اطلاعات هواشناسی و معیار استاندارد

دانلود پایان نامه

استفاده از داده های سرعت باد
در این روش دکل های بادسنجی در محدوده سایت نصب می شود و اطلاعات حداقل یکساله باد استخراج می شوند. سپس بصورت دستی یا با استفاده از نرم افزار Windpro و نرم افزار های مشابه، مشخصات آماری باد و نهایتا پتانسیل انرژی باد تعیین می شود.
استفاده از داده های سرعت باد در مجاورت سایت
اگر در خود سایت مورد مطالعه دکل های هواشناسی نصب نشده باشد ولی اطلاعات و آمار باد در سایت های مجاور موجود باشد نیز می توان اطلاعات باد را در سایت بدست آورد. در این شرایط معمولا از نرم افزار WASP استفاده می شود. در این حالت از مدلهای هواشناسی Microscale و نیز اطلاعات باد سنجی سایت های مجاور بطور همزمان استفاده می شود.
استفاده از اطلاعات هواشناسی
در این روش که نسبت به دو روش قبل از دقت کمتری برخوردار است، از اطلاعات و آمار سرویس های هوا شناسی استفاده می شود و با کمک مدل های هواشناسی Mesoscale ، تخمینی از شرایط باد در سایت مورد نظر بدست می آید.
توضیح اینکه برای تعیین پتانسیل باد یک سایت، روش سوم به هیچ وجه دارای دقت کافی نمی باشد و روش اول نیز به روش دوم ارجعیت دارد.
2-5-8 ارزیابی آماری داده های باد
سرعت ( و جهت ) باد در یک سایت بطور پیوسته نسبت به زمان تغییر می کند. به همین دلیل برای تجزیه و تحلیل اطلاعات سرعت باد از روش های آماری استفاده می شود. معمولا فرکانس ثبت ابزار های باد سنجی 1 هرتز و فاصله زمانی میانگین گیری 10 دقیقه است. ارتفاع اندازه گیری سرعت، 10 متر، 20 متر، 40 متر یا بیشتر می باشد. مهمترین پارامتر های آماری مربوط به سرعت باد عبارتند از: سرعت متوسط، سرعت ماکزیمم، سرعت مینیمم و انحراف معیار استاندارد.
یکی از مهمترین منحنی های سرعت باد در یک سایت، منحنی سرعت – تناوب می باشد که برای تخمین انرژی خروجی توربین های بادی مورد استفاده قرار می گیرد.
برای اینکه بتوان از نمودار توزیع فرکانسی بهتر استفاده کرد، معمولا آن را با یک تابع توزیع آماری تقریب می زنند. بر اساس تجربه تابع توزیع آماری تقریب می زنند. بر اساس تجربه تابع توزیع ویبول مناسب ترین تقریب را جهت مدل سازی ریاضی نمودار توزیع فرکانسی بدست می دهد. رابطه کلی توزیع ویبول به شکل زیر است:
(2-5)
که در آن f چگالی فرکانس (s/m)، v سرعت باد در مرکز هر بازه سرعت (m/s)، A ضریب مقیاس (m/s) و C ضریب شکل ( بدون بعد ) می باشد.
برای مشخص کردن تقریب ویبول یک منحنی سرعت – تناوب خاص، بایستی ضرایب ویبول مربوط را محاسبه کرد. بطور کلی محاسبه ضرایب C و A با استفاده از محاسبه سرعت متوسط و انحراف معیار انجام می گیرد. لیکن روش های تقریبی قابل قبول و مناسبی نیز در این خصوص وجود دارد که در مراجع پتانسیل سنجی انرژی باد قابل دسترسی است. سرعت متوسط باد توسط رابطه زیر به ضرایب ویبول مرتبط می شود :
(2-6)
که در آن تابع تابع گاما می باشد و مقدار آن از جداول مربوطه قابل دسترسی است.
چنانکه قبلا اشاره شد، علاوه بر تغییرات سرعت، جهت وزش باد نیز نسبت به زمان متغیر می باشد. برای نشان دادن وابستگی پارامتر های آماری سرعت نسبت به جهت وزش، از نمودار هایی به نام گلباد استفاده می شود که مشخصاتی نظیر سرعت متوسط، سرعت ماکزیمم و غیره را در جهت های مختلف نشان میدهد در شکل 2-5 یک نمونه از نمودار گلباد نشان داده شده است.

این مطلب مشابه را هم بخوانید :   روایات مستند و امیرالمومنین

شکل 2-5- نمایی از نمودار گلباد
2-5-9 محاسبه انرژی سالانه خروجی یک توربین بادی
فرض کنید می خواهیم انرژی سالانه خروجی را برای یک سایت مشخص که منحنی سرعت – تناوب آن پس از محاسبه ضرایب ویبول بصورت شکل 2-6 خلاصه شده است، برآورد نماییم. اولین مرحله این است که بر اساس منحنی مذکور، نمودار ( یا جدول ) سرعت تداوم را مشخص نماییم. یعنی تعیین کنیم که مدت زمان ( معمولا بر حسب ساعت) مربوط به هر بازه سرعت در طول یکسال چقدر است. برای این کار کافی است درصد فرکانس مربوط به هر محدوده سرعت را در تعداد ساعات سال (8760) ضرب نماییم.

شکل 2-6- جدول منحنی سرعت- تناوب بعد اعمال ضرایب ویبول
بطور مثال در شکل 2-6 برای محدوده سرعت شماره 5 ( با سرعت شاخص m/s 5/4 ) خواهیم داشت: