مقدمة
مع تزايد ندرة الطاقة الأحفورية وتدهور البيئة العالمية، أصبح تطوير الطاقة المتجددة والنظيفة هدفًا لجميع الدول. تتميز تقنية طاقة الرياح بنضجها وموثوقيتها العالية، وهي أسرع مصادر الطاقة الجديدة نموًا. في مرحلة دراسة جدوى إنشاء مزرعة الرياح، يلزم إجراء تقييم لموارد طاقة الرياح في المزرعة المقترحة.
يهدف التقييم إلى توفير أساس لتحديد القدرة الإنتاجية المُركّبة لمزرعة الرياح، واختيار توربينات الرياح وتصميمها، وتسهيل التقييم الاقتصادي والفني للمشروع بأكمله. يؤثر مستوى قياس وتقييم موارد طاقة الرياح بشكل مباشر على اختيار موقع مزرعة الرياح وتوقعات توليد الطاقة، وينعكس في النهاية على توليد الطاقة الفعلي بعد اكتمال مزرعة الرياح.
طاقة الرياح تقييم الموارد
1. قياس الرياح
1) قياس الرياح يشمل قياس اتجاه الرياح وقياس سرعة الرياح
2) قياس اتجاه الرياح: قياس اتجاه الرياح
3) قياس سرعة الرياح: قياس المسافة التي يتحركها الهواء في الاتجاه الأفقي لكل وحدة زمنية
2. حساب موارد طاقة الرياح
١) الرياح: ظاهرة تدفق الهواء. غالبًا ما تُشير إلى الحركة الأفقية للهواء بالنسبة للأرض، وهي كمية متجهة، يُعبَّر عنها باتجاه الرياح وسرعتها.
٢) سرعة الرياح: المسافة التي يقطعها الهواء في وحدة زمنية. عادةً ما تُشير إلى الإزاحة الأفقية للهواء في وحدة زمنية، وتُقاس سرعة حركة الهواء بقيمتها. هناك نوعان رئيسيان من سرعة الرياح: سرعة الرياح اللحظية، وهي نسبة إلى فترة زمنية قصيرة للغاية، أي سرعة هبوب رياح لحظية؛ ومتوسط سرعة الرياح، نسبةً إلى فترة زمنية محدودة، وعادةً ما يُشير إلى متوسط ٢/١٠ دقائق، وهكذا. تتطلب الصين بناء مزارع رياح محلية، حيث يبلغ متوسط سرعة الرياح السنوية المحلية التي يبلغ ارتفاعها ١٠ أمتار ٦ أمتار/ثانية.
٣) اتجاه الرياح: اتجاه الرياح القادمة هو اتجاه الرياح. يُعبَّر عن رصد اتجاه الرياح في ١٦ اتجاهًا، أي ما يعادل قيمة تتراوح بين ٠ و٣٦٠ درجة. يُعبَّر عن الرياح الساكنة بالرمز "C".
4) طاقة الرياح: هي الطاقة المكتسبة في الثانية الواحدة بواسطة تيار هواء حر الحركة بسرعة V على مساحة A، أي طاقة الرياح المكتسبة P.
P=(VA)*(pV²/2)=1/2pAV³ (p هي كثافة الهواء)
5) كثافة طاقة الرياح: تدفق الهواء عموديًا عبر مساحة المقطع العرضي لوحدة طاقة الرياح
P=1/2pV³
تردد الرياح: هو النسبة المئوية لتردد فترة زمنية معينة يحدث فيها اتجاه معين للرياح، ويسمى التردد الإجمالي لاتجاهات الرياح المختلفة (سرعات الرياح) التي تحدث في تلك الفترة الزمنية تردد اتجاه معين للرياح.
3. التغير اليومي في سرعة الرياح
1) بشكل عام، تكون الطبقة القريبة من السطح هي الأكبر في فترة ما بعد الظهر خلال النهار، وتصل إلى الحد الأقصى في حوالي الساعة 14:00، والأصغر في الليل وفي الصباح الباكر، والأصغر في حوالي الساعة 6:00؛ تكون الرياح في الطبقة العليا صغيرة في فترة ما بعد الظهر خلال النهار وكبيرة في الليل؛ يكون التغير اليومي في حجم الرياح أكبر في الأيام المشمسة منه في الأيام الغائمة، وأكبر في الصيف منه في الشتاء، وأكبر على الأرض منه في البحر.
2) في البحر، تكون سرعة الرياح صغيرة أثناء النهار وكبيرة أثناء الليل.
