 |
Пример расчёта ветроэнергетического кадастра Мезенского района
|
|
|
|
(метеостанции №45 и №100)
Охарактеризуем ветровую обстановку Мезенского района.
Основными характеристиками ветроэнергетического кадастра являются:
1 - среднегодовая скорость ветра;
2 – годовой и суточный ход ветра;
3 – повторяемость скоростей, типы и параметры функций распределения скоростей;
4 – максимальная скорость ветра;
5 – распределение ветровых периодов и периодов энергетических затиший по длительности;
6 – удельная мощность и удельная энергия ветра;
7 – ветроэнергетические ресурсы района.
Средние скорости ветра
Основной характеристикой ветра, определяющей его интенсивность и эффективность использования ветровой энергии, является его средняя скорость за определённый период времени (сутки, месяц, год).
Таблица 1. Среднемесячная и среднегодовая скорость ветра в Мезенском районе
| Скорость ветра по месяцам, м/с | Среднегодовая скорость ветра, м/с | |||||||||||
| I | II | III | IV | V | VI | VII | VIII | IX | X | XI | XII | |
| 4,95 | 5,0 | 4,8 | 4,65 | 5,0 | 5,0 | 4,5 | 4,5 | 4,6 | 4,8 | 4,8 | 5,0 | 4,8 |
Среднегодовая скорость ветра определится (по формуле 4.7):
1/12(4,95+5,0+4,8+4,65+5,0+5,0+4,5+4,5+4,6+4,8+4,8+5,0) = 4,8 м/с
Вертикальный профиль ветрового потока определяется по формуле (4.8):
где – Vh1 – скорость ветра, измеренная на высоте 10 м, м/с;
Vh2 – скорость ветра на высоте z2;
m – показатель степени, 0,2.
В соответствии с таблицей 1 и рис.1 определим среднемесячные и среднегодовые скорости ветра на разных высотах.
Таблица 2. Средняя скорость ветра на разных высотах в г. Мезень, м/с
| Высота над Землёй,м | месяцы | Год | |||||||||||
| I | II | III | IV | V | VI | VII | VIII | IX | X | XI | XII | ||
| 4.95 | 5.0 | 4.8 | 4.65 | 5.0 | 5.0 | 4.5 | 4.5 | 4.6 | 4.8 | 4.8 | 5.0 | 4.8 | |
| 5.5 | 5.6 | 5.6 | 5.4 | 5.6 | 5.9 | 5.3 | 5.3 | 5.2 | 5.4 | 5.4 | 5.6 | 5.5 | |
| 6.0 | 6.1 | 6.1 | 5.9 | 6.3 | 6.5 | 5.8 | 5.8 | 5.6 | 5.8 | 5.8 | 6.05 | 5.95 | |
| 6.2 | 6.3 | 6.5 | 6.3 | 6.8 | 7.0 | 6.3 | 6.3 | 5.8 | 6.0 | 6.0 | 6.3 | 6.3 | |
| 6.5 | 6.5 | 6.8 | 6.6 | 7.1 | 7.35 | 6.6 | 6.6 | 6.0 | 6.3 | 6.3 | 6.5 | 6.6 | |
| 6.7 | 6.7 | 7.2 | 6.9 | 7.5 | 7.75 | 7.0 | 7.0 | 6.2 | 6.5 | 6.5 | 6.7 | 6.9 | |
| 6.9 | 6.9 | 7.3 | 7.1 | 7.7 | 8.0 | 7.2 | 7.2 | 6.4 | 6.7 | 6.7 | 6.9 | 7.1 | |
| 7,1 | 7,2 | 7,6 | 7,4 | 8,0 | 8,4 | 7,5 | 7,5 | 6,6 | 6,9 | 6,9 | 7,2 | 7,4 | |
| 7,3 | 7,4 | 7,8 | 7,6 | 8,2 | 8,6 | 7,7 | 7,7 | 6,8 | 7,1 | 7,1 | 7,4 | 7,6 | |
| 7,5 | 7,5 | 8,0 | 7,7 | 8,3 | 8,8 | 7,9 | 7,9 | 6,9 | 7,2 | 7,2 | 7,5 | 7,7 |
|
|
|
Повторяемость скоростей ветра
Повторяемость скоростей ветра показывает, какую часть времени дули ветры с той или иной скоростью. В соответствии с Приложениями 2 и 3 в таблицах 3 и 4 приведена повторяемость скоростей ветра в процентах и днях в г. Мезень.
