Содержание к диссертации
Введение
1. Современное состояние гис виэ в мире и перспективы развития энергетики мьянмы 14
1.1. Современное состояние ГИС ВИЭ в мире 14
1.2. Современное состояние и перспективы развития энергетики Республики Союз Мьянма 19
Выводы 30
2. Постановка задачи 32
2.1. Общее положение 32
2.2. ГЭК для энергоснабжения изолированной энергосистемы 35
2.3. Методы расчета ресурсов валового потенциала ветровой, приливной энергии и малой гидроэнергетики 38
2.4. Моделирование и выбор оптимальной структуры ГЭК для обеспечения электропотребителей заданной изолированной энергосистемы 41
2.5. Методики и алгоритм расчета параметров установок на основе ВИЭ 45
Выводы 50
3. Верификация данных для использования в региональной геоинформационной системе «возобновляемые источники энергии» 51
3.1. Потенциал солнечной энергии Мьянмы 52
3.2. Потенциал ветровой энергии Мьянмы 53
3.3. Потенциал гидроэнергетики Мьянмы 66
3.4. Потенциал приливов и отливов Мьянмы 76
3.5. Технические потенциалы ВИЭ в Мьянме 82
Выводы 83
4. Создание прототипа региональной ГИС ВИЭ Мьянмы 84
4.1. Разработка ГИС ВИЭ Мьянмы 85
4.2. Создание первой карты на Joomla 87
4.3. Факторы, влияющие на размещение объектов ВИЭ 92
Выводы 96
5. Определение оптимального ГЭК для обеспечения электропотребителей с учетом факторов, влияющих на размещение объектов ВИЭ 97
5.1. Определение потребления типовых потребителей изолированной энергосистемы 97
5.2. Технические характеристики используемого оборудования ГЭК 99
5.3. Выбор оптимального варианта параметров ГЭК 102
Выводы 117
Заключение 118
Список литературы
- Современное состояние и перспективы развития энергетики Республики Союз Мьянма
- Методы расчета ресурсов валового потенциала ветровой, приливной энергии и малой гидроэнергетики
- Потенциал приливов и отливов Мьянмы
- Факторы, влияющие на размещение объектов ВИЭ
Введение к работе
Актуальность работы. Проектирование установок на основе ВИЭ для электроснабжения автономного потребителя или потребителей, объединенных единой электрической сетью, связано с необходимостью учета множества факторов, характерных для места их установки. Разнообразие этих факторов, их недостаточная изученность, отсутствие привязки к географическим координатам делают задачу оценки целесообразности сооружения установок на основе ВИЭ достаточно сложной. Одним из решений этой задачи является создание геоинформационных систем (ГИС), включающих в себя всевозможные факторы, влияющие на размещение установок на основе ВИЭ.
В настоящее время имеется положительный опыт использования ГИС и ГИС-технологий в области ВИЭ. Однако проведенный анализ показывает, что пока не существует единой и достаточной для практического использования ГИС ВИЭ как глобального, так и регионального уровня.
В данной работе рассмотрены проблемы, связанные с созданием региональной ГИС ВИЭ, которые решались на примере Республики Союз Мьянма.
Региональная ГИС ВИЭ должна содержать сведения о ресурсах ВИЭ и другие возможные факторы, влияющие на размещение установок на основе ВИЭ в заданном регионе. Однако объем фактической информации (измерений параметров, необходимых для определения энергетического потенциала) в Мьянме ограничен количественно. Глобальные базы данных и зарубежные ГИС в области ВИЭ также не дают оценки потенциала ВИЭ Мьянмы достаточной для проектирования точности. Поэтому создание региональной ГИС ВИЭ Мьянмы является актуальной задачей.
В Мьянме наблюдается дефицит электроэнергии во всех отраслях, в том числе и в коммунально-бытовом секторе. В настоящее время объединенная энергосистема Мьянмы (ОЭС) не покрывает всю территорию страны. Строительство линий электропередачи в некоторых горных регионах очень дорого из-за географических и климатических факторов. Поэтому многие
сельские жители живут практически без электричества. Автономные потребители в основном используют дизельные или бензиновые электрогенераторы. В настоящее время для сельских жителей Мьянмы использование ВИЭ является одним из лучших решений для замены использования ископаемого топлива.
