О.О. Волковая, О.С. Третьяков, І.Г. Черваньов. МОДЕЛЮВАННЯ ВІТРОВОГО ПОТЕНЦІАЛУ ЛОКАЛЬНОЇ ДІЛЯНКИ ЛІСОСТЕПУ ДЛЯ ПОТРЕБ ВІТРОЕНЕРГЕТИКИ З ВИКОРИСТАННЯМ ГІС-ТЕХНОЛОГІЙ

https://doi.org/10.15407/ugz2015.04.010
Ukr. geogr. z. 2015, N4:10-16
Автори: 

О.О. Волковая - Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна;
О.С. Третьяков - Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна;
І.Г. Черваньов - Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна.

Резюме: 

Мета публікації - удосконалення, шляхом використання ГІС-технологій, моделі розрахунку середніх швидкостей вітру на ділянках з різним поєднанням фізико-географічних умов для встановлення їх вітроенергетичного потенціалу. Вітроенергетика спирається на використання властивостей території – вітрового режиму та характеру земної поверхні. Через строкатість лісостепового ландшафту, притаманну значній частині території України, велике значення у виборі конкретних ділянок розміщення вітроагрегатів на локальному рівні має пошук найсприятливіших фізико-географічних умов як чинників вітроенергетичного потенціалу. Надалі для таких ділянок слід створювати моделі швидкостей вітру та його часового режиму. Викладено методику і результат застосування моделі прогностичного розрахунку середніх швидкостей вітру для потреб вітроенергетики на основі ГІС-технологій. Серед моделей, які використовуються з цією метою, шляхом порівняльного аналізу обрано чисельну модель MS-Micro/3, яка виявилась найпридатнішою для застосування на ділянках із фізико-географічними характеристиками, подібними до лісостепових ландшафтів північної частини території Харківської області. Розглянуто результати апробації моделі на локальній ділянці. Побудовано поверхню розподілу швидкостей вітру, виявлено ділянки, які найкраще відповідають потребам вибору місць розміщення вітроагрегатів. Виявлено недоліки методики та проблеми, які можуть постати під час моделювання середніх швидкостей вітру на локальних територіях. Проаналізовано отриману похибку середніх швидкостей вітру, запропоновано варіанти уникнення похибок у розрахунках за допомогою цієї моделі. Новизна, географічність та актуальність дослідження визначається тим, що пріоритетними для вибору безпосереднього місця встановлення вітроенергетичних станцій з урахуванням місцевих географічних умов обрано локалізовані (точкові) дослідження.

