Валовый ресурс энергии ветрового потока

Удельная энергия ветрового потока, поступающего на единицу ометаемой площади ветроколеса в единицу времени (плотность энергии ветрового потока). Для энергетического использования энергии ветра в определенной точке i-й территории на высоте h поверхности земли необходимо знать удельную кинетическую энергию ветрового потока, т. е. энергию воздушной массы (кг) плотностью ρ (кг/м3), поступающей за одну секунду со скоростью u (м/с) на 1 м2 ометаемой площади ветрового колеса

.

Средняя плотность воздуха ρ будет различаться:

в разных точках территории оценки ресурса (потенциала), характеризующихся своими климатическими условиями и высотой территории над уровнем моря;

месяцем, для которого осуществляется оценка, определяющем средние температуры воздуха, его влажность и давление;

высотой оси ветрогенератора от уровня земли, влияющей на изменение перечисленных выше показателей.

Масса воздуха , поступающего на единицу ометаемой площади 1 м2 ветрового колеса за 1 секунду, определяется как

для которой единица измерения может быть представлена следующим образом

С учетом этого формула удельной кинетической энергии ветра может быть преобразована в выражение

с единицей измерения этой энергии

Чтобы перевести количество энергии, поступающей на единичное сечение за одну секунду, в количество энергии, поступающей на него за один час, следует умножить исходное выражение на 3600 секунд. Перевод энергии, измеряемой в , в потребует еще и деления на ту же самую величину - 3600 секунд. В связи с этим можно утверждать, что при переходе от измерения удельной энергии ветрового потока на единицу ометаемой площади в единицах к измерению в исходное выражение не изменяется, т.е.

 

 

Для оценки валовых ветроэнергетических ресурсов понадобятся функции плотностей распределения вероятностей скоростей ветра в i-й ячейке территориальной сетки на высоте h от уровня земли:

t-м интервале времени суток j-го месяца года и

суточном интервале j-го месяца года .

Плотности вероятностей скоростей ветра на t-м интервале времени суток продолжительностью часа позволит в дальнейшем оценить ветроэнергетические потенциалы, необходимые для выбора оборудования ветроэнергетических станций и гибридных систем энергоснабжения с учетом суточных изменений скоростей ветра и суточных графиков нагрузки.

С учетом вероятностных характеристик скоростей ветра точечный часовой удельный ветроэнергетический ресурс в i-й территориальной ячейки на t-м интервале суток j-го месяце может быть оценен в тех же единицах (вт/м2) как

,

где

- начальный момент третьего порядка случайной величины скорости ветра в t-м интервале суток j-го месяца года.

Аналогично оценивается и часовой удельный ветроэнергетический ресурс на суточном интервале j-го месяца

,

где

- начальный момент третьего порядка случайной величины скорости ветра на суточном интервале j-го месяца года.

 

При проведении расчетов необходимо иметь в виду, что и плотность атмосферного воздуха , и функция плотности вероятности распределения скоростей ветра в j-м месяце в точке оценки потенциала будет зависеть от высоты места оценки потенциала над уровнем моря, климатических и метеоусловий в рассматриваемой местности, расстояния (высоты) от поверхности земли (или водного объекта) до оси ветроколеса.

Энергия ветрового потока, поступающая на ометаемую площадь ветроколеса одной ветроэнергетической установки в единицу времени. Оценка производится в квт∙ч/ед.вр. Знание диаметра ветроколеса (м) выбранной для проведения оценки g-й ветроустановки и удельной (на 1 м2) часовой энергии ветрового потока позволяет оценить поступающую на ветроколесо одной ВЭУ всю:

часовую энергию в t-м интервале суток j-го месяца

,

энергию всего t-го интервала суток j-го месяца

,

часовую энергию в j-м месяце

,

энергию j-го месяца

,

годовую энергию за 12 месяцев

,

где

- площадь ометаемой поверхности одной g-й ветроустановкой, м2;

- количество часов в j-м месяце года.

Ветровая энергия, захватываемая ветроэнергетическими установками на рассматриваемой территории. Для оценки пол­ной энергии ветра, захватываемой в ветроэнергетическими установками на территории площадью Si 2), необходимо определить количество установок (шт.), которые могут быть размещены на этой территории. При оценке количества ветроустановок, размещаемых на территории площадью Si2), принимается во внимание необходимость установки ветрогенераторов на расстоянии

друг от друга. В этом выражении - количество диаметров ветроколеса , определяющих расстояние, на котором возмущенный воздушный поток полностью восстанавливается после прохождения препятствия. С учетом этого при допущении о круговой розе ветров занимаемая одной ВЭУ площадь составит

,

а количество ветроэнергетических установок g-го типа на этой территории может быть рассчитано как

.

Суммарная ветровая энергия, захватываемая ветроэнергетическими установками на рассматриваемой территории, составит для:

одного часа t-го интервала суток j-го месяца

всего t-го интервала суток j-го месяца

,

часового интервала в j-м месяце

всех часов j-го месяца

;

двенадцати месяцев года

.

Валовый ветроэнергетический ресурс ветрового потока рассматриваемой r-й территориальной единицы складывается из валовых ресурсов i-х выделенных территорий, в нее входящих, т.е.

и

где

- количество рассматриваемых территорий, входящих в r-ю территориальную единицу.

 

Удельная ветровая энергия, захватываемая ветроэнергетическими установками на единице площади рассматриваемой территории. При известной величине пол­ной энергии ветра, захватываемой в ветроэнергетическими установками на территории площадью Si 2), не представляет особого труда найти значение показателя, характеризующего среднее значение энергии ветра, приходящееся на 1 м2 этой территории, квт∙ч/(ед.вр.∙м2) .

Значение этого удельного показателя составит для:

одного часа t-го интервала j-го месяца

;

всего t-го интервала j-го месяца

часового интервала в j-м месяце

;

всех часов j-го месяца

;

двенадцати месяцев года

.

 






Дата добавления: 2016-12-27; просмотров: 1478; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


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 - 2016-2021 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.016 сек.