 6-7 | 8-9 | 10-11 | 12-13 | 14-15 | 16-17 | 18-20 | ||
| Должанка (к) | 9,4 | 29,8 | 19,6 | 13,0 | 5,5 | 9,9 | 7,7 | 2,8 | 1,8 | 0,5 | 5,5 |
| Темрюк (к) | 8,6 | 26,9 | 31,1 | 20,0 | 8,4 | 3,8 | 0,7 | 0,4 | 0,1 | 0,0 | 4,7 |
| Темрюк (д) | 10,8 | 22,0 | 24,4 | 17,1 | 11,0 | 8,5 | 3,6 | 1,6 | 0,7 | 0,3 | 5,4 |
4) по значениям дифференциальной повторяемости скорости ветра f(u) вычисляем интегральную повторяемость F(u > x);
5) наносим на сетку в координатах lg(u) и lg[-lg F(u)] значения интегральной повторяемости, вычисленные по короткому и длинному ряду наблюдений на ст. Темрюк (черт.2). Значения параметров b и g для длинного ряда соответствуют: 6,7 м/с и 1,79; для короткого: 5,8 м/с и 1,96. Средние годовые скорости
для этих рядов равны 5,4 и 4,7 м/с;6) аналогичным образом с использованием сетки определяем те же три характеристики по короткому ряду наблюдений на ВМС Должанка: b = 7,3 м/с; g = 1,72 ;
= 5,5 м/с.7) далее рассчитываем соотношение Z = Xд / Xк для b, g и
:для b
;для g
;для
;8) по формуле (4) приводим к длинному ряду климатические характеристики для ВМС Должанка:
b = 1,16 · 7,3 = 8,5 м/с;
g = 0,91 · 1,72 = 1,57;
= 1,15 · 5,5 = 6,3 м/с;9) по приведенным к длинному ряду значениям b и g по формуле (2) вычисляем для ВМС Должанка удельную мощность ветрового потока Ne. Она равна 694 Вт/м2. По данным короткого ряда Ne = 380 Вт/м2.
1 - короткий ряд наблюдений; 2 - длинный ряд.
Черт. 2
4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНФОРМАЦИИ О МЕСТНЫХ ВЕТРАХ ПРИ РАЗМЕЩЕНИИ АВТОНОМНЫХ ВЭУ
4.1. Климатические характеристики местных ветров
4.1.1. Местные ветры представляют собой воздушные течения небольшой протяженности (от нескольких сотен метров до десятков километров), которые возникают в поле общей циркуляции атмосферы под влиянием особенностей орографии и ландшафта. На территории СССР значительно распространены непериодические местные ветры, вызванные механическим действием горных систем. Они возникают вследствие возмущения поля ветра при перетекании воздуха через препятствие, стекания или сужения воздушных потоков. Общим для таких ветров является наличие нисходящих движений.
4.1.2. Выделяют два основных морфологических типа местных ветров: 1) реверсивные ветры, т.е. меняющие направление в течение суток (бризы, горно-долинная циркуляция); 2) ветры направленной циркуляции (фены, струйные ветры). Если ветры первого типа характерны в основном для теплого полугодия и им присущи малые скорости, то ветры второго типа в отдельных районах могут быть выражены значительно отчетливее в холодное полугодие и характеризуются большими скоростями /5/.
Реверсивные ветры возникают в любом месте, где подстилающая поверхность неоднородна (лесные полосы, большие города, водоемы, возвышенности). Карта-схема распределения таких ветров на территории СССР соответствует черт.3.
4.1.3. Бриз - ветер, возникающий на побережье водоемов. Ночью ветер дует с суши на море (береговой бриз), днем - с моря на сушу (морской, озерный, речной бриз). Морской бриз проникает в глубь прибрежной зоны на 50-100 км, бризы крупных озер - на 10-30 км, бризы рек и малых водохранилищ - в пределах 10 км.
4.1.4. Горно-долинные ветры наблюдаются практически в любой горной долине. Лишь в самых верхних (пригребневых) зонах дуют ледниковые ветры, или ветры общего переноса.
Днем долинный ветер дует от предгорий в долины, из устий долин - к верховьям. Ночью горный ветер дует от верховий долин к их устьям и предгорьям. В предгорной зоне горно-долинная циркуляция прослеживается в зоне 10-30 км. В Средней Азии эта территория обширнее, чем в других горных районах.
Горно-долинные ветры чаще возникают и являются более интенсивными в основной долине, чем в боковых, и в центре долины, чем на склонах. В узких долинах горно-долинные ветры выражены более четко.
В суточном ходе обычно более сильными ветрами являются ветры направлений, совпадающих с направлением общего переноса.
Распределение средней повторяемости (%) местных периодических ветров по территории СССР. Июль.
1) 70-100%; 2) 50-70%; 3) 20-50%; 4 - нет данных; незаштрихованные области - повторяемость менее 20%.
Черт. 3
4.1.5. В тех случаях, когда воздушный поток (обусловленный общей циркуляцией атмосферы), встречая на своем пути горный хребет, не может обогнуть его, происходит перетекание воздуха по другую сторону хребта в наиболее низких местах. Широко известными ветрами такого происхождения являются фены. Они обычно сопровождаются значительным повышением температуры воздуха и понижением относительной влажности. Продолжительность фенов может быть весьма различной: от нескольких часов до нескольких дней.
Основными местоположениями для развития фена являются:
1) долины, открытые в сторону равнин, по которым часто проходят циклоны;
2) горные хребты, ориентированные перпендикулярно к господствующим воздушным потокам, прорезанные поперечными долинами.
В среднем скорость ветра при фене (4-9 м/с) больше, чем при горно-долинных ветрах. В местах сужений фены могут приобретать характер штормовых ветров и рассматриваются как струйные ветры. Активен феновый процесс в боковых долинах. Ночное время суток более благоприятно для усиления фенов, чем дневное.
Продолжительность феновых ветров достигает в году в общей сложности 2-3 мес.
Феновые проявления носят зональный характер и зависят от общего направления горной системы, ориентации долин, формы и высоты хребтов. Наиболее часто фены наблюдаются в горных районах Кавказа, Средней Азии, на Алтае и в Саянах.
Наибольшее число дней с фенами в СССР отмечается на Кавказе, в долине р.Риони (114 дней в Кутаиси). Скорость ветра при фене здесь может достигать 36 м/с, в то время как средняя годовая скорость ветра в Кутаиси составляет 5 м/с, а повторяемость скорости ветра 0-5 м/с - более 70%.