Оценка ветро-энергетического потенциала Томской области.pdf В период бурного развития промышленности впрошлом столетии в проектах обеспечения человече-ства энергией в основном использовались источникина основе различных видов ископаемого топлива.Дикое использование полезных ископаемых в качестветоплива в конечном итоге поставило на повестку днядве проблемы - загрязнение окружающей среды докритических значений и угроза истощения запасовполезных ископаемых. Эти глобальные проблемы за-ставляют искать альтернативные источники энергии.В этом качестве могут рассматриваться атомная энер-гетика (но она встречает все больше возражений всвязи с огромной опасностью и проблемой утилиза-ции радиоактивных отходов) и так называемые чис-тые источники энергии, в число которых входят уста-новки, использующие энергию ветра. Энергия ветраиспользовалась еще в глубокой древности, но низкаяединичная плотность этой энергии, зависимость отпогодных условий, несовершенство её преобразова-ния в более удобные виды энергии, ограничивалоширокое использование этого природного источника.В настоящее время появилось много различных уста-новок для преобразования энергии ветра в другие видыэнергии, в том числе и в наиболее удобную - электри-ческую. Эти установки называют аэрогенераторамиили ветроэнергетическими установками (ВЭУ).Энергия (Е), содержащаяся в потоке движущегосявоздуха, определяется следующим соотношением [1,2]:Е = 4,8110-4У31У^г\, (1)где V- скорость ветра; D - диаметр ветрового колесаВЭУ; % - номинальный коэффициент использованияветра; г| - к.п.д. преобразования механической энер-гии в электрическую.Многочисленными исследованиями доказано, чтопрактическая эффективность системы винт-генератордостигает примерно 30-40%.Авторами [3] для расчета средней удельной мощ-ности ветрового потока (ветроэнергетического потен-циала на 1 мг) Nc, использовалась формула, учитыва-ющая среднюю скорость ветра V и её коэффициентвариации Cv:N с" 0,613 VcO + 3Ct -0,9ct + 2,9ci) (2)Эта формула определяет теоретическую (потенци-альную) величину ветровой энергии и является верх-ним пределом запасов ветровых ресурсов, так как неучитывает потери преобразования.Вырабатываемая ВЭУ мощность зависит от мно-гих факторов [4]:1) куба скорости ветра;2) плотности и турбулентности воздуха;3) квадрата диаметра ротора (площади вращениявоздушного колеса);4) эффективности винта и генератора;5) стартовой и номинальной скорости ветра (прикоторых аэрогенератор начинает работать и развива-ет номинальную мощность);6) номинальной мощности ВЭУ.Первые два фактора зависят от выбора района ус-тановки ВЭУ, удельная выработка ветровой электро-энергии полностью зависит от силы ветра и продол-жительности энергоактивных скоростей на даннойтерритории. Остальные факторы являются функция-ми аэрогенераторов. Тд,кже следует иметь в виду, чтополучение энергии, достигается лишь при скоростиветра, находящейся в допустимом рабочем диапазо-не для каждого ветроагрегата. Часто бывает, что ско-рость ветра бывает слишком низкой и ветроагрегатне может работать, либо достигает такого большогозначения, что необходимо принимать меры к его от-ключению с целью предотвращения разрушения.