Ветровой режим Ульяновской области за период 1966-2015 гг.

Также резко проявляется географическая особенность в суточном ходе, где каждый график в среднем отстоит от другого на 1,5 м/с (рис. 10).Рис. 10. Ландшафтные районы Ульяновской областиВ пунктах, расположенных на относительно холмистой местности Ульяновской области, именно в Ульяновске, Инзе и Сенгилее отмечается множественная максимальная скорость, по сравнению с равнинной местностью (Канадей, Димитровград).Максимальнаяскорость ветра имеет аналогичный ход и повторяет сезонные особенности средней скорости, что подтверждает наступления максимального значения скорости ветра в полуденное время (рис. 11). Особенно важен пункт о характере рельефа местности населённого пункта.Рис.11. Среднесуточный ход максимальной скорости ветра Ульяновской области в октябреТаким образом, рассмотрены основные особенности распространения скорости ветра с 1966 по 2015 года на территории Ульяновской области, с обращением внимания на отдельные важные моменты, к которым можно отнести среднесуточный ход скорости ветра по городам Ульяновской области.3.5. Распределение и повторяемость направления ветраИз представленных лепестковых диаграмм каждого пункта можно выделить преобладание направления:- в северо-западныхрайонах Ульяновской области весной преобладает западное направление ветра, в течение летних месяцев –северо-западное, а осенью и зимой – юго-западное.- для зоны областного центра (Ульяновск, Сенгилей) весной преобладает западное и южное направление ветра, летом –западное,северное и восточное, в течение осени и зимы – западное и южное направление ветра.- в Заволжской части преобладает в основном северо-западное направление ветра на протяжении трёх сезонов, а зимой ветер распространяется по всем направлениям.- в западной части весной преобладает юго-западное направление, как и зимой, летом –к середине дня доминирует северо-западное направление, а в остальные северо-западное и юго-западное.- для южной равнинной части характерно западное и восточное направление ветра в течение всего года.Это перечисление описывается по общей повторяемости ветра, схожей в тенденции с 3-ёх часовыми данными направления ветра.За счёт термического нагрева в 12:00 часов, заметно преобладающее направление ветра, а в последующее время – компенсация выхолаживанием атмосферы.3.6. Изменчивость скорости ветраОценка изменчивости скорости ветра по городам Ульяновской области проводилась при помощи расчета статистических показателей, среди которых можно выделить сумма, среднее значение, среднеквадратическое значение, мода, меридиана и др. Кратко остановимся на понятии статистический показатель, который представляет количественно-качественную обобщающую характеристику какого-либо свойства статистической совокупностив условиях конкретного места и времени. В отличие от индивидуального значения признака статистический показатель может быть получен только расчетным путем. Это может быть простой подсчет единиц совокупности, суммирование их значений признак, или более сложные расчеты. Полученные значения статистической обработки полученных данных в ходе выполнения данной курсовой работы представлены в таблице 1.Таблица 1Статистические показатели среднее многолетних значенийскорости ветра Ульяновской областиГородПоказателиСуммаСреднее значениеМедианаМодаСреднеквадратическое отклонениеВариацияАсимметрияАвтокорреляцияУльяновск219,44,394,04,01,390,320,430,95Канада114,12,282,22,10,400,180,33Инза153,63,073,12,00,740,240,001Сенгилей121,42,432,22,10,710,290,41Димитровград123,62,472,42,10,480,200,30Сурское114,32,292,152,00,700,30-0,26Полученные значения среднеквадратического отклонения характеризуют осреднённое значение скорости, которые максимально в зоне областного центраи равны больше единицы. В других же зонах среднеквадратическое отклонение представлено меньшим, чем единица, что означает, амплитуда скорости в этих пунктах примерна, равна нулю. В зоне города Ульяновска амплитуда составляет 3,6-4,1 м/с.При этом среднегодовая тенденция показывает обратное–среднеквадратическое отклонение в среднем меньше 0,6, что равно понижению величины средней скорости за рассматриваемый период (рис. 12). Рис.12. Среднегодовое значение среднеквадратическое отклонение средней скорости ветра Ульяновской области3.7. Изменение скорости ветра с высотойГлавным базисом, описывающий изменение скорости ветра с высотой, является степенной закон. Из представленных пунктов, только два имеет плотную застройку (Ульяновск, Димитровград, поэтому взяты значения показателя 0,33, а для остальных 0,14).Из графиков видно, что с высотой геометрически растёт скорость больше в весенний период во всех пунктах. В остальные сезоны геометрический рост имеет в более урбанизированных городах на 0,23-0,28 м/с. Можно заметить, что в населённых пунктах районных центров скорость изменяется с высотой на 0,02-0,03 м/с (рис. 13, 14).