ipolytechiPolytech JournaliPolytech Journal2782-40042782-6341Irkutsk National Research Technical University10.21285/1814-3520-2018-8-114-122ipolytech-155Research ArticleЭНЕРГЕТИКАPOWER ENGINEERINGВОЗМОЖНЫЕ МАСШТАБЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВЕТРОПОТЕНЦИАЛА ДЛЯ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ В ВОСТОЧНОЙ АРКТИЧЕСКОЙ ЗОНЕ РОССИИPOSSIBLE USE OF WIND POTENTIAL FOR ENERGY SUPPLY IN THE EASTERN ARCTIC ZONE OF RUSSIAИвановаИ. Ю.IvanovaI. Yu.nord@isem.irk.ruТугузоваТ. Ф.TuguzovaT. F.sever@isem.irk.ruХалгаеваН. А.KhalgaevaN. A.khalgaeva@isem.irk.ruИнститут систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАНРоссияMelentiev Energy Systems Institute SB RASRussian Federation201815092020228114122Copyright © Иванова И.Ю., Тугузова Т.Ф., Халгаева Н.А., 20202020Иванова И.Ю., Тугузова Т.Ф., Халгаева Н.А.Ivanova I.Y., Tuguzova T.F., Khalgaeva N.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ipolytech.elpub.ru/jour/article/view/155

ЦЕЛЬ. Обосновать места наилучшего размещения и оценить рациональные масштабы применения ветроэнергетических установок для энергоснабжения децентрализованных потребителей в восточной Арктической зоне Российской Федерации. МЕТОДЫ. При обосновании экономической эффективности применения использована экспресс-методика выбора оптимальной мощности возобновляемого источника энергии для изолированного от энергосистемы потребителя. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ. Выявлено три типичных группы внутригодового изменения средних скоростей ветра в зависимости от территориального расположения пункта в арктических районах. Получены зависимости соотношения оптимальной мощности к максимуму нагрузки потребителя от изменения коэффициента использования установленной мощности для различных внутригодовых распределений показателя ветропотенциала. ВЫВОДЫ. Наиболее существенное влияние на величину оптимальной мощности ветроэлектростанций в составе ветродизельного комплекса оказывает величина показателей ветропотенциала, влияние внутригодового распределения не столь выражено и проявляется в основном при низких его значениях. На основе проведенных исследований можно констатировать приоритетность использования ветропотенциала для энергоснабжения на побережье северных и восточных морей арктической зоны Российской Федерации. Однако при обосновании экономической эффективности проектов сооружения ветроэлектростанций важную роль играет выбор ее оптимальной мощности, который зависит не только от показателей ветропотенциала, но и от их изменений в течение года.

The PURPOSE of the paper is to substantiate the best location of wind turbines and evaluate the scale of their rational use for off-grid consumer energy supply in the eastern Arctic zone of the Russian Federation. METHODS. The express method for the selection of an optimal capacity of the renewable energy source for the off-grid consumer is used to provide a rationale of wind farm cost-effectiveness. RESULTS AND THEIR DISCUSSION. Depending on the site location in the Arctic regions three typical groups of annual variation in average wind speeds have been identified. Dependences of the ratio of optimal capacity to the maximum consumer load on the variation of the installed capacity utilization factor have been obtained for different annual wind resource distributions. CONCLUSIONS. The magnitude of the wind potential has the most considerable effect on the value of the optimal capacity of a wind farm as a component of a wind/diesel system, while the influence of the annual distribution is not so pronounced and manifests itself mainly at its low values. The conducted studies allowed to state the priority of using the wind power potential for power supply on the coasts of the northern and eastern seas of the Arctic zone of the Russian Federation. However, when substantiating the cost-effectiveness of wind power plant projects, it is very important to choose its optimum capacity. The latter depends both on the wind power potential indicators and on their annual variations.