При современном уровне развития ветроэнергети-ческих установок условия их экономически оправдан-ной эксплуатации в зависимости от среднегодовой ско-рости (V.) можно приближенно оценить следующимобразом [5]: при скорости Vo < 3 м/с - бесперспектив-ные для любых ВЭУ; при скорости 3 < V < 3,5 м/с -малоперспекшвные; при 3,5 < V, < 4 м/с - перспектив-ные для ВЭУ малой мощности; при 4 < V, < 5,5 м/с -перспективные для малой и большой мощности и приV. > 5,5 м/с - перспективные доя всех ВЭУВ табл. 1, заимствованной из работы [6], представ-лен ряд нескольких ветроэнергетических установок(ВЭУ) малой мощности (до 30 кВт) и их основныетехнические характеристики. Они могут использовать-ся в индивидуальной жилой застройке, в том числефермерском хозяйстве.Таблица 1Технические характеристики ВЭУ (мощность до 30 кВт) [5]N Марка агрегата Диаметр вет-роколеса, мВысота до осиветроколеса,мМасса ветро-колеса, кгМощность,кВтДиапазонрабочих ско-ростей, м/сНоминальнаяскорость, м/с1 ВЭТУ-1,5 1,8-2,52 4,25; 7,25; 10,25 150 - 5-40 -2 АВЭУ-0,3-2,4 2,4 б 165 0,65-0,75 -3 АВЭ-2-4,5 4,5 8,3 600 2,25 4-40 9,64 ВД-6 5,5 17,86 1500 3 £3 95 ВЭУ-10-10 10 11,6 2800 18,5 ок.21 8,56 АВЕС4.00.00.00.СБ 2 6 200 1 м. куб ./час >37 ЭСО-0020 - - - 20 >5 -Для оценки ветроэнергетического потенциала, еговозможного вклада в энергосбережение необходимоиметь характеристики распределения ветра по терри-тории и во времени.Для оценки ветрового режима и ветроэнергетичес-кого потенциала Томской области были использова-ны данные 28 гидрометеорологических станций запериод с 1936 по 1987 гг. Основными климатически-ми характеристиками скорости ветра служат средняяскорость, стандартное, (среднеквадратичесюе) откло-нение (s), коэффициент вариации (Cv), повторяемостьразличных скоростей, максимальная скорость, распре-деление скоростей в течение суток и года.Скорость ветра определяется в первую очередьструктурой барического поля атмосферы (особенно-стями атмосферной циркуляции). Большое влияниена режим ветра оказывают также местные условия:наличие водных объектов, особенности рельефа иподстилающей поверхности и т.п. Наименьшая ско-рость ветра наблюдается в малоградиентных баричес-ких полях.В табл. 2 представлены основные статистическиехарактеристики средней многолетней скорости вет-ра на станциях Томской области, данные скоростиветра получены на высоте установки ветроизмери-тельных приборов (10-14 м). Анализ данных пока-зывает , что средняя многолетняя скорость ветра настанциях Томской области меняется в пределах от 1,6(Ванжиль-Кынак) до 3,8 м/с (Молчаново). Среднеезначение по области - 2,7 м/с.Коэффициент вариации Cv, характеризующий вре-менную изменчивость значений скорости относитель-но средней, не очень большой и меняется по террито-рии сравнительно мало, от 0,18 до 0,37. Это свиде-Станция Vc, м/с Cv я Сганд.