3.2.2 Определение основных параметров ветроэнергетики
Удельная мощность ветрового потока Nудi(Vi), проходящего через 1 м2 поперечного сечения определяется по формуле/8/:
(3.3.)
где:
- заданная плотность воздуха при
нормальных условиях
V - скорость ветра, м/с;
Таким образом мощность ветра пропорциональна его скорости в третьей степени, и для оценки этой мощности достаточно иметь информацию о скорости ветра.
В России имеются метеорологические службы, занимающиеся регистрацией скорости ветра , следовательно имеются достаточно достоверные статистические данные о его скорости. Однако при этом следует помнить, что на метеостанциях скорость ветра измеряется на высоте 10 м над поверхностью Земли в данной местности. Поэтому если ветроколесо находится на другой высоте, то скорость ветра следует пересчитать по следующей эмпирической формуле /16/:
,
(3.4.)
где: Vh - скорость ветра на высоте h, м/с;
V - скорость ветра по данным метеостанции, м/с;
h - высота оси ветроколеса, м;
b - эмпирический коэффициент.
Для открытых мест параметр b=0,14 /16/. На основании статистических метеорологических данных определены параметры энергии ветра в течение года (табл.3.3.1.).
Таблица 3.4 Вероятность скорости ветра по градациям (в % от общего числа случаев)/9/
Ме- сяц |
Скорость (м/сек) |
||||||||||||||||||||
0-1 |
2-3 |
4-5 |
6-7 |
8-9 |
10-11 |
12-13 |
14-15 |
16-17 |
18-20 |
21-24 |
25-28 |
||||||||||
ст. Усть-Баргузин |
|||||||||||||||||||||
I |
31.5 |
33.2 |
18,2 |
8,7 |
3.0 |
0,9 |
2,0 |
1,0 |
1,3 |
0,2 |
|
|
|||||||||
II |
44,6 |
32.0 |
12,7 |
5,3 |
2,4 |
0,8 |
1,0 |
0,3 |
0,8 |
0,1 |
|
|
|||||||||
III |
38,3 |
34.1 |
13,3 |
6,1 |
3,7 |
1.3 |
1,6 |
0.7 |
0,8 |
0.1 |
|
|
|||||||||
IV |
35,8 |
30.2 |
15,2 |
7,9 |
4,7 |
1,4 |
2.2 |
0,6 |
1,7 |
0,3 |
|
|
|||||||||
V |
33,8 |
30.7 |
18,4 |
7,8 |
3,8 |
1,6 |
1,7 |
0,8 |
1,2 |
02 |
|
|
|||||||||
VI |
35,7 |
33,1 |
19,0 |
6,3 |
2,6 |
1,1 |
1,1 |
0,3 |
0,7 |
0,1 |
|
|
|||||||||
VII |
36,9 |
32,4 |
18,8 |
6,5 |
2,1 |
0,8 |
1,0 |
0,4 |
0,9 |
0,2 |
|
|
|||||||||
VIII |
33,1 |
31.5 |
19,0 |
7,1 |
3,2 |
1,5 |
2,1 |
0,6 |
1,8 |
0,1 |
|
|
|||||||||
IX |
33,4 |
30.3 |
17,6 |
7,3 |
4,5 |
1,7 |
2,6 |
0,7 |
1,6 |
0,3 |
|
|
|||||||||
X |
28,5 |
28,0 |
16,7 |
9,6 |
6,1 |
1,6 |
3,1 |
1,6 |
4.2 |
0.6 |
|
|
|||||||||
XI |
16,4 |
21,4 |
22,3 |
15,6 |
7,4 |
3,6 |
4,0 |
2,5 |
5,2 |
0.6 |
|
|
|||||||||
XII |
15,6 |
21,2 |
20,9 |
17,2 |
9,1 |
3,1 |
5,0 |
2.3 |
4,5 |
1.1 |
|
|
|||||||||
Год |
31.9 |
29,8 |
17,7 |
8,8 |
4,4 |
1,6 |
2.3 |
1,0 |
2,1 |
0.4 |
|
|
|||||||||
Из таблицы 3.4. видно, что наиболее вероятные скорости ветра равны 4 - 12 м/с. Удельная энергия, при этом, определялась с учетом вероятностного характера скорости ветра по формуле :
(3.5.)
где: Nуд - удельная мощность ветра ,Вт/м2 ;
Vi - i-тая скорость ветра, м/с;
ti(Vi) - вероятность действия i-той скорости ветра во время t.
Для проектирования электроснабжения важным параметром является продолжительность штиля (V£1м/с). Из таблицы 3.4. определяем, что вероятность практического штиля в нашей зоне составляет 0,14 -0,30 в зависимости от времени года, однако максимальное количество идущих подряд штилевых дней для Республики Бурятия равно четырем /8/.Это обстоятельство следует учитывать при проектировании ветроэлектрических установок и определения глубины аккумулирования электроэнергии.
Как видно из данной главы Байкальский регион имеет колоссальный ресурс возобновляемых источников энергии, причем как солнца, так ветра, что позволяет с достаточной эффективностью внедрять установки на основе ВИЭ.