Местоположение наиболее перспективных площадок для установки ВЭУ

Название	Высота над уровнем моря, м	Удаление от МСНовиково, км	Среднемногол. скорость ветра, м/с	Уд. мощность ветрового потока, Вт/м2	«Свободная» площадь под размещение ВЭС, км2
МС Новиково			3,8		-
точка 1		1,4	5,3		1,68
точка 2		3,4	6,0		1,3
точка 3		4,6	6,6		1,6

 

Рис. 7. Ландшафт местности в радиусе 5 км от МС Новиково и местоположение трех предварительно выбранных площадок

Рис.8. Ландшафт местности в радиусе 5 км от МС Новиково и местоположение трех предварительно выбранных площадок

 

Но лучше использовать специальные программы, например Wasp. На рисунке 9 представлены региональные карты распределения средней скорости ветра (или удельной мощности ветра) в радиусе 5 км от МС Новиково, построенные по наблюдениям на МС Новиково на высоте 10 м с использованием программы Wasp. При построении региональных карт принималась шероховатость 0,03 м, что соответствует условиям открытой ровной местности согласно классификации Милевского.

Наибольший ветроэнергетический потенциал наблюдается в точках 2 и 3, но они находятся в условиях более сложного рельефа и отсутствия дорог, строительство ВЭС в этих точках потребует создания транспортной инфраструктуры. Точка 1 расположена наиболее близко к МС Новиково и рядом находится дорога. Таким образом, предлагается использовать площадку под строительство ВЭС в точке 1.

 

Т.3

Т.2

Новиково

Т.1

 

Рис. 9. Распределение среднемноголетней скорости ветра на высоте
10 метров в радиусе 5 км от МС Новиково

 

5.2 Грубая оценка площади земли для размещения ВЭС

Предварительно необходимо оценить максимальное количество ВЭУ , входящих в состав ВЭС по формуле:

, (6)

где P_max - максимальная мощность графика нагрузки.

Далее производится оценка максимально доступной площади F_дос под размещение не менее чем для двух моделей ВЭУ по формуле:

F_дос * S₁, (7)

 

где S₁ - необходимая площадь для одной ВЭУ S₁ определяется исходя из условия минимума аэродинамических потерь энергии от затенения ВЭУ друг друга, т.е. по формуле:

S₁ = (k×D) ²,(8)

т.е. ВЭУ на площадке размещены рядами на одинаковом расстоянии k×D друг от друга (k рекомендуется выбирать от 8 до 10). Параметры ВЭУ для оценки площади под размещение ВЭС представлены в таблице 10.

Таблица 10

Модель	Производитель	Nуст, кВт	D, м
Northwind 100	Northernpower
29-225	AeronauticaWindpower
33-225	AeronauticaWindpower
GEV MP R	Vergnet
KWT 300	Komai
47-750 kW	Norwin
G52-850	Made (Gamesa)
G58-850	Made (Gamesa)

 

Пример:Оценить максимально доступную площадь под размещение ВЭС.

Дано: максимальная мощность графика нагрузки - 40 МВт; параметры выбранных моделей ВЭУ для установки на площадке представлены в таблице 11.

 

 

Таблица 11

Вар	, МВт	D, м	шт	S1, км2 при к=10	Fдос, км2
				0,72	14,4
	2,5			0,81	12,96
				0,90	11,7

 

Ответ: максимально доступная площадь под размещение ВЭС - 14,4

 

5.3 Моделирование годового ряда скорости ветра для выбранного расчетного года на площадке ВЭС на разной высоте по данным МС-аналога и АМС-аналога

Годовой ряд скорости ветра на площадке МС аналога с интервалом Dt (по данным СБД «Расписание погоды») для выбранного расчетного года приводим к ряду среднечасовых значений скорости (i =1,…, 8760). Значения скорости ветра внутри расчетного интервала времени Dt принимаются либо постоянными (ступенчатая зависимость), либо линейно интерполируются между значениями на начало и конец рассматриваемого интервала времени Dt.

Если ландшафт местности на предполагаемой площадке ВЭС будет существенно меняться по сравнению с местоположением МС, то целесообразно провести моделирование ряда скорости ветра выбранного расчетного года с учетом поправочного коэффициента на ландшафт местности . Определить поправочный коэффициент на ландшафт местности в точке ВЭС по сравнению с площадкой МС допускается для двух типов рельефа:

1 тип - плоский рельеф с естественными и искусственными препятствиями высотой до 100 м (равнинная местность),

2 тип –неплоский равнинно–холмистой и низкогорной местности с высотой до 750 м над уровнем моря. В предгорных и горных районах использование данных ближайших МС для пересчета скорости ветра не рекомендуется.

Для 1 типа учитываются изменения рельефа на площадках ВЭС и МС-аналога по восьми основным румбам в виде поправочных коэффициентов по каждому румбу . Тогда среднечасовая скорость ветра на площадке ВЭС (на высоте 10 м) определяется:

, (9)

где i - порядковый номер наблюдения; j - порядковый номер румба; - поправочный коэффициент на рельеф определяется по формуле:

. (10)

Информация о классах открытости МС в курсовом задана, но также может быть получена из СБД «Флюгер» (разработка кафедры ГВИЭ НИУ «МЭИ»), либо Справочников по климату. Определение классов открытости площадки ВЭС, как правило производится по топографическим картам местности с использованием классификации В.Ю. Милевского (см.табл.П1.1)

Пример: Определите на площадке ВЭС средние скорости ветра по восьми румбам по данным МС аналога: классы открытости и средние скорости по 8 румбам.

По топографическим картам составляем описание местности по восьми румбам от площадки ВЭС. Поскольку форма рельефа ровная, то при определении поправочных коэффициентов на рельеф используем классификацию Милевского. Результаты расчета представлены в таблице 12.

Таблица 12

Румб	С	СЗ	З	ЮЗ	Ю	ЮВ	В	СВ
Описание местности от площадки ВЭС	Форма рельефа плоская, побережье залива	Форма рельефа плоская, Сельскохозяйственные земли	Форма рельефа плоская, поселок 2-х этажные дома	Форма рельефа плоская, побережье залива
, м/с
	1,1	1,1	1,3	1,4	1,4	1,4	0,9	1,1
, м/с	6,9	6,9	6,7	5,6	5,6	5,6	5,1	6,9

Для 2 типа рельефа определяется средневзвешенный поправочный коэффициент на ландшафт местности . Для этого выделяют элементы рельефа различной горизонтальной и вертикальной протяженности (макро–, мезо– и микрорельеф) и определяют эмпирические мезоклиматические и микроклиматические поправочные коэффициенты на рельеф местности k_м (см.табл.П1.2-П1.3). Поправочный коэффициент на ландшафт для неплоского рельефа принимается равным . Далее все значения скорости ветра выбранного расчетного года на площадке МС необходимо пересчитать на площадку ВЭС по формуле:

. (11)

Пересчет модельного ряда среднечасовых значений скорости ветра на площадке ВЭС с высоты флюгера 10 м на высоту h () производится по формуле:

, (12)

где l - порядковый номер месяца; m_l – среднемесячный показатель степенной функции вертикального профиля ветраопределяется по принятой модели .

Таблица П1.1