4. التغير السنوي في سرعة الرياح
بشكل عام، في خطوط العرض الوسطى في نصف الكرة الشمالي، تكون الرياح الربيعية هي الأكبر في الشتاء والأصغر في الصيف؛ وفي معظم أنحاء الصين، الربيع هو فترة التناوب بين الهواء البارد والدافئ، لذا فإن الرياح الربيعية هي الأكبر.
5. تقييم موارد طاقة الرياح
من خلال تحليل السلسلة الزمنية لسرعة الرياح واتجاه الرياح في منطقة معينة، يتم تقدير احتياطيات موارد طاقة الرياح في المنطقة، ويتم الحكم على كمية موارد طاقة الرياح ونوعيتها وحالة التوزيع وتقييمها.
6. مخطط وردة الرياح
(1) يعتمد مخطط وردة الرياح على بيانات طاقة الرياح التي تم الحصول عليها من مراقبة محطة الأرصاد الجوية، والتي تم رسمها من المخطط، لأن شكل المخطط يشبه زهرة الورد، ويسمى "وردة الرياح"
(2) ينقسم مخطط وردة الرياح إلى: مخطط وردة اتجاه الرياح ومخطط وردة سرعة الرياح.
(3) مخطط وردة سرعة الرياح: يشير إلى حجم سرعة الرياح وترددها. (مقياس سرعة الرياح)
(4) مخطط وردة الرياح: يشير إلى اتجاه الرياح وتردد اتجاه الرياح. (دوارة الرياح)
(5) تردد الرياح: النسبة المئوية لعدد مرات حدوث اتجاهات الرياح المختلفة في فترة زمنية معينة كنسبة مئوية من عدد الملاحظات.
(6) يمكن تحديد اتجاه الرياح السائدة ويتم ترتيب الوحدات بشكل عمودي على اتجاه الرياح السائدة.
مخطط وردة اتجاه الرياح:يمثل كل فاصل تردد الرياح 5%؛ ويمثل الرقم الموجود في الدائرة المركزية تردد الرياح الساكنة.
7. يتطلب تقييم موارد الرياح عمومًا العناصر التالية من التحليل وحساب بيانات المراقبة.
(1) بشكل عام، يُنصح باختيار يوم وشهر نموذجيين. يعكس التغير في سرعة الرياح كل ساعة في يوم نموذجي نمط التغير اليومي العام لطاقة الرياح، كما يعكس التغير اليومي في سرعة الرياح في شهر نموذجي نمط التغير الشهري العام لطاقة الرياح. ويُرجى رسم مخطط بياني بياني لكل ساعة ويوم لليوم والشهر النموذجيين.
(2) يمكن رسم إحصائيات هذا العنصر وفقًا للطريقة التقليدية، ورسم مخطط اتجاه الرياح السنوي ورسم مخطط سرعة الرياح وفقًا للنتائج الإحصائية.
(3) للرياح سرعة دخول وخروج، وعادةً ما تكون سرعة الدخول والخروج 3 أمتار/ثانية أو 5 أمتار/ثانية، وعادةً ما تكون سرعة الخروج 25 مترًا/ثانية أو 27 مترًا/ثانية، وتُسمى سرعة الرياح بين الدخول والخروج بسرعة الرياح الفعالة. يختلف نطاق سرعة الرياح الفعالة عادةً باختلاف مصدر وقوة المروحة. احسب القيمة التراكمية لسرعة الرياح في نطاق سرعة الرياح الفعالة للساعات سنويًا، ثم احسب متوسط قيمة العام السابق، أي عدد الساعات الفعالة سنويًا.
(4) تُقسّم قيمة سرعة الرياح إلى عدة مستويات بفاصل زمني قدره 1 متر/ثانية، ويُحسب عدد مرات حدوث كل مستوى، ويُقسّم عدد كل مستوى على العدد الإجمالي لمرات حدوث كل مستوى، أي تواتر حدوث هذا المستوى من سرعة الرياح. بناءً على النتائج الإحصائية، يُرسم الرسم البياني لتردد سرعة الرياح لكل درجة.
بيانات القياس
1. برج قياس الرياح
يوفر برج قياس طاقة الرياح في مزارع الرياح معلومات مباشرة عن طاقة الرياح للاستثمار والإنشاء في المستقبل، وهو أساس لتقييم موارد طاقة الرياح. يحتوي البرج على أجهزة قياس سرعة الرياح، ودوارة الرياح، ودرجة الحرارة، والضغط، وغيرها من معدات المراقبة، على ارتفاعات مختلفة. يوفر البرج مراقبة مستمرة لحالة الرياح في الموقع في جميع الأحوال الجوية.
