EVALUAREA POTENȚIALULUI EOLIAN ÎN JUDEȚUL TELEORMAN [308767]

UNIVERSITATEA DIN BUCUREȘTI

FACULTATEA DE GEOGRAFIE

ȘTIINȚA MEDIULUI

GEOGRAFIA MEDIULUI

EVALUAREA POTENȚIALULUI EOLIAN ÎN JUDEȚUL TELEORMAN

Îndrumător științific:

Prof. Univ. Dr. Georgeta Bandoc

Absolvent: [anonimizat]Ӑ SIMONA-ȘTEFANIA

BUCUREȘTI

2016

CUPRINS

1. INTRODUCERE 3

2. HARTA BAZĂ ȘI FONDUL DE DATE 4

2.1. Harta bază cu stațiile meteorologice 4

2.2. Fondul de date utilizat 6

3. PREMISE TEORETICE 7

3.1. Stratul limită atmosferic 7

3.2. Profilurile de viteză medie temporală ale vântului din stratul limită atmosferic 8

4. CARACTERISTICILE CLIMATICE ȘI DE RELIEF ALE AMPLASAMENTULUI JUDEȚULUI TELEORMAN 9

4.1. Atmosfera 9

4.2. Relieful 15

5. CARACTERISTICILE REGIMULUI VÂNTULUI 19

5.1. Distribuția regimului vântului 19

5.2. Frecvențele de apariție a vitezei vântului pe intervale de valori și pentru diferite direcții de suflu ale vântului 25

5.3. Funcțiile de repartiție ale vitezei vântului și funcțiile complementare acestora 34

5.4. Profilurile de viteză medie multianuală a vântului în stratul limită atmosferic 39

6. POTENȚIALUL EOLIAN ÎN AMPLASAMENTUL STUDIAT ȘI PROBLEMELE VALORIFICĂRII SALE 46

6.1. Noțiunea de potențial energetic al vântului și modul de calcul al acestuia prin metode statistice 46

6.2. Metoda de calculul a potențialului energetic eolian pe baza modelelor probabilistice pentru repartiția vitezei vântului 47

6.3. Evaluarea potențialului eolian prin metoda statistică prin metoda modelului probabilistic 47

6.4. Utilizarea potențialului eolian și condițiile de amplasare a instalațiilor eoliene 57

6.5. Estimarea energiei eoliene convertite 59

7. CONSIDERAȚII GENERALE………………………………………………………………….60

7.1. Conținutul lucrarii……………………………………………………………………………60

7.2. Concluzii generale……………………………………………………………………………60

7.3. Contribuția autorului…………………………………………………………………………61

8. BIBLIOGRAFIE…………………………………………………………………………………63

1. INTRODUCERE

Elemente generale

Județul Teleorman este situat în Muntenia în partea sudică a [anonimizat], cularul larg al acestui fluviu accentuează dinamica aerului. [anonimizat].

Energia regenerabilă se referă la energia care provine din surse care se pot regenera în timp sau pur si simplu surse inepuizabile.

Rata de folosire a energiei elione a crescut aproape 34% în ultimi ani. Astfel energia vântului este tipul de energie curată care se bucură de cea mai mare creștere.

Necesitatea înlocurii combustibililor fosili se datorează creșterii rapide a [anonimizat]. Folosirea energiei eoliene se vede a fi o soluție perfectă pentru acestu lucru.

Energia eoliană este favorabilă folosirii la scară mică.

Douăzeci și două de țări au mai mult de 1000 [anonimizat] (Tocan, 2014).

Conceptul 20/20/20 la nivelul Uniunii Europene dorește ca până în anul 2020, 20% [anonimizat]-a 20 se referă la reducerea emisiilor de carbon cu 20%.

Scopul lucrării

Scopul principal al lucrării de licentă este cunoașterea și obținerea unei imaginii cât mai amănunțită a caracterului vântului în județul Teleorman. Pentru a fi îndeplinit acest scop au fost analizate și interpretate datele provenite de la stațiile meteorologie din cadrul județului.

Structura lucrării

Lucrarea este structurată pe 8 capitole. Începe cu acest capitol și anume introducerea după care continuă cu prezentarea fondului de date în capitolul II. Capitolul III este dedicat premiselor și conceptelor teoretice. În capitolul IV este analizat arealul studiat din punct de vedere al caracterelor climatice și al cadrului natural. Capitolul V se axează pe caracteristicile regimului vântului specifiece zonei studiate. Capitolul VI este focusat pe determinarea potențialului eolian propriu-zis iar ultimele două capitole centrate pe concluzii și bibliografie.

2. HARTA BAZĂ ȘI FONDUL DE DATE

Pentru realizarea scopului lucrarii de licenta au fost necesare o serie de date meteorologice, pe o perioadă îngeajuns de mare obținute de la administrații care se ocupă cu colectarea lor de la stațiile din cadrul județului. Așadar eu fost obținute datele meteorologice necesare de la Administrația Națională de Meteorologie.

Datele obținute sunt date medii lunare constituite din măsurători și înregistrări asupra parametrilor meteorologici.

În continuarea acestui capitol se prezintă harta bază cu amplasarea stațiilor meteorologice în cadrul județului analizat, de la care au fost colectate datele analizate în această lucrare. Iar în a doua parte se prezintă fondul de date brute care au fost supuse calculelor statistice.

2.1. Harta bază cu stațiile meteorologice

Pentru întemeierea lucrării de licentă adică evaluarea potențialului eolian din județul Teleorman au fost utilizare o serie de date meteorologice pe o perioadă îndeajuns pe mare obținute de la Administrația Națională de Meteorologie, datele fiind măsuratori obținute la cele patru stați de pe teritoriul analizat și anume stațiile Alexandria, Roșiorii de Vede, Videle și Turnu Măgurele.

În continuare vor fi prezentate, pe o hartă localizarea stațiilor meteorologice ce au efectuat măsurătorile folosite în scrierea lucrării, amplasarea stațiilor sunt astfel localizate în așa fel în cât să se dispună de o acoperire bună a întregului areal analizat (fig. 1).

Fig. 1. Amplasarea stațiilor meteorologice în cadrul județului Teleorman luate în studiu pentur evaluarea potențialului eolian (sursă: harta topografică basemap prelucrare in ArcGis 10.2).

Stațiile meteorologice sunt amplasate în imediata vecinătate sau în cadrul celor mai importante localități din cadrul județului.

Dintre cele patru stații de la care s-au cules datele meteorologice brute au următoarele coordonate geografice:

Fig. 2. Stația Alexandria 43 ͦ 58 ‘ lat N, 25 ͦ 21 ‘ long E, altitudine = 74 metri (sursă: personală 17.10.2015).

Fig. 3. Stația Turnu Măgurele 43 ͦ45 ‘ lat N, 24 ͦ 52 ‘ long E, altitudine = 30 metri (sursă: personală 17.10.2015).

Stația Roșiorii de Vede: 44 ͦ 06 ‘ lat N, 24 ͦ 58 ‘ long E, altitudine = 103 metri.

Stația Videle: 44 ͦ 16 ‘ lat N, 25 ͦ 31 ‘ long E, altitudine = 103 metri.

2.2. Fondul de date utilizat

Pentru întemeierea lucrării de licență s-au utilizate date brute obținute prin măsurătorile și înregistrările parametrilor climatici de la stațiile meteorologice menționate. Măsurătorile au fost realizate la stațiile meteorologice din cadrul județului.

Datele au fost preluate indirect, de la Administrația Națională de Meteorologie care este singura instituție de meteorologie care se ocupă cu observațiile meteorologice și climatologice asupra României.

Măsuratorile folosite au fost legate de temperatura aerului, presiunea atmosferică, precipitațiile atmosferice precum și numărul de zile de precipitații, nebulozitatea, umezeala relativă, durata de strălucire a Soarelui și frecvența și viteza vântului pe direcți. Aceste date au fost obținute prin măsurătorule efectuate în cadrul stațiilor.