Комплексное использование нескольких видов ВИЭ в энергоустановке
может дополнить друг друга, так как гарантированная мощность большинства
видов ВИЭ равна нулю. Совместное использование нескольких видов ВИЭ и
установки гарантированного электроснабжения, например, дизельной
энергоустановки (ДЭУ) для обеспечения электроэнергией
сельскохозяйственных поселков Мьянмы, будет приводить не только к повышению надежности электроснабжения, но и к снижению себестоимости вырабатываемой электроэнергии.
Степень разработанности темы исследования. В настоящее время в мире известны ГИС ВИЭ «IRENA», ГИС ВИЭ «SWERA», ГИС ВИЭ «3TIER», ГИС ВИЭ « NASA » и ГИС «ВИЭ России».
Однако, ни одна из них не может быть использована без изменений в силу недостаточной точности данных, отсутствия ряда необходимых функций, таких, как определение структуры и параметров предполагаемых энергоустановок и комплексов.
Сегодня имеются только данные по среднемесячному приходу солнечной радиации (СР) на горизонтальную приёмную площадку по нескольким городам страны. Ранее были сравнены данные по приходу СР на горизонтальную приёмную площадку для пяти городов из СБД Мьянмы c аналогичными данными из СБД «NASA» и «METEONORM (MN)». Результаты показали, что данные по приходу СР на горизонтальную приёмную площадку из СБД «NASA» достаточно корректно отображают реальные значения СР по территории Мьянмы.
Проведенный анализ по ветровой энергии Мьянмы не дал полного представления о надежности информации, так как фактические метеоданные
были получены только на площадках 10 метеостанций (МС) и только за 2011 г., чего недостаточно для проведения ветроэнергетических расчетов и исследования ветроэнергетических ресурсов страны.
Потенциал малой гидроэнергетики определен только для некоторых горных районов страны, потенциал приливной энергетики не определен вовсе. Поэтому задача определения потенциала рек Мьянмы, потенциала приливов в акватории Мьянмы, уточнение потенциала ветровых ресурсов является весьма актуальной задачей, а объединение данных о потенциале, информации об объектах инфраструктуры страны, потреблении энергии и размещении, как ресурсов, так и потребителей энергии в едином информационном пространстве ГИС становится важным фактором развития национальной экономики.
Также в существующих ГИС отсутствуют модели и методики расчета определения ожидаемых параметров энергетических установок на основе ВИЭ.
Цели и задачи исследований. Целью данной работы является комплексное исследование эффективности использования ВИЭ для повышения уровня энергоснабжения автономных сельскохозяйственных потребителей в регионах Мьянмы с учетом влияния основных определяющих факторов с помощью ГИС ВИЭ Мьянмы.
Для достижения поставленной цели в работе были сформулированы и решены следующие задачи:
-
Оценка источников информации, разработка методики верификации данных.
-
Определение потенциала ВИЭ (малой гидроэнергетики, ветра и приливов) с использованием информации, верифицированной для создания ГИС ВИЭ Мьянмы.
-
Выявление факторов, влияющих на размещение объектов ВИЭ по территории региона.
-
Создание прототипа региональной ГИС ВИЭ Мьянмы с учетом факторов, влияющих на размещение объектов ВИЭ.
5. Анализ и выбор известных моделей оптимизации структуры и параметров элементов ГЭК и исследование эффективности использования для обеспечения электроэнергией типового автономного энергокомплекса сельского потребителя Мьянмы с использованием разработанных средств ГИС ВИЭ Мьянмы.
Научная новизна работы. Научная новизна работы заключается в следующем:
-
Определены критерии и разработана методика верификации данных для оценки валового ветропотенциала, включенная в состав задач ГИС ВИЭ, и уточнен валовой потенциал ветровой энергетики Мьянмы.
-
Уточнен валовой потенциал малой гидроэнергетики, определен потенциал приливной энергии Мьянмы на основе методик, включенных в состав ГИС ВИЭ.
-
Выявлены и включены в прототип региональной ГИС ВИЭ Мьянмы факторы, влияющие на размещение объектов ВИЭ.