ошибка А Е1 Александровское 3,4 0,18 0,63 0,039 -0,27 -0,092 Ванжиль-Кынак 1,6 0,37 0,58 0,038 0,49 -0,143 Напас 2,5 0,23 0,57 0,035 -0,31 -0,154 Прохоркино 3,2 0,21 0,67 0,041 -0,11 -0,115 Березовка 2,0 0,26 0,52 0,032 0,05 -0,346 Средн. Васюган 2,7 0,21 0,57 0,035 0,08 -0,347 Катыльга 2,3 0,22 0,51 0,033 -0,11 -0,078 Каргасок 3,6 0,21 0,75 0,046 0,24 0,359 Устъ-Озерное 2,2 0,28 0,62 0,038 0,15 0,3110 Парабель 3,6 0,24 0,84 0,052 0,57 1,1911 Новый Васюган 2,7 0,24 0,65 0,040 0,14 0,5112 Степановка 2,6 0,31 0,80 0,051 0,62 0,5213 Белый Яр 3,4 0,25 0,84 0,052 0,28 -0,0514 Колпашево 3,0 0,22 0,66 0,041 0,45 0,8315 Старица 2,5 0,25 0,62 0,038 -0,18 0,0216 Майск 1,9 0,30 0,58 0,036 0,41 0,1017 Батурино 2,5 0,28 0,71 0,044 0,28 -0,3518 Молчаново 2,8 0,26 0,74 0,046 0,03 -0,6019 Пудино 3,2 0,25 0,79 0,049 0,23 -0,0920 Кенга 2,5 0,31 0,78 0,049 0,39 -0,2321 Тегульдет 3,1 0,23 0,72 0,044 0,28 -0,2422 Парбиг 2,5 0,31 0,80 0,049 0,32 -0,1423 Бакчар 2,9 0,25 0,74 0,046 0,39 0,2924 Первомайское 2,8 0,27 0,76 0,047 0,27 -0,3525 Брагино 2,2 0,33 0,72 0,045 0,30 -0,2026 Зырянское 2,4 0,32 0,78 0,049 0,66 0,4027 Томск 2,6 0,36 0,92 0,057 0,61 0,4828 Кожевниково 3,4 0,28 0,96 0,060 0,33 -0,41тельствует об относительно стабильном во времени ипо территории режиме ветра.Для характеристики кривой распределения частоиспользуют понятия асимметрии и эксцесса. Меройасимметрии распределения является коэффициентасимметрии (А). Принято считать, что при значении|А| < 0,25 асимметрия малая, при значениях коэффи-циента асимметрии в пределах 0,25 < |А| < 0,5 - уме-ренная и при |А| > 0,5 - большая. Коэффициент асим-метрии на станциях меняется от -0,31 до 0,66 (сред-нее значение по области А = 0,24). На большинствестанций его величина положительная, что говорит оправосторонней асимметрии (удлиненной являетсяправая ветвь). Лишь на пяти станциях (Александров-ское, Напас, Прохоркино, Катыльга и Старица) наблю-дается левосторонняя ассиметрия.В качестве характеристики островершинности рас-пределения в статистике используется эксцесс (Е).Коэффициент (Е) равный нулю характерен для нор-мального распределения. Кривые более островершин-ные по сравнению с нормальной кривой обладаютположительным эксцессом, менее острые - отрица-тельным эксцессом. Коэффициент (Е) на станцияхменяется от -0,60 до 1,19 (среднее значение Е = 0,04).Стандартное отклонение s является показателемизменчивости или рассеивания значений средней ско-рости относительно средней многолетней скорости.Среднее годовое отклонение месячной скорости вет-ра от средней многолетней составляет 0,51+0,96 м/с.Стандартная ошибка расчетов не превышает 0,06 м/с.На рис. 1 представлена карта-схема распределениясреднегодовой скорости ветра по территории Томс-кой области. Жирной линией выделено среднее зна-чение скорости ветра по области. На карте достаточ-но четко видна область более высоких скоростей вет-ра (обозначена штриховкой) которая расположенавдоль долины реки. Это обусловлено тем, что долинаОби шириной около 70 км практически лишена рас-тительности и подстилающая поверхность, представ-ленная редколесьем и луговой растительностью, име-ет значительно меньшую шероховатость.