Метеомачта Карабатан представляет собой 50-ти метровую трубообразную башню с установленными на ней анемометрами на высоте 51, 49 и 27 м н.у.з. и флюгерами - на высоте 49 и 26 м н.у.з. Температура на площадке измерялась на высоте 49 и 26 м н.у.з. Давление фиксировалось на высоте 4 м н.у.з. Фотоснимок метеомачты Атырау (Карабатан) представлен ниже.
Рис. 1-3 Фотоснимок метеомачты Карабатан
Краткая информация о месторасположении метеомачты и конфигурации установленных приборов представлены в Таблице 1-2. Конфигурация приборов, установленных на метеомачте Карабатан, в основном, соответствуют стандартам IEA / IEC.
Таблица 1-2 Информация о датчиках, установленных на метеомачте Карабатан
Высота мачты
Расположение (WGS84 Пояс 42)
Анемометры
К востоку
К северу
Высота
Уклон
Смещение
Ориентация (градусы)
49.39 м
0599650
5237390
51
0.04796
0.262
Монтаж сверху
49
0.04775
0.269
57°
27
0.04773
0.273
57°
Флюгеры
Высота
Сдвиг
Ориентация (градусы)
48
237°
237°
26
237°
237°
Результаты ветрового мониторинга
Доступность данных полученных с метеомачты - 95.8%. Обратите внимание, что доступность данных составляет менее 100 % по причине некорректных данных, записанных в периоды обледенения приборов на метеомачте, а также в некоторых случаях отсутствия записанных измерений из-за ошибок при ручном снятии данных. Все приборы оставались функциональными в период записи (за исключением периодов, когда они были заморожены при низких температурах).
Коррекция эффекта затенения метеомачтой
Ветровые данные, собранные на площадке Карабатан, были проанализированы на наличие эффекта затенения метеомачтой. Эффект затенения наблюдается в тех случаях, когда корпус мачты оказывается на пути ветра перед анемометром, тем самым влияя на скорость ветра непосредственно у анемометра. Нормализованный график для анемометров на высоте 51 и 49 м, представленный на Рис. 1-4, показывает значительное затенение на высоте 49 м для западных ветров.
Рис. 1-4 Нормализованный график скорости ветра для высот 49 и 51 м для мониторинговой мачты вблизи Атырау (Карабатан)
Было установлено, что эффект затенения мачтой имел место для западных ветров, что подтверждается резким повышением графика на представленном выше рисунке. Условия этого затенения были подробно изучены, и были произведены соответствующие корректировки для каждого анемометра, установленного по бокам мачты.
Анализ данных метеомачты
Сводная статистика по ветровым данным рассматриваемой площадки (с учетом корректировки данных вследствие затенения мачтой) приведена в Таблице 1-3.
Таблица 1-3
Период записи
Дата
Время
Начало
Окончание
2006/10/04
2007/10/30
12:00
11:40
Ветровая статистика
Уровень 1
Уровень 2
Уровень 3
Высота над уровнем земли (м)
Минимальная скорость ветра (м/с)
Средняя скорость ветра (м/с)
Максимальная скорость ветра (м/с)
Порывы ветра (м/с)
Интенсивность турбулентности IEC (15 м/с)
51.0
0.0
6.82
21.2
27
9.8 %
49.0
0.0
6.74
29.4
26
10.6 %
26.5
0.0
5.96
20.4
26
11.6 %
Статистика состояния окружающей среды
Минимум
Среднее
Максимум
Температура (°С)
Давление (кПа)
-24.5
991.0
11.9
1020.6
39.1
1048.0
Графики изменения средней скорости ветра в течение суток для всех трех анемометров представлены на Рисунке 1-5.
Рис. 1-5 И зменение средней скорости ветра в течение суток для метеомачты Карабатан на высоте 51 м (красный), 49 м (синий) и 26.5 м (фиолетовый) н.у.з.
Как видно на Рис.1-5, максимальная скорость ветра для двух верхних анемометров наблюдалась примерно с 2:00 до 3:00 часов ночи (с меньшим пиком скорости ветра в дневное время около 15:00-17:00). В противоположность этому, максимальная скорость ветра на нижнем анемометре была зафиксирована днем примерно с 13:00 до 17:00. Минимальные скорости ветра для всех трех уровней наблюдались в 8:00-10:00 часов утра.
График среднего ветрового сдвига между разными уровнями метеомачты в течение суток показан на Рис.1-6.
Рис. 1-6 Суточное распределение ветрового сдвига между 51 и 26,5 м (красный) и между 49 и 26,5 м (синий) для мониторинговой мачты вблизи Атырау (Карабатан)
Как показано на предыдущем рисунке средние значения экспоненты ветрового сдвига ночью составляют примерно 0,3 и понижаются до 0,1 в течение дня, когда из-за повышения температуры вертикальное перемешивание воздушных масс уменьшает разницу в скорости ветра в зависимости от высоты над поверхностью земли.
Распределение скорости ветра и параметры Вейбулла на высоте 50 м для данной площадки представлены ниже на Рис. 1-7.
Рис. 1-7 Распределение скорости ветра и параметры Вейбулла на высоте 50 м для мониторинговой мачты вблизи Атырау (Карабатан)
Распределение скорости ветра на высоте 50 м и наиболее подходящая кривая Вейбулла демонстрируют, что распределение скорости ветра может быть должным образом скорректировано по распределению Вейбулла, которое спрогнозировано на основе заданного периода сбора данных на рассматриваемой площадке.
Рис. 1-8 Распределение направления ветра (слева) и энергии (справа) на высоте 51 м для мониторинговой мачты вблизи Атырау (Карабатан)
Розы направления ветра и энергии, согласно измерениям, проведенным на высоте 51 м, представлены на Рис. 1-8. Направления ветра распределены достаточно равномерно по всем румбам с наиболее частыми восточными ветрами. Распределение энергии в целом отражает распределение направлений ветра с широким разбросом, но при этом все же наибольшая доля энергии относится к восточным и западным ветрам.
Рис. 1-9 Среднемесячные скорости ветра на высоте 51 м для мониторинговой мачты вблизи Атырау (Карабатан)
Распределение скорости ветра по месяцам, представленное на Рис. 1-9, демонстрирует достаточное постоянство среднемесячных скоростей ветра. Скорости ветра со значениями немного выше среднего наблюдаются в первой половине года, тогда как с июля до ноября значения скоростей ветра немного ниже среднего. Следует отметить, что процент восстановления данных декабря составил лишь 23,21%, таким образом, представленное среднее значение необязательно является показательным. Остальные зимние месяцы имеют более низкий процент восстановления данных по сравнению с теплыми месяцами, что объясняется обледенениями анемометра. Представленное распределение ветра по месяцам было рассчитано на основе данных, собранных в течение 12 месяцев, тогда как распределение на основе долгосрочных данных может иметь несколько иной вид.