-
Исследована эффективность использования типового ГЭК на базе солнечных фотоэлектрических установок (СФЭУ), ветроэнергетических установок (ВЭУ), малых гидроэнергетических установок (МГЭУ), аккумуляторных батарей (АБ) и ДЭУ для обеспечения электроэнергией типового автономного сельского потребителя Мьянмы. Методика выбора оптимальных параметров ГЭК включена в разработанную прототипную региональную ГИС ВИЭ Мьянмы.
Теоретическая и практическая значимость работы. На основе полученных результатов диссертационного исследования с большей степенью обоснованности можно оценивать перспективность использования ГЭК на базе СФЭУ, ВЭУ, приливных энергетических установок (ПЭУ) и МГЭУ в региональной энергетике Мьянмы при разработке планов широкомасштабного использования ВИЭ в стране и электрификации сельских населенных пунктов. Впервые разработаны критерии и методика верификации данных, получаемых из разных информационных источников, для оценки валового ветропотенциала.
Уточненный валовой потенциал ветровой энергетики и малой гидроэнергетики, определенный потенциал приливной энергии Мьянмы могут быть использованы для оценки перспективности сооружения электростанций на основе этих источников энергии, а также энергетических комплексов с использованием солнечной энергии.
Разработанный прототип ГИС ВИЭ является основой для создания промышленной версии ГИС ВИЭ Мьянмы.
Методология и методы исследования. Решение поставленных в работе задач осуществлялось на основе использования методов математического моделирования, методов математической статистики и методов системного анализа многомерных нелинейных задач.
Положения, выносимые на защиту:
-
Критерии и методика верификации данных для оценки валового ветропотенциала, получаемых из разных информационных источников.
-
Значения валового потенциала ветровой, приливной и малой гидроэнергетики Мьянмы.
-
Прототип региональной ГИС ВИЭ Мьянмы с учетом выявленных факторов, влияющих на размещение объектов ВИЭ по территории региона.
-
Результаты проверки работоспособности прототипной ГИС ВИЭ при обосновании эффективности использования типового ГЭК на базе СФЭУ, ВЭУ, МГЭУ, АБ и ДЭУ для обеспечения электроэнергией типового автономного сельского потребителя Мьянмы.
Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность научных положений, теоретических выводов и практических рекомендаций диссертации подтверждается сопоставлением полученных результатов с результатами других авторов.
Результаты выполненной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и научных семинарах.
Двадцать первая международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» в МЭИ, Москва, 2015г.
Девятая научно-технической конференции «Гидроэнергетика. Новые разработки и технологии» в ВНИИГ, Санкт-Петербург, 2015 г.
Международный Конгресс REENCON-XXI «Возобновляемая энергетика XXI век: энергетическая и экономическая эффективность», Москва, ОИВТ РАН-ВШЭ, 2015 г.
Первый международный семинар "Энергетический диалог между Россией и АСЕАН в области использования ВИЭ и экологически чистых энергетических технологий, Нейпьидо, Мьянма, 2014 г.
Второй международный семинар "Энергетический диалог между Россией и АСЕАН в области использования ВИЭ и экологически чистых энергетических технологий, Москва, МЦНТИ,2015 г.
Двадцать вторая международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика», МЭИ, Москва, 2016 г.
Шестнадцатая международная научно-междисциплинарная геоконференция и Экспо SGEM 2016, Конгресс-центр "Фламинго Гранд", Албена, Болгария, 2016 г.
Всероссийская научная конференция и десятая молодежная школа МГУ, Москва, 2016 г.
Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 8 печатных работ, в том числе в 3 статьях в рецензируемых научных журналах из перечня ВАК Министерства образования и науки России и 5 тезисах докладов на международных научных конференциях.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов по работе, списка использованной литературы из 108 наименований, и
содержит 130 страниц машинописного текста, 46 рисунков, 74 формул и 33 таблицы.
Современное состояние и перспективы развития энергетики Республики Союз Мьянма
К сожалению, на сегодняшний день в глобальных ГИС отсутствуют фактические данные по среднечасовому расходу воды рек, приходу СР на горизонтальную приемную площадку и скорости ветра для условий Мьянмы. Именно эти данные необходимы для современного расчета параметров схем электроснабжения автономных сельскохозяйственных потребителей Мьянмы.
