CC BY
2
СуяровА. ассистент
Джизакский политехнический институт
Рустамов Ж. студент
Джизакский политехнический институт ПОТЕНЦИАЛ ВЕТРОВОЙ ЭНЕРГИИ И ЕГО ИССЛЕДОВАНИЕ
Аннотация. В данной статье изучены и проанализированы потенциальная эффективность ветряная энергетики и коэффициенты ее полезной работы по регионам.
Ключевые слова: ветровой энергии региона, ветроэнергетической системы, потенциала возобновляемых источников энергии.
Suyarov A. assistant
Jizzakh Polytechnic Institute Rustamov J. student
Jizzakh Polytechnic Institute WIND ENERGY POTENTIAL AND ITS RESEARCH
Annotation. This article studies and analyzes the potential efficiency of wind energy and its efficiency coefficients by region.
Key words: regional wind energy, wind energy system, potential of renewable energy sources.
Исходя из общего определения технического потенциала возобновляемых источников энергии, а также отмеченной выше специфики использования ветровой энергии, можно сформулировать сле -дующее определение/58/.
Технический потенциал ветровой энергии региона — это суммарная электрическая энергия, которая может быть получена в регионе от использования валового потенциала ветровой энергии при современном уровне развития технических средств и соблюдении экологических ограничений.
Технический потенциал региона представляет сумму технических потенциалов составляющих его зон.
Методика определения технического потенциала ВЭ. Один из основных параметров технического потенциала зоны представляет площадь территории S^ м2, которая по хозяйственным и экологическим
соображениям представляется целесообразной для использования ветровой энергии; она равна части q общей площади S, остающейся после вычитания площадей сельскохозяйственных угодий, промышленных и водохозяйственных территорий, парков, жилых, медицинских и культурных строений и др[1].
8Т = д • £ (1)
Значения д являются специфическими для каждой зоны, причем в настоящее время приняты следующие правила:
- утилизация ветровой энергии целесообразна в районах, где среднегодовая скорость ветра не ниже 5 м/с, или, в соответствии с более точным подходом, коэффициент использования установленной мощности ветроэлектрической установки большого класса мощности (более 100 кВт) оказывается не ниже 20 %;
в указанных районах для развитая ветроэнергетики может быть ис -пользовано не более 30 % территории;
- наиболее эффективной является утилизация ветровой энергии с помощью ветроэлектрических установок большой мощности (от 100 до 500 кВт).
Другими важными параметрами технического потенциала являются достижимый технический уровень современных ветроэлектрических установок (по условию - с горизонтальной осью вращения ветротурбины на высоте И = 50 м), выражающийся как максимально достижимая мощность в зависимости от скорости ветра, а также порядок размещения ветроэлектрических установок для максимального использования ветрового потока.
Зависимость мощности ветроэлектрической установки Вт, с
диаметром ветротурбины D, м, от скорости ветра определяется выражением:
М{у) = Ж-Б2 • р(у)-л(у) = Ж-Б2-р-V3 •Л{у), (2)
где — кпд установки при данной скорости ветра.
Средняя мощность ветроэлектрической установки (м), Вт,
приобретает
Выражение
Ж "
= Б2-р£V,3)• г, (3)
8 ,=1
Ее математическое ожидание имеет вид
ж 8
М[М] = \N(V)/(V= Ж-Б2 -р-\ V3 -л(у)• /(V
0 8 о (4)
Порядок размещения ветроэлектрических установок для максимального использования ветрового потока в общем случае зависит от розы ветров на местности.
Если ветры имеют одно преимущественное направление, например, на побережье морей, то, как и при расчете валового потенциала, оптимальная структура ветроэнергетической системы соответствует расположению ветроэлектрических установок в виде рядов, ориентированных перпендикулярно ветру и отстоящих друг от друга на расстоянии 200. При этом на площади 8Т можно разместить 8Т/(20 О2) установок, так что энергия, вырабатываемая в течение года (Т = 8760 ч/год) всеми установками на площади 8Т, т. е. технический потенциал ветровой энергии ЖТ, кВт -ч/год, оказывается равной
щ Ж.г.^., (5) т 1000 20-О2
что при учете выражения (5) дает
п
V
т 100000 1.6 £ г у'' г
Если ветры могут менять свои направления примерно равномерно по румбам, то ветроэлектрические установки целесообразно размещать в шахматном порядке с расстоянием между ближайшими станциями 20Э. При этом на площади 8Т можно разместить 8Т/(10002) установок, так что технический потенциал ветровой энергии Жт, кВт • ч/год, оказывается равным
Жт ^, (7)
т 1000 100-О2
что для (3) дает
т • ж ут
V
т 100000 8 £ '
т. е. в 5 раз меньше потенциала (6).
В более общем случае, когда существует преимущественный сектор направлений ветра, целесообразно обеспечить специальное размещение ветроэлектрических установок на территории и, в таком случае, технический потенциал будет представляться значением промежуточным между (5) и (7).
Следует отметить, что технический потенциал ветровой энергии оказывается независящим от диаметра ветроколеса О т. е. от абсолютной мощности используемых ветроэлектрических установок [2].
Зависимость мощности современных ветроэлектрических установок от скорости ветра Ы^) включает три характеристические значения скорости: минимальное значение, или скорость включения vв, такая что при v<vВ мощности ветро-турбины не хватает даже на преодоление момента сил трения на оси турбины, т. е. Ы^) = 0; расчетное значение vp, такое, что при vв<v<vp ветроэлектрическая установка развивает мощность и достигает номинального или установленного значения ЫР; максимальное значение, или скорость отключения, v0, такая, что в области vр<v<v0 поддерживается
постоянная мощность за счет регулирующих устройств. При v>v0 энергия ветра не используется во избежание поломки установки.
Поэтому зависимость кпд от скорости n(V) является весьма сложной.
Зависимость N(v) является основной технической характеристикой, специфической для каждой ветроэлектрической установки и, строго гово -ря, должна входить в ее паспортные данные. Для оценки современного технического уровня разработок существуют две теоретические модели описания предельных характеристик мощности ветроэлектрической установки, представленные ниже/58/.
В Узбекистане имеется положительный опыт использования ВЭУ серийного изготовления мощностью 3 и 6 кВт в составе пилотной солнечно-ветровой системы электроснабжения объекта телекоммуникации в предгорной зоне, а также ВЭУ мощностью 6 кВт на равнинной местности. Расчеты показали возможность создания ветроэлектростанций мощностью до 200 МВт, используя ветроэнергопотенциал наиболее перспективной зоны территории страны плато Устюрт на северо-западе Узбекистана.
Для развития ветроэнергетики в республике необходимо:
- наладить измерение скоростей ветра на высотах до 150 м в наиболее ветроэнергоперспективных зонах;
- организовать производство ветроэнергетического оборудования на местных машиностроительных заводах [3].
Использованные источники:
1. Suyarov A. Power Loss Minimization in Distribution System with Integrating Renewable Energy Resources//International Journal of Engineering and Information Systems (IJEAIS). - 2021. - Т. 5. - №. 2. - С. 37-40.
2. Hasanov M. et al. Optimal Integration of Photovoltaic Based DG Units in Distribution Network Considering Uncertainties//International Journal of Academic and Applied Research (IJAAR), ISSN. - 2021. - С. 2643-9603.
3. Suyarov A. O. et al. USE OF SOLAR AND WIND ENERGY SOURCES IN AUTONOMOUS NETWORKS//Web of Scientist: International Scientific Research Journal. - 2022. - Т. 3. - №. 5. - С. 219-225.