Pentru a obține o caracterizare a regimului vântului în județ, s-au efectuate calcule statistice asupra datelor brute, datele folosite au fost acelea ale vitezei și direcției vântului obținute pe baza măsurătorilor efectuate pe o perioadă cuprinsă între anii 1971-1980 pentru toate stațiile analizate. Astfel calculele efectuate au fost pentru determinarea valorilor medii lunare, anuale și multianuale ale frecvenței și vitezei vântului după diferitele direcții cardinale și intercardinale precum și producerea intervalelor de viteză și a culculului densității de repartiție a vitezei vântului pe trepte de viteză.

Din datele prelucrate au fost întocnite profile de viteză medie folosind vitezele medii multianuale pentru fiecare direcție cardinală și întercardinală pentru fiecare stație analizată pentru a determina potențialul eolian.

3. PREMISE TEORETICE

Acest capitol prezintă aspecte legate de stratul limită atmosferic precum caracteristicile maselor de aer si limita acesturi strat și sunt prezentate profilele de viteză medie temporală ale vântului din stratul limită atmosferic pentru fiecare stație analizată din arealul aferent.

3.1. Stratul limită atmosferic

Mișcarea atmosferică reprezintă mișcarea unor mare se aer, aceasta este generată de mai mulți factori. Ea are un rol foarte important în viața oamenilor deaorece în această parte este prezent aerul pe care îl respiram și deoarece influențează toate activitățile antropice (G. Bandoc, 2004).

Atmosfera se menține în jurul Pământului datorită forței de gravitație și participă la mișcările de rotație și revoluție (E. Dumitrescu, 1973). Din acest motiv învelișul gazos este mai concentrat în aproprierea suprafeței terestre și se rarefiază odată cu creșterea altitudinii.

Limita atmosferică se considera a fi acea distanță la care forța centrifugă nu mai este simțită din cauza forței de atracție a pământului. Această limită se consideră a fi la 28 000 km deasupra polilor și la 42 000 km deasupra ecuatorului (E. Dumitrescu, 1973).

Totalitatea mișcărilor atmosferice au loc într-un strat atmosferic situat între suprafața topografică și circa 1000 metri altitudine, acesta fiind denumit stratul limită atmosferic.

El reprezintă zona în care se resimt influența suprafeței Pământului din punct de vedere termic și dinamic. (Vlăduț, 2015).

Grosimea stratului limită atmosferic este de 1-3 km însă în cazul curenților cu stratificare neutra variază de la câțiva metri la câțiva kilometri acest lucru este datorat forței vântului, calitatea solului și unghiul de latitudine. (G. Bandoc, 2004).

În interiorul stratului limită atmosferic viteza vântului este direct proporțional cu altitudinea iar viteza vântului de gradient (viteza la limita superioară a stratului limită atmosferic) este aceași cu viteza vântului în zona atmosferică liberă.

Viteza vântului din exteriorul stratului limită atmosferic este neschimbată ca mărime și direcție, vântul geostrofic având direcția în lungul izobarelor și vântul geociclostrofic fiind tangent la izobare.

Stratul limită atmosferic este împărțit în:

Stratul de suprafață: acesta fiind în proximitatea suprafeței solului, grosimea ajunge la câțiva zeci de metri. În acest strat au loc efoturile de frecare și fluxul verical de căldură;

Stratul de tranziței: acesta vine în continuarea stratului de suprață până la limita superioară a stratului limită atmosferic. În acest strat se manifestă eforturile forței Coriolis.(G. Bandoc, 2004).

3.2. Profilurile de viteză medie temporală ale vântului din stratul limită atmosferic

Pentru realizarea profilelor de viteză în partea inferioară a SLA se foloseste legea puterii, aceasta este utilă pentru descrierea profilului vitezei medii a vântului situate deasupra regiunilor orizontale și cu rugozitate uniformă (Vlăduț, 2015).

Formula de calcul este următoarea:

U = U (1)

Unde:

și – reprezintă înălțîmea față de suprafața solului;

– reprezintă un exponent care reprezintă rugozitatea terenului, în cazul de față 0,16 (după Davenport).

4. CARACTERISTICILE CLIMATICE ȘI DE RELIEF ALE AMPLASAMENTULUI JUDEȚULUI TELEORMAN

În acest capitol vor fi prezentate caracteristicile atmosferei (temperatura aerului, precipitațiile atmosferei, presiunea atmosferică, umezeala aerului, nebulozitatea, durata de strălucire a Soarelului, și ceata) arealului studiat pe baza datelor prelucrate de la cele patru stații meteorologice și prezentarea reliefului și caracteristicilor acestuia.

4.1. Atmosfera

Clima este specifică Câmpiei Române și anume temperat-continentală caracterizată prin veri călduroase și ierni friguroase. Zona în care este încadrat județul este Câmpia centrală munteană al cărui climat este muntean continental de tranziție fiind zona de contact între vânturile vestice șî cele estice (Roșu, 1980).

4.1.1.Temperatura aerului

Temperatura medie anuală este de 10,06 ͦ C la stația Alexandria, 10,4 ͦ C la Roșiorii de Vede, 10,5 ͦ C la Videle și cea mai ridicată 11,1 ͦ C la Turnu Măgurele, județul este caracterizat prin cele mai mari temperaturi comparativ cu celelalte. Temperaturile mai ridicate la nord de Alexandria și mai scăzute la sud se datorează creșterii altitudinii reliefului și a scăderii radiației solare (Zamfir, 2002). Deși prezintă un relief uniformizat de câmpie joasă, apar și diferențe termice care formează două zone: partea de sud, mai joasă (Câmpia Burnaz) și partea nordică (Câmpia Găvanu-Burdea).

În ceea ce privește temperaturile medii lunare, se înregistrează pentru luna iulie temperaturi de 21,9 ͦ C (Alexandria), 21,7 ͦ C (Roșiorii de Vede), 21,9 ͦ C (Videle) și 22,4 ͦ C (Turnu Măgurele). Iar pentru luna ianuarie: -2,3 ͦ C (Alexandria, Roșiorii de Vede, Videle) și -1,7 (Turnu Măgurele).

Valorile ridicate ale temperaturii de datorează numărului de zile tropicale (56 de zile tropicale la Alexandria și 52 de zile tropicale la Turnu Măgurele) și a numărului ridicat de zile de vară (120 zile de vară la Alexandria și 117 la Turnu Măgurele).

Valorile maxime absolute au fost înregistrate în iulie 2000 la Alexandria și Drăgănești Vașca: 44 ͦ C, august 1945 la Roșiorii de Vede: 41,7 ͦ C, august 1962 la Videle: 41 ͦ C și în august 1952 la Turnu Măgurele: 41,4 ͦ C.

Valorile minime absolute au fost înregistrate în ianuarie 1942 la Alexandria și Roșiorii de Vede: -34,8 ͦ C, februarie 1954 la Videle: -29 ͦ C, ianuarie 1990 la Drăgănești-Vlașca: -26 ͦ C.

Prima zi de îngheț apare la sfârsitul lunii octombrie și începutul lunii noiembrie, iar prima zi de dezgheț la sfâșitul lunii martie, începutul lunii aprilie.

Fig. 4. Variația valorilor medii luanre multianuale ale temperaturii aerului pe perioada 1971-1980 la stațiile Alexandria, Roșiorii de Vede, Videle și Turnu Măgurele (sursă: ANM).

În Fig. 4. se prezintă temperatura medie multianuală a aerului înregistrat înperioada 1971-1980, astfel avem la stația Alexandria a fost de 10,6 ͦ C, la stația Roșiorii de Vede 10,4 ͦ C, la stația Videle 10,5 ͦ C iar la stația Turnu Măgurele 11,2 ͦ C.

Fig. 5. Termometre – stația meteorologică Trunu Măgurele (sursă: personală 17.10.2015).

În Fig. 5. este prezentat interiorul adăpostului climatic de pe stația meteorologică Turnu Măgurele care efectuază măsurătorile de temperatură.

