Войти
Оценка ресурсов ветра - это процесс, с помощью которого разработчики энергии ветра оценивают будущее производство энергии а ветряная электростанция. Точная оценка ветровых ресурсов имеет решающее значение для успешного развития ветряных электростанций.
Современные оценки ветровых ресурсов проводились с Первые ветряные электростанции были созданы в конце 1970-х годов. Используемые методы были впервые применены разработчиками и исследователями в Дании, где впервые появилась современная ветроэнергетика.
Карта ресурсов ветра для Филиппин из Глобального атласа ветров Картографирование потенциала ветроэнергетики с высоким разрешением традиционно выполнялось на уровне страны правительством или исследовательские агентства, отчасти из-за сложности процесса и требуемых интенсивных вычислений. Однако в 2015 году Датский технический университет в рамках министерского заседания по чистой энергии запустил Глобальный ветровой атлас (версия 1.0) для предоставления данных в свободном доступе. о потенциале ветровых ресурсов во всем мире. Глобальный атлас ветров был перезапущен в ноябре 2017 года (версия 2.0) в партнерстве с Всемирным банком, и теперь карты ветровых ресурсов доступны для всех стран с разрешением 250 м.
Другим аналогичным международным примером является Европейский ветровой атлас, который находится в процессе обновления в рамках проекта Новый европейский ветровой атлас, финансируемого Европейским Union.
Примеры карт ветровых ресурсов страны включают Канадский атлас ветров, Атлас ветровых ресурсов США и серию карт ветров, опубликованных World Банк в рамках инициативы ESMAP в 2013 году ориентирован на развивающиеся страны. Это последовало за предыдущей инициативой Программы Организации Объединенных Наций по окружающей среде, проектом Оценка ресурсов солнечной и ветровой энергии (SWERA), который был запущен в 2002 году при финансировании со стороны Global Environment Объект. Однако эти страновые карты ветровых ресурсов были в значительной степени заменены Глобальным атласом ветров с точки зрения качества данных, методологии и разрешения выходных данных.
Вышеупомянутые глобальные и страновые карты, а также многие другие, также доступны через Глобальный атлас возобновляемых источников энергии, разработанный Международным агентством по возобновляемой энергии (IRENA), который объединяет общедоступные ГИС данные о ветровых и других возобновляемых источниках энергии.
Ветровую разведку можно начать с использования таких карт, но отсутствие точности и мелких деталей делают их полезными только для предварительного выбора участков для сбора данных о скорости ветра. С увеличением количества наземных измерений со специально установленных станций-анемометров, а также эксплуатационных данных с введенных в эксплуатацию ветряных электростанций точность карт ветровых ресурсов во многих странах со временем улучшилась, хотя охват в большинстве развивающихся стран по-прежнему неоднороден. В дополнение к общедоступным источникам, перечисленным выше, карты доступны в качестве коммерческих продуктов через специализированные консультации, или пользователи программного обеспечения ГИС могут создавать свои собственные, используя общедоступные данные ГИС, такие как набор данных о ветре высокого разрешения Национальной лаборатории возобновляемой энергии США.
Хотя точность повысилась, маловероятно, что карты ветровых ресурсов, будь то общедоступные или коммерческие, устранят необходимость в измерениях на месте для проектов ветроэнергетики коммунального масштаба. Однако картографирование может помочь ускорить процесс определения местоположения, а наличие высококачественных наземных данных может сократить время, необходимое для сбора измерений на месте.
В дополнение к «статическим» атласам ветровых ресурсов, которые усредняют оценки скорости ветра и плотности энергии за несколько лет, такие инструменты, как Renewables.ninja, обеспечивают изменяющееся во времени моделирование скорости и мощности ветра. выходной сигнал различных моделей ветряных турбин с почасовым разрешением.
Чтобы оценить производство энергии ветряной электростанцией, разработчики должны сначала измерить ветер на месте. Метеорологические башни, оборудованные анемометрами, флюгерами, а иногда и температурой, давлением и относительными установлены датчики влажности. Данные с этих башен должны регистрироваться в течение как минимум одного года для расчета годового репрезентативного распределения частоты скорости ветра.
