Ветроэнергетический потенциал Алтайского края, как составляющая устойчивого развития региона Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»
Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Никольченко Юрий Николаевич, Сухова Мария Геннадьевна
Проанализированы основные показатели ветрового режима на территории Алтайского края с целью установления ветроэнергетического потенциала . Проведен анализ скоростей ветра по данным пяти ключевых метеостанций исследуемой территории (Барнаул, Бийск-Зональное, Рубцовск, Славгород, Тогул) в прошлом (1936–1980 гг.), а также в настоящем (2005–2011 гг.). Рассчитан ветроэнергетический потенциал для территории края и установлены наиболее благоприятные районы края для развития ветроэнергетики.
Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Никольченко Юрий Николаевич, Сухова Мария Геннадьевна
WIND ENERGY POTENTIAL OF ALTAI TERRITORY AS COMPONENT OF SUSTAINABLE DEVELOPMENT IN REGION
The main indicators of the wind regime in Altai region with aim to calculate the wind energy potential is considered. The analysis of wind speeds according to five key meteorological stations of the studied territory (Barnaul, Biysk-zonal, Rubtsovsk, Slavgorod, Togul) for the period 1936–1980 and 2005–2011 years. The wind energy potential for the region and the most promising areas for wind energy development are calculated.
Текст научной работы на тему «Ветроэнергетический потенциал Алтайского края, как составляющая устойчивого развития региона»
ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ АЛТАЙСКОГО КРАЯ, КАК СОСТАВЛЯЮЩАЯ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ РЕГИОНА
© Ю.Н. Никольченко, М.Г. Сухова
Ключевые слова: альтернативная энергетика; ветровой режим; Алтайский край; скорость и направление ветра; ветроэнергетический потенциал; перспективные районы.
Проанализированы основные показатели ветрового режима на территории Алтайского края с целью установления ветроэнергетического потенциала. Проведен анализ скоростей ветра по данным пяти ключевых метеостанций исследуемой территории (Барнаул, Бийск-Зональное, Рубцовск, Славгород, Тогул) в прошлом (19361980 гг.), а также в настоящем (2005-2011 гг.). Рассчитан ветроэнергетический потенциал для территории края и установлены наиболее благоприятные районы края для развития ветроэнергетики.
Внедрение альтернативной энергетики признано важной составляющей устойчивого развития. В настоящее время многие государства мира, понимая важность этого, активно поддерживают развитие данной
отрасли. Важность перехода на альтернативную энергетику заключается в уменьшении выбросов углекислого газа в атмосферу, который не только загрязняет ее, но и увеличивает парниковый эффект. К настоящему
времени за рубежом накопился богатый опыт использования ветровой энергии. Существует множество институтов, компаний-производителей, реально работающих парков установок альтернативной энергетики.
Энергия ветра наиболее широко и эффективно используется в США, Дании, Германии и в Испании. На долю этих стран приходится свыше 3/4 всего мирового парка ветроустановок. Также активный интерес проявляют развивающиеся страны (например, Индия, Китай, страны Южной Америки). Установленная мощность всех эксплуатируемых ветроагрегатов в мире в конце ХХ в. достигла 14000 МВт (на Европу из них приходится более 9000 МВт). Выявлено, что суммарная техническая энергия ветра, доступная для использования, оценивается величиной, которая в четыре раза выше, чем мировое ежегодное потребление электроэнергии на современном этапе развития человечества [1].
В России также работают ветроэнергетические установки (ВЭУ): вблизи поселка Куликово Калининградской области - ветропарк из 21 ветроустановки общей мощностью 5,1 МВт, на о. Беринга Камчатской области - 2 ветроустановки по 250 КВт, в районе деревни Тюпкильды Республики Башкортостан - 4 ветро-агрегата по 550 КВт и многие другие меньшей мощности [2]. Однако энергия, вырабатываемая имеющимися ВЭУ, в общей картине энергопроизводства и энергопотребления является настолько незначительной, что не учитывается в энергосистеме РФ.
Согласно Генеральной схеме размещения ветроэнергетических станций Российской Федерации, одной из перспективных территорий является юг Западной Сибири, в частности западная часть Алтайского края [2].
Для выявления ветроэнергетического потенциала исследуемой территории необходимо детальное изучение факторов климатообразования и климатических условий, определяющих, соответственно, ветровой режим. С этой целью нами использовался комплекс географических, геоэкологических, статистических и картографических методов исследования.
Алтайский край расположен на юге Западной Сибири в бассейне р. Оби. Климат края континентальный, формируется в результате частой смены воздушных масс. Географическое положение края, расположенного на стыке крупных климатических областей (Западно-Сибирской и Восточно-Сибирской, СреднеАзиатской и Центрально-Азиатской), обусловливает перенос через его территорию воздушных масс различного
происхождения. Наибольшая повторяемость приходится на местный континентальный воздух умеренных широт.
Важно отметить, что из-за горного барьера на юго-востоке края господствующий западно-восточный перенос воздушных масс приобретает юго-западное направление. Под влиянием этого фактора трансформируется климат равниной части края. В летние месяцы частыми являются ветры северной направляющей. В 20-45 % случаев скорость ветров юго-западного и западного направлений превышает 6 м/с. В степных районах края с усилением ветра связано возникновение в весенне-летний период пыльных бурь и суховеев (до 820 дней в году). В зимние месяцы в периоды с активной циклонической деятельностью в крае повсеместно отмечаются метели, повторяемость которых - 3050 дней в году.
В настоящее время климатические ресурсы активно используются в аграрном секторе, в рекреационной сфере, однако стоит отметить и тот факт, что исследуемая территория обладает объективными предпосылками для развития ветроэнергетики.
В связи со значительной ландшафтно-климатической однородностью региона были выбраны метеорологические станции (МС), расположенные в разных районах: в центральной части Алтайского края (Барнаул), юго-восточной (Бийск-Зональная), северо-восточной (Тогул), юго-западной (Рубцовск) и северо-западной (Славгород). Особенности местоположения метеорологических станций Алтайского края приведены в табл. 1.
В соответствии с общециркуляционными процессами, господствующими над равнинной территорией края, преобладающими являются ветры южной и югозападной направленности (рис. 1). Однако летом так же в равном соотношении присутствуют северные и западные ветры.
Для того чтобы определить ветроэнергетический потенциал Алтайского края, необходимо проанализировать ветровой режим территории, в частности среднемесячные, среднегодовые скорости, а также продолжительность периодов со скоростями ветра различных градаций, в ретроспективе и в настоящее время. С этой целью нами были проанализированы данные из метеорологических справочников [4-5] за период наблюдений с 1936 по 1980 гг., для современного периода данные были взяты с [6] за период с 2005 по 2011 гг. (табл. 2).
Географические координаты, высота над уровнем моря (к) и краткая характеристика метеорологических станций равниной части Алтайского края [3]
Станция Широта Долгота к, м Характеристика
Барнаул 52°30' 83°42' 184 Северо-восток Приобского плато, левый берег Оби в месте впадения р. Барнаулки в р. Обь
Бийск-Зональная 52°41' 84°57' 228 Предалтайская равнина, являющаяся юго-восточным окончанием Западно-Сибирской низменности, на р. Бия недалеко от ее слияния с р. Катунь
Рубцовск 51°30' 81°13' 219 Предалтайская равнина, на берегу р. Алей (приток Оби)
Славгород 52°58' 78°39' 126 Центр Кулундинской степи, между озерами Секачи и Большое Яровое
Тогул 53°28' 85°55' 272 Холмистый рельеф, отроги Салаирского кряжа