Данные из ГИС ВИЭ должны быть достоверными, но достоверные данные могут быть получены только для определенного региона. Поэтому в этой работе мы предлагаем развивать ГИС ВИЭ путем создания региональных разделов, которые в будущем будут объединены в общую систему.
В региональной ГИС ВИЭ России заполнены базы данных о ресурсах солнечной и ветровой энергетики для трех регионов России на основе базы данных NASA. Следует отметить, что, как будет показано ниже, исследования, проведенные в НИУ «МЭИ» [5, 18], показывают, что данные NASA по ветровой и гидравлической энергии для регионов России, а также для регионов ряда других стран, например, Республики союз Мьянмы, нельзя считать удовлетворительными.
Проведенный анализ показывает, что в настоящее время не существует единой и достаточной для практического использования ГИС ВИЭ как глобального, так и регионального уровня. Основной причиной этого является несовершенство системы сбора и верификации данных о валовом потенциале энергоресурсов и различие методик обработки этих данных.
В настоящее время имеется положительный опыт использования ГИС и ГИС-технологий в области ВИЭ [5, 6]. Энергетические компании широко используют ГИС при разработке проектов. Однако развитие использования Веб-ГИС в Мьянме находится на самом начальном этапе. В Мьянме ГИС используются в основном в сфере транспорта и пока не существует ГИС в сфере ВИЭ. Использование веб-гис на сайтах Google уже стало привычным в Мьянме. Для большинства пользователей Интернета веб-картография ассоциируется со знаменитыми продуктами компании Google, вышедшими на рынок в 2005 году. Благодаря этой системе можно найти объект по названию или адресу и посмотреть информацию по объекту на этой системе. Переломным стал 2005 год, когда компания Google практически одновременно запустила два глобальных картографических сервиса - Google-Maps и Google-Earth [22].
Но обращение народа Мьянмы к картографическим ресурсам не ограничивается только этими сайтами. Популярность к веб-ГИС в Мьянме пришла после разрушительных наводнений и оползней. В июле 2015 года по Мьянме ударил тропический шторм «Комен». Уровень осадков, выпадавших за один час во время продвижения шторма по суше, достигал 150 миллиметров. Ливневые дожди стали причиной наводнений и оползней. По некоторым данным, около 17 тысяч жилых домов были уничтожены, 46 человек погибли, пострадали сотни тысяч жителей Мьянмы. В то время организация UNO SAT [23] проанализировала серьезность ситуации и дала точные и своевременные данные по наводнениям и опубликовала в интернете карту затопления, сделанную на основе различных источниковинформации, предназначенную для мониторинга наводнений на местном уровне (см., например, [24]).
Для определения энергетического потенциала ВИЭ требуется анализ рядов метеоданных (приход солнечной радиации, расход воды, скорость и направление ветра, температура, давление, величина прилива и.т.д.) в точке А (фА 0 , і/А 0 ) или на территории, площадью S (м или км ).
Создание ГИС ВИЭ для Мьянмы позволило бы повысить обоснованность решений в области развития ВИЭ страны. Объем фактической информации в Мьянме ограничен количественно, и не всегда соответствует по точности требованиям современных расчетов для технико-экономического обоснования сооружения энергетических установок на основе ВИЭ [17]. Глобальные базы данных и зарубежные ГИС в области ВИЭ также не дают оценки потенциала ВИЭ Мьянмы достаточной для проектирования точности. Поэтому создание национальной ГИС «ВИЭ Союза Мьянмы» является актуальной задачей.
Мьянма находится в Юго-Восточной Азии. Она расположена между 9 32 и 28 31 северной широты и 92 10 и ЮГ 11 восточной долготы. Мьянма граничит с Индией (1463 км) и Бангладеш (193 км) на западе, с Китаем (2185 км) на северо-востоке, с Лаосом (235 км) на востоке и Таиландом (1800 км) на юго-востоке. С юга и юго-запада её берега омываются водами Бенгальского залива и залива Моутама (Мартабан), а также Андаманского моря. Площадь страны, включая прилегающие острова, составляет 678 тыс. км2, длина береговой линии — 1930 км [25].