Поскольку измерения на месте обычно доступны только в течение короткого периода времени, данные также собираются с близлежащих долгосрочных базовых станций (обычно в аэропортах). Эти данные используются для корректировки данных измерений на месте, чтобы средние скорости ветра были репрезентативными для длительного периода, для которого измерения на месте недоступны. Версии этих карт можно просматривать и использовать с такими программными приложениями, как.
Для точной оценки производства энергии в рамках предлагаемого проекта ветряной электростанции необходимы следующие расчеты:
Разработчики ветровой энергии используют различные типы программных приложений для оценки ветровых ресурсов.
Программное обеспечение для управления данными о ветре помогает пользователю в сборе, хранении, извлечении, анализе и проверке данных о ветре. Обычно наборы данных о ветре собираются непосредственно из регистратора данных, расположенного на участке метеорологического мониторинга, и импортируются в базу данных. Как только набор данных находится в базе данных, его можно проанализировать и проверить с помощью инструментов, встроенных в систему, или его можно экспортировать для использования во внешнем программном обеспечении для анализа данных о ветре, программном обеспечении для моделирования ветровых потоков или программном обеспечении для моделирования ветряных электростанций.
Многие производители регистраторов данных предлагают программное обеспечение для управления данными о ветре, совместимое с их регистраторами. Эти программные пакеты обычно собирают, хранят и анализируют данные только от собственных регистраторов производителя.
Существуют сторонние программы и службы для управления данными, которые могут принимать данные от самых разных регистраторов и предлагать более комплексные инструменты анализа и проверки данных.
Программное обеспечение для анализа данных о ветре помогает пользователю удалять ошибки измерения из наборов данных о ветре и выполнять специализированный статистический анализ.
Методы моделирования ветрового потока позволяют рассчитывать карты ветрового потока с очень высоким разрешением, часто с горизонтальным разрешением менее 100 м. При моделировании с высоким разрешением, чтобы избежать превышения доступных вычислительных ресурсов, типичные области модели, используемые этими мелкомасштабными моделями, имеют несколько километров в горизонтальном направлении и несколько сотен метров в вертикальном направлении. Модели с такой маленькой областью не способны уловить мезомасштабные атмосферные явления, которые часто определяют характер ветра. Чтобы обойти это ограничение, иногда используется вложенное моделирование.
Программное обеспечение моделирования ветрового потока предназначено для прогнозирования важных характеристик ветрового ресурса в местах, где проводятся измерения. нет в наличии. Наиболее часто используемым таким программным приложением является WAsP, созданное в Национальной лаборатории Рисё в Дании. WAsP использует модель потенциального потока, чтобы предсказать, как ветер обтекает местность на участке. Meteodyn WT и WindStation - аналогичные приложения, которые вместо этого используют вычисления вычислительной гидродинамики (CFD ), которые потенциально более точны, особенно для сложные ландшафты.
Программное обеспечение для моделирования ветряных электростанций предназначено для моделирования поведения предлагаемой или существующей ветровой электростанции, что наиболее важно для расчета выработки энергии. Обычно пользователь может вводить данные о ветре, высоту и контурные линии неровностей, характеристики ветряных турбин, фоновые карты и определять объекты, которые представляют ограничения окружающей среды. Эта информация затем используется для проектирования ветряной электростанции, которая максимизирует выработку энергии с учетом ограничений и вопросов строительства. Доступно несколько программных приложений для моделирования ветряных электростанций, в том числе Meteodyn WT, WindSim и WAsP.
. лет новое поколение ветряных электростанций выросло из-за возросшей потребности в распределенной выработке электроэнергии из местных ветряных ресурсов. Этот тип ветровых проектов в основном реализуется землевладельцами с высокими энергетическими требованиями, такими как фермеры и управляющие промышленными объектами. Особым требованием с точки зрения моделирования ветра является включение всех местных особенностей, таких как деревья, живые изгороди и здания, поскольку высота ступицы турбины составляет от 10 до 50 метров. Подходы к моделированию ветра должны включать эти функции, но очень немногие из доступных коммерческих программ моделирования ветра предоставляют такую возможность. По всему миру было создано несколько рабочих групп для изучения этого требования к моделированию, и компании, включая Digital Engineering Ltd (Великобритания), NREL (США), DTU Wind Energy (Дания), находятся в авангарде развития в этой области и смотрят на применение для этой цели методов моделирования ветра мезо-CFD.
