1598005519-db2570e1cd069b3f233e2ac13b5f8034 (Ветроэнергетика. Под ред. Д. де Рензо, 1982u), страница 10

Зависимость скорости ветра У, нзмеренной у горных вершин, от скорости свободного ветрового потопа Уг на той же высоте в данном районе (по данным частотных распределений, полученных с помощью радиозондных измерений длн различных соотношений у'г — от 1О до 90%) 1181: I — У Уг., Ц вЂ” У -ОЗУ т / т а Ч 8 /Я Го" лу Ум,м/л н о у в п ш с ш с5 Степенной закон может применяться также для осреднепий ьзнергии ветра. В [2.1] показано, что значение а=1!7 в этом случае достаточно обосновано. В [2,13) на основании исследования данных, полученных на башнях в четырех различных местностях. США, принимается среднее значение а=0,23-~-0,03.

Исследования,. результаты которых приведены в [2.1) и [2.13), показали, что изменение скорости ветра в зависимости от высоты будет функ.-; цией )г, и высоты, на которой проведены измерения, а зависимости, используемые для оценки а, — функцией скорости ветра и высоты расположения анемометра. По сугцеству, эти зависимости исходят из того, что значение а уменьшается с увеличением юредней скорости ветра, т. е. увеличение скорости ветра с высотой пе будет значительным при больших скоростях :ветра. Ни одно из ранее упоминавшихся значений а не дает хорошей аппроксимации данных для всех местоположений башни: например, данные телебашни в Филадельфии дают а=0,34 [14).

Изменение экстремальных значений скорости ветра у поверхности земли для различных метеостанций, даже расположенных в однородных районах, таких, как западные штаты США и Великие равнины, объясняет большую часть изменений средних значений а. Следовательно, трудно обосновать использование одного значения а по сравнению с другим для пересчета скорости ветра по национальной шкале. Кроме того, значение а для места, соответствующего вероятному местополозкению ветродвигателя, может значительно отличаться от оцениваемого по имеюшимся данным измерений иа башнях.

Однако некоторые допущения относительно вертикального градиента скорости (и энергии) ветра должны быть сделаны .для определения энергии ветра па высоте установки оси ветро-, колеса. Список высоких башен, оснащенных приборами, составлен в [2.15] н [2.16]. Он включает многочисленные данные, полученные на башнях, а также данные и по имеющимся в стране атомным электростанциям и электростанциям, работающим на твердом топливе, Сообщение об обобщенных данных по параметрам ветра, полученных на башнях атомных станций в США, дано в [2.17). Этот источник данных может быть использован для более подробного учета влияния на вертикальный градиент скорости ветра характеристик местности, климатологических данных и шероховатости поверхности. Гористые районы.

При рассмотрении результатов немногих имеюшихся исследований и сводных данных для ветров на горных вершинах зависимость между скоростями ветра в атмосфере и торных районах будет, вероятно, весьма непостоянна и сложна. На некоторых горных вершинах скорость ветра может быть больше, чем в атмосфере, в то время как на других она может быть меньше на 30 %. В [2.18] дается оценка записи скорости ветра на шести горных вершинах высотой от 800 до 3000 м, расположенных в Европе. Значения скоростей для отдельных вершин отличаются от значений скорости свободного ветра менее чем на 30%.

Так как .окружающая местность создает значительный эффект трения, то 80% или более вершин находится под действием струйных течений. На рис. 2.3 приведена зависимость средней скорости ветра, измеренной у горных вершин, от скорости свободного ветрового потока на той же высоте в данном районе. Зависимость показывает, что скорость ветра у вершин обычно меньше, чем скорость свободного ветрового потока на высоте, равной высоте вершины (кроме малых скоростей ветра).

В 25 % случаев скорость ветра у вершин вдвое меньше скорости свободного ветрового потока. Таким образом, оказывается, что в среднем скорость ветра у вершин составляет от 60 до 70 % скорости свободного ветрового потока при значениях ее, больших 8 м/с. Однако анализ [2.18) показывает также, что соотношения между скоростью у вершин и свободного ветрового потока па высоте вершин с достаточным основанием можно считать не зависящими от значений высоты, если на сравнительно малых пиках имеют иногда место большие средние скорости ветра, чем на более высоких пиках. В [2.19) исследовалась зависимость скорости свободного ветРового потока также и у вершин.

Результаты исследований для тРех горных вершин высотой от 2000 до 3000 м показывают, что в гггличие от самой гористой местности ветер у изолированной горной вершины пе будет турбулентным или порывистым. ИзмеРения скорости ветра в нескольких гористых местностях США также дают сложную зависимость между скоростью свободного ветрового потока и ветра у вершины [2.2, 2,3]. Таким образом, оказывается, что располагаемая энергия ветра у вершины горы зависит как от формы и взаимного расположения высот окружающей местности, так и от высоты гор.