4.1.2. Precipitatiile atmosferice

În mod similar diferenței de temperatură, precipitațiile se împart și acestea în două zone: parte nordică și partea sudică (Zamfir, 2002).

Precipitațiile anuale sunt de 594 mm înregistrate la Alexandria, 537,8 mm la Roșiorii de Vede, 579,2 mm la Videle și cele mai scăzute de 193 mm la Turnu Măgurele.

Cele mai reduse catității cad în luna februarie: 24,0 – 32,0 mm, iar cele mai mari în luna iuni: 65,2 – 82,0 mm).

Fig. 6. Variația valorilor medii lunare multianuale ale precipitațiilor atmosferice pe perioada 1971-1980 la stațiile Alexandria, Roșiorii de Vede, Videle și Turnu Măgurele (sursă: ANM).

În figura 6 se prezintă pe prioada 1971-1920 suma valorilor medii multi anuale la Alexandria – 594 mm, la Roșiorii de Vede – 537,8 mm, la Videle – 579,2 m, iar la Turnu Măgurele – 578,5 mm.

Cantitatea de precipitații cazute în 24 de ore înregistrează cantități mici iarna și cresc în perioada caldă a anului.

Județul se încadrează într-o climă de tipul temperat continental foarte bine caracterizat de către alternanța perioadelor secetoase cu cele de umiditate bogată. Anii 1945 – 1950 au fost caracterizați de o perioadă secetoasă iar anii 1969 – 1972 de o perioadă cu exces de umiditate.

4.1.3. Presiunea atmosferica

Presiunea atmosferică reprezintă apăsarea exercitată de masa atmosferei asupra unității de suprafață. (Dumitrescu, 1973). Datorită repartiției neuniforme în spațiu și modificările neîncetate în timp este cauza mișcărilor aerului. (Ciulache, 1997).

Fig. 7. Variația valorilor medii lunare multianuale ale presiunii atmosferice pe perioada 1971-1980 la stațiile Alexandria, Roșiorii de Vede, Videle și Turnu Măgurele (sursă: ANM).

În Fig. 7. sunt prezentate grafic valorle medii lunare multianuale ale presiunii atmosferice pe perioada 1971-1980 la stațiile Alexandria, Roșiorii de Vede, Videle și Turnu Măgurele. Aceasta arată că la stația Alexandria se înregistrează cele mai mari valori pe tot parcursul anului. Cele mai mari valori medii lunare pentru toate stațiile se înregistrează în luna ianuarie, astfel pentru stația Alexandria se înregistrează: 1014,96 mmHg, la Roșiorii de Vede: 1011.15 mmHg, la Videle: 1007.69 mmHg iar la Turnu Măgurele: 1007.7 mmHg.

4.1.4. Umezeala aerului

Umezeala aerului este conțiunutul în vapori de apă al aerului. (Dumitrescu, 1973).

Fig. 8. Varianția valorilor medii multianuale ale umezelii aerului pe perioada 1971-1980 la stațiile Alexandria, Roșiorii de Vede, Videle și Turnu Măgurele (sursă: ANM).

În fig. 8. sunt prezentate valorile medii multianuale ale umezelii aerului pe perioada 1971-1980 la stațiile Alexandria, Roșiorii de Vede, Videle și Turnu Măgurele. Variațiile valorilor înregistrate la aceste stații variază similar una față de cealaltă. Valorile cele mai mari se înrregistrează în lunile de iarnă: decembrie, ianuarie februarie și valorile cela mai mici în lunile de vară: iunie, iulie, august.

4.1.5. Nebulozitatea

Nebulozitatea, gradul de acoperire al cerului cu nori se apreciat după o scară convențională care cuprinde 11 grade de nebulozitat, notate de la 0 la 10 în funcție de numărul de zecimi din suprafața bolții cerești acoperită cu nori. (Zamfir Ileana and co., 2002).

Fig. 9. Variația valorilor medii multianuale ale nebulozității în perioada 1971-1980 la stațiile Alexandria, Roșiorii de Vede, Videle și Turnu Măgurele (sursă: ANM).

Nebulozitatea medie anuală este de 5,5 zecimi la Alexandria, 5,4 la Roșiorii de Vede, 5,6 la Videle și 5,5 la Turnu Măgurele astfel prezentate în Fig. 9. Cele mai mici valori ale nebulozității sunt în luna iunie, respectiv 3,9 zecimi, iar cele mai mari în luna ianuarie 7,4 zecimi.

Zilele cele mai senine ale anului sunt cele ale verii iar cele mai acoperite sunt decembrie, ianuarie și februarie.

4.1.6. Durata de stralucire a Soarelui

În cursul anului, suma lunară a suratei de strălucire a Soarelui variază în funcție de strălucire de durata zilei și de variația nebulozității (valorile duratei de strălucire a Soarelui sunt în general invers proportionale cu valorile nebulozității). Cele mai mari valori sunt înregistrate în lunile de vară: iunie, iulie, august iar cele mai mici valori în lunile de iarnă: decembrie, ianuarie, februarie pentru toate stațiile.

4.1.7. Ceata

Diferența între ceață și nori este poziția acesteia actviv-subiancentă (Ciulache, 1997). Apariția ceții depinde de umezeala și temperatra aerului.

Lunile unde ceața are cea mai mare dezvolare sunt lunile de iarnă iaracestu lucru se datorează condițiilor anticiclonice.

Fig. 10. Variația numărului mediu multianual de zile cu ceată la stațiile Alexandria, Roșiorii de Vede, Videle și Turnu Măgurele (sursă: ANM).

Din Fig. 10. care prezintă numărul mediu multianual de zile cu ceață la stațiile Alexandria, Roșiorii de Vede, Videle și Turnu Măgurele din perioada 1971-1980 reiese faprul că partea sudică și anume stația Turnu Măgurele este cea cu cele mai multe zile cu ceață, acest lucru se poate datora umezelii mari ale zonei datorită amplasării în aproprierea fluviului Dunărea.

4.2. Relieful

Întregul relief al județului Teleorman aparține Câmpiei Române, ocupând partea central-sudică a acesteia în bazinele râurilor Vedea și Teleorman, pe partea stângă a fluviului Dunărea, fiind la granită cu Bulgaria (Chinea,1998).

Județul se desfășoară între 43 ͦ 37’07” și 44 ͦ 31’ 00” latitudine N și 24 ͦ 39’ și 25 ͦ 48’ longitudine E. Județele învecinate sunt: Olt la V, Argeș la N-NV, Dâmbovita la N, Giurgiu la E și NE și Bulagria la S. (Fig. 11).

Fig. 11. Amplasarea județului Teleorman în cadrul României (sursă: hartă topografică basemap prelucrare în ArcGis 10.2).

Suprafața judetului este de 5 790  .

Județul este reprezentat de o varietate de tipuri genetice de câmpii, terase și lunci.

Relieful Teleormanului este caracterizat prin două forme de relief distincte: spații interfluviale (câmpuri) și luncile râurilor (câmpii joase).

Câmpia Burdea situată între Vedea și Teleorman este cosiderată o continuare a Câmpiei Piemontane Pitești. Câmpia Burnea împreună cu Câmpia Videle fac parte din Câmpia Găvanu-Burdea.

Este o regiune în care agenții subaerieni au sculptat văi adânci, lunci lungi și terase. Altitudinea câmpiei ajunge până la 136 de metri. În partea nordică sunt prezente câmpuri, înguste, netede, formate din pietrișuri acoperite cu loess cuprinse între văi aproape paralele. Pe interfluvii sunt prezente crovurile formate în urma procesului de terasare care, în care se adună apa în perioade cu exces de umiditate deveninf un lac cu regim temporar. Râurile din această regiune sunt adânci și prezintă terase fluviale (Zamfir, 2002)

Câmpia Burnas este prezenta în Teleorman, în partea de sud-est numai printr-o porțiune mică și anume extremitatea vestică. Câmpia are o orientare vest-est în lungul Dunării (Roșu, 1980) și cuprinde altitudini între 38-43 m la nivelul terasei Dunării și 90-95 m la nivelul câmpiei propriu-zile.

