Фгбоу впо национальный исследовательский университет
МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
КАФЕДРА НЕТРАДИЦИОННЫХ И ВОЗОБНОВЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ
Типовой Расчет № 2 «Методы расчета основных категорий потенциала ветровой энергетики»
-
Выполнил:
Дорофеев Д. С.
Группа:
Э – 14 – 10
Проверил:
Дерюгина Г. В.
Исходная информация (лист 1)
Заданы условия открытости местности в исследуемой точке А (коэффициенты открытости приведены в таблице 1)
Вариант 7 - около большой реки, форма рельефа – выпуклая.
Таблица 1 (Коэффициенты открытости):
-
Степень открытости
Флюгера
Форма рельефа
выпуклая
плоская
вогнутая
Близ водных поверхностей
Открытое побережье
океана или открытого (внешнего) моря
закрытого (внутреннего) моря
залива или большого озера
большой реки
12
11
10
9
11
10
9
8
10
9
8
7
Вдали от водных поверхностей
Ниже флюгера
нет никаких элементов защищенности
отдельные элементы защищенности
среди элементов защищенности
Выше флюгера
среди элементов защищенности
8
7
6
4
7
6
5
4
6
5
4
4
Исходная информация (лист 1)
На площадке метеостанции (МС), ближайшей к точке А, задано:
- фактическая повторяемость скорости ветра V в виде зависимости tд(Vд) в таблице 2;
- повторяемость годовой розы ветров по 8 направлениям в таблице 3;
- коэффициенты открытости по 8 направлениям в таблице 4
Таблица 2 (фактическая повторяемость скорости tд(Vд) ):
V, м/с |
Вариант |
|||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
|
tд(Vд), % |
||||||||||||
0-1 |
9,10 |
8,60 |
19,89 |
4,50 |
16,89 |
16,2 |
16,29 |
20,5 |
12,1 |
11,5 |
12,1 |
20,39 |
2-3 |
12,60 |
27,20 |
23,89 |
10,80 |
29,6 |
19,5 |
18,39 |
25,79 |
20,2 |
20,2 |
20,2 |
28,39 |
4-5 |
18,00 |
29,70 |
25 |
17,00 |
25,5 |
25,2 |
20,79 |
25,6 |
26,2 |
21,6 |
26,2 |
26 |
6-7 |
17,00 |
20,50 |
16,2 |
16,89 |
15,39 |
16,89 |
16,2 |
16,1 |
19,89 |
16,79 |
19,89 |
14,8 |
8-9 |
13,30 |
7,80 |
8,6 |
14,00 |
5,3 |
10 |
10 |
6,9 |
11,69 |
11,19 |
11,69 |
5,59 |
10-11 |
12,10 |
3,40 |
2,4 |
13,39 |
3,4 |
5 |
8,19 |
2,29 |
6,09 |
9,3 |
6,09 |
3,09 |
12-13 |
6,90 |
1,70 |
2,59 |
8,50 |
2,79 |
3,4 |
4,09 |
1,79 |
2,4 |
5,3 |
2,4 |
1,2 |
14-15 |
3,70 |
0,60 |
0,69 |
5,69 |
0,6 |
2,09 |
3 |
0,5 |
0,8 |
1,5 |
0,8 |
0,4 |
16-17 |
4,50 |
0,30 |
0,5 |
5,09 |
0,2 |
1,29 |
1,7 |
0,4 |
0,4 |
2 |
0,4 |
0,1 |
18-20 |
2,29 |
0,20 |
0,2 |
3,20 |
0,3 |
0,4 |
1,1 |
0,1 |
0,2 |
0,5 |
0,2 |
0,02 |
21-24 |
0,40 |
0,00 |
0 |
0,60 |
0,02 |
0 |
0,2 |
0 |
0,05 |
0,1 |
0,05 |
0 |
25-28 |
0,10 |
0,00 |
0 |
0,20 |
0 |
0 |
0,01 |
0 |
0 |
0,01 |
