Український антарктичний журнал

№ 2 (2021): Український антарктичний журнал
Articles

Перспективи використання вітроенергетичних ресурсів на станції «Академік Вернадський»

PDF (English)
  • К. Петренко,
  • І. Іванченко,
  • О. Кармазін
К. Петренко
Перспективи використання вітроенергетичних ресурсів на станції «Академік Вернадський»
І. Іванченко
Перспективи використання вітроенергетичних ресурсів на станції «Академік Вернадський»
О. Кармазін
Інститут відновлюваної енергетики НАН України, м. Київ, 02094, Україна
DOI: https://doi.org/10.33275/1727-7485.2.2021.682
Опубліковано December 31, 2021
Ключові слова
  • Антарктида,
  • виробіток електроенергії,
  • відновлювані джерела енергії,
  • вітроенергетика,
  • острів Галіндез,
  • швидкість вітру
    • ...Більше
    Менше
Як цитувати
Петренко, К., Іванченко, І., & Кармазін, О. (2021). Перспективи використання вітроенергетичних ресурсів на станції «Академік Вернадський». Український антарктичний журнал, (2), 117-126. https://doi.org/10.33275/1727-7485.2.2021.682

Авторське право (c) 2021 Український антарктичний журнал

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Анотація

Використання відновлюваної енергії та інших засобів мінімізації викидів в атмосферу має бути пріоритетним напрямком розвитку для кожної держави. Цей підхід має поширюватися і на території антарктичних наукових станцій. Метою роботи було отримання необхідних оцінок вітрового енергетичного потенціалу території острова Галіндез для визначення доцільності встановлення вітроелектричних установок (ВЕУ) на території Української наукової станції (УАС) «Академік Вернадський». Для дослідження вітрової картини території використовувався архів середньорічних значень метеопараметрів British Antarctic Survey (1950–2020 рр.), строкові дані швидкості та напрямку вітру, що реєструвалися метеостанцією УАС «Академік Вернадський» (2011–2020 рр.) та середньодобові дані з таблиць метеорологічних спостережень (2014–2018 рр.). Для розрахунку параметру Хелмана використовувалися супутникові дані. Для аналізу вертикального профілю вітру використовувався ряд статистичних методів, зокрема метод мінімізації середнього арифметичного відносної похибки моделювання. Для оцінки показників виробітку електричної енергії вихідні дані швидкостей вітру на висоті давача анемометра перераховувалися на висоту осі ротора ВЕУ і, використовуючи характеристики потужності ВЕУ, надані розробниками, перераховувалися в середньорічний виробіток електроенергії ВЕУ. Для розрахунків вітроенергетичного потенціалу використовувалася методика, розроблена відділом вітроенергетики Інституту відновлюваної енергетики НАН України. За результатами аналізу вітрової картини, розраховано середньодобові показники швидкості вітру — 3.9 м/с та встановлено переважаючий напрямок вітру (північ — північний схід — 24%). Отримані результати розрахунків не відкидають гіпотезу про доцільність встановлення ВЕУ на території УАС «Академік Вернадський». ВЕУ для подальших вітроенергетичних розрахунків була вибрана, базуючись на досвіді використання ВЕУ іншими країнами в Антарктиді та з урахуванням особливостей монтажу та експлуатації в умовах високих швидкостей вітру, низьких температур та високої відносної вологості. На основі інформації про витрати пального на УАС «Академік Вернадський», було розраховано, що інсталяція десяти ВЕУ SD6 дозволить щороку задовольняти 28.4 % потреб станції в електричній енергії.

PDF (English)