Este caracterizată deosebită este tipul de câmpie suspendată, netedă și cu crovuri, fragmentată pe margini de văi erodate, înguste și adânci cu depozite de loess cu grosimi de 5-30 m.

Câmpia Călmățui sau Boian este localizată între Dunăre, Vedea și Olt. Prezintă vai adânci și meandrate și abrupturi către lunca Dunării la baza căreia s-au format conuri de dejecție.

Câmpia Dâmbovnic ca și Câmpia Burdea este o subunitate a Câmpiei Piemontane Pitești și prezintă cea mai înaltă altitudine din județ. Are în compoziția ei pături de loess groase de 2-3 metri și este o zonă de tranziție către Câmpia Videle (Zamfir, 2002).

Câmpia Videle este cuprinsă între Câmpia Dâmbovnicului și râul Teleorman prelungindu-se spre est până în Arges. Este o diviziune a Câmpiei Piemontane Pitești și este alcătuită din loess având altitudini între 90 și 120 metri. În ceea ce prezintă caracteristicile câmpiei avem interfluvii înguste, văi adânci (în care sunt așezate satele) cu terase.

În ceea ce privește câmpiile joase (luncile) cea mai întinsă este Lunca Dunării, care se caracterizează prin altitudini mici, bălți, gârle și suprafețe mlăștinoase. Lunca este cea mai antropizată unitate de relief a județului din pricina lucrarilor de îndiguire, desecări și irigări.

Lunca Oltului este cuprinsă de județul Teleorman numai pe partea stângă și Izlaz. În partea de est a luncii se găsește un curs paralel: Sâiul (Grecu, 2010) un vechi curs părăsit al Oltului (Zamfir, 2002).

Lunca Vedei, atinge în zona Bragadiru o lățime de 2 km și o altitudine de 18-20 m. Această zonă are un caracter mlăștinos și este slab folosită în agricultură.

Înclinarea reliefului este foarte redus fiind de 1,5 ‰ pe direcția NNV-SSE cauzată de fragmentarea redusă a reliefului. Cele mai mari altitudini se întâlnesc în partea de nord-vest a județului: 147 m – satul Boldovinești (comuna Ciolănești) și cele mai mici 20 m în Lunca Dunării – comuna Năsturelu.

În ceea ce privește solurile, unitățile de câmpie sunt acoperite în mare parte cu cernoziomuri cambice, argiluvisoluri, gleizate, carbonatice și soluri brun-roscate favorabile agriculturii datorită fertilității ridicate (Ghinea,1998).

Fig. 12. Harta reliefului județului Teleorman. (sursă: personală prelucrare în ArcGis 10.2).

În Fig. 12 este prezentată harta cu principalele unități de relief prezenta în cadrul arealului studiat.

5. CARACTERISTICILE REGIMULUI VÂNTULUI

În acest capitol sunt analizate caracteristicile regimului vântului necesare pentru determinarea potențialului eolian. Astfel pentru crearea unei imaginii cât mai complexe asupra caracterului vântului au fost create roze pentru determinarea distribuției vântului, au fost create intervale de valori pentru determinarea frecvenței, a fost calculate funcțiile de de repartiție ale vitezei vântului și funcțiile complementare și în final au fost întemeiate profile de viteză medie multianuală a vântului în stratul limită atmosferic toate acestea pentru toate direcțiile cardinale și intercardinale pe periada 1971-1980 pentru stațiile Alexandria, Roșiorii de Vede, Videle și Turnu Măgurele.

5.1. Distribuția regimului vântului

Vânturile sunt dependente de circulația generală a maselor de aer influențate de principalii centrii barici europeni. Direcția acestor centrii barici este determinată de forma de depresiune dintre Carpați și Balcani în care este situat arealul studiat. Fiind amplasat în partea centrală a Câmpiei Române în județul analizat se distinge un sector al vânturilor cu o direcție NE-SV sau V-E. Relieful dominat, acela de câmpie cu văi mici nu influențează modificarea acestora din cauza lipsei obstacolelor. Singurul caracter nataural al zonei care poate creea anumite accelerări ale vântului este culoarul văii Dunării.

În următoarele figuri 15, 16, 17 și 18 sunt prezentate grafice sub formă de roze ale vântului întocnite pe baza valorilor mediilor anuale ale vitezei și frecvenței vântului pe direcții cardinale și intercardinale, obținute prin analiza datelor de la Administrația Națională de Meteorologie.

Fig. 13. Distribuția mediilor anuale și a mediei multianuale a frecvenței și vitezei pe direcții la stația Alexandria (1971-1980) (sursă: ANM)

Analizând rozele (fig. 13.) se constată că direcțiile dominante ale frecvenței vântului la stația meteorologică Alexandria pe perioada 1971-1980 sunt est și vest. În ceea ce priveste viteza vântului aceasta are valori foarte mici pe direcțiile nord și sud-vest.

Valorile vitezei vântului pe direcțiile nord, sud, sud-vest au valori mici cuprinse între 1 m/s și 2 m/s, iar cele mai mari valori peste 3 m/s și până la 4,70 m/s se găsesc pe direcțiile est și vest.

În cazul frecvenței vântului direcția nord prezintă cele mai mici valori 0-1%, iar cele mai mari după cum am menționat anterior pe direcțiile est și vest care prezintă valori de 18-24%.

Fig. 14. (Continuă)

Fig. 14. Distribuția mediilor anuale și a mediei multianuale a frecvenței și vitezei pe direcții la stația Roșiorii de Vede (1971-1980) (sursă: ANM).

Stația Roșiorii de Vede (fig. 14.) prezintă o oarecare asemănare cu stația Alexandria în ceea ce privește frecvența vântului și anume numărul de apariție a vitezei văntului pe direcțiile est și vest dar cu un provent mai mare pe direcția nord-vest.

Valorile vitezei vântului pe perioada 1971-1980 la stația Roșiorii de Vede sunt cuprinse între 1 și 4 (depășind rar această valoare) m/s. Viteza cea mai mică este înregistră pe direcțiile nord, sud și sud-vest, iar cele mai mari pe direcțiile est și vest.

Frecvența vântului îngresitrează valori foarte mici pe direcțiile sud-est, sud și sud-vest de 0-1% și valori mai mari in special pe direcțiile est și vest respectiv de 14-35% (est) și 19-23% (vest).

Fig. 15. (Continuă)

Fig. 15. Distribuția mediilor anuale și a mediei multianuale a frecvenței și vitezei pe direcții la stația Videle (1971-1980) (sursă: ANM).

Particularitățile stației meteorologice Videle (Fig. 15.) sunt cele mai diferite în comparație cu celelalte deoarece frecvența vântului prezintă valori mai mici pe direcția vest iar cele mai mari valori se întalnesc pe direcția nord-est (21-30%). Frecvența vântului are valori aproape inexistente pe direcția sud valori < 1% și < 2% pe direcția sud-est.

Viteza vântului depășește rar 4m/s iar cele mai mici medii ale vitezei sunt < 1m/s.

Fig. 16. (Continuă)

Fig. 16. Distribuția mediilor anuale și a mediei multianuale a frecvenței și vitezei pe direcții la stația Turnu Măgurele (1971-1980) (sursă: ANM).

Valorile medii anuale la stația Turnu Măgurele (Fig. 16.) prezintă caracteristicile celorlalte trei stații și anume valori mari ale frecvenței pe direcțiile nord-est (9-18%), est (17-25%) și vest (20-31%), valori mici se regăsesc pe direcțiile nord și în special pe direcția sud .Viteza vântului cuprinde valori între 1 și pruțin peste 3 m/s.

În continuare este prezentat grafic calmul atmosferic prin valorile medii multianuale.

