Билет 9.1.Построение атласа ветров

Ветром называется перемещение воздуха в горизонтальном направлении. Направление ветра определяют относительно стран света. Скорость ветра выражается числом метров, которое проходит воздушная масса в одну секунду. Помимо скорости ветра в м/сек, скорость его измеряется еще и в баллах по 12-балльной системе, которая приводится в шкале для визуальной оценки силы ветра. Резкие изменения скорости ветра называют порывами ветра, а такой ветер — порывистым. Внезапное и сильное появление ветра или резкое изменение его по направлению с увеличением силы называется шквалом.

Для каждого участка суши характерны свои ветры. Характер и направление ветров определяются на специальных картах ветровой диаграммой — розой ветров.

Данными для ее построения служат многолетние наблюдения метеостанций. Розы ветров строятся для каждого месяца отдельно.

Атлас ветров – очень важный документ, который позволит оценить изменения ветровогопотенциала страны в условиях изменяющегося климата.В атласе ветров отмечены характерные для данного участка суши ветры.

Атлас позволяет определить места, которые наиболее подходят для создания ветропарков.

Специалисты Республиканского гидрометеоцентра активно продолжают исследования ветрового потенциала Беларуси. В РБ - это северная и северо-западная часть территории Беларуси – Минская, Витебская и Гродненская области. Это связано прежде всего с местным ландшафтом – ветропарки устанавливают обычно на возвышенности. Меньше подходят для этих целей Гомельская, Могилевская и Брестская области. Беларусь обладает значительным ветроэнергетическим потенциалом. Он оценивается в 1600 МВт. На территории нашей страны выявлено около 1840 площадок, где можно устанавливать ветроэнергетические станции и даже создавать ветроэнергетические парки. Годовая выработка электроэнергии может достигать 6,5 млрд. кВт/ч. Эти площадки представляют собой в основном ряды холмов высотой от 250 м над уровнем моря, где фоновая скорость ветра колеблется от 5 до 8 м/с. На каждой из них можно разместить от 3 до 20 ветроэнергетических установок.

2.Особенности передачи электроэнергии от ВЭУ в электрические сети В связи с ростом потребности человечества в энергетических ресурсах все большую актуальность приобретают различные нетрадиционные источники энергии, например, ветер. Последовательность преобразования энергии ветра в электрическую энергию представлена на рисунке.К генераторам ветроэнергетических установок предъявляется ряд специальных требований, отражающих специфику их работы, состоящую главным образом в том, что они приводятся во вращение ветроколесом, режим работы которого определяется скоростью ветра и является непостоянным. Поэтому в отличие от генераторов общего назначения, характеризующихся одной номинальной частотой вращения, для генераторов ветроэнергетических установок специфичной является токоскоростная характеристика (ТСХ), представляющая собой зависимость наибольшего тока, отдаваемого генератором при заданном напряжении (номинальном), от частоты вращения. Если характерные точки ТСХ выбраны неправильно (слишком велика частота вращения, мал максимальный ток), то энергия ветра используется неэффективно и аккумуляторная батарея подвергается чрезмерной нагрузке. Для управления отбираемой от ветроколеса мощностью необходимо иметь регулятор мощности. Поэтому необходимо наличе контроллера с ограничением максимальной мощности (MPPT- controller). Целью MPPT-контроллера является изменить скорость турбины в допустимых пределах, чтобы не превышать номинального значения и не повредить ВЭУ. Преобразователь со стороны ротора может управлять потоком активной и реактивной мощности в цепи ротора. Поскольку функционирование ВЭУ должно быть оптимизировано к изменению скорости ветра, изменение активной мощности в цепи ротора позволит настроить угловую скорость ВЭУ и получить точку работы в оптимальном режиме. Преобразователь со стороны электрической сети должен регулировать напряжение в цепи постоянного тока и обмен реактивной мощностью с сетью.Энергия ветра преобразуется в механическую с помощью ветроколес различных типов. В качестве преобразователей механической энергии в электрическую в ветроэнергетических установках используются генераторы (синхронные генераторы, работающие на сеть постоянного тока через выпрямитель.

Задача:

Кобщ =8,43

Ко = 0,93

среднюю скорость ветра для условий полностью открытой местности с учетом поправочного коэффициента = 53,175