Scenarii, Strategii Si Politici Pentru Un Viitor Durabil. Incalzirea Globala
CUPRINS
1.Introducere
2.Scenarii,strategii și politici pentru un vitor durabil. Încălzirea globală.
2.1 Scenarii
2.1.1 Elemente cheie pentru elaborarea unui scenariu
2.1.2 Etapele întocmirii unui scenariu
2.1.3 Clasificarea scenariilor
2.1.4 Scenariile Agenției Internaționale de Energie
2.2. Încălzirea globală
2.2.1 Concepte și Definiții
2.2.2 Schimbările climatice
2.2.3 Politicile energetice ale Uniunii Europene
2.2.4 Abordarea Dezvoltării Durabile și a Energeticii Durabile în România
3. Energii Regenerabile
3.1 Definiția și clasificarea Energiilor Regenerabile
3.2 Energia Eoliană
3.3 Energia Solară
3.4 Energia apei
3.4.1 Energia mareelor
3.5 Energia geotermică
3.6 Energia de biomasă
4. Energia eoliană
4.1 Definiția
4.2 Repere istorice
4.2.1 Morile de vânt persane
4.2.2 Morile de vânt medievale europene
4.2.3 Morile de vânt americane pentru ferme
4.2.4 Turbinele eoliene moderne
4.2.5 Turbinele Maglev
4.3 Energia eoliană în România
4.4 Vântu
4.4.1 Denumirile vânturilor și tăriile acestora
4.4.2 Formare
4.4.3 Vânturile din România
5 Identificarea, și evaluarea zonelor cu resurse eoliene
5.1 ABORDĂRI ȘI OBIECTIVE
5.2 Identificarea Zonei preliminare
5.3 Evaluarea resurselor de vant
5.4 Asezarea micro
5.5 Utilizarea surselor de date eoliene
5.5.1 Date regionale a resurselor de vant
5.5.2 Locatii specifice datelor de vant
5.6 Indicatori topografici
5.7 Domeniul anchetelor și ierarhizarea locațiilor
5.8 Amplasarea turnului
6. Parametri de măsurare
6.1 Parametri de bază
6.1.1 Viteza vantului
6.1.2 Direcția vântului
6.1.3Temperatura aerului
6.2 Parametrii optionali
6.2.1 Radiația solară
6.2.2 Viteza verticala a vantului
6.2.3 Schimbarea de Temperatura corelat cu inălțime
6.2.4 Presiunea barometrica
6.3 Parametri înregistrați și intervalele prelevare
6.3.1 Media
6.3.2 Abaterea standard
6.3.3 Maxime și minime
6.4 Parametri suplimentari pentru a clasifica locațiile cu resurse de energie eoliană
7.Instrumente și instalații de monitorizare a stațiilor
7.1 Senzorii de bază
7.1.1 Viteza vântului
7.1.2 Direcția vântului
7.1.3 Temperatura aerului
7.2 Senzori opționali
7.2.1 Radiația solară globala
7.2.2 Senzorul de temperatură Delta
7.2.3 Senzori de presiune barometrica
7.3 Înregistrarea de date
7.4 Dispozitive de stocare a datelor
7.4.1 Prelucrarea și stocarea datelor
7.4.2 Dispozitive de stocare
7.5 Echipamentul de transfer date
7.5.1 Transfer manual de date
7.5.2 Transfer de date la distanță
7.6 Surse de Alimentare Suplimentare
7.6.1.Sursa de alimentare AC (curent alternativ)
7.6.2 Baterie plumb-acid
7.6.3 Energie Solară
7.7 Precizia și Fiabilitatea Sistemului de Măsurare
7.7.1Acuratețea
7.7.2Fiabilitatea
7.8 Instalarea Staților de Monitorizare
7.9 Determinarea Nordului Real
8. Determinarea nordului real
9. Colectarea datelor, validarea , procesarea și raportarea datelor
9.1 Colectarea si manipularea datelor
9.1.1 Stocarea datelor brute
9.1.2 Capacitatea de stocare a datelor
9.1.3 Recuperarea datelor
9.1.4 Frecventa recuperarii de date
9.1.5 Protectia si stocarea datelor
9.1.6 Documentatia
9.2. Validarea datelor ,procesarea si raportarea
9.2.1 Metode de validare a datelor
9.3 Prelucrarea și Raportarea Datelor
9.3.1 Exponentul de forfecare a vântului vertical
9.3.2 Intensitatea turbulențelor
9.3.3Densitatea de putere eoliană
9.4 Asigurarea calitații de raportare
9.5Distributia normala
Figură 1 Spațiul scenariului
Figură 2 Estimări privind creșterea temperaturii medii ( în stânga ), Estimări privind distribuția spațială a temperaturii ( în dreapta )
Figură 3 Terminologia resurselor energetice
Figură 4 Turbină eoliana
Figură 5 Comparația cu tendința actuală împotriva NREAP (planurilor naționale de acțiune în domeniul energiei din surse regenerabile)
