Основные энергетические характеристики ветра


1.Среднеинтервальная скорость ветра за период времени T (сутки, месяц, год) – Vсут ; Vмес; Vгод; Vо ( за Т наблюдений не менее 10-12 лет).

 

Среднемноголетняя скорость ветра Vо – исходная характеристика интенсивности ветра в географической точке определяется как средняя арифметическая величина, полученная из ряда замеров через равные промежутки времени:

t = 1 час ( анемометр, погрешность измерения 5-7%)

t = 1 с (мгновенно) – анемограф, погрешность – 1%..

Как правило, анемометр может располагаться на разной высоте от 4 до 60 м, в качестве стандарта в России используют 10 м. Как правило достаточно иметь ряд наблюдений за скоростью ветра порядка 10 -12 лет

позволяет судить в первом приближении о перспективности использования ВЭ в данном районе. Если 4 м/с, то этот регион перспективен для использования ветроэнергетики.

2. Максимальная скорость ветра - это наибольшая скорость ветра, которая может наблюдаться в данном районе за некоторый период времени T. Однако – это вероятностная величина, которая определяется по результатам прошлых лет, наблюдается и прогнозируется на будущий период.

Знания о максимальных скоростях ветра необходимы для выполнения расчетов на прочность отдельных узлов и элементов ВЭУ (башня, лопасти, устройства ориентации – ветроколеса на ветер и т.д.)

Неправильный учет :

- с одной стороны, излишний запас на прочность приводит к утяжелению конструкции и увеличению затрат на строительство;

- с другой стороны, недоучет приводит к поломкам и разрушению.

Раз в 50 лет бывают скорости ветра, превышающие в 5 – 10 раз.

 

3. Порывистость ветра

 

 

Показателем является Кпор:

 

где - скорость ветра в максимальном порыве, усредненная за .

Порывы ветра являются метеорологическим фактором, вызывающим динамические нагрузки на работающий ветроагрегат на высоте конструкции. Кпор с увеличением высоты от поверхости Земли уменьшается, на высоте Н=100 м Кпор =1,1- 1,2, а на высоте Н=10 м Кпор =1,2- 1,4. Также Кпор зависит и от интервала осреднения , с его уменьшением Кпор уменьшается.

 

4. Изменение параметров ветра по времени: суточный и годовой ход ветра

Интенсивность ветра - изменяется в широких пределах, и наряду со случайными изменениями имеют место и закономерные, обусловленные временем года и суток.

Годовой ход ветра - это изменение в течение года среднемесячной скорости ветра Vмi(ti), i=1,….12.

Суточный ход ветра - изменение среднечасовых значений скорости ветра в течении суток Vчj(tj) j=1,…24

 

5. Повторяемость по фактическим даннымпоказывает, какую часть времени в течение рассматриваемого периода дули ветра с той или иной скоростью. С помощью этой характеристики выявляется энергетическая ценность ветра и определяются основные энергетические характеристики, определяют эффективность и целесообразность использования энергии ветра.

Задача по определению повторяемости скорости ветра довольно трудоемкая и сводится к обработке многих рядов наблюдений, как правило не менее 10-12 лет. Для статистической обработки материалов и получения дифференциальной повторяемости используется выражение

 

ti (∆Vi)=mi/n ,

где ti-повторяемость в % (∆Vi - интервал скорости ветра,м/с mi- количество измерений скорости V, попадающий в ∆Vi; n-общее число измерений скорости за рассматриваемый период ∆Vi = Vi max- Vi min.

Стандартно имеется 15 интервалов со следующими значениями: 0-1,
2-3…..16-17; 18-20; 21-24; 25-28; 29-34; 34-40 и более 40 м/с. Численные значения фактической повторяемости скоростей ветра, представленные в климатическом справочнике по градациям ( т.е. интервалы до 18 м/с с шагом -2 м/с, а при более высоких скоростях - 3-6 м/с).

Расчет среднемноголетней скорости (или среднегодовой) ветра V0 (м/с) по заданной дифференциальной повторяемости средних по градациям скоростей t(Vгр) производится по формуле

n

Vо = å Viград * ti(Viград)*10-2 ,

i=1

где Viград , (м/с) - средняя скорость ветра для i-ой градации с повторяемостью ti, n – количество градаций.

Если: V0>5 м/с – хорошие условия для использования энергии ветра в заданной точке А; V0< 3 м/с – не рекомендуется использование энергии ветра в заданной точке А; 3 м/с <V0<5 м/с – можно использовать, но требуется экономическое обоснование целесообразности использования энергии ветра в заданной точке А.

6. Роза ветров – метеоданные о направлении ветра. Направление ветра определяется стороной света, откуда дует ветер.

 

Роза ветров показывает для каждого направления повторяемость за некоторый период времени (месяц, год, несколько лет). В России принято 8 направлений – румбы (см. выше рисунок). Информация о направлении ветра важна особенно, когда ВЭУ размещают в горной местности, вблизи зданий и т.д., т. е. когда возможно их затенение при некоторых направлениях ветра. Направление ветра на МС измеряется в градусах, начиная от С – от 0 до 360. В таблице и на рисунке представлены рекомендуемые соотношения для привязки измерений направлений скорости ветра в градусах к восьми основным румбам, которые будут использованы при построении многолетней розы ветров.

Таблица

С    
22,5  
С-В  
67,5  
В  
112,5  
Ю-В  
157,5  
Ю  
202,5  
Ю-З  
247,5  
З  
292,5  
С-З  
337,5  
С  
   

Рисунок - Рекомендуемые соотношения для привязки измерений направлений скорости ветра в градусах к восьми основным румбам

 

 

7. Кривая обеспеченности F(Vд) показывает вероятность того, что скорость ветра попадающая в i –ыйзаданный диапазон превысит начальную скорость Vimin из этого диапазона и рассчитывается по формуле:

j=i-1

Fi( Vi ) = Fi( Vimin) = 100 % - å tj(Vj) , ( 2.9 )

j=1

где Vimin (м/с) - нижняя граница i-ой градации скоростей, т.е. Vimin £V i < Vimax, а tj(Vj) - дифференциальная повторяемость скоростей ветра,
Fi( Vi ) =Fi( Vimin) - вероятность того, что скорость ветра Vi превысит минимальную скорость ветра из i-го диапазона.

В дальнейших расчетах – эта кривая может быть использована для расчета времени работы и простоя ВЭУ и также при определении параметра a функции Вейбулла.

 

 

8. Коэффициент вариации CV характеризует интенсивность колебания скоростей ветра относительно среднемноголетнего значения V0и может определяется по диффенциальной повторяемости скорости ветра:

 



Дата добавления: 2017-11-21; просмотров: 2079;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.01 сек.