Fig. 17. Reprezentarea calumului atmosferic prin valori medii multianuale la stațiile meteorologice Alexandria, Roșiorii de Vede, Videle și Turnu Măgurele pe perioada 1971-1980 (Sursă: ANM).

Analizând Fig. 18. Se constată că valorile medii amultianulale ale calmului atmosferic au o evoluție similară, se observă valori mici ale calmului atmosferic în anul 1974 pentru toate cele patru stații. Se constată că stația cu valori cele mai mari este cea de la Roșiorii de Vede și cele mai mici la stația Turnu Măgurele.

5.2. Frecvențele de apariție a vitezei vântului pe intervale de valori și pentru diferite direcții de suflu ale vântului

Pentru întocnirea histogramelor (Fig. 19.) au fost folosite mediile lunare ale vitezei vântului a căror valori au fost încadrate în intervalele de 1 m/s lungime, astfel pentru fiecare interval s-a determinat numărul de cazuri de apariție a vitezei vântului respective.

Fig. 18. (Continuă)

Fig. 18. Distribuția frecvenței absolute a vântului

pe diferite intervale de viteză de vânt la stația Alexandria (Sursă: ANM).

La stația meteorologică Alexandria histogramele (fig. 18) realizate sunt asimetrice de dreapta. Ce mai mare frecvență absolută de la această stație este pe direcția nord însă viteza vântului nu depășește 1 m/s, a II-a cea mai mare frecventă absolură este pe direcția nord-est cu 52 de apariții în intervalul 2,1 – 3 m/s. Ce mai multi apariții se fac reparcate în partea strângă a histogramei ceea ce indică valori mici ale vitezei vântului.

Fig. 19. (Continuă)

Fig. 19. Distribuția frecvenței absolute a vântului pe diferite intervale de viteza de vânt la stația Roșiorii de Vede (sursă: ANM).

Histogramele pentru stația Roșiorii de Vede (Fig. 19) prezintă o distribuție asimetrică de dreapta a valorilor pentru direcțiile nord, nord-est, est, vest și nord-vest și o repartiție sub forma literi J întors pentru direcțiile sud și sud-vest ceea ce indică valori mici ale vitezei vântului. Vitezele mari ale vântului (10-11 m/s) au apariți rare (1 apariție pe direcția nord-vest).

Fig. 20. (Contină)

Fig. . Distribuția frecvenței absolute a vântului

pe diferite intervale de viteză de vânt la stația Videle (Sursă: ANM).

În ceea ce privește stația meteorologică Videle (Fig. 20.) se constată o simetrie aproape perfectă pentru direcțiile est și vest ceea ce indică mai multe apariții ale vântului pe intervale cu valori mai mari. Pentru celelalte direcții repartiția este sub formă asimetrică de dreapta cu cea mai mare frecventă de 58 de apariții pentru direcția nord-vest pe intervalul 1,1 – 2 m/s.

Fig. 22. (Continuă)

Fig. 22. Distribuția frecvenței absolute a vântului

pe diferite intervale de viteză de vânt la stația Turnu Măgurele (Sursă: ANM).

Pentru stația meteorologică Turnu Măgurele (Fig. 22) frecvența maximă s-a înregistrat pe direcția sud și anume 71 de apariții pe intervalul 0 – 1 m/s, direcție care are o repartiție sub forma literi J inver, valorile scăzând de la dreapta la stânga. Pentru direcțiile nord-est, sud-vest, vest și nord-vest se reparcă apariții pentru intervalele 6,1 – 7 m/s.

Distribuția frecvenței absolute a vântului pentru aceste patru stații prezintă o repartiție similară: o scădere a frecvenței odată cu creșterea intervalelor.

5.3. Funcțiile de repartiție ale vitezei vântului și funcțiile complementare acestora

În continuare sunt prezentate grafic (Fig. 23, 24, 25 și 26) frecvența cumulată și complementara funcției de repartiție realizate pentru o mai bună înțelegere a regimului vântului, grafice întocnite pe baza datelor primite de la Administrația Națională de Meteorologie.

Reprezentarea grafică a frecvenței cumulată și a complementarei acesteia sunt necesare pentru a arata șansa de apariție a vitezelor de intensitate mai mică sau mai mare în funcție de direcțiile cardinale și intercardinale analizate. Intervalele folosite au o lungime de 1 m/s.

Fig. 23. (Continuă)

Fig. 23. Reprezentarea grafică a frecvenței cumulate de apariția vântului prin

funcțiile de repartiție și complementară, la stația Alexandria (Sursă: ANM).

Fig. 24. (Contină)

Fig. 24. Reprezentarea grafică a frecvenței cumulate de apariția vântului prin

funcțiile de repartiție și complementară, la stația Roșiorii de Vede (Sursă: ANM)

Fig. 25. Reprezentarea grafică a frecvenței cumulate de apariția vântului prin

funcțiile de repartiție și complementară, la stația Videle (Sursă: ANM).

Fig. 26. (Continuă).

Fig.26. Reprezentarea grafică a frecvenței cumulate de apariția vântului prin

funcțiile de repartiție și complementară, la stația Turnu Măgurele (Sursă: ANM)

Graficele din figurile 23, 24, 25, 26 reprezintă curbele de frecvență cumulată și complementara funcției de repartiție care indică posibilitatea de aparție a diferitelor viteze ale vântului pe diferite direcții.

Din analiza figurilor 23, 24, 25, 26 se constată că toate sunt de tipul curbei cumulative convexe. Curba frecvenței cumulate și cea a complementarei se intersectează în dreptul valorii de 70% pentru aproximativ toate graficele, în speciale cele de la stațiile Alexandria și Turnu Măgurele făcând excepție pentru stația Roșiorii de Vede: direcția nord (unde se intersectează în dreptul valorii de 80%) și direcția est (care se intersectează în dreptul valorii de 60%), pentru stația Videle: direcția nord (se intersectează în jurul valorii 80%) și direcția est (în jurul valorii 60%),

5.4. Profilurile de viteză medie multianuală a vântului în stratul limită atmosferic

Pentru reprezentarea grafică a profilelor de viteză medie în stratul limită atmosferic s-au utilizat mediile multianuale ale vitezei vântului de la toate cele patru stații aferente arealului studiat. S-au întemeiat profile de viteză pentru fiecare direcție cardinală și intercardinală prin folosirea legii puterii cu 0,16 ca exponent specific zonei de câpie. Înalțimea statului limită atmosferic a fost consiferat ca fiind 210 metri astfel calculânduse viteza vantului pe întreaga grosime a stratului atmosferic pe intervale din zece în zece metri.

Fig. 27. (Continuă).

Fig. 27. Reprezentarea grafică a profilurilor de viteză medie multianuală pentru stația meteorologică Alexandria (Sursă: ANM)

Fig. 28. (Continuă)

Fig. 28. Reprezentarea grafică a profilurilor de viteză medie multianuală pentru stația meteorologică Roșiorii de Vede (Sursă: ANM)

Fig. 29. (Continuă)

Fig. 29. Reprezentarea grafică a profilurilor de viteză medie multianuală pentru stația meteorologică Videle (Sursă: ANM)

Fig. 30. (Continuă)

Fig. 30. Reprezentarea grafică a profilurilor de viteză medie multianuală pentru stația meteorologică Turnu Măgurele (Sursă: ANM).

Astfel după interpeatarea graficelor (Fig. 27, 28, 29, 30) se constată că cele mai mari viteze la limita stratului atmosferic sunt: 6,98 m/s pe direcția est la stația Alexandria; 6,6 m/s pe direcția est la stația Roșiorii de Vede; 5,98 m/s pe direcția est la stația Videle și 4,94 m/s pe direcția nord-est, 4,98 m/s pe direcția est și 5,24 m/s pe direcția vest la stația Turnu Măgurele la înățimea de 210 metri.

Fiu. 31. Profile de viteză medie multianuală indiferent de direcție pentru stațiile Alexandria, Roșiorii de Vede, Videle și Turnu Măgurele pe perioada 1971-1980 (Sursă: ANM).