В годовом ходе минимум скорости ветра наблюда-ется в летний сезон, когда преобладают малоактивныепроцессы. На рис. 2 в графическом виде представленысреднемесячные характеристики скорости ветра длятрех станций (Александровское, Колпашево,Томск).В течение года наиболее существенное изменение сред-немесячной скорости ветра обнаруживается при пере-ходе от весны к лету и от лета к осени. На станцияхАлександровское и Колпашево отмечаются два макси-мума и два минимума. Первый максимум наблюдаетсявесной (в мае), второй максимум - осенью (октябрь -ноябрь). Минимумы отмечаются в летний сезон (июль- август) и зимний (декабрь, январь, февраль). Анало-гичное распределение среднемесячной скорости ветранаблюдается и на других станциях Томской области.чвтш-ъщъ3 .I V\ J~ -""4. / f*Рис. 1. Среднегодовая скорость ветра на территории Томской областиРис. 2. Изменение среднемесячной скорости ветра по месяцам годаИсключение составляет Томск. В распределениисреднемесячной скорости ветра в Томске отмечаетсяодин минимум (июль-август) и один максимум (с ок-тября по март). В июле среднее значение среднеме-сячной скорости ветра на станциях Томской областисоставляет 2,4 м/сек. В октябре-ноябре - 3,6 м/сек, вмае - 3,7 м/сек и в январе - 3,1 м/сек.Большой интерес представляет распределение су-точного хода скорости ветра. В табл. 3 приведены зна-чения среднемесячной и годовой скорости ветра в раз-личные часы суток (по 8 срокам) для трех станций:Александровское, Колпашево и Томск. Первая циф-ра В колонке «срок» обозначает московское декрет-Среднемесячная и годовая скорость ветра (м/с) вное зимнее время, вторая (в скобках) - декретное вре-мя данного пояса.Для большей наглядности на рис. 3 приведены гра-фики изменения средней скорости ветра в каждыйсрок по указанным выше станциям. Суточный ход ско-рости ветра определяется изменением интенсивнос-ти турбулентного обмена воздуха в течение суток.Обычно скорость ветра возрастает в середине дня иуменьшается в утренние часы. В суточном ходе ско-рости ветра на станциях Томской области максимумнаблюдается в 13-16 ч по местному времени, мини-мум в ночное и утреннее время (01-07 ч).Т а б л и ц а 3различные сроки (время местное - в скобках) [7]МесяцСрок 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 и 12 ГодАлександровское18 (22) 3 3,1 3 3 3,3 3,1 2,3 2,3 2,7 3,3 3,6 3 321(01) 3,1 3,1 3 2,8 3,3 2,9 2,3 2,3 2,6 3,3 3,6 3 2,924 (04) 3 2,9 2,8 2,8 3,1 3 2,2 2,2 2,5 3,2 3,6 3 2,903 (07) 3 2,9 2,9 2,9 3,4 3,3 2,4 2,5 2,8 3,3 3,7 3 306 (10) 3,1 3 3,1 3,6 3,9 3,7 2,8 3,1 3,3 3,4 3,5 3 3,309 (13) 3,3 3,3 3,7 4,2 4,5 4,2 3,6 3,7 4.1 4,1 3,9 3,2 3,812 (16) 3,1 3,4 3,7 4,3 4,7 4,4 3,6 4 4,2 4 3,7 2,9 3,815 (19) 3,1 3,1 3,4 4 4,3 4 3,5 3,4 3,5 3,5 3,7 3,1 3,6Колпашево18 (22) 3 2,8 2,9 2,7 2,5 2,2 1,3 1,7 2,1 3,1 3,6 2,8 2,621 (01) 3 2,7 2,7 2,6 2,4 1,8 1,1 1,5 1,9 3 3,5 2,8 2,424 (04) 3 2,6 2,5 2,6 2,4 1,9 1,2 1,7 2 3,1 3,7 2,9 