كليدواژه :
پيش‌بيني پتانسيل باد , اطلس باد , ميانگين چگالي توان باد , نرم‌افزار WAsP , استان كرمانشاه
چكيده فارسي :
در اين پژوهش، پتانسيل باد در محدوده چند ايستگاه همديدي استان كرمانشاه برآورد شد كه در نزديكي آنها ايستگاه هاي بادسنجي سانا تأسيس شده بود. با مقايسه ويژگيهاي باد مشاهده شده در ايستگاه هاي بادسنجي سانا و ويژگي هاي برآورد شده در محل اين ايستگاه ها، دقت برآوردها ارزيابي شده است. براي برآورد ويژگيهاي باد، اطلس باد در هر ايستگاه با به‌كارگيري نرم‌افزار WAsP آماده و نقشه هاي ميانگين سرعت باد و چگالي توان باد در ارتفاع هاي 10، 40 و 80 متري از سطح زمين با استفاده از نرم‌افزارهاي WAsP و ArcGIS در محدوده مشخصي از هر ايستگاه تهيه شد. سپس ويژگيهاي باد مشاهده شده در ايستگاه‌هاي بادسنجي سانا با ويژگيهاي برآوردشده در محل اين ايستگاهها (پارامترهايي مثل ميانگين سرعت باد، ميانگين چگالي توان باد، محتمل‌ترين سرعت باد و سرعت باد بيشينه توليد انرژي) مقايسه و دقت برآوردها ارزيابي شد.
به‌استثناي ايستگاه ماهيدشت، نتايج قابل قبولي در سه ايستگاه ديگر، به‌ويژه با توجه به ناهمواري پيچيده منطقه به‌دست‌آمده است. تفاوت زياد ويژگيهاي باد در ايستگاه ماهي دشت نيز به‌دليل فاصله زياد اين ايستگاه از ايستگاه اسلام‌آباد غرب در منطقه‌اي با ناهمواري پيچيده است. همچنين نتايج در ارتفاع 80 متري از سطح زمين در ايستگاه سونقور چندان رضايت‌بخش نبود. به‌عبارت‌ديگر، ناهمواري پيچيده منطقه باعث كاهش دقت برآورد نيم‌رخ باد با قانون لگاريتمي ورتمن شده است. نتايج آزمون T براي نمونه هاي زوج شده نشان داد در سطح اطمينان 95/0، تفاوت معني‌داري به لحاظ آماري بين مقادير مشاهده شده و برآورد شده وجود ندارد؛ بنابراين از مدل خطي ارائه شده در نرم‌افزار WAsP ميتوان براي پيش‌بيني ويژگيهاي باد در فواصل به‌نسبت نزديك به ايستگاه اندازه‌گيري در مناطق كوهستاني بهره برد.
چكيده لاتين :
The harvesting of renewable energy sources has become increasingly important to take account of the gradual decline of fossil fuel reserves and the environment degradation associated with the use of fossil fuels. Wind energy, as one of the most well-known renewable energy sources, has been extensively harnessed across the world (Shu et al., 2015). Utilization of energy from wind has gained appreciable momentum and is being widely disseminated for displacement of oil-produced energy, and eventually to reduce the catastrophic effects of fossil fuel energy on environment (Shaahid et al., 2014). Using of wind energy depends on precise prediction of wind properties in areas with no measurement; thus, this paper aimed to evaluate wind potential predictions presented by WAsP software in mountainous areas such as Kermanshah province.
In this study, wind potential was estimated around four synoptic stations where there are SANA wind stations and then predicted and observed wind properties were compared for evaluation of accuracy. Wind data of synoptic stations in Sarpolzahab, Sonqor, Eslamabad, and Kermanshah was used for prediction of wind properties in SANA stations in Kerend, Sounqour, Mahidasht, and Hajiabad sites, respectively. The measurements were used in 40 m AGL (for all cases) and 80 m AGL (for Kerend and Sounqour sites). Using WAsP and ArcGIS software, wind atlas and then mean wind speed and mean wind power density maps were prepared in 10, 40 and 80 m AGL and a relatively limited area (15 to 35 km long) around each station. Then, using measurements in SANA stations and parameters such as mean wind speed, mean wind power density, most probable and maximum energy-carrying wind speed, the accuracy of estimates was assessed.
The results showed that predicted wind properties were acceptable in Kerend, Hajiabad and Sounqour at 40 m AGL, but they were somewhat different in Mahidasht which is due to the long distance in complex terrain. As well, estimates were not so good at 80 m AGL in Sounqour. In other words, the log law of Wortman was not able to predict wind properties precisely at high height in complex terrain. However, paired sample T test result revealed there is no significant difference between predicted and observed values.
Wind potential assessment showed that highlands and ridge mountains (with more than 2000 m height) are areas with high wind power density (>700 W/m2). Mean wind speed in lower regions was calculated 4 to 6 m/s and wind power density was calculated 100 to 300 W/m2 around Kermanshah, Eslamabad and Sonqor stations. The calculated wind speed and wind power density for Sarpolzahab area were 2 to 4 m/s and less than 200 W/m2, respectively. These values in this area are lower than other stations.
