НОВИ КНИГИ :

 • Вятърни турбини  • Новата енергетика  • Фотоволтаични  генератори

 • Aвтомобилна революция • Хидрокинетични  електроцентрали 

    Видео на новоизобретена вятърна турбина вижте тук.

Е К О В А Т   АД

Оценка на вятърна енергия за производство на електричество

3 D измерване на скорост на вятъра и локален ветроатлас за вятърен парк

Ветроенергийният бизнес през последната година се развива много бързо в България благодарение на редица благоприятни бизнес условия за него, дефинирани в Закона за енергетиката от 2003 г., както и неговата перспектива за ежегодно увеличение на доходите от продажба на електричество, заложени в закона.

Нов тласък на този бизнес даде 50%-тното увеличение на изкупната цена на генерираната електроенергия от вятърни централи. Tова предизвика голям интерес не само сред чуждите инвеститори, но и за нашите. Досегашната практика в този бизнес показа, че повечето фирми, които вече инвестираха и експлоатират вятърните централи у нас не са имали нищо общо с енергетиката преди това. Този факт е най-очевидното доказателство, че автоматично работещите ветроелектроцентрали, които се управляват от електроразпределителните предприятия, са успешен бизнес, защото вятърът е безплатен,  а оперативните разходи са минимални, защото те работят без персонал.

За всеки ветроенергиен проект, както за единична вятърна турбина, така и за вятърен парк, са нужни продължителни измервания на вятъра и други климатични характеристики. Използваният от нас метод на дифернцирано измерване на скоростта на вятъра и другите характеристики позволява чрез използването на математически модел да се комбинират метеорологичните данни с измерваните по долуописания метод. Целта на комбинираното използване на статистическите метеоданни и измерените по 3D-метода е многократно по-бързо да се получат достатъчно достоверни резултати за ветроенергийния одит.

Метереологичните данни за вятъра се характеризират с една посока и сила в едно измерение. Тази начин на измерване на скорост на вятъра е напълно достатъчен, за да се анализира макродвижението на въздушни маси над дадена страна и континент, с оглед метереологичните прогнози. Но такива данни са  недостатъчни, за да се разбере детайлно енергийният характер на вятъра и да може в крайна сметка да се получи пълната обемна картина на движението на въздуха за точно определено място, където се проучват възможностите за ветроенергийно производство.  Скоростта на вятъра в приземния въздушен слой, където работят ветротурбините, никога не е хоризонтална и въздушният поток никога не е ламинарен. Той е толкова по-променлив и турбулентен, колокото е по-неравна и пресечена местността и колкото ландшафтът е по-разнообразен. В България, където топографският профил и ландшафтът са разнообразни, задължително следва да се прилагат специфични методи за ветроизмерване и ветроодит. В равнините на Дания, Холандия и Германия, където работят над 20 000 ветротурбини,  не винаги е задължително необходимо използаването на специални методи и апаратура за 3D мерене. Често там е достатъчно да се измерва само хоризонталния вятър.

Контролното 3D ветроизмерване, което правим на всяко одитирано място, има за цел да уточни редица важни особености на енергийните характеристики на въздушния поток. Заснемането на ветроданните не е за статистически цели. Подобна многогодишна статистика съществува и ние ползваме данни от нея, които  допълваме с получените на място, но не за количествено увеличаване на статистиката, а като установени характерни за мястото качества на вятъра. Причината за това е, че конвенционалните метереологични измерителни средства и методи не отчитат напълно ветродинамиката и съответните качества на вятъра като турбуленция, вертикална компонента, изменението на посочените и други характеристики във височина над терена, както и частта от кинетичната енергия, която може да се трансформира в електрическа от различните видове ветроелектрогенератори. За да получим интересуващите ни резултати ние използваме специален метод на измерване и съответния софтуер, чрез който отчитаме ветродинамиката във всички пространствени направления и оценяваме потенциала на всяко място за използването му за ветроенергетика, съобразно техническите възможности на турбините да преобразуват вятърната енергия в електрическа .