Рис. 13. Изменение скорости ветра с высотой в зимний сезонРис.14. Изменение скорости ветра с высотой в осенний сезонГЛАВА 4 АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВЕТРОЭНЕРГЕТИКИ В РАЙОНАХ УЛЬЯНОВСКОЙ ОБЛАСТИПо таблице 1 и карте среднегодовой скорости, среднегодового среднеквадратического отклонения, направления, среднегодовой максимальной скорости, степенному закону, то перспективным районом считается вблизигорода Ульяновска.Перспективные аргументы:- в среднем скорость на 50 метрах весной – 6,6 м/с (при высоте ВЭУ 144 метра, мачты – 88 метров), летом – 5,4 м/с,осенью -6,8 м/с, и зимой –7,3 м/с, а на 150 метрах – около 9 м/с;- среднегодовая составляет 4,3 м/с;- в среднем макс скорость составляет 6,7 м/с;- в среднем среднеквадратическое отклонение составляет 0,74 (амплитуда средней скорости 3,6-4,1 м/с)- направление ветра преобладает западное и южное на протяжении не летних сезонов, а летом северное и западное.Метрические характеристики попадают в интервал маломощного ВЭС, как раз это подтверждается нынешней выработкой ветропарка ВЭС-1 И ВЭС-2 в Заволжье города Ульяновска – 206,1 млн кВт*ч за 2021 год, что составляет 3,64 % от годового электропотребления(номинальная мощность ВЭУ УВЭС равна 2,5 кВт*ч).В остальные же населённые пункты не подходят под данный перечень аргументации перспективности в них развития ветроэнергетики. Единственный локальный эффект имеет северно-западная часть Ульяновской области, где распространено влияние общей циркуляции атмосферы в период осененного и зимнего сезона. В подтверждение этого представляется рисунок 15, при условии постоянства ветра.Рис. 15. Выработка электроэнергии ВЭУ за месяц в зависимости от номинальной мощности и среднегодовой скоростиТаким образом, эффективность ветроэнергетики в районах Ульяновской области не вызывает сомнения и дальнейшее изучение данной темы позволит углубить в данном направлении и получить положительные и достоверные результаты.ЗАКЛЮЧЕНИЕЗа многолетний период максимальные значения, в среднем выше 3 м/с, преобладали до 1986 года. В последующие же год заметна тенденция спад скорости ветра.В годовом же ходе данные за зимний период имеют максимальные значения в западной части и северной Предволжье Ульяновской области, в которых скорость выше 3,5 м/с. В летний же период регистрируются минимумы скорости ветра, которые ниже 3 м/с и чаще поместно в южной части Предволжье.По суточному ходу выделяются особенности по сезонам. Преимущественно максимальные скорости ветра наблюдаются зимой в 13:30. Значения минимума весной в 8:30 и 18:00, летом в 7:30, осенью в 10:00.Среднеквадратическое отклонение является характеристикой изменчивости скорости ветра, имеет высокие значения по Ульяновской области, выше 1, зимний и осенний сезон. В среднем же за многолетний период он составляет 0,74 по всей области, что подтверждает тенденцию понижения скорости ветра и отклонение амплитуды в отрицательные значения. Но наибольшее значение преобладает в зоне областного центра, где значение достигает до 1,2. Минимум же регистрируется на юге Ульяновской области в Канадее, примерно равен 0,4.Пункт о преобладающих направлениях базируется на данных из пункта 3.5, что отсылает его к прямому цитированию.Скорость ветра растёт с высотой в максимальной геометрической прогрессии по всем сезонам в урбанизированных городах, таких как Ульяновск и Димитровград. Это обусловлено характером шероховатости поверхности, и как следствием высоким значением силы трения в данных пунктах. В урбанизированных городах рост происходит на 0,23-0,28 м/с, в населённых пунктах районных центров на 0,02-0,03 м/с. Так в Ульяновске, скорость на высоте 50 метров, скорость достигает в среднем выше 6,6 м/с, что является благоприятным пунктом для ВЭУ.Анализ вышеперечисленных величин утверждает, что ветровым энергопотенциальным райономвысокой мощности ВЭУ является в Ульяновской области зона вблизи города Ульяновска.СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫХромов С.П., Петросянц М.А. Метеорология и климатология: учеб-ник-5-е изд., перераб. и доп. – М.: Изд-во МГУ, 2001. – 528 с.В. Н. Андрианов, Д. Н. Быстрицкий, К. П. Вашкевич, В. Р. Секторов. Ветроэлектрические станции / под редакцией В. Н. Андрианова. — М., Л.: Государственное энергетическое издательство, 1960. — 320 с. Физико-географическая характеристика г. Ульяновска [https://studexpo.ru/1164149/geografiya/fiziko_geograficheskaya_harakteristika_ulyanovska]Климат города Ульяновск [http://ecology-of.ru/priroda/klimat-goroda-ulyanovsk/]Матвеев. Л.Т. Физика атмосферы: учебник. -3-е изд.- СПб.: Гидроме-теоиздат, 2000.Переведенцев Ю.П., Николаев А.А. Климатические ресурсы солнечной радиации и ветра на территории Среднего Поволжья и возможности их использования в энергетике. – Казань:Отечество, 2002. – 122 с.Шефтер Я.И. Использование энергии ветра. – М.: «Энергия», 1975. – 176 с.Переведенцев Ю.П. и Аухадеев Т.Р. Ветроэнергетический потенциал Приволжского Федерального округа. Казань, 2016.Развитие Развитие ветроэнергетики в России [https://www.fortum.ru/razvitie-vetroenergetiki-v-rossii]