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Évaluation des ressources en énergie éolienne

Introduction

       Avec la raréfaction des énergies fossiles et la dégradation de l'environnement mondial, le développement des énergies renouvelables et propres est devenu l'objectif énergétique de tous les pays. La technologie de l'énergie éolienne est plus mature et plus fiable, et c'est la nouvelle source d'énergie qui connaît la croissance la plus rapide. Dans la phase d'étude de faisabilité de la construction d'un parc éolien, une évaluation des ressources éoliennes du parc éolien proposé est requise.

      Le but de l'évaluation est de fournir une base pour déterminer la capacité installée du parc éolien et la sélection et la disposition de l'éolienne, et de faciliter l'évaluation économique et technique de l'ensemble du projet. Le niveau de mesure et d'évaluation des ressources d'énergie éolienne affecte directement la sélection du site du parc éolien et les prévisions de production d'électricité, et se reflète finalement dans la production d'électricité réelle après l'achèvement du parc éolien.

L'énergie éolienne Évaluation des ressources

 1.Mesure du vent
1) La mesure du vent comprend la mesure de la direction du vent et la mesure de la vitesse du vent
2)Mesure de la direction du vent : mesure de la direction du vent
3) Mesure de la vitesse du vent : mesurez la distance parcourue par l'air dans le sens horizontal par unité de temps

2.Calcul des ressources éoliennes
1)Vent : Le phénomène de circulation d'air. Se réfère souvent au mouvement horizontal de l'air par rapport au sol, est une quantité vectorielle, exprimée en termes de direction et de vitesse du vent.
2)Vitesse du vent : la distance parcourue par l'air en une unité de temps. Fait généralement référence au déplacement horizontal de l'air par unité de temps, la vitesse de déplacement de l'air de la valeur, il existe généralement les deux types suivants : vitesse instantanée du vent, par rapport à une période de temps infiniment petite, c'est-à-dire un moment de vitesse de rafale ; la vitesse moyenne du vent, par rapport à une période de temps finie, se réfère généralement à la moyenne de 2/10 minutes, etc.
3) Direction du vent : la direction du vent entrant est la direction du vent. L'observation de la direction du vent est exprimée dans 16 directions ou une valeur de 0 à 360 degrés. Le vent statique est exprimé par "C".
4)Énergie éolienne : l'énergie gagnée par seconde par un courant d'air circulant librement à la vitesse V sur une zone A, c'est-à-dire l'énergie éolienne gagnée P.

P=(VA)*(pV²/2)=1/2pAV³ (p est la densité de l'air)

5)Densité de puissance éolienne : flux d'air vertical à travers la section transversale de l'unité d'énergie éolienne

P=1/2pV³

Fréquence du vent : le pourcentage de la fréquence d'une certaine période au cours de laquelle une certaine direction du vent se produit et la fréquence totale des différentes directions du vent (vitesses du vent) qui se produisent au cours de cette période est appelée la fréquence d'une certaine direction du vent.

3. Variation quotidienne de la vitesse du vent
1)En général, la couche proche de la surface est la plus grande l'après-midi pendant la journée, atteignant le maximum vers 14h00, la plus petite la nuit et tôt le matin, et la plus petite vers 6h00 ; le vent dans la couche supérieure est faible l'après-midi pendant la journée et fort la nuit ; la variation quotidienne de la magnitude du vent est plus grande les jours ensoleillés que les jours nuageux, plus grande en été qu'en hiver et plus grande sur terre que sur mer.
2) En mer ; la vitesse du vent est faible le jour et forte la nuit.

4. Variation annuelle de la vitesse du vent
Généralement, aux latitudes moyennes de l'hémisphère nord, c'est le plus grand en hiver et le plus petit en été ; dans la plupart des régions de Chine, le printemps est la période d'alternance d'air froid et chaud, de sorte que le vent de printemps est le plus important.

5. Évaluation des ressources énergétiques éoliennes
En analysant les séries chronologiques d'observation de la vitesse et de la direction du vent dans une certaine zone, les réserves de ressources d'énergie éolienne de la zone sont estimées et la quantité, la qualité et l'état de distribution des ressources d'énergie éolienne sont jugés et évalués.