Общоприетата система за тримерен ветродинамичен анализ на движещи се флуиди (в т.ч. и въздуха) в аеродинамиката е тримерната координатна система на Декарт. В нея вятърният вектор V  се проектира върху двойка взаимно перпендикулярни оси х и у в хоризонтална равнина. А във вертикална посока проекцията на V е по ос z. Тази добре позната триосева координатна система е ориентирана с оста си х на север. А посоката на вятъра се дефинира с ъгъла между проекцията му Vx и северното направление.  Vy и  Vz са останалите две проекции на вектора на вятъра V. При така дефинираната система, резултантният (действителният) вятър V е векторна сума от проекциите си по трите оси, а хоризонталният вятър - векторен сбор от  Vx и Vy. Такъв диференциран анализ е необходим за правилния избор на всяка еднороторна хоризонтално осева ветротурбина, която работи самостоятелно, защото хоризонталните компононенти на вятъра са ветроенергозначими, а не вертикалните, които имат нежелано въздействие върху електропроизводството на ветроагрегатите.  Вертикално осевите турбини имат съществено различни характеристики от тези на хоризонтално осевите и тук не се спираме на тях, защото те имат приложение в специфични случаи.  Покомпонентната оценка на ветроскоростта има съществено заначение, за да се отсее кинетичната енергия на вятъра, която може да бъде трансформирана в електрическа от различните видове турбини и тази част от  ветровия кинетимен потенциал, която се губи.

Когато става въпрос за двуроторен хоризонтално осев ветроагрегат, тогава ветродинамичният анализ се прави не за един, а за  двойката контравъртящи се ротори. При това имат значение не само геометричините и аеродинамичните параметри на роторите, но и разстоянието между тях, защото задължително се отчита и интереференцията по-между им, с оглед максималното енергопроизводство на двуроторния агрегат като цяло, а не за отделно взет ротор.

Ние разполагаме с необходимата апаратура и софтуер за диференцирано измерване и анализиране на тримерните характеристики на вятъра в мястото на монтиране на ветротурбините, което има решаващо значение за техния избор с оглед ефективното електропроизводство десетки години след това.

По принцип, колкото по-продължителни са ветроизмерванията, толкова по-обективни са получените резултати. Най-продължителни са метереологичните ветроизмервания у нас и по света. У нас има климатична статистика от много десетилетия. Тя показва значителни разлики в годините, които надхвърлят 40% за ветрохарактеристиките, поради което при всяко конкретно продължително ветроизмерване, дори и едногодишно, очакваната грешка е значителна. Затова статистическите бази данни  (от най-различни източници) носят по-точна информация, макар и да нямат необходимата диференциация, която е задължителна за всеки ветроенергиен одит.  Статистиките, получени от недиференцирано измерени данни са стартова база за нашите ветроенергийни анализи. Но тя не е достатъчна, най-малкото защото ветроизмерителните станции не са гъсто разположени на територията на страната и статистиката е от едномерни измервания. Получените резултати от диференцираното измерване имат смисъл само за определено място, защото са строго специфични и зависят от околния ландшафт и топографския микро и макропрофил. За  да бъде ветроодита достатъчно точен, данните от ветростатистиките задължително се прецизират за всяко конкретно място с диференцирани измервания по  гореописания 3D метод. Неговото комбинирано използване със статистическата ветроклиматична информация е най-подходящият подход за извършване на ветроодит на място за сравнително непродължително време. Следва да се има предвид, че през последните десетилетия има определена тенденция за усилване на ветровете у нас, което е по различни причини, но глобалното затопляне и засушаването  имат съществено влияние върху тези процеси. Затова ветростатистическите данни следва да се приемат като такива с известно занижение на ветроскоростите, с оглед на бъдещите прогнози, тъй като глобалното затопляне има очевидна тенденция към засилване, поне през следващото десетилетие.

Благодарение на комбинираното използване на наши 3D измервания и ветростатистики, включително и корелирана ветростатистика, базирана на различни източници, като БАН, авиацията, речния и морския флот и други ние вече сме разработили подробни ветроатласи за редица области у нас, които са най-подходящи за ветроенергетика. По този начин, на основание контролни замервания на опредзелени конкретни места, ние можем да направим  ветроенергиен одит за сравнително късо време. Тези измервания позволяват да се оцени енергията на въздушния поток, който е енергийно оползотворим от ветроагрегатите, а не изобщо. По принцип ефективността на ветроагрегатите е невисока. Тя много съществено зависи от преобладаващите ветроскорости на местата, определени за ветротурбините. Затова само оценката на енергията на въздушния поток е недостатъчна за правилното проектиране на вятърна електроцентрала. И точно по тази причина ние извършваме и оценка на вятърната енергия, която турбините могат да преобразуват в електрическа. В резултат на този конкретен подход се постига много по-голяма точност на крайните енeрего-технически, а след това и на инвестиционно-икономическите оценки.

Използвайки описания по-горе начин за ветроенергийно одитиране ние сме изготвили локални ветроатласи на специфични райони у нас, които са изгодни за инвестиции във вятърни електроцентрали.

Технология            Новото               Услуги           3 D ветроанализи

Ефективност         Изборът            Субсидии     Главно меню