5.4. Требования к выбору мест размещения вэу
Выбор мест размещения ВЭУ должен производиться в районах с благоприятными ветровыми условиями, обеспечивающими экономическую целесообразность использования энергии ветра.
В районах со среднегодовыми скоростями ветра от 6 м/с и выше использование энергии ветра становится выгодным для ВЭУ любого назначения в широком диапазоне мощностей.
Проектирование ветроэнергетических систем для районов со среднегодовыми скоростями ветра ниже 6 м/с требует дополнительного обоснования с расчетом ожидаемой выработки энергии и ее сопоставления с расчетом потребности и оценкой приемлемости полученных результатов по экономическим показателям для конкретных потребителей.
Наиболее благоприятными местами считаются возвышенные и равнинные участки, места, близкие к морским побережьям, долинам больших рек и водоемов.
Следует избегать мест с вогнутой формой рельефа, а также вблизи леса, жилых домов и производственных объектов, которые могут помешать беспрепятственному подходу воздушных масс к ветроустановке.
При этом необходимо обратить внимание на исключение помех на пути ветра в направлениях, несущих преобладающую часть энергии.
Проект ВЭУ должен предусматривать размещение на огражденной территории, недоступной для посторонних лиц. В противном случае предусматривается ограждение вокруг ветроагрегата, причем входная дверь ограждения должна быть закрыта на замок, и на ней, а также на башне ветроагрегата должны быть установлены предупреждающие плакаты техники безопасности.
Ветроустановка должна быть удалена от жилых помещений, лечебных учреждений, школ и домов отдыха на расстояние, обеспечивающее снижение уровня шума, создаваемого работающей ВЭУ, до уровня 45 дБ.
Место для сооружения ветроустановок должно находиться вне отведенной территории расположения железных дорог и автомобильных трасс, линий электропередач, магистральных газопроводов, кабельных и водопроводных трасс.
Ветроустановки не должны устанавливаться на пути основных трасс перелетных птиц, а также размещаться вблизи их массовых гнездовий.
Выбранное место для сооружения ветроустановок должно быть согласовано с местной администрацией района размещения ВЭУ.
5.5. Расчет выработки энергии вэу с использованием данных наблюдений за скоростью ветра на метеостанциях
На первом этапе оценка ветровых условий проводится на основе анализа результатов наблюдений на ближайших метеостанциях района предполагаемого использования ВЭУ.
Данные наблюдений можно получить в территориальных управлениях по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, найти в «Справочнике по климату России» или в «Новом аэроклиматическом справочнике». При ознакомлении с данными конкретной метеостанции, кроме данных по ветру, необходимо получить сведения о рельефе местности и степени открытости площадки метеостанции действию ветров разных направлений. Каждая метеостанция имеет такую характеристику, опубликованную в «Справочнике по климату России», выполненную в соответствии с классификацией В. Ю. Милевского по 8 направлениям.
На практике используются два варианта расчета возможной выработки энергии. Первый – с использованием результатов наблюдений на метеостанциях, в которых повторяемость скоростей ветра приводится по шести градациям: 2 – 5; 6 – 9; 10 – 13; 14 – 17;18 – 20 и более 20 м/с.
Второй вариант расчета основан на использовании аппроксимации экспериментальных данных повторяемости скоростей ветра двухпараметрическим распределением Вейбулла.
Данные по скорости ветра для метеостанций относятся к высоте 10 м над уровнем поверхности земли и нормальным климатическим условиям: атмосферному давлению 760 мм рт. столба и температуре воздуха +15°С. Для расчета выработки энергии ВЭУ, имеющих высоту башни больше или меньше 10 м, среднюю скорость ветра следует пересчитать по следующей формуле:
(5.7)
В табл. 3.5 приведены данные Главной геофизической обсерватории (ГГО), рекомендуемые для пересчета скорости ветра от уровня размещения анемометра (10 м) на иной уровень размещения ветроколеса ВЭУ. Данные таблицы применимы для Европейской территории России, для Казахстана и Сибири.
Таблица 5.5 – Возрастание скорости ветра с высотой в нижнем 100-метровом слое атмосферы
Времена года |
Высота, м |
Показатель степени, m |
|||||
10 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
||
Зима |
1 |
1,12 |
1,26 |
1,35 |
1,43 |
1,50 |
0,17 |
Весна |
1 |
1,17 |
1,36 |
1,50 |
1,59 |
1,66 |
0,22 |
Лето |
1 |
1,18 |
1,40 |
1,55 |
1,67 |
1,76 |
0,24 |
Осень |
1 |
1,12 |
1,26 |
1,35 |
1,43 |
1,50 |
0,17 |
ГОД |
1 |
1,15 |
1,32 |
1,44 |
1,53 |
1,60 |
0,20 |