Мьянма состоит из 7 административных областей: Янгон, Иравади, Баго, Магве, Мандалей, Загайнг, Танинтари и 7 национальных округов: Ракхайн (Аракан), Карен, Кая, Качин, Мон, Чин и Шан. Население Мьянмы составляет примерно 60 млн чел. [8]. Общая административная карта Мьянмы представлена на рис. 1.1.
Методы расчета ресурсов валового потенциала ветровой, приливной энергии и малой гидроэнергетики
В этой части приведены методы и формулы, используемые в расчете СЭ. Суммарная солнечная радиация, приходящаяся на произвольно-ориентированную по углам и у (ПП) (Э ) для любого расчетного интервала времени может быть найдена по формуле С.А. Клейна (как обобщение метода Лю и Джордана) [39, 42], Э 7 =Э Г.-ЭД)-КПР+ЭД-{—т—)+Эотр, (2.37) Отраженную солнечную радиацию, приходящуюся на произвольно BY\ ориентированную ПП (Эо тр ) можно определить по формуле: Э р = 0,5 Э -р sinP , (2.38) ВУ (Г \ /186І -ВЧ _ Эд = (Э ГЕ -ЭГД]-КПР +ЭГД (——) + 0,5-Э ГЕ -р-sinps (2.39) гдеЭ - суммарная солнечная радиация, приходящаяся на произвольно-ориентированную по углам и у ПП; ЭЕ - суммарная энергия солнечной радиации, падающей на горизонтальную площадку (кВтч/м ); ЭГД - диффузная энергия солнечной радиации, падающей на горизонтальную площадку (кВтч/м ); КПР - коэффициент прямого СИ; - альбедо отражающей поверхности (о.е.); -угол-наклона крыши; у - азимутальный угол; юг восток -90 запад север 180 Кпр за часовые расчетные интервалы времени будут определяться по следующей формуле: (sin соР7 - sin со f7 )В ч [соf7 — со?7 ) А — (cos со г - COS со f7 ) С \ L U\z ! / \ L L / К 180 2 (2.40) (sin со Г - sin со Г У cos ср cos 8 ч [со Г - соГ у sin ср sin 8 где ofr, а 27 - часовые углы для начального (ti) и конечного (іг) момента времени для произвольно-ориентированной ПП; (ох , а 2 - часовые углы для начального (ti) и конечного (t2) момента времени для горизонтальной ПП.
С учетом сказанного выше для начального (ti) и конечного (іг) момента времени в рассматриваемом расчетном интервале времени, равном одному часу, начальные и конечные значения годовых углов солнца для горизонтальной и произвольно-ориентированных ПП (сої , Юі , GO2 , i) можно найти по следующим формулам:
Поскольку восход Солнца во времени суток на произвольно-ориентированной ПП не может произойти раньше, чем для горизонтальной ПП BY BY из-за ограничения прямой видимости по горизонту, то юв , ю3 необходимо определять по следующим формулам:
Для определения выработки солнечные фотоэлектрические станции (СФЭС) для і-ого часа года (среднечасовую мощность) при условии установки солнечных модулей под углом наклона к горизонтальной площадке. выработка солнечных модулей за i-ый час года определяется по формуле [39, 42]: ЭСФЭС = пмодуль Fмодуль Э?г 4СМ Кt, (2-53) где - угол-наклона солнечного модуля; у - азимутальный угол; Э -суммарная солнечная радиация, приходящаяся на произвольно-ориентированную по углам и у приемную площадку; пмодуль - количество модуля СФЭУ; Fмоду площадь одного модуля СФЭУ; СМ - номинальный КПД солнечного модуля для расчётных условий, о.е. Для поликристаллических кремниевых СМ принимаем СМ= 8 - 12 %; Kt - коэффициент, учитывающий влияние температуры солнечного модуля на его КПД , о.е . Kt для заданной ТІ можно рассчитать по формуле: Kt= 1 - (Tio), (2-54) где - градиент изменения КПД солнечного модуля от температуры, о.е. Для кремниевых солнечных элементов можно принимать = СМ /120; ТІ температура окружающей среды в расчетный час; То - стандартная температура для солнечного модуля (25 С).
