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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Windkraftanlagen. Windenergiekataster. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Alternative Energiequellen Wind auf der Erde hat als Phänomen einen gemeinsamen Ursprung mit Lichtstrahlung, Prozessen der Biomassebildung und vielen anderen Phänomenen, die durch den Fluss einfallender Sonnenenergie verursacht werden. Dies bedeutet auch das Vorhandensein eines Zusammenhangs zwischen all diesen Phänomenen, der eine komplexe stochastische Natur räumlich-zeitlicher Korrelationen aufweist und im Laufe der Erdgeschichte das Klima in verschiedenen Teilen der Erde prägt, einschließlich relativ stabiler Eigenschaften wie dem durchschnittliche jährliche Umgebungstemperatur, der gesamte spezifische Fluss der Sonnenstrahlung, Verteilung Windgeschwindigkeiten in verschiedenen Höhen von der Erdoberfläche, Volumen und Reproduktion von Biomasse in Form von Wäldern und Gräsern. Die Einbeziehung dieser erneuerbaren Energiequellen durch die Menschheit in den Wirtschaftskreislauf führt streng genommen zu einer Verletzung des über viele Jahre gewachsenen dynamischen Gleichgewichts zwischen ihnen. Dies bedeutet auch, dass die Energiepotentiale dieser Quellen voneinander abhängig sind und einer bestimmten, noch nicht erstellten Theorie des Einzelpotentials der freien Energie der Erde und ihrer Verteilung über die Oberfläche entsprechen. Die in diesem Forschungsstadium erstellte unabhängige Einschätzung des Bruttopotenzials der Windenergie in der Region sowie unabhängige Einschätzungen des Bruttopotenzials von Solarenergie oder Biomasse haben rein qualitativen, indikativen Charakter. Klimatologische Merkmale der Windsituation in den Regionen Russlands. Der Wind in verschiedenen Höhen der Erdatmosphäre wird für jeden Punkt seiner Oberfläche durch seine Geschwindigkeit charakterisiert, die streng genommen eine Zufallsvariable im Raum ist und Zeit, abhängig von vielen Faktoren der Region, der Jahreszeit und den Wetterbedingungen. Alle Prozesse, die in direktem Zusammenhang mit der Nutzung des aktuellen Wertes der Windgeschwindigkeit stehen, insbesondere die Stromerzeugung in Windkraftanlagen, haben einen komplexen Zufallscharakter, sodass ihre Eigenschaften eine statistische Streuung und Unsicherheit in den durchschnittlichen erwarteten Werten aufweisen. Daher wird das Problem ihrer Bewertung auf dem aktuellen Stand der Forschung als die Erstellung einer probabilistischen Beschreibung eines Zufallsprozesses durch die Aufteilung des gesamten Zeitprozesses in einzelne Zeitintervalle formuliert, innerhalb derer jeweils die Approximation verwendet werden kann Stationarität, d. h. Unabhängigkeit aller ermittelten Parameter von der Zeit. Als Periode der Stationarität können in Abhängigkeit von den tatsächlichen Bedingungen des Zufallsprozesses verschiedene Zeitintervalle mit entsprechender Beschreibungsgenauigkeit angesehen werden. Insbesondere kann der Prozess in gewisser Näherung über den gesamten betrachteten Zeitraum, beispielsweise während des Jahres, als stationär angesehen werden. Um die Merkmale der Windsituation in einer bestimmten Region im Hinblick auf eine effiziente Energienutzung zu systematisieren, wird in der Regel ein Windenergiekataster entwickelt, bei dem es sich um eine Reihe aerologischer und energetischer Merkmale des Windes handelt, die es ermöglichen, dessen Windenergie zu bestimmen Energiewert sowie die entsprechenden Parameter und Betriebsarten von Windenergieanlagen. Die wesentlichen Merkmale des Windenergiekatasters sind:
Seit den 50er Jahren. XNUMX. Jahrhundert In Russland wurden umfangreiche Arbeiten zur Erstellung von Windenergiekatastern gestartet, wobei die nördlichen und östlichen Regionen des Landes eigentlich nicht berücksichtigt wurden. Die wichtigste Ausgangsdatenquelle für die Entwicklung eines Windenergiekatasters sind Beobachtungen der Windeigenschaften am Referenznetz meteorologischer Stationen. Diese mehrmals täglich durchgeführten Beobachtungen erfolgen nach einer einheitlichen Methodik mit einer festen Klassifizierung der Beobachtungsstandorte nach dem Grad ihrer Offenheit und umfassen Zeiträume von mehreren zehn Jahren. In den letzten 25 bis 30 Jahren hat sich das Niveau dieser Beobachtungen qualitativ verändert. Durch Messungen an hochgelegenen Wetter- und Fernsehmasten wurden aktualisierte Informationen über das vertikale Geschwindigkeitsprofil in der Bodenschicht bis zu einer Höhe von 500 m gewonnen. Die Häufigkeit des regelmäßigen Empfangs von Informationen über Windgeschwindigkeit und -richtung am Referenznetz meteorologischer Stationen hat zugenommen (von 4 auf 8 Mal am Tag), und einige Wetterstationen und einzelne interessierte Organisationen führen kontinuierliche Beobachtungen im automatischen Modus durch. Diese Messungen sind in der Regel von kürzerer Dauer als Langzeitbeobachtungen des hydrometeorologischen Dienstes, sind aber besonders wichtig bei der Messung schnell wechselnder Prozesse, darunter Windböen und maximale Pulsationen, sowie bei der Beurteilung der Betriebs- und Stillstandszeiten von Windenergieanlagen. Autor: Magomedov A.M.
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