Межа максимальної ефективності роботи вітроелектричних установок із заданими типорозмірами у конкретних вітрокліматичних умовах

В.С. Подгуренко ¹, канд. техн. наук, О.М. Гетманець ², канд. фіз.-мат. наук,
В.Є. Терехов ³, канд. техн. наук
¹ Національний університет кораблебудування ім. адмірала Макарова
  Україна, 54025, Миколаїв, пр-т Героїв Сталінграду, 9
  e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам необхідно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.;
² Національний університет ім. В.Н. Каразіна
  Україна, 61000, Харків, майдан Свободи, 4
  e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам необхідно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.;
³ ТОВ УК «Вітряні парки України» 
  Україна, 89200, Перечин, вул. Промислова, 7а
  e-mail:  Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам необхідно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Èlektron. model. 2023, 45(3):104-115

https://doi.org/10.15407/emodel.45.03.104

АНОТАЦІЯ

За результатами моделювання характеристик потужності 115 вітроелектричних уста­новок (ВЕУ) різних виробників потужністю від 0,85 до 8,0 МВт із застосуванням двопарамет­ричного інтегрального розподілу Вейбула—Гніденка (ІРВГ) одержано систему рівнянь регресії для параметрів ІРВГ через основні типорозміри ВЕУ: номінальну встановлену потужність (НВП) генератора та діаметр вітрового колеса (ВК). Побудовано регресійну модель залежності середньої використаної потужності (СВП) ВЕУ від її основних типо­розмірів для різних вітрокліматичних умов. Визначено область існування можливих зна­чень типорозмірів. Виявлено наявність локальних максимумів розподілу СВП за НВП при фіксованих значеннях діаметру ВК. Знайдено аналітичний зв’язок між оптимальними типорозмірами ВЕУ у різних вітрокліматичних умовах. Одержано певні обмеження для максимального діаметру ВК в залежності від значень НВП. Теоретично встановлено середнє значення стартової швидкості вітру V_ст ≥ 3,37 м/с, при якому ВЕУ починає працювати.

КЛЮЧОВІ СЛОВА:

вітроелектрична установка, розподіл Вейбула—Гніденка, типорозмір, встановлена потужність, вітрове колесо, оптимізація.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. Подгуренко В.С., Гетманець О.М., Терехов В.Є. Метод оцінювання коефіцієнта використання встановленої потужності вітрової електричної установки // Електронне моделювання. 2021, 43, № 2, с. 37―51. URL: https://doi.org/10.15407/emodel.43.02.037 (дата звернення: 17.05.2023).
2. Bokde N., Feijóo A., Villanueva D. Wind Turbine Power Curves Based on the Weibull Cumulative Distribution Function // Applied Sciences. 2018, 8, № 10, с. 1757. URL: https://doi.org/10.3390/app8101757 (дата звернення: 17.05.2023).
3. Weibull W. A Statistical Distribution Function of Wide Applicability // Journal of Applied Mechanics. 1951, Vol. 18, no. 3, рр. 293―297. URL: https://doi.org/10.1115/1.4010337 (дата звернення: 17.05.2023).
4. Гнеденко Б.В. Предельные законы для сумм независимых случайных величин // Успехи математических наук, 1944, № 10, с. 115―165.
5. Wind-turbine-models.com. © 2011―2023 Lucas Bauer & Silvio Matysik. URL: https://en.wind-turbine-models.com  (дата звернення: 17.05.2023).
6. Подгуренко В.С., Гетманец О.М., Терехов В.Е., Пелихатый Н.М. Метод определения коэффициента использования установленной мощности для ветровой энергетической установки в условиях Северного Причерноморья // Актуальні проблеми безпеки на транспорті, в енергетиці, інфраструктурі: матеріали І Міжнар. наук.- практ. конф. м. Херсон, 8―11 вер. 2021 р. / Морський інст. ім. контр-адм. Ф.Ф. Ушакова, 2021, с. 202―206.
7. IEC 61400-3-1:2019. Wind energy generation systems. Чинний від 05.04.2019 р. Вид. офіц. Geneva: IEC, 2019, 151 с.

Повний текст: PDF