В данной работе было решено построить малые гидроэнергетические станции (МГЭС) по деривационной схеме без плотины, работающие по водотоку. Среднечасовая мощность МГЭС определяется по формуле [39]; -І МГЭС.і пМГЭУ - ,51 ТМГЭУНМГЭУ МГЭУi- \л.ЭЭ) где пМГЭУ - количество МГЭУ, шт; НМГЭУ - напор МГЭУ, м; ОМГЭУ І - расход 3/ МГЭУ в расчетный i-ый час, м с; ГМГЭУ - средний КПД МГЭУ, о.е. Напор и расход МГЭУ определяются выражениями; НМГЭУ = ZBE - ZHE - АН, (2.56) (J ,r,„vr . = при Нмгэу Hp ; 9 81Н -п МГЭУ і МГЭУ (2.57) глмах \1МГЭУ МГ У при Нмгэу Нр ; Н р Q PjnpuQ Pl Q rfyi, УмГЭУЛ = 1 W7PE77 WTFEff (2.58) [ОМГЗУІ nPuQpt ОМГЗУІ где АН - потери напора в напорном трубопроводе, м; ZВБ, ZНБ - отметка верхнего (ВБ) и нижнего бьефа (НБ), м; QPi - среднемноголетний расход воды в створе рассматриваемого участка реки, м /с; Н 1 - расчетный по мощности напор, м; ФМГЭУІ часовая предельная пропускная способность турбин МГЭУ, м /с; ( МГЭУ / - максимальная пропускная способность турбин МГЭ У, м с. 2.5.5. Методика выбора оптимального варианта параметров ГЭК Методика выбора оптимального варианта параметров ГЭК делится на 5 этапов: 1) Определение параметров валового потенциала энергии для заданного региона; 2) Определение графика потребления электрической мощности потребителями энергосистемы; 3) Расчет баланса мощности энергосистемы при последовательном добавлении в состав генерирующих источников установок на основе ВИЭ различного типа с последовательным увеличением их числа (метод последовательных приближений); 4) Расчет экономических параметров каждого из рассматриваемых вариантов; 5) Выбор наилучшего решения, определяющего параметров ГЭК по критерию минимума суммарных дисконтированных затрат за расчетный период.
Потенциал приливов и отливов Мьянмы
Выбор перспективных с точки зрения использования энергии ветра регионов значительно облегчается при использовании ГИС, включающих карты распределения ветровых ресурсов по территории страны. Как показывают исследования, глобальные ГИС, содержащие информацию о потенциале ветроэнергетических ресурсов, редко находят серьезное применение вследствие того, что не удается найти универсальный общедоступный источник данных для всех регионов мира. Для разработки ГИС возобновляемых источников энергии целесообразно пользоваться региональной информацией, точность и доступность которой для регионального разработчика значительно выше. Оценка проведена для территории Республика Союз Мьянмы. Мьянма - развивающаяся страна, в которой использование энергии ветра в энергетике только начинается. Перспективными регионами использования энергии ветра являются горные, а также прибрежные районы в южной и западной частях страны [29, 47].
Как было сказано в пункте 2.1 нужно создать методику верификации исходных данных для включения их в базу данных региональной ГИС ВИЭ. В данной работе работоспособность предлагаемой методики верификации данных проверена на примере оценки ветровых ресурсов на территории Мьянмы.
В настоящее время существует значительное число БД, в которых содержится информация о скорости, направлении ветра и др. метеопараметрах для различных регионов мира. Данные для этих БД получены как на основе прямых измерений указанных параметров на региональных МС, так и косвенными методами, основанными на спутниковой информации. Учитывая неполноту данных, измеренных прямым образом, нужно найти способ выбора таких данных, которые будут наиболее полно соответствовать особенностям местности, в которой определяется ветроэнергетический потенциал. При этом проверка достоверности данных может быть проведена только на основе синхронизированных рядов реальных прямых измерений на существующих МС, поступающих в единый центр обработки. В настоящее время таким центром является ВМО, которая координирует обеспечение надежных метеорологических наблюдений в глобальном масштабе [43].