6. Graphique de la rose des vents
(1) Le diagramme de la rose des vents est basé sur les données d'énergie éolienne obtenues à partir de l'observation de la station météo, tirées du diagramme, car la forme du diagramme ressemble à une fleur rose, appelée "rose des vents"
(2) La rose des vents est divisée en : rose de direction du vent et rose de vitesse du vent.
(3) Diagramme de rose de vitesse du vent : indique la taille de la vitesse du vent et la fréquence de la vitesse du vent. (Anémomètre)
(4) Graphique rose des vents : indique la direction du vent et la fréquence de la direction du vent. (Girouette)
(5) Fréquence du vent : le pourcentage du nombre de fois où différentes directions du vent se produisent au cours d'une certaine période de temps en pourcentage du nombre d'observations.
(6) La direction du vent dominant peut être déterminée et les unités sont disposées perpendiculairement à la direction du vent dominant.

 

  Direction du vent des 16 directions
  Direction du vent des 16 directions
Évaluation des ressources en énergie éolienne   
Évaluation des ressources en énergie éolienne

Tableau des roses de direction du vent:Chaque intervalle représente une fréquence de vent de 5% ; le nombre dans le cercle central représente la fréquence du vent calme.

7. L'évaluation des ressources éoliennes nécessite généralement les éléments suivants d'analyse et de calcul des données d'observation.
(1) En règle générale, une journée type et un mois type doivent être sélectionnés. Le changement horaire de la vitesse du vent d'une journée typique peut refléter le modèle général de changement quotidien de l'énergie éolienne, et le changement jour par jour de la vitesse du vent d'un mois typique peut refléter le modèle général de changement mensuel de l'énergie éolienne. Et tracez l'histogramme horaire et journalier de la journée type et du mois type.
(2) Les statistiques de cet élément peuvent être tirées selon la méthode conventionnelle, et le diagramme de rose de direction du vent annuel et le diagramme de rose de vitesse du vent selon les résultats statistiques.
(3) Le vent a une vitesse d'enclenchement et de coupure, la vitesse d'enclenchement est généralement de 3 m/s ou 5 m/s, la vitesse de coupure est généralement prise à 25 m/s ou 27 m/s, et le vent la vitesse entre l'enclenchement et l'arrêt est appelée vitesse effective du vent. La plage de vitesse effective du vent varie généralement en fonction de l'origine et de la puissance du ventilateur. Comptez la valeur cumulée de la vitesse du vent dans la plage de vitesse du vent effective en heures par an, puis faites la moyenne de la valeur de l'année précédente, c'est-à-dire le nombre d'heures effectives par an.
(4) La valeur de la vitesse du vent est divisée en un certain nombre de niveaux à des intervalles de 1 m/s, et le nombre de fois que chaque niveau de vitesse du vent est compté, et le nombre de chaque niveau est divisé par le nombre total de fois chaque niveau de la vitesse du vent se produit, c'est-à-dire la fréquence de ce niveau de vitesse du vent. Selon les résultats statistiques pour dessiner chaque graphique de fréquence de vitesse du vent de qualité.

Données de mesure

1. Tour de mesure du vent
La tour de mesure du vent du parc éolien peut fournir des informations de première main sur l'énergie éolienne pour les investissements et la construction futurs du parc éolien, est la base pour juger des ressources d'énergie éolienne. Dans la tour à différentes hauteurs installées avec anémomètre, girouette et température, pression et autres équipements de surveillance. Observation ininterrompue par tous les temps des conditions de vent du site.
Différentes zones d'énergie éolienne, en fonction de l'échelle et de la zone du parc éolien, doivent d'abord déterminer le nombre de tours de mesure du vent érigées. L'emplacement de la tour éolienne devrait représenter la majeure partie de la situation régionale dans la mesure du possible, et l'emplacement futur de l'éolienne avec des conditions de vent, des caractéristiques de terrain, une élévation et une végétation de surface similaires. Il ne doit être choisi ni à un emplacement plus élevé ni plus bas dans la zone du parc éolien, et le voisinage de la tour doit être relativement ouvert, sans grands bâtiments, arbres et autres obstacles.
Pour que le terrain ait été mis en place, la tour éolienne doit se concentrer sur l'emplacement de la tour éolienne, représentant chaque couche du fonctionnement et de l'installation de l'instrument à vent, pour l'érection d'une tour éolienne de longue durée, il convient également de tester l'étalonnage de l'instrument. Il faut également enregistrer la forme de la tour de mesure du vent, le choix des instruments de mesure du vent, la hauteur et la direction du capteur, les instruments de mesure du vent autour du terrain sont ouverts, 10 mètres à l'équipement de mesure du vent ne sont pas bloqués, etc., pour juger le vent tour de mesure avec l'état des ressources éoliennes du parc éolien du degré représentatif.