2,503 (07) 3 2,8 2,5 2,6 2,8 2,4 1,5 1,9 2,1 3,2 3,7 2,9 2,606 (10) 3,1 2,8 2,9 3,3 3,9 3,4 2,5 2,7 2,9 3,5 3,7 3 3,209(13) 3,4 3,2 3,6 4,1 4,7 4,2 3,4 3,6 3,7 4 3,9 3,2 3,712 (16) 3,3 3,4 3,7 4,2 4,6 4,2 3,5 3,6 3,6 4 3,9 3,1 3,815 (19) 3,1 3 3,3 3,8 4,1 3,6 2,9 3 2,6 3,4 3,7 3 3,3Томск18(22) 3,5 3 2,7 2,6 2,5 2,1 1,6 1,9 2,1 2,7 3,1 2,9 2,621 (01) 3,5 3,1 2,5 2,6 2,2 1,8 1,3 1,6 1,7 2,6 3,2 2,9 2,424 (04) 3,4 3 2,5 2,4 2,1 1,9 1,4 1,7 1,8 2,8 3,2 2,9 2,403 (07) 3,6 3,1 2,7 2,3 2,3 2 1,6 1,7 1,8 2,8 3,3 3,2 2,506 (10) 3,4 3 2,6 2,8 3,1 2,6 2 2,2 2,2 2,9 3,3 2,9 2,809 (13) 3,6 3,1 3 3,5 4 3,5 2,9 3,1 3,2 3,4 3,4 3 3,312 (16) 3,6 3,2 3,2 3,7 3,9 3,4 2,7 3,2 3,1 3,3 3,3 3 3,315(19) 3,7 3,1 3 3,3 3,5 3,2 2,6 2,7 2,3 2,8 3,1 3 3Сроки (время местное)Рис. 3. Среднегодовая скорость ветра в различные часы сутокПовторяемость скорости ветра по градациям [7]16 19Т а б л и ц а 4Града-ция, м/сМесяцГциряа,д ам-/1 1 2 3 1 4 | 5 6 8 9 1 10 11 12 ГодАлександровское0-1 28,7 28,3 26,5 23,1 16,4 20,5 30,7 28,3 23,6 19,5 19,2 28 24,42-3 33,6 33,1 32 31 31 31,8 36 26,6 36,3 33,2 32 34,5 33,44-5 22,8 23,9 25,4 27,3 31,4 29,8 22,4 23,6 26 30,1 28,3 23,6 26,36-7 10,4 10,4 11,4 12,7 14,2 12,3 7,8 8 9,6 12,1 14,2 10,4 11,18-9 3,6 3,7 4,3 5,4 6,2 4,9 2,8 3,3 4,2 4,6 5,8 3,1 4,310-11 0,6 0,3 0,2 0,4 0,6 0,4 0,2 0,2 0,2 0,3 0,3 0,3 0,312-13 0,3 0,2 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,2 0,1 0,114-15 0,1 ОД 0,2 016-17 0,1 0,1 0Колпашево0-1 29,8 33,7 30,7 26 23,2 30,1 42,3 35,8 33,8 22,2 17,2 29,9 29,62-3 29,8 26,9 27,9 29,3 28,8 30 31,5 33,2 33,2 31,2 30,8 30,4 30,34-5 23,1 24,6 25,3 26,9 27,9 25,7 19,6 24 23,6 27,5 29,5 26 25,36-7 10,6 9,8 10,8 11,7 14,2 10,5 5,2 5,2 6,6 12,6 15,3 8,7 10,18-9 6,2 4,2 4,9 5,6 5,4 3,4 1,3 1,7 2,7 5,8 6,7 4,6 4,410-11 0,3 0,6 0,3 0,4 0,3 0,2 0,1 0,3 0,3 0,2 0,212-13 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,3 0,1 0,1 0,114-15 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 016-17Томск0-1 32,2 37 37,5 34,2 31,3 39,1 48,3 43,9 44,9 38 35,4 39,5 38,42-3 29 30,9 34,2 35,4 35 33,1 33,7 33,8 32,7 32 29,6 30 32,54-5 18,4 15,3 17,1 18,4 22,7 19,3 14,5 17,4 15,9 16,9 17,6 15,2 17,46-7 10,1 10 6,9 7,6 7,6 6,1 3 3,2 4,8 7,2 9,1 7,6 78-9 6 4 3 2,9 2,4 1,9 0,5 0,7 1,2 3,6 5,4 4,9 310-11 1,6 1 0,3 0,6 0,3 0,2 0,1 0,2 0,9 1 1,4 0,612-13 1,2 1,2 0,5 0,4 0,5 0,2 0,1 0,3 0,7 0,8 0,8 0,614-15 1,1 0,6 0,4 0,4 0,2 0,1 0,1 0,5 0,8 0,5 0,416-17 0,4 0,1 0,1 0,2 0,2 0,1 0,1Для целей ветроэнергетики особый интерес пред-ставляет распределение скоростей ветра по градаци-ям скорости. В табл. 4 приведена повторяемость ско-ростей ветра по градациям для станций Александров-ское, Колпашево и Томск. Повторяемость штилей ислабых ветров (0-3 м/сек) в среднем за год по станци-ям Александровское, Колпашево и Томск составляетсоответственно 57,8; 59,9 и 70,9%. Естественно, чторабота ВЭУ таком ветре малоэффективна. Повторяе-мость более благоприятных условий для работы вет-роэнергетических установок (скорость ветра более3 м/сек) составляет соответственно 42,2; 40,1 и 29,1%.4540£ 35 л5 303Ф 25оо. 20соп 151050- О 'Александровское- - Колпашевок -£-Томск1«0 1 2 3 4 5 6 7 8 Э 10 11 12 13 14 15 16 17 18Скорость ветра (м/с)Рис. 4. Повторяемость (%) скорости вегра по градациямТ а б л и ц а 5Основные статистические характеристики максимальной скорости ветра V на станциях Томской областиСтанцияСреднееVm ,м/сАбсол.