Посилання

  1. Antarctica: first wind farm for the Italian base. (2018, August 1). Research Italy. Retrieved September 5, 2021, from https://www.researchitaly.it/en/projects/antarctica-first-wind-farm-forthe-italian-base/
  2. ATCM. (2016). Guidelines for Environmental Impact Assessment in Antarctica (ATCM XXXIX Final Report). https://documents.ats.aq/recatt/Att605_e.pdf
  3. British Antarctic Survey. (n.d.). Met READER [Data set]. Retrieved September 5, 2021, from https://legacy.bas.ac.uk/met/READER/data.html
  4. COMNAP. (2020). Proceedings of the COMNAP Symposium 2020: Future-proofing Infrastructure to Support Research and to Reduce Environmental Impact. COMNAP Secretariat. https://www.comnap.aq/s/COMNAP-Symposium-2020-Antarctic-Station-Modernisation-Proceedings.pdf
  5. Department of Agriculture, Water and the Environment (2020, December 7). Wind power. Australian Antarctic Program. Retrieved September 5, 2021, from https://www.antarctica.gov.au/antarctic-operations/stations/amenities-and-operations/renewable-energy/wind-power/
  6. Dupre, J. B. (2020). Sustainable Energy for Scientific Antarctic Stations: development of a concept power plant using a small modular reactor coupled with a supercritical CO2 Brayton cycle. [Master thesis, Pontificia Universidad Catolica De Chile]. https://repositorio.uc.cl/xmlui/bitstream/handle/11534/47382/TESIS_JBustos_Firma%20Final.pdf
  7. Herenz, P., Wex, H., Mangold, A., Laffineur, Q., Gorodetskaya, I. V., Fleming, Z. L., Panagi, M., & Stratmann, F. (2018). Meteorological observations and condensation nuclei measurements at the Princess Elisabeth Antarctica Research Station during three austral summers. PANGAEA, 19(1), 275–294. https://doi.pangaea.de/10.1594/PANGAEA.894841
  8. International Polar Foundation. (2013). Princess Elisabeth. Antarctica. The First Zero Emission Polar Research Station [Power Point slides]. International Polar Foundation. http://www.antarcticstation.org/assets/uploads/documents_files/brochure_pea_19_04_2013_web.pdf
  9. Kudria, S., Ivanchenko, I, Tuchynskyi, B., Petrenko, K., Karmazin, O., & Riepkin, O. (2021). Resource potential for wind-hydrogen power in Ukraine. International Journal of Hydrogen Energy, 46(1), 157—168. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.09.211
  10. Makarovskiy, Y.L., & Zinych, V.O. (2012). Methodology for wind energy potential assessment. Problems of environmental protection and environmental safety, 34, 211–228. (In Russian)
  11. Mytrokhyn, O., & Bakhmutov, V. (2019). Geological research during 24-th Ukrainian Antarctic Expedition, January – April 2019: Graham Coast of Antarctic Peninsula and adjacent islands. In XIII International Scientific Conference "Monitoring of Geological Processes and Ecological Condition of the Environment" 2019 (p. 560). European Association of Geoscientists and Engineers (EAGE).
  12. NASA POWER. (n.d.). POWER Data Access Viewer. Prediction of Worldwide Energy Resource. Retrieved September 5, 2021, from https://power.larc.nasa.gov/data-access-viewer/
  13. Power Technology. (2010, April 7). The Ross Island Wind Farm Project, Antarctica. Retrieved September 5, 2021, from https://www.power-technology.com/projects/rossislandwindfarm/
  14. SD Wind Energy Limited. (2019). Guide to off-grid systems [Power Point slides]. SD Wind Energy Limited. https://sd-windenergy.com/files/9315/5956/9091/SD_Guide_to_Off_Grid_Systems.pdf
  15. The first Pole wind turbine. (n.d.). Amundsen-Scott South Pole Station. Retrieved September 5, 2021, from https://www.southpolestation.com/trivia/90s/turbine.html
  16. Time and Date AS. (n.d.). Weather in Antarctica. Timeanddate. Retrieved September 5, 2021, from https://www.timeanddate.com/weather/antarctica
  17. Tin, T., Sovacool, B. K., Blake, D., Magill, P., El Naggar, S., Lidstrom, S., Ishizawa, K., & Berte, J. (2010). Energy efficiency and renewable energy under extreme conditions: Case studies from Antarctica. Renewable Energy, 35(8), 1715–1723. https://doi.org/10.1016/j.renene.2009.10.020
  18. Tochenyi, V. A., Tuchinskyi, B. G., & Ivanchenko, I. V. (2011). Task and methods to evaluate parameters for wind vertical profile model. Alternative Energy and Ecology, 8, 59–65. (In Russian)
  19. Tymofeyev, V. E., Beznoshchenko, B. O., & Shсheglov, O. A. (2017). On the near-surface atmospheric circulation in the region of the Antarctic Peninsula. Ukrainian Antarctic Journal, 16, 66—80. https://doi.org/10.33275/1727-7485.16.2017.65 (In Russian)
  20. United States Antarctic Inspection Team. (2020). Report of Inspections under Article VII of the Antarctic Treaty and Article 14 of the Protocol on Environmental Protection. [Power Point slides]. https://www.state.gov/wp-content/uploads/2020/09/UnitedStates-Antarctic-Inspection.pdf
  21. Winter, K. (2019, November 11). Antarctica’s first zero emission research station shows that sustainable living is possible anywhere. The Conversation. Retrieved September 5, 2021, from https://theconversation.com/antarcticas-first-zero-emission-researchstation-shows-that-sustainable-living-is-possible-anywhere-113977