Ключові слова: 
вітроенергетика, вітроенергетичний потенціал, вітроагрегат, вітропотік, локальна ділянка, ГІС, ГІС-моделювання, середні швидкості вітру, похибки розрахунків
Сторінки: 
10-16
Література: 
1. Achkasov O.O., Tretyakov O.S. (2009). GIS-modeling of wind velocities in central Vovchansk district of Kharkiv region. Problems of Continuing Education and cartography: collection of scientific papers. 9 Issue. Kyiv Institute of Advanced Technology, 13-17. [in Ukrainian].
 [Ачкасова О. О., Третьяков О. С.  ГІС-моделювання швидкостей вітру центральної частини Вовчанського району Харківської області // Проблеми безперервної освіти і картографії: зб. наук. праць. Випуск 9. – К.: Інститут передових технологій, 2009. – С. 13-17.]
2. Velichko S.A., Tretyakov O.S. (2003). Analysis of the spatial and temporal distribution of wind speeds in Kharkiv region as a basis for wind energy potential assessment. Materials of 4th Intern. Interdisciplinary scientific-pract. Conference Modern problems of humanization and harmonization of management. Kharkov: Kharkov National University Publishing, 314-315. [in Ukrainian].
 [Величко С.А., Третьяков О. С.  Аналіз просторово-часового розподілу швидкостей вітру на території Харківської області як основа оцінки вітроенергетичного потенціалу // Матеріали 4-ї Міжнар. міждисциплінарної наук.-практ. конференції «Сучасні проблеми гуманізації та гармонізації управління». – Харків: Вид-во ХНУ. – 2003. – С. 314-315.] 
3. Velichko S.A. (2006). Natural resources provision for hybrid solar-wind power systems (within Ukraine flats territory): Abstract thesis... candidate geography sciences: 11.00.11. Kharkiv: V.N. Karazin Kharkiv National University. [in Ukrainian].
 [Величко С.А. Природно-ресурсне забезпечення гібридних геліо-вітроенергетичних систем (в межах рівнинної території України): автореф. дис. …канд. геогр. наук: 11.00.11. – Харків : ХНУ ім. В.Н.Каразіна, 2006. – 20 с. ]
4. Wind power. Ed. D. de Renzo: Trans. from English; ed. Shefter J.I. (1982). Moscow: Energoatomizdat. [in Russian].
 [Ветроэнергетика / под ред. Д. де Рензо: Пер. с англ.; под ред. Я. И. Шефтера. – М.: Энергоатомиздат, 1982. – 272 с.]
5. Energy Strategy of Ukraine to the year 2030. http://zakon4.rada.gov.ua/laws/show/n0002120-13 [in Ukrainian].
 [Енергетична стратегія України до 2030 року. http://zakon4.rada.gov.ua/laws/show/n0002120-13]
6. Kuznetsov M.P. (2010). Forecasting methods of wind power stations electricity production. Renewable energy. 3, 42-48. [in Ukrainian].
 [Кузнєцов М.П. Методи прогнозування виробітку електроенергії вітровими електростанціями // Відновлювана енергетика. – 2010. – № 3. – С. 42-48.]
7. Syrotiuk M. I. (2008). Renewable energy sources: manual. Lviv: Publishing center of Ivan Franko Lviv. National University. [in Ukrainian].
 [Сиротюк М. I. Поновлюванi джерела енергiї: навч. посiбник. – Львiв: Видавничий центр Львiв. нац. ун-ту iм. Iвана Франка, 2008. – 247 с.]
8. Smerdov A.A., Bulba Ye.M. (2011). Statistical characteristics of wind speed in Poltava region. Journal of Poltava State Agrarian Academy, 1, 153-157. [in Ukrainian].
 [Смердов А. А., Бульба Є. М. Статистичні характеристики швидкості вітру в регіоні м. Полтави // Вісник Полтав. держ. аграр. академії. – 2011. – № 1. – С. 153-157.]
9. Beaucage P., Brower M. C., Tensen J. (2014). Evaluation of four numerical wind flow models for wind resource mapping. Wind Energy. V. 17, 2, 197-208. 
10.  Cataldo J.. Zeballos M. (2009). Roughness terrain consideration in a wind interpolation numerical model. 11th Americas Conference on Wind Engineering. San Juan, Puerto Rico.
11. Comparison of WAsP, MS-Micro/3, CFD, NWP, and Analytical Methods for Estimating Site-Wide Wind Speeds / VanLuvanee D. et al. (2009) // Proceedings from AWEA Windpower. 
12. Guide to Meteorological Instruments and Methods of Observation (2012). WMO, 8. Geneva. http://library.wmo.int/opac/index.php?lvl=notice_display&id=12407#. VYmr9WTwmGM
13. Johnson G. L. (2006). Wind Energy Systems. Kansas: Kansas State University. 
14. Volkovaia О. О., Tretyakov O. S. (2014). Geoinformational support of wind power development at the local level. Problems of continuous education of geographical education and cartography. Kharkiv: V.N. Karazin Kharkiv National University 19. 117-120 [in Ukrainian: name of the edition].
 [Volkovaia О. О., Tretyakov O. S.  Geoinformational support of wind power development at the local level // Проблеми безперервної географічної освіти і картографії. – Харків: ХНУ ім. В. Н. Каразіна, 2014. – Вип. 19. – С. 117-120.]