максимум ст Станд.опшбка А Е1 Александровское 17,1 36 4,14 0,269 0,38 1,762 Ванжиль -Кынак 10,4 20 2,71 0,187 0,65 0,443 Напас 14,5 33 3,74 0,245 0,36 2,514 Прохоркино 14,2 24 3,02 0,197 0,57 0,505 Березовка 13,9 23 3,27 0,214 -0Д1 0,396 Средн. Васюган 15,3 24 3,58 0,234 -0,09 -0,097 Катыльга 14,8 30 3,90 0,269 0,55 1,868 Каргасок 18,5 36 4,34 0Д82 0,17 0,989 Усть-Озерное 11,8 20 3,11 0,204 0,61 0,4110 Парабель 17,3 34 4Д2 0,275 0,94 1,7411 Новый Васюган 15,0 40 4,48 0,292 1,14 3,9912 Степановка 13,3 29 3,73 0Д53 0,97 1,6813 Белый Яр 17,5 30 4Д7 0,279 0,63 0,5314 Колпашево 14,7 28 3,31 0,216 0,39 0,9915 Старица 12,6 24 3,49 0,227 0,35 0,0016 Майск 11,9 24 3,33 0Д18 0,59 0,1417 Батурине 13,9 29 3,89 0Д53 0,70 0,5218 Молчанове 16,5 30 4,59 0,300 0,39 0,0719 Пудкно 15,7 30 4Д2 0Д74 0,38 0,1420 Кенга 15,0 29 3,92 0Д56 0,63 1,4921 Тегульдет 16,4 28 3,83 0Д50 0,49 0,4522 Парбиг 14,9 26 3,78 0Д47 0,20 0,0123 Бакчар 15,8 35 4,42 0Д89 0,73 1,8024 Первомайское 16,2 30 3,96 0Д58 0,38 0,6625 Брагино 14,4 34 4,78 0,316 0,65 1,0126 Зырянское 15,8 37 4,66 0,304 1,06 3,2527 Томск 15,1 22 4,03 0Д65 -0Д2 -1Д028 Кожевниково 16,0 28 4,01 0Д66 -0,10 0,01На рис. 4 показано изменение повторяемости сред-немесячной скорости ветра по градациям скорости длястанций Александровское, Колпашево и Томск.Для практических целей большой интерес пред-ставляют и максимальные скорости ветра, так как прибольших скоростях ветра ветроагрегаты необходимоотключать. В табл. 5 представлены статистическиехарактеристики максимальных скоростей ветра, на-блюдаемых на станциях Томской области.Средний максимум на станциях меняется в преде-лах от 10,4 до 18,5 м/с. Абсолютный максимум, на-блюдавшийся на станциях области в разные годы, ко-леблется от 20 до 40 м/с.Для расчёта удельного (вг/м2) ветроэнергетическо-го потенциала (максимально возможного) Томской об-ласти была использована формула (2). В реальных ус-ловиях при использовании ВЭУ часть энергии по изве-стным причинам будет потеряна. В табл. 6 предсгавле-Т а б л и ц а бВетроэнерголотенциал Nc по станциям Томской областиСтанция Nc, вт/м21 Александровское 27,22 Ванжиль-Кынак 3,33 Напас 11,14 Прохоркино 22,65 Березовка 6,06 Средн. Васюган 13,27 Катыльга 8,68 Каргасок 32,09 Усть-Озерное 8,010 Парабель 32,311 Новый Васюган 14,712 Степановка 13,313 Белый Яр 28,614 Колпашево 19,215 Старица 11,416 Майск 5,617 Батурино 12,418 Молчаново 16,819 Пудино 23,620 Кенга 12,221 Тегульдет 21,822 Парбиг 12,923 Бакчар 17,624 Первомайское 17,225 Брагино 8,626 Зырянское 11,627 Томск 14,428 Кожевниково 30,6ны расчётные значения ветроэнергетического потенци-ала N по станциям Томской области для