În Fig. 31. Sunt reprezentate profilele de viteză medie în stratul limită atmosferic la cele patru stații, astfel avem: 4,47 m/s la stația Alexandria, 3,87 m/s la stația Roșiorii de Vede, 3,93 la stația Videle și 3,53 la stația Turnu Măgurele la înălțimea de 210 m.

6. POTENȚIALUL EOLIAN ÎN AMPLASAMENTUL STUDIAT ȘI PROBLEMELE VALORIFICĂRII SALE

În acest capitol se va determina potențialul eolian pentru stațiile meteorologice Alexandria, Roșiorii de Vede, Videle și Turnu Măgurele. Acest lucru se realisează prin motoda statistică și probabilistică de repartiție a vitezei vântului care sunt explicate în prima parte a capitolului. Valorile obținute prin aceste metode de calcul sunt reprezentate grafic în continuare, în același timp o să se realizeze o comparație între cele două metode folosite pentru fiecare stație în parte. În a II-a partea a capitolului se vorbește de utilizarea potențialului eolian și condițiile de amplasare a instalațiilor eoliene iar în ultimul rând etapele de estimare a energiei eoliene

6.1. Noțiunea de potențial energetic al vântului și modul de calcul al acestuia prin metode statistice

Aceste calcule s-au efectuat pentru evaluarea potențialului eolian (după Bandoc, 2004).

Ɛ= (2)

De unde:

= (3)

Și frecvența relativă care se determină ca raport dintre numărul de observații pentru fiecare treaptă de viteză și numărul total de valori din șir:

f= (4)

Astfel se ajunge la formula:

Ɛ = (5)

Iar formula funală de calcul folosită este:

Ɛ = (6)

Unde:

este treapta de viteză.

ρ este densitatea este densitatea medie multianuală a calculată pe baza presiunii și a temperaturii medii multianuale astfel:

ρ = (7)

Unde P este media presiunii multianuale exprimată în Pa, R este constanta universală a gazului perfect iar T este media multianuală a temperaturii exprimată în Kelvin.

este frecvența relativă.

În ultimul rând se face suma obținându-se un rezultat pentru fiecare direcție cardinală și intercardinală pentru fiecare stație meteorologică.

6.2. Metoda de calculul a potențialului energetic eolian pe baza modelelor probabilistice pentru repartiția vitezei vântului

Pentru determinarea repartiției vântului s-a utilizat metoda derepartiție Rayleigh.

Formula folosită pentru repartiția Rayleigh este următoare:

Ɛ = (8)

Unde:

este densitatea medie multianuală a calculată pe baza presiunii și a temperaturii medii multianuale astfel:

ρ = (9)

Unde P este media presiunii multianuale exprimată în Pa, R este constanta universală a gazului perfect iar T este media multianuală a temperaturii exprimată în Kelvin.(Bandoc, 2004).

reprezintă viteza medie multianuală.

6.3. Evaluarea potențialului eolian prin metoda statistică prin metoda modelului probabilistic

În acest subcapitol se evaluează potențialul eolian determinat prin două metode de calcul și anume prin metoda statistică și metoda probabilistică.

În primul rând folosit metoda statistică s-au întocnit grafice (Fig. 32) pentru a reprezenta grafic valorile potențialului eolian la cele patru stații analizate. Acestre grafice au fost realizate pentru fiecare direcție cardinală și intercardinală ale fiecărei stații. Astfel în continuare sunt prezentate graficele pe diferite direcții de suflu ale vântului la diferite înălțimi .

Pentru stația Alexandra pe direcția nord s-au obținut valori cuprinse între 18-30 W/. Valorile cele mai mici s-au obținut la 10 m și cele mai mari la 210 m întrucât acestea evoluează ascendent cu înălțimea iar pentru direcția nord-est s-au obținut valori similare, pe direcția est s-a obținut 42 W/ ajungând la 67 W/ pe direcția sud-est. Pentru direcțiile sud-vest și vest s-au obținut valori mici (14-25 W/) iar pentru nord-vest: 37- 61 W/.

În ceea ce privește stația Roșiorii de Vede pe direcția nord valorile cresc de la 6 W/ până la 11 W/ la 210 m acestea fiind unele din cele mai mici valori în comparație cu toate direcțiile și toate stațiile. Pe direcția sud-est valorile cresc de la 27 W/ la 10 m ajungând la 44 W/. Cele mai mari valori la această stație se regăsesc pe direcția est unde valorile pornesc de la 54 W/ la 10 m până la 88 W/ precum si pe direcția vest: 25 W/ la 10 m la 40 W/ la 210 m.

Stația meteorologică Videle prezintă și aceasta valori mici pe direcția nord de la 6 W/ la 10 m la 10 W/la 210 m. La această stație s-au obținut valorile cele mai mari din toate rezultatele 64 W/ la 10 m și 105 W/ la 210 m pe direcția esti și 44 W/ la 10 m și 73 W/ la 210 m pe direcția sud-vest.

Stația Turnu Măgurele prezintă valorile cele mai mici comparativ cu toate celelalte rezultate cu 5 W/ la 10 și 8 W/ la 210 m pentru direcția nord însă valori ceva mai mari se pot întâlni pe direcția nord-vest: 18 W/ la 10 m și 30.92 W/ la 210 m.

Fig. 32. Dstribuția potențialului eolian determinat prin metoda statistică pentru diferite direcții ale vântului și diferite înălțimi din stratul limită atmosferic, la stațiile Alexandria, Roșiorii de Vede, Videle și Turnu Măgurele. (Sursă: ANM).

Analizând graficele din Fig. 32. Se constată că cele mai mari valori se găsesc pe direcția est în special pentru stația Videle.

În Fig.33. sunt prezentate valorile medii multianualeale potentialului eolian calculate indiferent de viteză pentru înălțimea de 10 m.

Fig. 33. Distribuția valorilor medii multianuale și potențialul eolian calculat cu metoda statistică indiferent de viteză, înălțimea de 10 m la stațiile Alexandria, Roșiorii de Vede, Videle și Turnu Măgurele.

Din analiza graficului (Fig. 33) reise faptul că la stația Turnu Măgurele valorile medii multianuale ale potențialului eolian pentru z = 10 m sunt mai coborâte iar Alexandria și Roșiorii de Vede prezintă valori similare în timp ce Videle prezintă valorile cele mai mari.

Precum s-a menționat și mai devreme potențialul eolian al amplasamentului s-a calculat și cu ajutorul metodei probabilistice Rayleigh pentru diferite direcții ale vântului și la diferite înălțimi. Pe baza valorilor obținute au fost întocnite grafice (Fig. 34.) care redau variațiile de potențial eolian pe diferite direcții la cele patru stații meteorologice.

Fig. 34. Distribuția potențialului eolian calculat prin metoda probabilistică Rayleigh, pentru diferite direcțiia ale vântului și diferite înălțimi din stratul limită atmosferic, la stațiile Alexandria, Roșiorii de Vede, Videle și Turnu Măgurele. (Sursă: ANM)

Pentru calculele efectuate cu metoda probabilistică valoarea maximă a potențialului eolian se obține pe un vânt pe direcția est la stația Alexandria valoarea fiind 401 W/ la 210 metri și 93 W/la înălțimea z de 10 metri. Pe această direcție au rezultat cele mai mari valori, la 10 metri: 78 W/ (Roșiorii de Vede), 58 W/ (Videle), 33 W/ (Turnu Măgurele) în timp ce la înălțimea z de 210 metri s-au obtinut valori de: 339 W/ (Roșiorii de Vede), 252 W/ (Videle) și 144 W/ (Turnu Măgurele). A II-a direcție cu valori mai ridicate a potențialului eolian este direcția vest, aici valorile ajung de la 49 W/ la 10 metri la 213 W/ la 210 metri pentru stația Roșiorii de Vede, iar pentru celelalte stații: 39 W/ pentru stația Alexandria, 35 W/ la Videle și 39 W/ la Turnu Măgurele pentru înălțimea z de 10 metri iar la 210 metri: 171 W/ Alexandria, 155 W/ Videle și 168 W/. O altă direcție pe care se fac remarcate valorile potențialului eolian este nord-est unde cea mai mare valoare la înălțimeade 10 metri este 36 W/ la stația Alexandria iar valoarea cea mai care la înălțimea de 210 metri tot la această stație: 159 W/.

