 |
Анализ данных мониторинговых мачт
|
|
|
|
Ветровые данные с каждой площадки ежемесячно собирались специалистами ПРООН, после чего верифицировались компанией PB Power и предоставлялись обратно в ПРООН в виде Отчета верификации данных. Процесс верификации данных включал в себя следующие шаги:
- В случае потери данных, отмечался период, в течение которого оборудование не функционировало. В частности, в условиях Казахстана на некоторых участках во время проведения измерений оборудование (анемометры и флюгеры) было подвержено обледенению. Специалисты PB Power проверили ветровые данные на подверженность такому эффекту, и те данные, которые записывались прибором в момент обледенения, были удалены;
- Для выявления ложных и ошибочных данных были проанализированы показатели времени для каждого анемометра;
- Для выявления неисправных флюгеров были проанализированы значения направлений ветра;
- Упорядоченные графики скорости ветра были проанализированы на присутствие эффекта затенения мачтой. Следует отметить, что на многих площадках обнаружился определенный эффект от затенения мачтой на анемометрах, закрепленных сбоку от мачты. Эти данные были скорректированы РВ с целью лучше отразить скорость ветра при «свободном течении»;
- Суточные графики ветрового сдвига и графики ветрового сдвига с учетом направления были изучены на наличие ошибочного сдвига, что могло быть результатом неисправности анемометра;
- Суточные графики средних скоростей ветра были проанализированы с целью рассмотрения профиля ветра в районе мониторинговой мачты;
- Данные по скорости и направлениям ветра были проанализированы с целью выделения доминирующих режимов ветра на площадке, что также помогло выделить ложные данные по скорости и направлению ветра, записанные на приборах.
Более подробное описание каждой площадке представлено в следующих разделах.
|
|
|
Данные NCEP / NCAR
В ходе оценки выработки энергии для выбранных площадок в Казахстане, контрольные данные с метеорологических станций (Казгидромет), находящихся поблизости с проектными мониторинговыми мачтами, были предоставлены Программой Развития ООН, а также были получены наборы проанализированных данных от Национального Центра Экологических Прогнозов (NCEP - http://www.ncep.noaa.gov/) и Национального Центра Атмосферных Исследований (NCAR - http://www.ncar.ucar.edu/). NCEP является американской организацией, которая предоставляет широкий ассортимент продуктов, связанных с местными и глобальными погодными условиями, которые используют центры Национальной Метеорологической Службы, правительственные агентства, метеорологи частного сектора и другие метеорологические организации по всему миру. NCAR является американской неправительственной организацией, которая фокусируется на исследованиях, связанных с качеством воздуха, погодными закономерностями и изменением климата. NCAR собирает и организует архивы данных, собранных на поверхности земли и воды. Затем эти данные вместе с воздушными наблюдениями предоставляются NCEP, где производится ассимиляция данных, и разрабатываются модели погодных режимов.
Проект повторного анализа NCEP/NCAR – это объединенный проект между Национальным Центром Экологического Прогнозирования и Национальным Центром Атмосферных Исследований. Цель этой объединенной работы – это выполнение новых атмосферных исследований, используя исторические данные (начиная с 1948 г.), а также проведения анализа современного состояния атмосферы (Система Ассимиляции Климатических Данных, CDAS). Данные записываются каждые шесть часов на высотах с различным давлением (а не просто на какой-то высоте над уровнем моря).
|
|
|
Для простоты используемые в этом отчете данные NCEP/NCAR упоминаются как данные NCAR. Так как этот набор данных представляет собой усредненные 6-ти часовые значения, то для корреляции использовались среднесуточные данные NCAR и среднесуточные значения данных с мониторинговых мачт.
Суточное усреднение
В представленном анализе данных, использование среднесуточных значений, рассчитанных на основе усредненных 10-минутных значений (как это было сделано во время корреляции с контрольными данными) иногда приводило к тому, что два набора данных выдавали несколько отличающиеся друг от друга итоговые средние значения. Например, рассмотрим два дня с измеренными ветровыми данными, в первый день были записано 4 значения с 6-ти часовым усреднением (наличие данных 100%), во второй день было записано 2 значения с 6-ти часовым усреднением (наличие данных 50 %). Из-за существующей разницы между двумя днями в наличии данных, анализ данных в целом за два дня может иметь результаты, отличающиеся от анализа данных за два дня в отдельности. В таблице 1-1 приведен случай, когда разные средние значения получаются в зависимости от способа их вычисления:
Таблица 1-1 Гипотетический набор данных за два дня, показывающий расхождение усредненных данных
| Время | Скорость ветра (м/с) | Среднесуточное значение (м/с) | |
|
День 1 | 0:00 | Нет данных |
8
|
| 6:00 | 7 | ||
| 12:00 | 9 | ||
| 18:00 | Нет данных | ||
|
День 2 | 0:00 | 6 |
6.8
|
| 6:00 | 8 | ||
| 12:00 | 8 | ||
| 18:00 | 5 | ||
| Среднее значение | 7.2 | 7.4 |
При проведении оценки, описанной в данном отчете, специалисты PB пришли к выводу, что предпочтительным будет рассчитать среднесуточные значения для мониторинговой и контрольной площадок. Соответственно, на эти среднесуточные данные мог повлиять вышеупомянутый статистический феномен. Это описывается далее по каждой отдельной площадке, где имел место данный феномен.
Ветровой сдвиг
Ветровой сдвиг – это термин, который применяется для описания изменения скорости ветра в зависимости от изменения высоты. На большинстве площадок ветровой сдвиг смоделирован с помощью логарифмической модели ветрового сдвига.
|
|
|
Величина ветрового сдвига (динамика изменения скорости ветра в зависимости от высоты) изменяется по трем переменным:
· Направление ветра – топографические характеристики одной и той же площадки в разных направлениях имеют различное воздействие на ветровой сдвиг
· Время дня – процессы, происходящие в атмосфере из-за более высокой температуры, приводят к более низкому ветровому сдвигу днем по сравнению с ночью
· Скорость ветра – уровень турбулентности и воздействия топографических особенностей зависит от скорости ветра
Так как ни на одной из рассматриваемых площадок в Казахстане ветровые данные не измерялись на высоте ротора 80 м (большинство метеомачт имеют высоту 50м), то был произведен анализ сдвига с учетом вышеуказанных факторов (все отклонения от этого метода отдельно описаны в соответствующих разделах).
АТЫРАУ (КАРАБАТАН)
Описание площадки
Площадка Карабатан находится в Атырауской области Республики Казахстан. Мониторинговая метеомачта расположена примерно в 37 км от г. Атырау. Местность вокруг метеомачты представляет собой плоскую поверхность с редкой травянистой растительностью. Редкие одноэтажные сооружения расположены к востоку в отдалении, но это не оказывало никакого влияния на проведение ветрового мониторинга.
Рис. 1-2 Месторасположение метеомачты Карабатан относительно г. Атырау; источник: Google Earth
В данной оценке использовались данные ветрового мониторинга вблизи г. Атырау (Карабатан), который длился с 4 октября 2006 г. по 30 октября 2007 г.
|
|
|