0 |
0 |
29-34 |
0,01 |
0,00 |
0 |
0,10 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,01 |
|
|
>40 |
0 |
0 |
0 |
0,04 |
0 |
0 |
0,04 |
0 |
0 |
0 |
|
|
Таблица 3 - Данные по розе ветров :
Вариант |
С |
СЗ |
З |
ЮЗ |
Ю |
ЮВ |
В |
СВ |
1 |
12,00 |
11 |
12 |
23,00 |
17 |
7 |
9,00 |
9 |
2 |
12,00 |
12 |
6 |
12,00 |
12 |
22 |
13,00 |
11 |
3 |
14,00 |
9 |
8 |
12,00 |
14 |
17 |
15,00 |
11 |
4 |
10,00 |
13 |
17 |
23,00 |
11 |
11 |
8,00 |
7 |
5 |
10,00 |
9 |
7 |
15,00 |
22 |
16 |
12,00 |
9 |
6 |
7,00 |
9 |
10 |
13,00 |
13 |
21 |
18,00 |
9 |
7 |
15,00 |
9 |
5 |
16,00 |
40 |
4 |
3,00 |
8 |
8 |
5,00 |
10 |
10 |
15,00 |
13 |
16 |
19,00 |
12 |
9 |
11,00 |
9 |
7 |
14,00 |
19 |
18 |
12,00 |
10 |
10 |
17 |
10 |
9 |
15 |
16 |
16 |
7 |
10 |
11 |
5 |
6 |
9 |
20 |
27 |
18 |
8 |
7 |
12 |
9 |
6 |
7 |
16 |
17 |
19 |
13 |
13 |
13 |
15 |
9 |
5 |
16 |
40 |
4 |
3 |
8 |
14 |
17 |
9 |
10 |
3 |
13 |
21 |
18 |
9 |
15 |
25 |
9 |
5 |
16 |
30 |
4 |
3 |
8 |
16 |
22 |
6 |
7 |
13 |
27 |
7 |
9 |
9 |
17 |
13,00 |
10 |
17 |
23,00 |
11 |
11 |
8,00 |
7 |
18 |
5 |
9 |
6 |
20 |
27 |
18 |
8 |
7 |
19 |
8 |
9 |
5 |
16,00 |
40 |
4 |
3,00 |
15 |
20 |
11,00 |
9 |
12 |
23,00 |
17 |
7 |
9,00 |
12 |
Таблица 4 - Данные по открытости
по 8 румбам:
Вариант |
С |
СЗ |
З |
ЮЗ |
Ю |
ЮВ |
В |
СВ |
1 |
9 |
9 |
10 |
10 |
10 |
10 |
9 |
9 |
2 |
4 |
4 |
4 |
6 |
6 |
6 |
5 |
5 |
3 |
5 |
5 |
9 |
9 |
9 |
9 |
9 |
5 |
4 |
10 |
10 |
11 |
11 |
11 |
8 |
8 |
8 |
5 |
8 |
8 |
8 |
6 |
7 |
6 |
7 |
7 |
6 |
9 |
9 |
9 |
9 |
5 |
5 |
5 |
5 |
7 |
7 |
9 |
9 |
6 |
7 |
6 |
6 |
7 |
8 |
7 |
5 |
7 |
5 |
6 |
7 |
9 |
7 |
9 |
6 |
6 |
6 |
7 |
7 |
7 |
6 |
5 |
10 |
5 |
4 |
7 |
5 |
5 |
5 |
5 |
4 |
11 |
5 |
6 |
6 |
5 |
5 |
5 |
6 |
7 |
12 |
8 |
8 |
7 |
7 |
7 |
7 |
6 |
6 |
13 |
9 |
9 |
10 |
9 |
10 |
9 |
9 |
9 |
14 |
10 |
9 |
9 |
6 |
10 |
8 |
8 |
10 |
15 |
8 |
7 |
7 |
7 |
9 |
6 |
7 |
6 |
16 |
12 |
12 |
11 |
12 |
12 |
10 |
11 |
10 |
17 |
10 |
10 |
11 |
11 |
11 |
8 |
8 |
8 |
18 |
5 |
6 |
6 |
5 |
5 |
5 |
6 |
7 |
19 |
7 |
9 |
9 |
6 |
7 |
6 |
6 |
7 |
20 |
9 |
9 |
10 |
10 |
10 |
10 |
9 |
9 |
Плотность воздуха в точке А определяется в соответствии от средней температуры и высотной отметки (таблицы 5-6)
Таблица 5 – Данные по температуре и высоте в точке А:
Вариант |
Среднегодовая температура воздуха, град.С |
Высота над уровнем моря, м |
1, 10, 13 |
-10 |
0 |
2, 11, 14 |
-5 |
100 |
3,12, 15 |
0 |
400 |
4,8, 16, 18 |
5 |
30 |
5, 9, 17 |
10 |
400 |
6, 20 |
0 |
0 |
7, 19 |
5 |
100 |
Таблица 6 – Зависимость плотности воздуха от температуры и высоты над уровнем моря:
h, м |