Fig. 35. Reprezentarea grafică a variației medii multianuale ale potențialului eolian calculat cu metoda probabilistică Rayleigh, indiferent de direcția vântului, la diferite înălțimi din SLA, la stațiile Alexandria, Roșiorii de Vede, Videle și Turnu Măgurele. (Sursă: ANM).

În urma utilizării metodei Rayleigh au rezultat valori medii multianuale ale potențialului eolian la stațiile analizate în urma cărora s-a realizat graficul din figura 35. Analizând acest grafic reisese faptul că valoarea medie multianuală cea mai mare a potențialului eolian se înregistreazăla stația meteorologică Alexandria după care urmează stația Roșiorii de Vede iar Videle și Turnu Măgurele prezintă valori similare.

Fig. 36. Comparație între valorile potențialului eolian calculat pentru cele patru stații prin metoda statisctică și metoda probablistică.

În graficul din figura 36 s-a realizat o comparație între cele două metode de calcul a potențialului eolian și anume metoda statistică și metoda probablisitică Rayleigh pentru cele patru stații meteorologice pentru toate direcțiile vântului. Analizând cele patru histograme se observă că la valorile obținute prin metoda probablisitică sunt valori mai mari. Concordanța dintre cele două metode deși foarte mică se pot observa valori mari la ambele metode pe aceleași direcții, în special pe direcțiile est și vest.

6.4. Utilizarea potențialului eolian și condițiile de amplasare a instalațiilor eoliene

Valorile potențialului eolian depind de viteza medie anuală astfel dacă viteza anuală are valori mari asa va avea și potențialul eolian (Bandoc, 2004).

Evaluarea potențialului eolian tehnico-economic necesită în afară de energia medie anuală și repartiția probabilistică și alti factori precum durata vântului și caracterul calmului atmosferic.

Instalațiile folosite pentru utilizarea energiei eoliene necesită instalații mari cu puteri de categoria megawaților iar folosirea lor necesită studiul regimului vântului.

În privința amplasamentului instalațiilor eoliene, acesta trebuie să îndeplinească anumite condiții și anume pe lângă potențialul eolian, structura și intensitatea vântului, caracteristicile climei, geomorfologia reliefului și accesul și interderența cu mediul (Bandoc, 2004).

Alegerea amplasamentului se poate face utilizând: harta cu zonarea energetică eoliana, date asupra regimului vântului pe o perioadă de cel puțin un an pentru calcularea potențialului eolian (Vlad et al, 1984). Pe lângă aflarea potențialului eolian aceste date sunt necesare și pentru identificarea eventualelor obstacolelor și pentru studierea reliefului zonei.

Principiile de care trebuie să se țină seamă în amplasarea instalațiilor eoliene sunt următoarele (după Bandoc, 2004).

Potențialul energetic eolian

Viteza medie a vântului necesită valori cât mai mari;

Durata anuală a vitezei vântului în gama de funcționare a turbinei eoliene cât mai ridicată.

Structura vântului;

Direcția vântului să nu aibă oscilații mari în intervale scurte de timp;

Spectrul de frecvență al rafalelor să prezinte drecvențe cât mai scăzute;

Valorile turbulenței atmosferice să fie scăzute;

Valori maxime ale vitezei vântului cât mai mici;

Oscilații mici ale vitezei vântului pe verticală.

Morfologia reliefului:

Cele mai favorabile forme de relief pentru amplasament sunt acelea cu cât mai putin accidentate, câmpii largi, deluri cu panta de înclinare mică, plaje deschise, văi lungi etc.

Rugozitatea terenului:

Se recomandă o rugozitate a terenului cât mai mică;

Vegetație scundă și rară, se recomandă omiterea pădurilor;

Lispa zonelor urbane și a clădirilor înalte.

Fenomene climatice deosebite

O atenție deosebită asupra instalațiilor eoliene pentru cele amplasate în zone cu descărcări electrice;

Puține fenomene de formare a chiciurei.

Distanța față de utilizator sau față de rețea:

Se recomandă ca spațiul dintre utilizator și generatorul eolian să fie cât mai mic;

Dacă se conectează la rețea se recomandă distanța mică intre generator și rețea;

Existența căilor de acces:

Se nevesită existența căilor de acces către generatoare.

Asigurarea de spații de protecție și de siguranță:

Acestea sunt necesare pentru împiedica pe cât posibil accidentele.

Luând în considerare toate aceste criterii rezultă faptul că județul analizat prezintă condiții nefavorabile în ceea ce privește regimul vântului prin intensitatea scăzută a acestuia înșă prezintă condiții favorabile în ceea ce privește rugozitatea terenului (câmpuri și terenuri deschise), morfologia terenului care este caracterizată printr-un relief domol, neted cu pante mici și prin frecvența scăzută a fenomenelor deosebite.

6.5. Estimarea energiei eoliene convertite

Estimarea energiei eoliene este un proces ce are la bază procentajul de energie anuală produsă de o instalație eoliană iar aceasta depinde de viteza vântului. În acest caz se poate calcula energia anuală convertită prin formula:

=

Unde:

reprezintă coeficientul de putere;

este aria transversală activă a turbinei eoliene ();

este potențialul eolian exprimat în ;

este durata de evaluare;

Pentru alegerea instalațiilor eoliene acestea trebuie să fie compatibile cu condițiile vântului din areal. Astfel s-au ales câteva exemple de turbine eoliene:

Turbina eoliană cu ax verical și pale curbe tip ,,DARRIEUS’’ funcționează la vitza minimă de 2 m/s și poate produc e până la 4500 W la o viteză a vântului de 11 m/s.

Turbina eoliană cu ax vertical Aeolos este o turbină silențioasă care poate porni de la 1,5 m/s.

Diferența între turbinele eoliene cu ax vertical și cele cu ax orizontal este aceea că cele cu ax orizontal au o eficiență mai mare înșa cele cu ax vertical sunt mai silențioase și pot fi amplasate în mediul construit (Negrea, 2010) în același timp pentru funcționarea turbinei eoliene în condiții de potențial scâzut se recomandă un număr mai mare de pale.

7. CONSIDERAȚII GENERALE

În acest ultim capitol al lucrării de licentă este prezentat conținutul lucrării, concluziile generale ce reise din aceasta și contribuția autorului la creerea acestei lucrări.

7.1. Conținutul lucrării

Pentru realizarea lucrării de licență au fost efectuate analize concentrate pe stabilirea caracteristicilor vântului și a potențialului eolian pentru stațiile meteorologice Alexandria, Roșiorii de Vede, Videle și Turnu Măgurele din cadrul județului Teleorman, pentru determinarea acestor caracteristici au fost folosite măsurători de viteze ale vântului efectuate la cele patru stații menționate pe o perioadă de zece ani, repartițiile de viteză medie a vântului în stratul limită atmosferic, determinate pe baza legilor logaritmicii generale și a legii puterii.

Studierea acestor caracteristici ale regimului vântului sunt necesare pentru determinarea amplasametului instalațiilor eoliene și pentru determinarea distribuției vitezei medii a vântului pe verticală în stratul limită atmosferic și implicit pentru realizarea profilelor de viteză medie cu ajutorul legii puterii prin care se poate determina potențialul eolian la aceste stații folosind două metode. În primul rând metoda statistică care a avut la bază măsuratori efectuate pe o perioadă de zece ani: 1971-1980 la patru stații meteorologice: Alexandria, Roșiorii de Vede, Videle și Turnu Măgurele iar a II-a metodă de estimare a potențialului eolian a avut la bază un model probabilistic bazat pe repartiția de viteză Rayleigh.

