канд. техн. наук, старший научный сотрудник ФГУП «Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н. Е. Жуковского», главный конструктор ООО СКБ «Искра».
Ph.D. (engineering), a senior researcher of Central Aerohydrodynamic Institute (TsAGI), chief designer of Special design office “Iskra”.
По измерениям на метеостанциях о. Сахалин среднегодовая скорость ветра изменяется в пределах 2–9 м/c. В этом же диапазоне изменяется среднегодовая скорость на всей территории России, поэтому исследование энергетических характеристик ветра на о. Сахалин позволяет определить общие для России энергетические свойства ветра. Обработка данных метеостанций проведена с помощью нового подхода, в основе которого лежит гипотеза о том, что скорость ветра на произвольном отрезке времени является непрерывной дифференцируемой функцией времени V ∞ (t) . Считается, что функция V ∞ (t) является результатом такого случайного процесса, когда в равные промежутки времени Т с повторяющимися условиями эта функция, сохраняя свойство непрерывности, дифференцируемости и большого количества экстремумов, количественно каждый раз изменяется несколько по-разному. Энергетические свойства ветра характеризуются средней скоростью и ветроэнергетическим потенциалом. При этом, в отличие от метеорологической традиции, ветроэнергетический потенциал определяется как энергия воздушной струи с единичной площадью поперечного сечения на заданном отрезке времени Т . Такое определение ветроэнергетического потенциала необходимо с точки зрения ветроэнергетики, так как производительность ветроустановок на отрезке времени Т определяется ветроэнергетическим потенциалом, характерным для этого отрезка времени. Некоторое количество циклических отрезков времени позволяет получить выборку случайных величин, характеризующих энергетические свойства ветра. По этой выборке методами математической статистики определяются функции плотности вероятности и среднеквадратичные погрешности этих случайных величин. В результате статистической обработки многолетних измерений скорости ветра на метеостанциях о. Сахалин определены эмпирические функции плотности вероятности случайных величин «среднегодовая скорость ветра» и «годовой ветроэнергетический потенциал».
According to measurements at meteorological stations, average annual wind speed on Sakhalin Island varies from 2 to 9 m / c. The average annual wind speed throughout Russia is in the same range. Therefore, the study of power characteristics of the wind on Sakhalin must give general wind energy properties throughout Russia. Processing of weather stations data has been carried out using the new approach. This methodology is based on the hypothesis that the wind speed at an arbitrary interval in time is a continuously differentiable function of time V ∞ (t) . It is assumed that the function V ∞ (t) is the result of such random process, when in regular intervals Т in the identical conditions this function keeps the continuity, differentiability, and has a large number of extrema, but quantitatively changes each time a little differently. Energy properties are characterized by an average wind speed and potential of wind energy. At the same time, unlike the meteorological tradition, potential of wind energy is defined as the energy of the air stream across a unit cross-sectional area at a given time interval Т . Such a definition of wind energy potential is necessary, because the performance of wind turbines in the time interval Т is determined by the value of the wind energy potential, defined for this time interval. A number of cyclic periods of time allows us to get a sample of random variables characterizing the properties of wind energy. For this sample on the base of methods of mathematical statistics the probability density function and the root mean square deviation of these random variables are determined. As a result of statistical processing of wind speed measurements at meteorological stations of Sakhalin, empirical probability density functions of random variables “average wind speed” and “annual wind energy potential” have been identified.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.