Температура воздуха, град.С |
||||
-10 |
-5 |
0 |
5 |
10 |
|
0 |
1,341 |
1,316 |
1,292 |
1,269 |
1,246 |
30 |
1,336 |
1,311 |
1,287 |
1,264 |
1,242 |
100 |
1,325 |
1,301 |
1,277 |
1,254 |
1,232 |
400 |
1,279 |
1,255 |
1,232 |
1,210 |
1,189 |
Состав задания:
На площадке метеостанции (МС) рассчитать и построить повторяемость средних по градациям значений скорости
)
и определить: среднемноголетнюю скорость
,
наиболее повторяемую скорость VFпов
на высоте флюгера 10 м. Сделать вывод о
целесообразности использования ветровой
энергии в точке расположения МС-аналога.Рассчитать и представить графически кривую обеспеченности заданных диапазонов скорости ветра F(V).
Представьте графически повторяемость годовой розы ветров и сделайте вывод о преобладающем направлении ветра в исследуемой точке А.
Рассчитать среднеквадратичное отклонение скорости ветра
и коэффициент вариации Cv
по повторяемости средних по градациям
скорости ветра
).Определите: коэффициент открытости МС - Кмс; среднемноголетнюю скорость
в
заданной географической точке A;
пересчитайте t(
)
для условий точки А.
Изобразите схематично по румбам классы открытости Вашей МС.
На высоте 10 м в точке А оцените:
валовую годовую удельную энергию ветрового потока Эуд, кВт.ч/м2;
среднегодовую удельную валовую мощность ветрового потока Nуд, Вт/м2;
определите наибольшую энергетическую скорость VЭ, м/с.
Построить повторяемость средних по градациям значений скорости )и определить: среднемноголетнюю скорость , наиболее повторяемую скорость VFпов
Среднемноголетняя скорость ветра определяется по формуле:
,
(м/с)
-
средняя скорость ветра для j-ой
градации с повторяемостью
)в
о.е.,
Nг р – количество градаций.
Таблица 1– Расчет повторяемости по градациям и Vо
Vд, м/с |
, м/с |
, м/с |
), % |
|
|
0-1 |
0-1,5 |
0,75 |
16,29 |
0,122175 |
|
2-3 |
1,5-3,5 |
2,5 |
18,39 |
0,45975 |
|
4-5 |
3,5-5,5 |
4,5 |
20,79 |
0,93555 |
|
6-7 |
5,5-7,5 |
6,5 |
16,2 |
1,053 |
|
8-9 |
7,5-9,5 |
8,5 |
10 |
0,85 |
|
10-11 |
9,5-11,5 |
10,5 |
8,19 |
0,85995 |
|
12-13 |
11,5-13,5 |
12,5 |
4,09 |
0,51125 |
|
14-15 |
13,5-15,5 |
14,5 |
3 |
0,435 |
|
16-17 |
15,5-17,5 |
16,5 |
1,7 |
0,2805 |
|
18-20 |
17,5-20,5 |
19 |
1,1 |
0,209 |
|
21-24 |
20,5-24,5 |
22,5 |
0,2 |
0,045 |
|
25-28 |
24,5-28,5 |
26,5 |
0,01 |
0.00265 |
|
29-34 |
28,5-34 |
31,5 |
0 |
0 |
|
>40 |
40-46,5 |
43,5 |
0,04 |
0,0174 |
|
|
|
||||
*
10-2
= 5.781225 м/сВывод: В рассматриваемой точке А среднегодовая (среднемноголетняя) скорость ветра = 5.781225 м/с > 5 м/c , то можно говорить о возможном использовании энергии ветра