ВЕТРОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СТАНЦИИ

Ветроэнергетический кадастр

Для проведения ветроэнергетических расчетов, свя­занных с длительными промежутками времени (сутки, месяц, год), необходимо знание ветроэнергетического кадастра.

Ветроэнергетический кадастр представляет собой си­стему численных характеристик, на основании которых можно судить о выработке и периодичности работы вет­рового агрегата.

Основными характеристиками, входящими в ветро­энергетический кадастр, являются:

1) средние скорости ветра за длительные периоды времени;

2) повторяемость средних скоростей ветра;

3) характеристики суточного и годового хода скоро­стей ветра;

4) длительность ветровых периодов и периодов за­тишья.

Данные о средних скоростях ветра за длительный пе­риод времени (месяц, год) основываются на наблюде­ниях существующей сети метеостанций. На основании записей скоростей, ветра, проводимых метеостанциями регулярно, несколько іраз в течение суток, составляются таблицы среднесуточных, среднемесячных и среднегодо­вых скоростей ветра за многолетний период. Среднегодо­вые и среднемесячные скорости ветра для различных пунктов Советского Союза представлены в табл. 1-3.

Для учета топографических условий высоты измере­ния скоровти ветра служит выражение, установленное Е. М. Под! 'ягиным иа основании большого фактического материала іпо метеостанциям:

О = уизв + 0-57 (/ - /нзв) + 0,08 (h - Лизв), (1-11)

Где £>изв — известная скорость ветра на известной высоте зв и для известного класса метеостан­ции г„зВ;

V — скорость ветра на высоте h для класса стан­ции і в месте, близко расположенном от места с известной скоростью ветра.

Характеристика классов станций по степени их от - «крытости по М. Е. Подтягину приведена в табл. 1-4.

Повторяемостью скоростей ветра называется арифме­тическая сумма отрезков времени, в течение которых в каком-либо определенном пункте іВ разное время на­блюдалась одинаковая средняя скорость ветра.

На основании фактического материала наблюдений, применяя методы математической статистики, М. М. По­морцев и Гуллен установили повторяемости среднечасо­вых скоростей ветра для различных среднегодовых ско­ростей ветра.

Указанные повторяемости не учитывают особенности режима скоростей ветра в различных физико-географи­ческих условиях, поэтому пользоваться ими можно лишь в первом приближении, что, однако, для некоторых вет­роэнергетических расчетов допустимо. Кривые повторяе­мости ветров в процентах по М. М. Поморцеву приве­дены в табл. 1-5, по Гуллену —в табл. 1-6.

При пользовании таблицами проценты повторяемо­сти исчисляются от количества часов в году, равного 8 760 н. Кривые повторяемости скоростей ветра могут

— Таблица 1-3

To

Среднегодовые и Среднемесячные скорости ветра для различных пунктов

Советского Союза, м/сек

Кострома . . Кузнецк. . . Кустанай. Курск.... Малоярославец Мариуполь Могилев. . . Минск.... Москва. . . Нарым. . . Новосибирск. Орел.... Оренбург. . Павлодар. . Пенза.... Пермь.... Петрозаводск Полтава. • Ржев.... Сарапул. . . Саратов. . .

Характеристика классов метеостанций по степени их от­крытости по М. Е. Подтягину

Повторяемость скоростей ветра в процентах (по М. М. По - морцеву) (применяется при среднегодовой скорости ветра менее 6 м/сек)

Быть распространены и на более короткий, чем годовой интервал, времени, равный, например, одному месяцу.

Более точное отображение фактических распределе­ний может быть получено по формуле Г. А. Гриневича [Л. 14], который предложил следующую зависимость:

Р —kxn

AxJe

Где —функции распределения скоростей ветра; х = — безразмерное значение скорости ветра;

Уср

А, р, k, «-^параметры уравнения.

Гь скоростей ветра в процентах (по Гуллену) :я при среднегодовой скорости ветра более 6 м/сек)

Среднегодовые скорости ветра, м/сек

Параметры р и п определяются путем статистической обработки наблюденного ряда значений х [JI. 14J, а а и k выражаются через pun при помощи следующих зависимостей:

Где

Г ^ + , г ' ^ — гамма функции.

Суточный ход скоростей ветра для большинства райо­нов СССР характеризуется тем, что наибольшую ско­рость ветер имеет днем (после полудня), наименьшую — ночью. Разность между дневной и ночной скоростью больше летом и меньше зимой. Такой суточный ход ветра наблюдается їв равнинных ме'стах до высоты около 100 м летом и до высоты около 50 м зимой. Иначе в нагорных местностях, где летом ночные скорости ветра сильнее дневных.

Годовой ход среднемесячных скоростей ветра для большинства районов СССР характеризуется миниму­мом в летние месяцы и максимумом зимой. Весной и осенью скорости ветра несколько выше среднегодовой скорости.

Для эксплуатации ветроэлектрических установок важное значение имеют данные о длительности, коли­честве и чередовании ветровых периодов и Периодов за­тишья. В настоящее время отсутствуют обработанные для целей ветроэнергетики достаточно полные данные о ветровых и штилевых периодах в различных районах СССР.

Отдельные обобщения позволяют сделать вывод о том, что практически почти всегда можно быть уве­ренным, что если начался ветер с определенной средне­часовой скоростью, это будет продолжаться не менее полного рабочего времени одной смены.

По данным некоторых районов средней полосы Рос­сии Е. М. Фатеев установил количество и длительность периодов, в году, когда среднесуточная скорость ветра ни­же скорости, при которой ветровой агрегат начинает от­давать полезную мощность, и зависимость этих периодов от среднегодовой скорости ветра: (табл. 1-7).