پتانسیل سنجی و برآورد مشخصه‌های نیروی باد برای تولید انرژی در ایستگاه‌های همدیدی استان یزد

نویسندگان

1 جغرافیای طبیعی و اقلیم شناسی دانشگاه یزد

2 اقلیم شناسی دانشگاه یزد

چکیده

در پژوهش حاضر، پتانسیل انرژی باد در ایستگاه‌های همدیدی استان یزد که دارای اطّلاعات باد با دوره‌های آماری 10 ساله و بیشتر بودند، شامل ایستگاه همدیدی یزد (2006-1976)، طبس (2006-1987)، رباط پشت بادام (2006-1992)، بافق (2006-1993) و مروست (2006-1997) مطالعه شده. داده‌های باد مورد استفاده در این مطالعه، با فواصل زمانی سه ساعته و در ارتفاع 10 متری از سطح زمین برداشت شده‌اند که از دفاتر همدیدی اداره کلّ هواشناسی استان یزد استخراج گردیده‌اند. داده‌های منفصلِ باد با استفاده ازتابع توزیع پیوسته ویبول جایگزین گردیدند. این کار پس از محاسبه فراسنج‌های C و K تابع ویبول از طریق برازش حدّاقل مربّعات صورت پذیرفته است. سپس با استفاده از قانون یک هفتم نیرو، اطّلاعات باد در ارتفاع 10 متری به ارتفاع 50 متری (که ارتفاع محور اکثر توربین‌های بادی است) تبدیل و خصوصیّات سرعت و توان باد در هر دو ارتفاع مذکور محاسبه شده‌اند. نتایج نشان می‌دهند که ایستگاه همدیدی مروست با چگالی توان بادی معادل 224/223 و 938/444 وات بر متر مربّع، به ترتیب در ارتفاع 10 و 50 متری، میانگین سرعت بادی معادل 78/7 متر بر ثانیه در ارتفاع 50 متری، موجودیّت بادی معادل 1/4457 ساعت در سال، احتمال وزش باد با سرعت‌های بین 3 تا 25 متر بر ثانیه‌ای معادل 94/0 در ساعات موجودیّت باد، محتمل ترین سرعت بادی معادل 25/7 متر بر ثانیه و انحراف معیار سرعت‌هایی معادل 95/1 متر بر ثانیه، از پتانسیل خوبی در زمینه انرژی بادی برخوردار است و می‌تواند به عنوان مکانی مناسب برای سرمایه گذاری و مطالعه بیشتر در خصوص استقرار توربین‌های بادی و بهره برداری از انرژی لایزال باد تعیین گردد. استفاده از انرژی باد در ایستگاه همدیدی یزد به شرط استفاده از توربین‌هایی با سرعت شروع به کار 32/2 متر بر ثانیه و کمتر، و با ارتفاع محور50 متر به بالا، برای تولید انرژی مقرون به صرفه ارزیابی گردید. همچنین، استفاده از انرژی باد در ایستگاه همدیدی طبس برای مصارف کشاورزی مناسب تشخیص داده شد. افزون بر این، در این مطالعه رابطه‌ای به دست آمد که محاسبه میزان ساعات موجودیّت باد در یک مکان را به گونه‌ای ساده تر و کوتاهتر از روش‌های پیشین امکان پذیر می‌سازد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of the wind power potential and wind characteristics for the generation of energy at Yazd synoptic stations

نویسندگان [English]

  • M. Dehghan Tezerjani 1
  • K. Omidvar 2
1
2
چکیده [English]

In the current research, wind energy potential at Yazd synoptic stations, which contain wind data with 10 years statistic period and beyond, including Yazd synoptic station (1976-2006), Tabass (1987-2006), Robate Poshte Badam (1992-2006), Bafgh (1993-2006) and Marvast (1997-2006), has been studied. Wind data were obtained from the recorded data at Yazd meteorology organization. The data were recorded at an interval of 3 hrs at 10 m height above the ground level. Using weibull distribution function, discontinuous wind data were substituted. This substitution has been applied through least square feet after computing weibull parameters C & K. Wind date were changed at 10 m height to 50 m by applying one seventh power law (5o m is the most height of turbines axis) and characteristics of both wind speed and wind power in each height has been computed. Due to wind power density equals 222.224 and 444.938 w/m2 at 10 and 50 m height respectively, average wind speed equals 7.78 m/s at 50 m height, wind existence equals 44571.1 h/y, probability of wind blowing in the wind existence hours with speeds between 3 to 25 m/s equals 0.94, most probability of wind speed equals 7.25 m/s and standard deviation of speeds equals 1.95 m/s, the result show that Marvast synoptic station is an ideal place having high wind energy potential. Application of wind energy at Yazd synoptic station with turbines working at the speed of 2.32 m/s at 50 m height axis and above has been economically efficient. Wind energy at Tabass synoptic station is useful in agriculture. In addition to the result obtained a new equation emerged that might be useful in the calculation of the duration of wind existence in an area.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Wind Energy Potential
  • Wind Energy Potential; Wind Turbine; Weibull Distribution Function; Wind Power Density; One Seventh Power Law; Yazd Province
  • Wind Turbine
  • Weibull distribution function
  • Wind Power Density
  • One Seventh Power Law
  • Yazd province