Folosind aceste metode s-a putut estima potențialul eolian la aceste stații pe diferite înălțimi și pentru toate direcțiile cardinale.

7.2. Concluzii generale

Pentru stația Alexandria, frecvența vântului a avut valori cele mai mari pe direcțiile est (24.73%) și vest (21.40%) valori ce corespund vitezei vântului cuprinsă între 3-4 m/s;

La stația Roșiorii de Vede, frecvența vântului are valori cele mai mari pe direcțiile est (17.05%) și vest (22.20%) similar cu stația Alexandra iar intervalul vitezei vântului pentru aceste direcții este tot de 3-4 m/s;

În ceea ce privește stația Videle, valorile cele mai mari ale frecvenței vântului se regăsesc pe direcțiile nord-est (25.55%) și vest (16.96%) pe un interval al vitezei vântului;

Iar pentru stația Turnu Măgurele cele mai mari viteze ale frecvenței vântului se găsesc pe direcțiile nord-est (11.38%), est (20.59%) și vest (25.12%) ce corespund unei valori de 3 m/s a vitezei vântului;

La cele patru stații predomină valori ridicate ale frecvenței și vitezei vântului pe direcțiile est și vest în principal;

Conform legii puterii aplicată pentru realizarea profilelor de viteză viteza medie multianuală crește odată cu înălțimea, crescând potențialul eolian;

În ceea ce privește potențialul eolian rezultat pentru stațiile meteorologice, pentru stația Alexandria rezultatele obținute prin metoda statistică și metoda probablisitică se observă o concordanță întrece de două metode pentru direcția sud-est și nord-vest;

Pentru stația Roșiorii de Vede se observă o concordanță mare pentru direcția est, vest și nord-vest;

În cazul stației Videle, se remarcă o concordanță bună între valorile metodei statistice și metodei probabilistice pe direcția est și sud-vest;

Iar pentru stația Turnu Măgurele există cea mai mare discordanță, înșă totuși se pot distinge valori mai ridicate ale ambelor metode pe direcțiile nord-est, est, vest și nord-vest;

Diferențele mari intre valorile obținute la cele două metode rezultă din modul foarte diferit de calcul al acestora, metoda statistică este mai complexă și ține cont de frecvența relativă și implicit de frecvența alsolută de apariție a vitezei pe intervale de valori și de densitatea aerului iar metoda Rayleigh ține cont pe lângă densitatea aerului doar de viteza medie multianuală a vântului, astfel metoda mai exactă este metoda statistică.

7.3. Contribuțiile autorului

Pentru elaborarea licenței au fost necesare activități care pot fi considerate ca fiind contribuții personale ale autorului precum urmează:

Prelucrarea datelor și analizarea lor pentru determinarea mediilor lunare, anuale și multianuale foloste pentru realizarea graficelor;

Realizarea profilelor de viteză medie din cadrul arealului pe baza legii puterii, descrierea și compararea lor;

Evaluarea potențialului eolian la stațiile din cadrul județului folosind datele obținute prin măsuratori pe o perioadă de zece ani;

Aplicarea metodelor statistice si probabilistice pentru determinarea potențialului eolian pentru toate direcțiile cardinale și intercardinale pentru cele patru stații;

Descrierea condițiilor îndeplinite de areal pentru amplasarea mașinilor eoliene.

Prin obținerea unei imaginii cât mai amănunțite a caracterului vântului în județul Teleorman s-a putut determina potențialul eolian care deși nu foarte ridicat, prin lipsa fenomenelor imprevizibile și a relief domol, neted cu pante mici arealul poate fi o sursă de energie disponibilă pentru a fi convertită cu ajutorul dispzitivelor eoliene mici.

8. BIBLIOGRAFIE

Bandoc Georgeta, – Potențialul eolian al litoralului Mării Negre, Editua Matrix Rom, București, 2005;

Bandoc Georgeta, Degeratu, M. – Instalații și echipamente pentru utilizarea energiei mecanice nepoluante. Utilizarea energiei vântului. Ed. Matrix Rom, București, 2005;

Bandoc Georgeta – Mathematical model for estimating wind energy potential, Studia Universitatis Babes – Bolyai, series Ambientum, Vol. II, pp. 1-6, ISSN 1843-3855, Cluj – Napoca, 2008;

Bandoc Georgeta, Degeratu, M. – Stratul limită atmosferic deasupra mării. Studii și cercetări de oceanografie costieră. Vol. II, Editura Universității București, București, 2004;

Bandoc Georgeta, Degeratu, M., Florescu, A. M., Dragomir, E.- Variance analysis of wind characteristics for energy conversion. Journal of Environmental Protection and Ecology Vol. 14, No. 4, pp. 1760-1768, ISSN 1311 – 5065, 2013;

Bandoc Georgeta, Degeratu, M., Alboiu, N. – Computation method of the energy provided by a wind turbine placed in atmospheric boundary layer of a specific location, Transactions on Mechanics, Tom 53 (67), Fascicola 3, pp. 119 – 124, ISSN 1224 – 6077, Timișoara, Romania, 2008;

Bandoc Georgeta, Degeratu, M., Alboiu, N. – Evaluation of the wind potential on the whole thickness of the atmospheric boundary layer in the romanian seashore area, Scientific Bulletin of the „Politehnica” University of Timișoara, Transactions on Mechanics, Tom 53 (67), Fascicola 3, pp. 125 – 130, ISSN 1224 – 6077, Timișoara , Romania, 2008;

Bogdan Octavia, –  Bazele teoretice ale meteorologiei, Editura Universității ,,Lucian Blaga”, Sibiu, 2008;

Ciulache S., – Clima depresiunii Sibiu, Editura Universitații din București, 1997;

Dumitrescu Elena, –  Curs de meteorologie – climatologie (Volumul 1), Editura Centrul de multiplicare al Universitații din București, 1973;

Florescu, A.-M.S., Bandoc, G. Degeratu, M. – Energy efficiency evaluation of wind energy based on energy reports. Advanced Materials Research, Volume 1008-1009, Pages 188-191, ISSN: 1662-8985, 2014;

Florescu, A-M.S., Bandoc Georgeta, Degeratu, M. – Analysis of environmental characteristics and operational reports of small and medium turbines, Applied Mechanics and Materials, Vols. 178-181, 2012;

Ghinea D., – Enciclopedia geografică a României Volum3 R-Z, Editura Enciclopedică București, 1998;

Grecu Florina, – Geografia câmpiilor României Note de curs Vol. I, București, 2010;

Negrea Ionela, – Studiul adampabilității turbinelor eoliene de mică putere la condițiile climatice din România, Universitatea Transilvania din Brasov Facultatea de Inginetie Tehnologică Catedra design de produs și robotică, Brașov, 2010;

Roșu A., – Geografia fizică a României, Editura Didactică și pedagogică, București, 1980;

Zamfir Ileana, Negrilă, E., Zamfir, M., – Caracterizarea pedoclimatică a Câmpiei Teleormănene, Editura Rocriss, Alexandria, 2002;

Tocan Mădălina Cistina, – Wind energy sector in Romania – Present and perspectives; www.ecoforumjournal.ro, Volumul 3, Issue 1 (4), 2014;

Vlad I., L., Almași, Ș., Nedelcu, D., Borzași, Gh., Luncă, G. Marko, – Utilizarea energiei vântului, Editura Tehnică, 1984;

Vlăduț A. C., – Teză de doctorat: Modelarea numerică și experimentală a mișcărilor atmosferice la scară medie peste Insula Bolund, Universitatea tehnică de construcții București, 2015.

*****Administrația Națională de Meteorologie – www.meteoromania.ro/anm;

*****Aeolos wind turbine – www.windturbinestar.com;

*****American Wind Energy Association – www.awea.org;

*****Finex – Cercetare, proiectare în domeniul utilizării energiilor regenerabile – www.finex-energy.ro;

*****Google Earth;

***** Județele patriei. Teleorman monografie, Editura Sport-turism, București, 1980;