يجب تحديد عدد أبراج قياس الرياح المُقامة في مناطق طاقة الرياح المختلفة، وفقًا لحجم مزرعة الرياح ومساحتها. يجب أن يُمثل موقع برج الرياح معظم الوضع الإقليمي قدر الإمكان، وأن يكون موقع توربينات الرياح المستقبلية مشابهًا لظروف الرياح وخصائص التضاريس والارتفاع والغطاء النباتي السطحي. يجب ألا يكون الموقع مرتفعًا أو منخفضًا في منطقة مزرعة الرياح، وأن يكون محيط البرج مفتوحًا نسبيًا، خاليًا من المباني الشاهقة والأشجار والعوائق الأخرى.
عند تركيب برج الرياح في الموقع، يجب التركيز على موقعه التمثيلي، وتشغيل وتركيب كل مستوى من أجهزة الرياح. عند تركيب برج الرياح طويل الأمد، يجب أيضًا اختبار معايرة الجهاز. كما يجب تسجيل شكل برج قياس الرياح، واختيار جهاز قياس الرياح، وارتفاعه واتجاه المستشعر، وما إذا كانت أجهزة قياس الرياح حول التضاريس مفتوحة، وما إذا كانت أجهزة قياس الرياح على بُعد 10 أمتار غير مسدودة، وما إلى ذلك، لتقييم برج قياس الرياح وفقًا لحالة موارد الرياح في مزرعة الرياح.
2. اختيار ارتفاع تركيب المستشعر
(1) مستشعر سرعة الرياح
مستشعر سرعة الرياح: ثُبّتت مجموعتان من أجهزة قياس سرعة الرياح على ارتفاع محور التوربين المُقترح، أي أقصى ارتفاع لبرج قياس الرياح. الهدف الأول هو منع تعطل أحد الجهازين وفقدان بيانات الرياح من ارتفاع المحور، والثاني هو إمكانية استخدام مجموعتي بيانات الرياح لمراجعة ظل البرج وتصحيح البيانات غير الصحيحة أو الخاطئة.
ركّب جهازًا واحدًا لقياس سرعة الرياح على ارتفاع 10 أمتار. نظرًا لأن جهاز قياس سرعة الرياح في المستوى العلوي عرضة للتلف بسبب التجمد والرياح القوية، أو بسبب صعوبات الصيانة وتأجيل الإصلاحات، مما يؤدي إلى فقدان البيانات، يُمكن استخدام بيانات الرياح في المستوى السفلي للمراجعة.
يتم تثبيت بقية مقياس سرعة الرياح وفقًا للفاصل الزمني المناسب، ويتم تثبيته في سطح كنس المكره على ارتفاع صحيح 10 أمتار، وعادةً ما يتم أخذ الفاصل الزمني 20 مترًا.
(2) مستشعر اتجاه الرياح
مستشعر اتجاه الرياح؛ تم تركيب مجموعة من عدادات اتجاه الرياح بالقرب من ارتفاع 10 أمتار، بالقرب من ارتفاع محور المروحة المقترح، وداخل السطح المكنوس لمروحة المروحة على التوالي.
(3) مقياس الحرارة
رُكِّب مجموعة من مقاييس الحرارة بالقرب من ارتفاع الأرض وارتفاع مركز الرياح المُقترح، على التوالي. يُركَّب كل مقياس حرارة في الارتفاع العلوي والسفلي لكل مقياس حرارة لتحديد موقع استقرار برج الرياح الجوي. لتجنب تأثير الإشعاع الحراري الأرضي المساعد على القياس، يُنصح عمومًا بألا يقل ارتفاع مقياس الحرارة السفلي عن 20 مترًا.
(4) مقياس الضغط الجوي ومقياس الرطوبة
في التركيب المقترح لارتفاع محور الرياح أو بالقرب من الأرض يتم تركيب مجموعة من البارومتر ومقياس الرطوبة.
3. الاهتمام بالمشكلة
(1) لا يمكن تركيب نفس الارتفاع في نفس الوقت، بما في ذلك مقاييس سرعة الرياح، بما في ذلك مجموعة متنوعة من أجهزة استشعار القياس، واتجاه الرياح، ودرجة الحرارة، وضغط الهواء، يجب أن يكون ارتفاع مستشعر الرطوبة أقل من مستشعر سرعة الرياح 2 متر.