внутригодовое распределение ветропотенциалаветродизельный комплексметодика выбора оптимальной мощности возобновляемого источника энергииэкономическая эффективностьмаксимальные нагрузкирайоны приоритетного размещенияannual distribution of wind potentialwind diesel systemselection methodology of optimal renewable energy sourcecost-effectivenessmaximum loadspriority location areasReferencesНиколаев В.Г., Ганага С.В., Кудряшов Ю.И. Национальный Кадастр ветроэнергетических ресурсов России и методологические основы их определения. М.: Атмограф, 2008. 584 с.Николаев В.Г., Ганага С.В., Кудряшов Ю.И. Национальный Кадастр ветроэнергетических ресурсов России и методологические основы их определения. М.: Атмограф, 2008. 584 с.Научно-прикладной справочник по климату СССР. Серия 3. Многолетние данные. Ч. 1-6. Вып. 21. Красноярский край, Тувинская АССР. Книга 1 / Под ред. Г.А. Кругловой. Л.: Гидрометеоиздат,1990. 623 с.Научно-прикладной справочник по климату СССР. Серия 3. Многолетние данные. Ч. 1-6. Вып. 21. Красноярский край, Тувинская АССР. Книга 1 / Под ред. Г.А. Кругловой. Л.: Гидрометеоиздат,1990. 623 с.Научно-прикладной справочник по климату СССР. Серия 3. Многолетние данные. Ч. 1-6. Вып. 24. Якутская АССР. Кн. 1 / Под ред. С.А. Изюменко. Л.: Гидрометеоиздат,1989. 609 с.Научно-прикладной справочник по климату СССР. Серия 3. Многолетние данные. Ч. 1-6. Вып. 24. Якутская АССР. Кн. 1 / Под ред. С.А. Изюменко. Л.: Гидрометеоиздат,1989. 609 с.Общее научное руководство Научно-прикладной справочник по климату СССР. Серия 3. Многолетние данные. Ч. 1-6. Выпуск 33. Магаданская область, Чукотский автономный округ Магаданской области / Под ред. Е.П. Борисенкова. Л.: Гидрометеоиздат,1990. 387 с.Общее научное руководство Научно-прикладной справочник по климату СССР. Серия 3. Многолетние данные. Ч. 1-6. Выпуск 33. Магаданская область, Чукотский автономный округ Магаданской области / Под ред. Е.П. Борисенкова. Л.: Гидрометеоиздат,1990. 387 с.Безруких П.П., Дегтярев В.В. и др. Справочник по ресурсам возобновляемых источников энергии России и местным видам топлива / Показатели по территориям. М.: Энергия, 2007. 272 с.Безруких П.П., Дегтярев В.В. и др. Справочник по ресурсам возобновляемых источников энергии России и местным видам топлива / Показатели по территориям. М.: Энергия, 2007. 272 с.Попель О.С. и др. Атлас ресурсов возобновляемой энергии на территории России: науч. изд. М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2015. 160 с.Попель О.С. и др. Атлас ресурсов возобновляемой энергии на территории России: науч. изд. М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2015. 160 с.Моргунова М.О., Соловьев Д.А. Энергоснабжение Российской Арктики: углеводороды или ВИЭ? // Энергоэкономическая политика. 2016. Вып. 5. С. 44-51.Моргунова М.О., Соловьев Д.А. Энергоснабжение Российской Арктики: углеводороды или ВИЭ? // Энергоэкономическая политика. 2016. Вып. 5. С. 44-51.Nasa Visible Earth, 2016 [Электронный источник]. URL: http://visibleearth.nasa.gov/view.php?id56893. (12.05.2018).Nasa Visible Earth, 2016 [Электронный источник]. URL: http://visibleearth.nasa.gov/view.php?id56893. (12.05.2018).Tammelin B., Cavaliere M., Holttinen H., Morgan C., Seifert H. and Säntti K. Wind energy production in cold climate / WECO. Meteorological publications. Helsinki: Finnish Meteorological Institute, Project report, EUR 19398. European Commission, Community research. 2000. No. 41. 