Выбор мачты для вэу

Определим целесообразную высоту мачты для ветровой установки в зависимости от затрат на монтаж и стоимость изготовления.

С увеличением высоты поверхностные эффекты уменьшаются, а скорость ветра возрастает. Это увеличение скорости с высотой называют градиент ветра. Наиболее часто используемое уравнение, представляющее данное отношение:

V₂/V₁ = (H₂/H₁)^α

V - скорость ветра,

H – высота

α – коэффициент увеличения скорости ветра с увеличением высоты

Соответственно при мачте H₂ = 15м, скорость ветра определяется как V₂=V₁(H₂/H₁)^α для метеостанции Александровской, Колпашево и Томска со среднегодовыми скоростями в 3.58, в 3.55 и в 3.61 м/с (на высоте 10м). Коэффициент градиента ветра равен 0.3. Данный коэффициент характерен для местности с деревьями, холмами и зданиями в районе. При коэффициенте 0,2 для открытой местности

V_{Александровское}=3,58(15/10)^0,3=4,04 м/с

V_{Колпашево}=3,55(15/10)^0,3=4,01 м/с

V_Томск=3,61(15/10)^0,3=4,07 м/с

Таблица 10 – Среднемесячная скорость ветра в Томской области на15м, м/с.

Пункт	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII	Год
Томская обл.
Александровское	3,78331	3,84	4,2	4,2	4,6	4,4	3	3,5	3,8	4,4	4,3	4,1	4,04
Колпашево	3,83978	3,95	4,3	4,2	4,6	4	3	3,2	3,7	4,5	4,5	4,2	4,01
Томск	4,79972	4,69	4,7	4,1	3,9	3,3	3	3	3,7	4,4	4,6	4,6	4,08

Количество кВт·ч электроэнергии, вырабатываемое ВЭУ в течение года или любого периода определяется по формуле:

Таблица 11 - Месячные и годовые суммы выработки энергии одного ветрогенератора 5/7 KW-48V LOW WIND на высоте 15м, кВт⋅ч

Пункт	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII	Год
Томская обл.
Александровское	705	737	965	965	1267	1109	352	558	714	1109	1035	897	10414
Колпашево	737	802	1035	965	1267	833	352	427	660	1187	1187	965	10416
Томск	1440	1343	1352	897	772	468	352	352	660	1109	1267	1267	11279

Соответственно при мачте H₂ = 20м, скорость ветра определяется как V₂=V₁(H₂/H₁)^α для метеостанции Александровской, Колпашево и Томска со среднегодовыми скоростями в 3.58, в 3.55 и в 3.61 м/с. Коэффициент градиента ветра равен 0.3. Данный коэффициент характерен для местности с деревьями, холмами и зданиями в районе.

V_{Александровское}=3,58(20/10)^0,3=4,41 м/с

V_{Колпашево}=3,55(20/10)^0,3=4,37 м/с

V_Томск=3,61(20/10)^0,3=4,45 м/с

Таблица 12 – Среднемесячная скорость ветра в Томской области на20м, м/с.

Пункт	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII	Год
Томская обл.
Александровское	4,12433	4,19	4,6	4,6	5	4,8	4	3,8	4,2	4,8	4,7	4,4	4,41
Колпашево	4,18589	4,31	4,7	4,6	5	4,4	3	3,4	4,1	4,9	4,9	4,6	4,37
Томск	5,23236	5,11	5,2	4,4	4,2	3,6	3	3,3	4,1	4,8	5	5	4,45

Таблица 13 - Месячные и годовые суммы выработки энергии одного ветрогенератора 5/7 KW-48V LOW WIND на высоте 20м, кВт⋅ч

Пункт	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII	Год
Томская обл.
Александровское	913	958	1267	1267	1628	1440	833	714	965	1440	1352	1109	13887
Колпашево	955	1042	1352	1267	1628	1109	352	512	897	1532	1532	1267	13445
Томск	1865	1737	1831	1109	965	608	352	468	897	1440	1628	1628	14527

Соответственно при мачте H₂ = 25м, скорость ветра определяется как V₂=V₁(H₂/H₁)^α для метеостанции Александровской, Колпашево и Томска со среднегодовыми скоростями в 3.58, в 3.55 и в 3.61 м/с. Коэффициент градиента ветра равен 0.3. Данный коэффициент характерен для местности с деревьями, холмами и зданиями в районе.

V_{Александровское}=3,58(25/10)^0,3=4,71 м/с

V_{Колпашево}=3,55(25/10)^0,3=4,67 м/с

V_Томск=3,61(25/10)^0,3=4,75 м/с

Таблица 14 – Среднемесячная скорость ветра в Томской области на25м, м/с.

Пункт	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII	Год
Томская обл.
Александровское	4,40988	4,48	4,9	4,9	5,4	5,1	4	4,1	4,5	5,1	5	4,7	4,71
Колпашево	4,4757	4,61	5	4,9	5,4	4,7	4	3,7	4,3	5,3	5,3	4,9	4,67
Томск	5,59462	5,46	5,5	4,7	4,5	3,8	4	3,6	4,3	5,1	5,4	5,4	4,75

Таблица 15 - Месячные и годовые суммы выработки энергии одного ветрогенератора 5/7 KW-48V LOW WIND на высоте 25м, кВт⋅ч

Пункт	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII	Год
Томская обл.
Александровское	1117	1171	1532	1532	2050	1727	833	897	1187	1727	1628	1352	16753
Колпашево	1167	1276	1628	1532	2050	1352	833	660	1035	1939	1939	1532	16942
Томск	2280	2119	2166	1352	1187	714	833	608	1035	1727	2050	2050	18123

Вывод: Цена на ВЭУ без мачты колеблется от 150000 до 350000р. Производители большинства ВЭУ поставляют мачты на 4, 6 8 и 12 метров по цене 25000, 37000, 50000 и 70000 рублей. Необходим расчет стоимости мачты на 25 метров с учетом трудозатрат, материала, доставки и монтажа. Предполагается, что будем намного дешевле, чем ещё одна ветроустановка с мачтой меньшей высоты. Так же нужно учитывать, что в течении дня скорость ветра у поверхности меняется, ночью затихает, а днем увеличивается. И направление ветра стремиться следовать за солнцем.