Кангаш Алексей Игоревич - инженер Комплексного центра обучения в сфере энергоэффективности Высшей школы энергетики, нефти и газа САФУ имени М.В. Ломоносова.
д. 17, наб. Северной Двины, Архангельск, 163002.
тел.: +7(8182) 21-61-79.
Aleksei Kangash - Engineer of the Complex Training Center for Energy Efficiency of the Higher School of Energy, Oil and Gas of the NArFU named after M.V. Lomonosov.
17 Severnaya Dvina Embankment, Arkhangelsk, 163002.
tel.: +7 (8182) 21 61 79.
Марьяндышев Павел Андреевич - кандидат технических наук, директор Высшей школы энергетики, нефти и газа САФУ имени М.В. Ломоносова.
д. 17, наб. Северной Двины, Архангельск, 163002.
тел.: +7(8182) 21-61-79.
Pavel Maryandyshev - Ph.D. in Engineering, Director of the Higher School of Energy, Oil and Gas of the NArFU named after M.V. Lomonosov.
17 Severnaya Dvina Embankment, Arkhangelsk, 163002.
tel.: +7 (8182) 21 61 79.
В статье рассматривалась проблема энергообеспечения удаленных северных территорий на примере Соловецкого архипелага. На территории Российской Арктики находится большое количество удаленных населенных пунктов, не подключенных к системе централизованного электроснабжения. Энергообеспечение этих районов осуществляется маломощными электростанциями, работающими на дизельном топливе. В связи с большими затратами на транспортировку топлива стоимость производства энергии для таких систем высока. Помимо этого, при транспортировке существует риск разливов и утечек топлива. В качестве одного из вариантов решения данных проблем анализировалась возможность использования собственных энергоресурсов, в частности энергии ветра. Древесное топливо не может быть использовано на островах, так как вырубка лесов запрещена на территории архипелага.
Исследован ветроэнергетический потенциал Соловецкого архипелага, проанализированы метеоданные о скорости и направлении ветра за период с 2000 г. по 2017 г. для высоты 50 м исследовательского центра NASA Langley. Анализ метеоданных за 18 лет позволил построить розу ветров, с высокой точностью характеризующую климат ветров для данной местности. В ходе исследования проведено моделирование работы парка ветроэнергетических установок и вычисление среднегодовой производительности ветропарка с помощью программного обеспечения WindSim, которое применяет вычислительную гидродинамику для оптимизации размещения ветроэнергетических установок на сухопутных и морских электростанциях.
В результате исследования вычислены среднегодовая производительность парков ветроэнергетических установок, расположенных в разных частях острова. Для понимания влияния расположения установок относительно друг друга на среднегодовую производительность были испытаны три модели потерь. Установлено, что потери для выбранного местоположения достигают 9,9 %. В результате сравнения среднегодовой производительности парка ВЭУ в летний и зимний периоды было определено, что зимой производительность выше, чем летом, это имеет значение при эксплуатации парка в северных условиях. В будущем данное исследование может стать основой для внедрения возобновляемых ветроэнергетических технологий на отдаленных островах в Арктическом регионе.
The article deals with the problem of energy supply to remote northern territories on the example of the Solovetsky Archipelago. In the Russian Arctic, there are a large number of remote settlements that are not connected to the centralized power supply system. The power supply of these areas is most often carried out by low-capacity power plants on diesel fuel. Electricity generation from diesel is very expensive because the fuel needs to be shipped over long distances. In addition, there is a risk of spills and fuel leaks during transportation. The article considers the possibility of using own energy resources of the island, in particular wind energy, as one of the solutions to these problems. Wood fuel cannot be used on the islands, as deforestation is prohibited in the archipelago.
The wind power potential of the Solovetsky Archipelago is investigated to confirm the possibility of using wind energy. Weather data on wind speed and wind direction is analyzed for the period from 2000 to 2017 for a height of 50 m. NASA Langley Research Center data are used. As a result of data analysis for 18 years, a wind rose is built. During the study, modeling of the operation of the wind park and calculation of the annual energy production are carried out with WindSim software. WindSim uses computational fluid dynamics to optimize the placement of wind power plants on shore and offshore power plants.
As a result of the study, the annual energy production of wind parks located in different parts of the island is calculated. Three wake models are tested to understand the effect of the location of the wind turbines relative to each other on the annual energy production. The loss for the selected location is found to reach 9.9%. As a result of comparing the annual energy production of the wind park in summer and winter, in winter the productivity is found to be higher than in summer, which is important when the wind park is operated in northern conditions. This case study will encourage the implementation of renewable wind energy technologies in remote islands in the Arctic region.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.