Εκτίμηση του αιολικού δυναμικού σε περιοχές με επίπεδο και σύνθετο ανάγλυφο

Abstract

Ο κλάδος των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας και κυρίως ο τομέας της αιολικής ενέργειας παρουσιάζει ραγδαία ανάπτυξη τα τελευταία χρόνια. Επομένως, θεωρείται πολύ σημαντική η ακριβής εκτίμηση του αιολικού δυναμικού σε μία περιοχή ανάπτυξης αιολικών σταθμών. Βασικό ερώτημα που στοχεύει να απαντήσει αυτή η μεταπτυχιακή διατριβή είναι σε τι βαθμό τα προγράμματα προσομοίωσης της ροής του ανέμου, που χρησιμοποιούνται για την αναγωγή των ανεμολογικών συνθηκών από το σημείο μέτρησης στα σημεία εγκατάστασης των ανεμογεννητριών, προσεγγίζουν ή αποκλίνουν από τις πραγματικές τιμές της ταχύτητας του ανέμου. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκαν μετρήσεις από ανεμολογικούς ιστούς σε δυο περιοχές με διαφορετικό ανάγλυφο εδάφους, σε συνδυασμό με τη χρήση του γραμμικού μοντέλου ροής του ανέμου WAsP, μέσα από την εφαρμογή του προγράμματος WindPro.

Συγκεκριμένα, έγινε εκτίμηση του αιολικού δυναμικού σε θέσεις ανεμογεννητριών σε εν λειτουργία αιολικούς σταθμούς, σε περιοχές με σύνθετο και επίπεδο ανάγλυφο εδάφους. Από την σύγκριση των αποτελεσμάτων διαπιστώθηκε ότι, στην περίπτωση του σύνθετου ανάγλυφου τα σφάλματα στην πρόβλεψη της ταχύτητας του ανέμου ήταν πολύ μεγαλύτερα συγκριτικά με τα αντίστοιχα σφάλματα στην περίπτωση του επίπεδου ανάγλυφου εδάφους. Το μέσο σφάλμα στο σύνθετο ανάγλυφο βρέθηκε μια τάξη μεγέθους μεγαλύτερο απ' ότι στο επίπεδο ανάγλυφο. Βρέθηκε ότι υπάρχει αξιοσημείωτη συσχέτιση μεταξύ του σφάλματος πρόβλεψης του μοντέλου και της χιλιομετρικής απόστασης των ανεμογεννητριών από το σημείο μέτρησης και στις 2 κατηγορίες εδάφους, ενώ για την περίπτωση του σύνθετου ανάγλυφου διαπιστώθηκε ο ιδιαίτερα σημαντικός ρόλος που παίζει η υψομετρική απόσταση στη διαμόρφωση του σφάλματος. Για την περίπτωση της περιοχής με σύνθετο ανάγλυφο εδάφους, προτείνονται ως τρόποι βελτίωσης της πρόβλεψης του ανέμου, η εκτίμηση του αιολικού δυναμικού μέσω της εφαρμογής εξειδικευμένων μοντέλων ρευστοδυναμικής (CFD) και η εγκατάσταση ανεμολογικών ιστών σε αποστάσεις μικρότερες των 2km από τις θέσεις εγκατάστασης των ανεμογεννητριών, ώστε να αποτυπώνονται με ακρίβεια οι ανεμολογικές συνθήκες σε θέσεις με έντονες κλίσεις εδάφους και ιδιαίτερα χαρακτηριστικά τοπογραφίας.