На западе многие расположенные ниже изолированные вершины могут иметь более или менее заметный уровень энергии ветра при более вы- 3 ззк. Г412 68 о с(22 фсь з да од а» с.СО Я о о ф дф и н д \ с йа ДВО о н их рз Йдйдд йфзй дхд додй "с ндс ад н ь. З с„д ойых д ойдйс н н й("» ао й ай 2 ф Ю 2 о .'ась ф д д:с ' д на их их ХООО йфдд х о й д дж хс» О н с» д а х ддйи Ыи Й о о.а~ .д с» о »».» н н фи с» О. н х н д с' Ехй ойн с н йдд х н н дно и х хдх В аь. и йхд н й с Ы$Й Ы 2 с» н д оы о й ддй О.

О оной нддй о х од фйд» д х ио д однй йййй 'Я о ЗО н йл й дннйд нйх нх с( и ф ф ан а ффаа сс О йд йн ни о ей н ай ф нфй х»" до о й н о и о дх й д дйой йьйС О.й й с(со ы с- 2 о н д Рййй д додд ддьах а оды ф Ойй од 2 н б фй н фдфйн о ыд о й й Йд ы н ид и оййд ОЯ.»с» нддй фйн ад й ф хо.ф О й н ХО ОЗ озноь ййи и с 2 о дп»,х од о д д даа н о О ь.

д д Ь. н й адф н ~ хй о д» й О Я д Бф 22 ж$ й а е ,с о В с» й х .с й » й с» д йойх .с и й одо 0 й доз д 2 а она 2 О хйй8 фйй (о о о н д йз й ь. з з ь Бь о н х до н о з,д 2нф'о фй й н с;„Я й д д н ь. нйс»д Онй ад й а н х с н ь ф ."с да» й ой» ь ной их д "на о 3' д х с с», х ы н ф й а до й х „н О н х й х й О и д з д д 2 й н 2 й й и сО ф » д од ф д .с с о с( 63х ИОД ф й ад 2 й ф н н "с й д и н х д Ф О д н х ы и ф О с» фд о д о дх О Н ~й х й с» и о н сс В и н и с Ы сс а О н х с'д д н д'" й ос»» Х О, он д ба о й Ь. » » а с д а а о с с О, о У в п ш 2.4.

ОБЗОР ОЦЕНОК их х н х а с ф ао д х н 2. й О. ф н с 'да ох й о ь, й с О о н с» и с „й й :д д " а д о дх3 а ох и н 2 д ф о й ф н 'д д йй д д и д о до х К о и он й О н д д ф Бй й ф н йф во ф ~ д 3* и й о н О. О х с й о» 'й з „ь. йв "й й :с О. с ш с( з и ф х в7 ы о Б д 66 сокой горной зоне, Известно, что сильные ветры часто бывают в горных проходах или в глубоких ущельях. Для исследования влияния геометрии различных склонов н распределения по высоте.

слоев атмосферы прн течениях над вершинами было проведено изучение на моделях в аэродинамической трубе. Прибрежные районы и зона прибрежных вод. В прибрежном районе средняя скорость ветра в типичном случае больше над океаном, чем над сушей, прежде всего вследствие большего поверхностного трения над сушей. В зоне прибрежных вод и цп открытых местах побережий, подобных мысу и морской косе„ энергия ветра может быть в два илп большее число раз больше, чем прн расчете ее по данным прибрежных башен.

Измерение ветра на большинстве прибрежных башен проводилось на большем удалении от моря (0,5 км и более) нлн вдоль укрытых площадей (в бухтах и заливах). Они были характерны для скоростей ветра в прибрежных ветровых районах и зоне прибрежных вод Это уменьшение скорости ветра при удалении от берега моря значительно больше вдоль прибрежного района на пересеченной местности (например, территория штата Мэн и побережье Тихого океана).

Прн рассмотрении прибрежных районов важное значение имеег преобладающее направление ветра: в сторону моря илн суши. Места, где ветер направлен в сторону моря, обычно более ветреные, чем те, где ветер направлен в сторону суши. Например, на восточном побережье озера Гранд-Лейк энергия ветра больше, чем на западном, благодаря тому, что ветер в основном дует в западном направлении. Сравнительные ветровые данные для прибрежных районов США очень ограничены. Для получения распределений средних скоростей ветра над прибрежными водами используют наблюдения на судах, так как онн более пригодны для прибрежных мест, чем данные, полученнь>е на береговых башнях, Поэтому наблюдения на судах осредняют по большой площади прибрежных вод шириной до 100 км.

Однако данные, полученные на судах, должны быть использованы с осторожностью вследствие того, что точно не известны высота' измерения ветра, расположение мест измерения на поверхности, точность и периодичность измерений Оценка географического распределения полной энергии ветра над территорией США проводилась лабораторией Бапб(а [2.1], фирмами 1 ос((Ьее(( [2,2], ОЕ [2.3]. Данные измерений лаборатории Бап((1а послужили основой для последующих исследований.