38 p.Tammelin B., Cavaliere M., Holttinen H., Morgan C., Seifert H. and Säntti K. Wind energy production in cold climate / WECO. Meteorological publications. Helsinki: Finnish Meteorological Institute, Project report, EUR 19398. European Commission, Community research. 2000. No. 41. 38 p.Chauhan B., Pinard J., and Weis T.M. Pre-feasibility analysis of wind energy for Inuvialuit region in northwest territories. Canada: Aurora research institute, 2003, 66 p.Chauhan B., Pinard J., and Weis T.M. Pre-feasibility analysis of wind energy for Inuvialuit region in northwest territories. Canada: Aurora research institute, 2003, 66 p.Попель О.С., Киселева С.В., Моргунова М.О., Габдерахманова Т.С., Тарасенко А.Б. Использование возобновляемых источников энергии для энергоснабжения потребителей в Арктической зоне Российской Федерации // Арктика: экология и экономика. 2015. № 1 (17). С. 64-69.Попель О.С., Киселева С.В., Моргунова М.О., Габдерахманова Т.С., Тарасенко А.Б. Использование возобновляемых источников энергии для энергоснабжения потребителей в Арктической зоне Российской Федерации // Арктика: экология и экономика. 2015. № 1 (17). С. 64-69.Кангаш А.И., Костеневич А.С., Марьяндышев П.А., Любов В.К. Оценка ветроэнергетического потенциала Соловецкого архипелага и выбор оптимальной ветроэнергетической установки // Вестник Череповецкого государственного университета. 2018. № 2. С. 9-17. DOI: 10.23859/1994-0637-2018-1-83-1.Кангаш А.И., Костеневич А.С., Марьяндышев П.А., Любов В.К. Оценка ветроэнергетического потенциала Соловецкого архипелага и выбор оптимальной ветроэнергетической установки // Вестник Череповецкого государственного университета. 2018. № 2. С. 9-17. DOI: 10.23859/1994-0637-2018-1-83-1.Иванова И.Ю., Тугузова Т.Ф., Халгаева Н.А. Определение оптимальной мощности возобновляемого источника энергии для изолированного от энергосистемы потребителя // Известия РАН. Энергетика. 2014. № 3. С. 22-28.Иванова И.Ю., Тугузова Т.Ф., Халгаева Н.А. Определение оптимальной мощности возобновляемого источника энергии для изолированного от энергосистемы потребителя // Известия РАН. Энергетика. 2014. № 3. С. 22-28.Санеев Б.Г., Иванова И.Ю., Тугузова Т.Ф. Возобновляемые источники энергии в региональных программах энергетики на востоке России: предпосылки и рациональные масштабы // Энергетик. 2014. № 3. С. 6-9.Санеев Б.Г., Иванова И.Ю., Тугузова Т.Ф. Возобновляемые источники энергии в региональных программах энергетики на востоке России: предпосылки и рациональные масштабы // Энергетик. 2014. № 3. С. 6-9.Санеев Б.Г., Иванова И.Ю., Тугузова Т.Ф., Халгаева Н.А. Влияние природных и стоимостных факторов на выбор оптимальной мощности ветроэлектростанции в составе ветродизельного комплекса на Востоке РФ // Альтернативная энергетика и экология. 2016. № 19-20. С. 21-28. DOI: http://dx.doi.org/10.15518/isjaee.2016.19-20.021-028Санеев Б.Г., Иванова И.Ю., Тугузова Т.Ф., Халгаева Н.А. Влияние природных и стоимостных факторов на выбор оптимальной мощности ветроэлектростанции в составе ветродизельного комплекса на Востоке РФ // Альтернативная энергетика и экология. 2016. № 19-20. С. 21-28. DOI: http://dx.doi.org/10.15518/isjaee.2016.19-20.021-028Санеев Б.Г., Иванова И.Ю., Тугузова Т.Ф. Развитие возобновляемой энергетики на востоке России в первой половине XXI века на фоне общероссийских тенденций // Энергетическая политика. 2016. № 3. С. 66-73.Санеев Б.Г., Иванова И.Ю., Тугузова Т.Ф. Развитие возобновляемой энергетики на востоке России в первой половине XXI века на фоне общероссийских тенденций // Энергетическая политика. 2016. № 3. С. 66-73.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.