Энергия, которая вырабатывается ветряными фермами, давно стала реальностью. Однако перед учеными стоит еще масса вопросов. Одно из них — это сомнительное качество прогнозов погоды. Практически каждый замечал эту проблему, но при этом мало кто испытывал трудности в связи с ней. А вот энергетикам подобные ошибки синоптиков могут стоить очень дорого. Поэтому разработка и создание метеорологического оборудования, которое может существенно повысить эффективность работы ветряных ферм, является одной из основных задач.
Несмотря на способность современного метеорологического оборудования прогнозировать вероятность наступления ветреной погоды, оно не в силах точно определить силу и скорость будущего ветра. А между тем чрезмерное вращения ветряных турбин во время бури может спровоцировать перенапряжение энергосистемы. Совершенствование инструментов прогнозирования способно эффективно решить эту проблему.
Исследователи отдела Тихоокеанской северо-западной энергетической национальной лаборатории Берг и Роб Ньюсом считают, для качественного прогнозирования силы и скорости будущего ветра измерения следует проводить на высоте около 105 метров — средняя высота размещения турбин — в то время как обычно подобные измерения проводятся на значительно меньшей высоте — около 9 метров. Только представьте эту разницу!
Инструменты
Кроме этого, по мнению исследователей, в совершенствовании использования энергии ветра им должны помочь несколько сложных метеорологических инструментов.
Одним из ключевых средств является NEXRAD — радарная метеостанция. Она излучает короткие импульсы радиоволн, которые возвращаются назад после того, как ударяются об капли воды или другие частицы, присутствующие в воздухе. Затем компьютеры анализируют сигналы, которые вернулись обратно, для определения изменений поведения ветра вблизи радара и ветряной фермы.
Также используется оборудование, специально предназначенное для измерения скорости и направления ветра: радарный профайлер ветра. Как и NEXRAD, профайлер посылает радиоволны, которые возвращаются назад, когда фиксируют изменения влажности или температуры воздуха. Но в то время как NEXRAD сканирует все с помощью одного вращающегося радарного луча, профайлер отправляет три радиолокационных пучка.
Другим используемым инструментом является допплеровский содар (иногда его также называют акустическим радаром), который использует звук вместо радиоволн. Высокочастотные сигналы, посылаемые с регулярной последовательностью, отражаются при изменениях влажности и температуры воздуха. Такая информация поможет исследователям определять характеристики ветра на более низких высотах, чем это может позволить профайлер.
И, наконец, исследователи планируют установить ультразвуковые анемометры. Каждый анемометр оборудован шестью крошечными микрофонами и таймером, который предназначен для перемещения звуковых импульсов от одного микрофона к другому. Кроме измерения скорости, анемометр также помогает определить направление ветра.
Польза и преимущества разработки
В совокупности все это оборудование позволит исследователям получить более полное представление о том, как поведение ветра влияет на работу ветряных турбин.
Более того, знания о силе и скорость будущих порывов ветра позволит диспетчерам заблаговременно принимать адекватные меры по защите энергосистемы от перенапряжения. Кроме этого, с введением в действие новых метеорологических инструментов станет возможным более рациональный выбор местоположения ветряных ферм с учетом максимально точных данных о ветровой режим в той или иной местности.
На сегодняшний день уже два промышленных партнеры сотрудничают с Бергом и Робом в исследовании: компании 3TIER (Сиэтл, штат Вашингтон) и WindLogics (Санкт—Пол, штат Миннесота) помогли ученым в определении и оценке потенциальных мест для ветряных ферм. Они выступили в роли консультантов и внесли свой вклад в выяснение того, какие данные будут наиболее полезными при изучении местоположения.
Тестирование разработок в реальных условиях началось в декабре 2010 года и продлится около девяти месяцев. Это исследование финансируется Управлением Министерства энергетики США по энергоэффективности и альтернативных источников энергии.
http://www.eco-live.com.ua/content/blogs/energiya-vitru-prognoz-pogodi