Таблица 3. Повторяемость скоростей ветра в г. Мезень на разных высотах, %
| Среднегодовая скорость ветра, % | ||||||||||||||||||||
| 0,5 | ||||||||||||||||||||
| h1 = 10м, V = 4.8 м/с | % | 3,0 | 4,7 | 9,2 | 12,1 | 15,4 | 11,8 | 9,0 | 8,0 | 4,3 | 3,0 | 1,6 | 1,3 | 0,8 | 0,7 | 0,4 | 0,4 | 0,3 | ||
| h2 = 20м, V = 5.5 м/с | % | 1,5 | 3,4 | 6,3 | 9,7 | 12,5 | 14,9 | 14,6 | 13,0 | 9,5 | 5,3 | 3,5 | 2,5 | 1,3 | 0,5 | 0,2 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | |
| h2 = 30м, V = 5.95 м/с | % | 1,0 | 2,6 | 4,8 | 8,0 | 11,0 | 13,8 | 15,0 | 13,9 | 11,4 | 8,0 | 4,9 | 3,0 | 1,5 | 0,6 | 0,2 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | |
| h2 = 40м, V = 6.3 м/с | % | 0,9 | 2,3 | 4,3 | 7,3 | 10,3 | 13,1 | 14,4 | 13,8 | 11,8 | 8,8 | 5,9 | 3,7 | 1,8 | 1,0 | 0,4 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | |
| h2= 50м, V=6,6 м/c | % | 0,8 | 2,1 | 3,9 | 6,6 | 9,5 | 12,2 | 13,7 | 13,7 | 12,1 | 9,5 | 6,6 | 4,3 | 2,0 | 1,2 | 0,6 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | |
| h2 = 60м, V = 6.9 м/с | % | 0,6 | 1,7 | 3,0 | 5,3 | 8,0 | 10,6 | 12,5 | 13,5 | 12,8 | 11,0 | 8,2 | 5,7 | 3,5 | 1,9 | 0,8 | 0,4 | 0,2 | 0,2 | |
| h2=70м, V = 7,1 м/с | % | 0,5 | 1,2 | 2,7 | 5,0 | 7,4 | 10,0 | 11,8 | 13,1 | 12,9 | 11,3 | 8,7 | 6,4 | 4,3 | 2,6 | 1,3 | 0,6 | 0,3 | 0,2 | |
| h2 = 80м, V = 7.4 м/с | % | 0,5 | 0,8 | 2,5 | 4,6 | 6,8 | 9,2 | 11,3 | 12,7 | 13,0 | 11,4 | 9,2 | 6,9 | 4,7 | 3,0 | 1,6 | 0,8 | 0,4 | 0,3 | |
| h2 = 90м, V = 7.6 м/с | % | 0,4 | 0,7 | 2,3 | 4,4 | 6,4 | 8,6 | 10,9 | 12,3 | 13,1 | 11,5 | 9,6 | 7,4 | 5,1 | 3,3 | 1,9 | 0,9 | 0,5 | 0,4 | |
| h2 = 100м, V = 7,7м/с | % | 0,4 | 0,7 | 2,2 | 4,3 | 6,2 | 8,0 | 10,5 | 11,9 | 13,2 | 11,6 | 9,8 | 7,7 | 5,5 | 3,6 | 2,1 | 1,0 | 0,6 | 0,5 |
Таблица 4. Повторяемость скоростей ветра в днях в г. Мезень
| Высота, м | Среднегодовая скорость ветра, м/с | 0,5 | |||||||||||||||||
| 4,8 | |||||||||||||||||||
| 5,5 | |||||||||||||||||||
| 5,95 | |||||||||||||||||||
| 6,3 | |||||||||||||||||||
| 6,6 | |||||||||||||||||||
| 6,9 | |||||||||||||||||||
| 7,1 | |||||||||||||||||||
| 7,4 | |||||||||||||||||||
| 7,6 | |||||||||||||||||||
| 7,7 |
|
|
|
Рис. 1 Кривая повторяемости средней скорости ветра вг. Мезень на высоте 70 м по таблице 4
Распределение рабочих периодов и периодов простоя ВЭУ по длительности
Если начало работы ВЭУ принять при средней скорости ветра 3,0 м/с, то рабочий период составит в году:
1. На высоте 10м (таблица 4) рабочий период времени составит в году:
365дней∙71% = 259 дней∙24часа = 6216 часов в году.
2. На высоте 50 м (таблица 4) рабочий период составит:
365 дней∙ 86,6% = 316 дней∙ 24 часа = 7584 часа в год.
3. На высоте 70 м (рис. и таблица) рабочий период составит:
365 дней∙ 88,9% = 324 дней∙ 24 часа = 7776 часов в год.
4. На высоте 100 м (рис. и таблица) рабочий период составит:
365 дней∙ 92,2% = 337 дней ∙ 24 часа = 8088 часов в год.
|
|
|
