The Study of Wind Energy Resource and the Assessment of the Economic Feasibility of Wind Energy Projects

Darba mērķis ir samazināt vēja enerģijas ražošanas izmaksas un veicināt vēja enerģijas projektu īstenošanas iespējas. Autors izskata metodes vēja turbīnu darbības efektivitātes un vēja enerģijas projektu radīto ieņēmumu plūsmu prognozēšanai, izmantojot stohastiskos diferenciālvienādojuma modeļus. Pētījumā izstrādātas vēja nobīdes novērtēšanas metodes, kuru pamatā ir ilgtermiņa vēja ātruma mērījumu rezultātu analīze. Turklāt pētījumā sniegti ilgtermiņa vidējā vēja ātruma un vēja enerģijas sadales blīvuma kartes Latvijas teritorijā 10 m augstumā, balstoties uz vēja ātruma mērījumiem, kas iegūti no LEGMC laika posmā no 2015. līdz 2016. gadam. Līdz ar vēja nobīdes novērtējumu tiek pētīta iespēja izmantot pakāpes funkciju, lai ekstrapolētu Weibull sadalījuma parametru vērtības līdz vēja turbīnas ass atrašanās augstumam. Lai novērtētu iespēju izmantot sakaru mastu tīklu vēja ātruma mērījumiem, tiek pētīta režģa masta struktūras ietekme uz vēja ātruma mērījumu rezultātiem, izmantojot CFD modelēšanu un eksperimentālos rezultātus. Ir pierādīts, ka IEC 61400-12-1 tehniskā standarta ieteikumi attiecībā uz sensoru izvietošanu uz režģa masts neļauj veikt vēja ātruma mērīšanu ar nepieciešamo precizitātes līmeni. Tiek piedāvāta metode vēja ātruma mērījumu precizitātes uzlabošanai, izmantojot režģa mastus, salīdzinot divu vienā augstumu uzstādīto sensoru novērtēšanas rezultātus, kas izvietoti ar vismaz 120° leņķī attiecībā viens pret otru. Tiek sniegti Weibull sadalījuma parametru blīvuma kartes vidējām vēja ātruma vērtībām 10 m augstumā Latvijas teritorijā. Blīvuma kartes domātas kalpošanai par atsauces instrumentu, kas ļauj novērtēt vēja enerģijas resursa potenciālu jebkurā vietā Latvijas teritorijā 10 m augstumā un aprēķināt mazjaudas vēja ģeneratoru darbības efektivitāti vēja turbīnām ar vertikālām un horizontālām asīm. Lai demonstrētu pieejas praktisko pielietojamību, tiek veidots relatīvās kapacitātes koeficienta telpiskās sadalījuma modelis vējā turbīnai ar nominālo 2,5 kW jaudu 10 m augstumā virs zemes. Noslēgumā, pētījums aplūko vēju turbīnu darbības efektivitātes izmaiņas zema vēja apstākļos atkarībā no masta un ģeneratora tipa augstuma, kā arī sniedz ieteikumi attiecībā uz vēja ģeneratoru optimālo izvēli Latvijas laika apstākļiem.