УДК 551.509.52

АКТУАЛЬНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВЕТРОЭНЕРГЕТИКИ И МЕТОД ПОСТРОЕНИЕ КАРТ СКОРОСТИ ВЕТРА НА СООТВЕТСТВУЮЩИХ ВЫСОТАХ НА ТЕРРИТОРИИ РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН

Тимофеев Андрей Вячеславович
ФГБОУ ВО «Уфимский государственный авиационный технический университет»
студент кафедры «Геоинформационные системы»

Аннотация
В данной статье рассматривается один из способов использования неисчерпаемой энергии – энергии ветра. Также приводится экономическая эффективность использования ветроэнергетики и сравнение её с другими источниками возобновляемой энергии. Предлагается метод для построения карт распределения скорости ветра в Республике Башкортостан на различных высотах.

Ключевые слова: , , , , , , , , ,


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Тимофеев А.В. Актуальность использования ветроэнергетики и метод построение карт скорости ветра на соответствующих высотах на территории Республики Башкортостан // Современные научные исследования и инновации. 2021. № 2 [Электронный ресурс]. URL: https://web.snauka.ru/issues/2021/02/94605 (дата обращения: 23.10.2021).

Использование возобновляемых источников энергии является важным аспектом человеческой деятельности. На текущий момент к наиболее популярным неисчерпаемым источникам энергии относят: гидроэнергию, энергию ветра и энергию солнечного света.

На сегодняшний день можно заметить развитие ветроэнергетики. По сравнению с 2020 годом установленная мощность энергии ветра составила 651 гигаватт (ГВт), когда на 2008 год приходилось лишь 121 ГВт. Таким образом, за 12 лет рост ветроэнергетики составляет около 25-30% ежегодно. Сравнивая с гидроэнергетикой, где рост составляет 3-10% ежегодно, показатели ветроэнергетики заметно выше.

Актуальность использования ветряных электростанций обусловлена множеством факторов. Наиболее важным преимуществом ветряных электростанций это использование неисчерпаемого источника энергии, а именно воздушных потоков, которые являются результатом разности давления в атмосфере. Всё это существенно снижает затраты на добычу, логистику и использования таких ресурсов.

При работе ветряных электростанций нет необходимости использования водных ресурсов, что значительно снижает потребление воды.

Использование ветряных электростанций является экологически безопасным способом получения энергии, так как при их работе не выбрасываются в атмосферу вредные вещества, в отличии от водохранилищ, которые используются для работы гидроэлектростанций и являются источником выброса большого количества парниковых газов.

Кроме этого, одним из основных преимуществ ветроэнергетики является возможность установки ветряных электростанций на изолированных территориях, где нет искусственных источников энергии и труднодоступно или затратна постройка иных электростанций. Так, например, несколько прибрежных арктических зон, являются благоприятными участками для размещения ветряных электростанций и позволяют осуществлять последующее эффективное использование энергии ветра.

Совокупность этих факторов позволяет повысить как экологическую сторону получения энергии, так и заметно снизить стоимость электроэнергии для потребителей.

Для определения местоположения размещения электростанций необходимо учитывать такие параметры как шероховатость рельефа и скорость ветра на различных высотах в конкретной точке.

Шероховатость местности является одним из основных факторов, влияющих на формирование профилей скорости ветра. В качестве сведений о шероховатости рельефа предлагается использовать данные с источника Global Land Cover. У каждого из видов рельефа имеется соответственный коэффициент, который будет учитываться для выполнения расчетов определения скорости ветра на различных высотах.  Скорость ветра возможно получить с различных веб-сайтов содержащие метеорологические сведения, например, rp5.ru. С данных источников возможно получить сведения о скорости ветра на высоте 10 метров, что является стандартной высотой измерения. Для определения скорости ветра на других высотах, предлагается использовать выражение Vh(h/10)^A*V10, где Vh  – скорость ветра на высоте h; A – коэффициент, зависящий от шероховатости поверхности; h – необходимая высота; V10 – скорость ветра на высоте 10 метров. Таким образом, предлагается вычислить скорость ветра на известных точках (метеорологические станции) на разных высотах, а затем с помощью пакета программного продукта для обработки растровых и векторных данных ArсGIS выполнить интерполяцию данных по методу глобального полинома. Таким образом, будут получены слои, которые содержат сведения о скорости ветра на территории РБ.

После проведения оценки различных устройств и программных компонентов был выбран наиболее подходящий метод выполнения интерполяции данных и уравнение для вычисления высот, а также определено наиболее эффективное программное обеспечение для выполнения интерполяции.


Библиографический список
  1. Красовская О., Скатерщиков С., Тясто С., Хмелефа Д. ГИС в системе территориального планирования и управления территорией // ArcReview, 2003. – №3.
  2. Капралов Е.Г., Кошкарев А.В., Тикунов В.С. и др. Основы геоинформатики. Уч. пособие. – М.: Изд. центр «Академия», 2004. – 480 с.
  3. Пиньде Фу. “Веб-ГИС: Принципы и применение”. М., Изд-во Дата+, 2013 год
  4. Кэтрин Керанен и Лин Малон. «Instructional Guide for the ArcGIS Imagery Book», 2017
  5. Ветроэлектрогенераторы. Кривцов В.С., Олейников А.М., и др. | год: 2003
  6. Дробышев А.Д. Потенциальные возможности солнечно-ветровой энергетики в аграрных районах Краснодарского края // Аграрная география в современном мире: сб. науч. тр. / под ред. В.Н. Тюрина. Краснодар: Кубанский гос. ун-т. 2014. С. 241–244.
  7. Шефтер Я.И. Использование энергии ветра// М., Энергоатомиздат, 1983, 199 с
  8. Kaltschmitt M., Wiese A., Steicher W. Renewable energy: technological foundations economic and environmental aspects // Berlin, Heidelberg, New York: Springer. 2007.P. 295–308.
  9. Mikhail A.S. Height extrapolation of wind data// Journal of Solar Energy Engineering. 1985. 107 p.
  10. Kishore V.V.N. Renewable energy Engineering & technology: a Knowledge Compendium//Teri Press, New Delhi. 2008, pp. 445–501.


Количество просмотров публикации: Please wait

Все статьи автора «Тимофеев Андрей Вячеславович»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться:
  • Регистрация