высоты распо-ложения флюгера. Ветроэнергетический потенциал постанциям области меняется от 3,3 (Ванжиль-Кынак) до32,3 вг/м2 (Парабель). Для более эффективного исполь-зования ветровой энергии, согласно исследованиям раз-личных авторов, ветровое колесо ВЭУ необходимо рас-полагать на больших высотах: 30-100 ми выше, так какскорость ветра с высотой увеличивается по логариф-мическому закону [8]. Авторами [1, 3] показано, чтоскорости ветра на высоте 30 м выше в 1,7 раза (в сред-нем), на высоте 100 м - в 2,4 раза. При этом среднего-довые скорости воздушных потоков на стометровойвысоте превышают 7 м/сек. Если для установки ВЭУвыйти на высоту 100 м, используя подходящую есте-ственную или искусственную возвышенность, практи-чески на всей территории Томской области можно эф-фективно использовать ветроагрегаты. Д ля боле точ-ной оценки ветроэнергетического потенциала при ус-ловии расположения ВЭУ на высоте 100 м необходи-мо использовать аэрологические наблюдения.Следует отметить, что дополнительные возможно-сти может принести использование ВЭУ, работающихпри малых скоростях ветра. В последние годы появил-ся ряд новых конструкций ВЭУ. Так специалистыИнститута криосферы Земли Сибирского отделенияРАН предложили заменить воздушные винты на шне-ки - спиральные винты Архимеда. Самое главное пре-имущество - большая площадь лопастей по сравне-нию с традиционными винтами, а значит, и более вы-сокая производительность. Спиральные лопасти бла-годаря своей геометрии сохраняют форму и при ма-лой толщине, даже если изготовлены из тонкого сталь-ного или алюминиевого листа или пластмассы, а длятонкостенной ступицы, на которой они укреплены,служат своеобразными ребрами жесткости.Роторный агрегат получается легким и прочным,работает при небольших скоростях ветра. Ему не нуж-ны механизмы для ориентации по воздушному пото-ку и для регулировки скорости вращения.Новый ветряк значительно проще и надежнее тра-диционных ветроустановок. По стоимости же он в трираза дешевле. Шнеки в отличие от винта более эколо-гичны, не создают аэродинамического шума, почти негенерируют теле- и радиопомех, менее опасны для гггиц.Рассмотрев основные характеристики ветра навысоте расположения ветроизмеригельных приборов(10-14 м) по станциям Томской области, можно сде-лать следующие предварительные выводы:- в целом территория Томской области относитсяк малоперспективным районам для непрерывного ис-пользования ветровой энергии в течение всего года.Ветровая энергия может служить лишь дополнитель-ным источником энергии с целью энергосбережения;- повторяемость средних скоростей ветра, необ-ходимых для эффективной работы существующихВЭУ малой и большой мощности не превышает 43%;- зона наибольшей плотности ветровой энергиипрактически совпадает с районами максимума сред-ней скорости ветра (в долине реки Оби).- для более эффективного использования ветро-вой энергии необходимо устанавливать ВЭУ на высо-те 30-100 м, а также использовать современные шне-ковые ветряки.

Скачать электронную версию публикации