Одной из программ ВМО является «Глобальная система наблюдений» -ГСН - (Citizen Weather Observer Program), которая включает в себя средства наблюдений на суше, на море, в воздухе и в открытом космосе, имея в своем распоряжении около 11000 наземных станций, 1300 аэрологических станций, 4000 судов, 1200 дрейфующих, 200 заякоренных и 3000 ныряющих буев АРГО, а также 3000 коммерческих воздушных судов, пять полярно-орбитальных и шесть геостационарных метеорологических спутников и несколько исследовательских спутников, предназначенных для наблюдения за окружающей средой.
Эти технические средства принадлежат странам — членам ВМО и эксплуатируются ими, при этом каждая страна берет на себя обязательства в рамках согласованной схемы предоставлять доступ к данным, чтобы все члены ВМО могли извлекать из полученных данных пользу. ГСН выполняет следующие функции: 1) сбор наблюденных данных, предоставленных участниками программы; 2) метеорологическое обслуживание граждан; 3) проверка и улучшение качества данных. На сайте Weather Quality Reporter [48] представлены фактические данные по ветровым ресурсам ( для Мьянмы ряд наблюдений только за 2015-2016 годы) с интервалом наблюдения 6 часов. В настоящее время на сайте размещаются прогнозы погоды для более 20.000 населённых пунктов и данные наблюдений, выполненных на 276.271 метеостанциях мира, переданных в формате METAR [49] и SYNOP [50].
METAR (метeorological Aerodrome Report) – авиационный метеорологический код для передачи сводок о фактической погоде на аэродромах мира. Также является кодовым названием регулярной сводки, составленной в одноимённом коде [49].
SYNOP (surface synoptic observations) – код для оперативной передачи данных приземных гидрометеорологических наблюдений в сети станций гидрометслужбы, расположенных на суше (включая береговые станции). SYNOP – международный формат передачи данных наблюдений, в котором определены правила кодирования данных приземных гидрометеорологических наблюдений. В нем определены правила кодирования данных приземных гидрометеорологических наблюдений, оперативно передаваемых с указанных станций в Управления по гидрометеорологии Росгидромета. На территории Мьянмы действует 51 (см. рис. 3.2) наземная метеостанция, данные с которых посредством свободного международного обмена метеоданными (MADIS) передаются на сайт ГСН четыре раза в сутки, как правило, в 0:00, 6:00, 12:000, 18:00 UTC (Всемирное координированное время) в формате METAR и SYNOP. В свободном доступе представлены данные за 2015 -2016 годы.
Информационные источники ВМО являются наиболее доступными и актуальными. Поэтому они предлагаются для использования в качестве фактических данных при верификации данных для ГИС ВИЭ. Для использования в ГИС ВИЭ предлагаются использовать несколько общедоступных СБД, анализ которых проведен ниже.
Метеорологические данные СБД «NASA» выпуск 6.0 базируются на 22-летнем ряде наблюдений наземной системы GEOS-1 (Goddard Earth Observation System) [51]. Температурные показатели в СБД «NASA 6.0» по сравнению с предыдущей версией СБД «NASA 5.1» получены с помощью усовершенствованной наземной системы наблюдений GEOS–4 [52]. Количество метеостанций мира в версии 6.0 составляет 2704.
Ветровые измерения базируются на 10-летнем ряде наблюдений (июль 1983г. - июнь 1994 г.) с интервалом измерения At = 3 часа на высоте 50 м [13].
В СБД ««NASA» представлены следующие данные: - среднемноголетняя скорость ветра, м/c; - среднемесячная скорость ветра, м/c; - минимальное и максимальное отклонение скорости ветра от среднемесячных значений, %; - месячная и многолетняя повторяемость скорости ветра для шести диапазонов: 0-2, 3-6, 7-10, 11-14, 15-18, 19-25, %; - среднемесячные значения скорости ветра для характерных часов: 22.30, 1.30, 4.30, 7.30, 10.30, 13.30, 16.30, 19.30, м/c;
Факторы, влияющие на размещение объектов ВИЭ
В соответствии с методиками расчета валовых ресурсов малой гидроэнергетики, изложенной в пункте 2.3 определяются валовой потенциал приливной энергии страны Мьянма. Для определения валового потенциала приливной энергии необходимо иметь значения S и A для каждого бассейна. Сначала мы будем определить площадь территориальных водах (территориального моря) страны для значения S. В данной диссертации учитывается ,что территориальные воды (территориальное море) страны равны площади исключительной экономической зоны страны. Потому что исключительная экономическая зона – это зона, в котором государство имеет исключительное право для создания и использования установок и сооружений [67]. На рис. 3.11 показана исключительная экономическая зона Мьянмы. Площадь исключительной экономической зоны Мьянмы равна 520262 км2 [68-70].
