Метод и программно-технические средства автоматизированного мониторинга ветровых условий

• Автор: Соловьев, Алексей Михайлович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 177 с. : ил.

ГЛАВА 1. ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ И ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТЫЕ ИСТОЧНИКИ
ЭНЕРГИИ
1.1. Геотермальная энергия
1.1.1. Гидротермальные системы
1.1.2. Горячие системы вулканического происхождения
1.1.3. Системы с высоким тепловым потоком
1.2. Энергия солнца
1.3. Переработка биомассы
1.4. Гидроэнергетика
1.5. Низкопотенциальные источники тепловой энергии
1.6. Энергия ветра
1.7. Общее сравнение источников альтернативной энергетики.
Тенденции ее развития
ГЛАВА 2. ЭНЕРГИЯ ВЕТРА: ИСТОРИЯ И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ.
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Энергия ветра в древности, в средние века, новое время
2.2. Энергия ветра в XX веке
2.3. Причины возникновения ветров, их характеристики
2.4. Типы ветродвигателей, их конструктивные и эксплуатационные особенности
2.4.1. Крыльчатые
2.4.2. Карусельные
2.4.3. Ортогональные
2.4.4. Нетрадиционные способы получения электроэнергии из
энергии ветра
2.5. Современная ситуация в ветроэнергетике. Ее плюсы и минусы
2.6. Основные области практического применения ветроагрегатов
2.7. Особенности использования энергии ветра в Центральной России
2.8. Мониторинг ветровых ресурсов. Скорость ветра.
Методика её определения для конкретных местностей
2.9. Существующие приборы для измерения скорости ветра
2.10.Определение параметров функции Вейбулла
2.11.Оценка мощности ветрового потока для конкретных местностей

2.12.Расчет реальной мощности ветроагрегатов. Анализ возможных путей
её повышения
2.13.Постановка задачи исследования
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ ПРИБОРА И СПОСОБА МОНИТОРИНГА ДЕЙСТВИТЕЛЬНЫХ ВЕТРОВЫХ УСЛОВИЙ НА МЕСТНОСТИ
3.1. Модернизация существующих конструкций
3.2. Разработка принципиальной схемы, проектирование и изготовление новой конструкции
3.3. Программная обработка сигналов, получаемых от интерфейсной платы
3.4. Перевод числа импульсов К, выдаваемого драйвером Directlnput, в
обороты вала средства измерений
3.5.Опытное определение механических характеристик установки
3.5.1, Момент инерции вала и жестко связанных с ним деталей
3.5.2. Экспериментальное исследование трения в подшипниках
вала прибора
3.6. Математическая модель прибора. Установившийся и неустановившийся
9 режимы движения
3.7. Экспериментальное исследование зависимости wycm(v) для установившегося режима
3.8. Способ расчета действительной скорости ветра при неустановившемся режиме

3.9. Способ определения зависимости 9v | уст (<у)
3.9.1. Экспериментальное измерение момента сил трения дополнительного тормоза
3.9.2. Экспериментально-расчетное определение частной производной

dv 1уст(а>) путем исследования установившихся режимов
3.10. Программа Wind Capture для первичной обработки и мониторинга
ветровых условий
3.10.1. Назначение, основные программные и системные требования
3.10.2. Файловая структура и содержание исходного кода программы
Wind Capture
3.10.3. Порядок работы с программой Wind Capture

* ГЛАВА 4. СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ЭМПИРИЧЕСКИХ ДАННЫХ ДЛЯ
ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ВЕТРОВЫХ УСЛОВИЙ
4.1. Расчет основных вероятностных характеристик исследуемой случайной величины
4.2. Восстановление функции плотности для двухпараметрического закона Вейбулла
4.2.1. Общая постановка задачи и обоснование путей её решения
4.2.2. Выбор численного метода решения поставленной задачи оптимизации
4.3. Определение оптимального рабочего диапазона скоростей ветра для конкретных ветровых условий
4.4. Оценка надежности ветроагрегатов
4.4.1. Общие проблемы надежности ветроагрегатов
4.4.2. Проверка надежности ветроагрегата
4.5. Программа Wind Analyze для обработки данных о скорости ветра,
записываемых программой Wind Capture
4.5.1. Назначение, программные и системные требования
4.5.2. Файловая структура и содержание исходного кода программы Wind Analyze
4.5.3. Блок-схема программы
щ 4.5.4. Порядок работы с программой Wind Analyze
4.5.5. Сравнение результатов работы программы Wind Analyze со стандартными
пакетами статистических программ
4.6. Разработка конструкции ветроагрегата для условий Центральной России
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ

60 м/с. Допустимая погрешность 0,3 м/с. Приведенная конструкция является современным воплощением флюгера Вильда, обладая всеми его атрибутами, она снабжена электронными датчиками, повышающими его точность и расширяющими область применения. Датчик М-127 используется в довольно большом числе портативных метеостанций, например М-49 (рис. 2.3) и М63-М1. Для того чтобы снимать показания с датчика требуется специальный сумматор, подсчитывающий импульсы, входное питание -12 В. Интерфейса с компьютером нет.
Рис.
3. Анемометр с трубкой Пи го, микроманометр 1871
В данной конструкции трубка Пито при помощи флюгера ориентируется открытым концом против ветра. Скорость ветра определяют по разности уровней жидкости в коленах И-образной горизонтально установленной трубки. В микроманометре с целью повышения точности измерений трубки наклоняют под углом к вертикали.
Достоинства и недостатки примерно те же, что и у лабораторного анемометра.
Данный класс устройств распространен не широко, ввиду невысокой точности и эксплуатационных особенностей. Приборы не работают при отрицательной температуре и довольно чувствительны к смене направления ветра, так как при смене направления ветра конец трубки микроманометра не успевает повернуться и прибор дает заниженные показатели [125].
Микроманометр, например АР-200 (рис. 2.4), может измерять не только скорость ветра, но также давление и температуру воздуха. Измеряемые значения отображаются на индикаторном блоке, интерфейс с компьютером отсутствует. В данном анемометре не используется вода, поэтому допустима работа с ним при отрицательных температурах. Прибор измеряет скорость ветра в пределах от 1,5 до 58 м/с, давление от 0 до 200 мбар и
2.2. Датчик скорости ветра М-127.