Tour de mesure du vent
Tour de mesure du vent

2. Sélection de la hauteur d'installation du capteur


(1) Capteur de vitesse du vent

Capteur de vitesse du vent : deux ensembles d'instruments de mesure de la vitesse du vent sont installés à la hauteur du moyeu de l'installation de turbine proposée, c'est-à-dire à la hauteur maximale de la tour de mesure du vent. L'un des objectifs est d'empêcher la défaillance de l'un des instruments et l'absence de données de vent sur la hauteur du moyeu, le second est que deux ensembles de données de vent peuvent être utilisés pour la révision de l'ombre de la tour et la correction des données invalides ou erronées.
Installez un ensemble d'anémomètre à 10 m de hauteur. Étant donné que l'anémomètre de niveau supérieur est susceptible de tomber en panne en raison du gel, de vents forts, etc., ou en raison de difficultés de maintenance et de réparations différées entraînant des données manquantes, les données de vent de niveau inférieur peuvent être utilisées pour la révision.
Le reste de l'anémomètre selon l'intervalle approprié, installé dans la surface de balayage de la turbine de 10 m de hauteur entière, l'intervalle est généralement pris de 20 m.

 

 

 

Capteur de vitesse du vent
Capteur de vitesse du vent

(2) Capteur de direction du vent

Capteur de direction du vent ; installé un ensemble de compteur de direction du vent près de la hauteur de 10 m, près de la hauteur du moyeu du ventilateur proposé et dans la surface balayée de la roue du ventilateur respectivement.

Capteur de direction du vent
Capteur de direction du vent

(3) Thermomètre

     Installez un ensemble de thermomètres près de la hauteur du sol et de la hauteur du moyeu de vent proposé, respectivement. Installé dans la hauteur supérieure et inférieure de chaque thermomètre, est de déterminer l'emplacement de la stabilité atmosphérique de la tour du vent. Afin d'éviter l'impact du rayonnement auxiliaire thermique du sol sur la mesure, il est généralement recommandé que le thermomètre inférieur ne soit pas inférieur à 20 m.

(4) baromètre et hygromètre

Dans l'installation proposée de la hauteur du moyeu du vent ou près du sol, installez un ensemble de baromètre et d'hygromètre.

3.Attention au problème

(1) la même hauteur ne peut pas être installée en même temps, y compris les anémomètres, y compris une variété de capteurs de mesure, la direction du vent, la température, la pression atmosphérique, la hauteur du capteur d'humidité doit être inférieure au capteur de vitesse du vent 2 m.
(2) Dans les zones forestières à végétation dense, lorsque le couvert forestier est élevé, les capteurs qu'il est prévu d'installer à une hauteur de 10 m doivent être ajustés plus haut de manière appropriée.
Une fois le traitement des données de mesure de l'énergie éolienne terminé, il est ensuite nécessaire d'analyser statistiquement la position de mesure de l'énergie éolienne à la hauteur de moyeu de vent proposée et le reste de la hauteur d'observation de divers paramètres de caractéristiques du vent. L'analyse statistique des caractéristiques du vent à l'emplacement de mesure de l'énergie éolienne peut nous aider à obtenir une compréhension préliminaire de la situation des ressources éoliennes au parc éolien.
En raison du principe de sélection représentative de l'emplacement de mesure du vent, il est décidé que les paramètres caractéristiques du vent de l'emplacement de mesure du vent peuvent représenter l'état de la ressource éolienne de la zone qu'il couvre. La répartition détaillée des ressources éoliennes sur toute la surface du parc éolien doit être réalisée par des simulations CFD ultérieures.
Les paramètres caractéristiques du vent à l'emplacement de mesure du vent comprennent les éléments suivants.
Densité de l'air, vitesse du vent, densité de l'énergie éolienne, direction du vent, indice de cisaillement du vent, intensité de la turbulence, paramètres des caractéristiques de distribution de la vitesse du vent et vitesse maximale et maximale du vent pour un événement de 50 ans.

Résumé

       L'évaluation des ressources éoliennes est très importante pour la sélection et la construction du site du parc éolien, une évaluation précise des ressources éoliennes est propice à la détermination des réserves régionales de ressources éoliennes, les collègues peuvent également fournir une base de référence solide pour la sélection du site du parc éolien, la sélection des éoliennes et le développement du programme, pour l'efficacité de la construction de projets d'énergie éolienne a une importance importante.

parc éolien
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