(2) في مناطق الغابات ذات الغطاء النباتي الكثيف، عندما تكون مظلة الغابة مرتفعة، يجب ضبط أجهزة الاستشعار المخطط تركيبها على ارتفاع 10 أمتار بشكل مناسب إلى ارتفاع أعلى.
بعد اكتمال معالجة بيانات قياس طاقة الرياح، يأتي دور التحليل الإحصائي لموقع قياس طاقة الرياح عند ارتفاع مركز الرياح المقترح، بالإضافة إلى بقية ارتفاعات الرصد لمختلف معلمات خصائص الرياح. يُساعدنا التحليل الإحصائي لخصائص الرياح في موقع قياس طاقة الرياح على تكوين فهم أولي لوضع موارد الرياح في مزرعة الرياح.
بناءً على مبدأ الاختيار التمثيلي لموقع قياس الرياح، يُقرر أن تُمثل معلمات خصائص الرياح لموقع القياس حالة موارد الرياح في المنطقة التي يغطيها. ويجب تحقيق التوزيع التفصيلي لموارد الرياح على كامل مساحة مزرعة الرياح من خلال عمليات محاكاة ديناميكا الموائع الحسابية اللاحقة.
تتضمن معلمات خصائص الرياح في موقع قياس الرياح ما يلي:
كثافة الهواء، سرعة الرياح، كثافة طاقة الرياح، اتجاه الرياح، مؤشر القص الرياحي، شدة الاضطرابات، معلمات خصائص توزيع سرعة الرياح، والسرعة القصوى والقصوى للرياح لحدث مدته 50 عامًا.
ملخص
إن تقييم موارد الرياح مهم جدًا لاختيار موقع مزرعة الرياح وبنائها، كما أن التقييم الدقيق لموارد الرياح يساعد في تحديد احتياطيات موارد الرياح الإقليمية، ويمكن للزملاء أيضًا توفير أساس مرجعي قوي لاختيار موقع مزرعة الرياح واختيار توربينات الرياح وتطوير البرنامج، حيث أن فعالية بناء مشروع طاقة الرياح لها أهمية كبيرة.
تقدم شركة بولاند حلولاً متكاملة عالية الجودة لأنظمة الرياح والطاقة الشمسية وتخزين الطاقة وخدمة إدارة الطاقة لمحطات الطاقة. لدينا سلسلة توريد داخلية كاملة نسبيًا وشبكة خدمات وجودة منتج ممتازة وتكنولوجيا ومؤهل EPC كبير، ونتعهد بخدمات التصميم والشراء والبناء والتشغيل للمشروع، ونتحمل المسؤولية الكاملة عن الجودة والسلامة والجدول الزمني وتكلفة الأعمال المتعاقد عليها.
مجموعة خدمات بولند ونماذج التعاون
EM: توفير معدات مشاريع تخزين الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والطاقة
الجزء الشمسي: يمكننا توفير لوحة PV، العاكس
جزء الرياح: يمكننا توفير المولد، وشفرة توربينات الرياح، وبرميل البرج، وعلبة التروس، والمحول، والمكثف الفائق، ونظام المجداف المتغير والمكونات الأساسية الأخرى، وتصنيع الآلات الكاملة
جزء تخزين الطاقة: يمكننا توفير الحاويات والبطاريات ونظام BMS ونظام PCS ونظام إدارة EMS ونظام التحكم في الحرائق ونظام التحكم في درجة الحرارة ونظام التحكم في الوصول ونظام الإضاءة
خدمة EPC: مقاول EPC لمشروع تخزين الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والطاقة.
يتمتع Boland / CRRC بمؤهلات عليا في EPC ، ويتعهد بالتصميم والمشتريات والبناء وخدمات التكليف للمشروع ، ويتحمل المسؤولية الكاملة عن الجودة والسلامة والجدول الزمني وتكلفة الأعمال المتعاقد عليها.
التعاون المالي: محطات توليد الطاقة في التشغيل والصيانة ، التمويل ، الاستحواذ.
Boland / CRRC للتعاون في المشروع يمكن أن تقوم بخدمة التشغيل والصيانة. الاستثمار في المشروع والاستحواذ على حصة كبيرة أو الحصول على المشروع بأكمله.
لا تتردد في الاتصال بنا إذا كنت بحاجة إلى أي دعم فني.
بريدي الإلكتروني: marketing@boland-hydroturbine.com
واشنطن: +8613923745989