В данной работе сначала вся территория воды Мьянмы была разбита на 62 зон. Размеры одной полной зоны равняется 1 градусу по широте и 1 градусу по долготе. Предварительно была рассчитана доля зоны относящаяся к Мьянме. На рисунке 3.11 показано разбиение территории воды Мьянмы на зоны и указана доля зоны относящаяся к территориям воды Мьянмы. К территории Андаманского моря относятся 34 зоны и 28 зон находятся на территории Бенгальского залива.
Суммарная доля зон (квадратов), относящаяся к территориям воды Мьянме равняется 45,3. Как было сказано выше общая площадь территориальных вод 2 Мьянмы составляет 520262 км . Разделить 520262 км на 45,3 , получиться 11485 2 КМ . Чтобы узнать площадь каждой зоны нужно умножить разбиение территории воды Мьянмы на 11485 км (общая площадь территориальных вод Мьянмы). Тогда площадь одной зоны полностью находящей в территории страны (т.е доля -г? этой зоны равна единице см.рис 3.11) будет составлять 11485 км . Ьсли доля зоны равна 0,8, то площадь этой зоны составлять 9188 км (см.табл. 3.11). Таблица 3.11 Площади квадратов (зон), находящихся в территориальных водах Мьянмы v/ 90 90 v/ 91 91 v/ 92 92 v/ 93 93 v/ 94 94 v/ 95 95 v/ 96 96 v/ 97 97 v/ 98 98 v/ 99
В настоящее время в Мьянме из-за большой первоначальной стоимости (больших капиталовложениях), использование энергии приливов и отливов осуществляется только на экспериментальных и исследовательских установках [15, 71]. Мьянма это развивающаяся страна и в стране нет информации об изменении приливов и отливов. Данные о часовых значениях величин и скорости прилива можно получить из базы данных «Admiralty Total Tide» [45], созданной Гидрографическим обществом Великобритании (United Kingdom Hydro graphic Office -UKHO). UKHO берёт на себя ответственность за обеспечение навигационной и других видов гидрографической информации. Эта универсальная программа разработана специально для морского судоходства в рамках Международной конвенции по охране человеческой жизни на море (SOLAS). Это наиболее точная программа для прогноза приливов и отливов, предоставляющая возможность рассчитать приливы более чем в 7000 портов. «Admiralty Total Tide» мгновенно предоставляет данные прогнозов высоты прилива и морских течений для большинства маршрутов коммерческого морского судоходства мира. Высота прилива в основных приливных портах мира, а также портах второстепенного значения понятно и лаконично отображается как в графической, так и в табличной форме. В Мьянме 4 порта первостепенного значения и 44 порта второстепенного значения [17, 45].
Программа TotalTide позволяет выбирать интересующие порты и определеить высоту и скорость приливов в нескольких портах одновременно на срок до 7 ближайших дней. Результаты вычислений включают в себя такие параметры, как дневные периоды и навигационные сумерки, фазы луны, а также индикацию сизигийных и квадратурных приливов. Программа вычисляет глубину под килем и верхний габарит и представляет информацию в виде простого и понятного графика, позволяющего пользователю обеспечить безопасный проход судна и заход в порт [45]. С помощью этой программы можно получить среднечасовые значения величины и скорости приливов. В территории воды Мьянмы есть несколько остров и некоторые порты находятся около них. Значение величины прилив для некоторых мест определяется методом линейной интерполяции (см. рис.3.12).
Местоположения портов в Мьянме (показан только один порт в каждой зоне) Как было сказано выше, в этой работе была использована программа «Admiralty Total Tide» для средних значений величин прилива. на табл. 3.12 и рис. 3.13 показаны среднегодовые значения величин прилива в территориальных водах Мьянмы. Видно что, средние значения величин прилива по территориальной воды Мьянмы колеблются от 1,6 до 6,2 м в зависимости от местности.