Figură 6 Morile de vânt din Kinderdijk, Olanda
Figură 7 Turbina Maglev
Figură 8 Formarea vânturilor
Figură 9 Harta Vânturilor din România
Figură 10 Anemometru cu cupă
Figură 11 Anemometru cu elice
Figură 12 Anemometru W
Figură 13 Determinarea Nordului Real
Figură 14 Diagrama de validare a datelor
Figură 15 Diagrama Deviației Standard
Tabel 1 Evaluarea calitativă comparativă a celor trei scenarii IEA
Tabel 2 Energia eoliană instalată a capacităților nete în Uniunea Europeană, la sfârșitul anului 2011 și 2012 (MW )
Tabel 3 Energie eoliană dinspre țărm capacitățile
Tabel 4 Producția de energie electrică brută
Tabel 5 Clasele eoliene în ceea ce privește limitele maxime de densitate medie a energiei eoliene și viteza medie a vântului la 30 m (98 ft) și 50 m ( 164 ft ) deasupra nivelului solului
Tabel 6 Parametri de baza masurati
Tabel 7 Parametri opționali măsurați
Tabel 8 Parametri de baza si optionali
Tabel 9 Specificațiile senzorilor de bază
Tabel 10 Specificații pentru senzori de bază
Tabel 11 Dispozitive de stocare a datelor
Tabel 12 Capacitatea de stocare în zile a cardului de 256 kB
Tabel 13 Jurnal fișier de date a locației de probă
Tabel 14 Criterii de testare a esantioanelor Gama
Tabel 15 Criterii simple de testare relaționale
Tabel 16 Criterii simple de testare a tendinței
Tabel 17 Coduri simple de validare
Tabel 18 Raportarea datelor simple lunar
Tabel 19 Eșantionul de validare a datelor de jurnal a unei locați
Tabel 20 Funcția de distribuție cumulativă
1.Introducere
„Energy is the key to a better life in the more elementary sense that it gives us freedom from back-breaking physical labor and offers conveniences such a heated(or cooled) home and personal mobility. In particular the per capital use of electric energy is an indicator of the tehnical development of a country, reflecting the prevailing living conditions of its people; the figures for different parts of the world diverge by up to three orders of magnitude. Gradually narrowing this gap over the next decades, which should be a humanitarian challenge, involves colossal amount of energy, and no-body can say where they might come from. On the other hand, ignoring the regional discrepancies may result in large-scale migration, sign of that are visible in America and Europe. Clearly, energy related problems will stay with us for a long time.”- Werner Leonhard „Power Electronics – Linking Energy with Information” PEMC, Budapest, 1996.
Tema este de o desosebită importanță în contextul actualei crize energetice globale, al crizei de mediu, al politicilor și strategiilor energetice și de mediu globale, europeene și naționale românești.
Tematicile se structureaza astfel:
Scenarii , strategii și politici pentru un viitor durabil.Încalzirea globala
Energii Regenerabile
Energia Eoliana
Identificarea, și evaluarea zonelor cu resurse eoliene
Parametri de măsurare
Instrumente și instalații de monitorizare a stațiilor
Determinarea Nordului Real
Colectarea datelor,validarea,procesarea și raportarea datelor
2.Scenarii,strategii și politici pentru un viitor durabil. Încălzirea globală.
2.1 Scenarii
Scenariu (cuvânt de origine italiană) este o descriere sintetică a unui eveniment sau a unei serii de evenimente și acțiuni.
Viitorul a fost mereu un domeniu atractiv pentru oamenii de știința datorită misterului din ceea ce va urma și a incertitudinilor
Incertitudinea se poate defini ca și o lipsă de siguranță, de îndoială din punctul de vedere a ceea ce va urma în viitor .
Scenariile sunt utilizate de catre oamenii împotriva unor acțiunii viitoare.Elaborarea scenariilor respectiv analiza scenariilor sunt procese complexe utilizate pentru a studia viitorul.
Dezvoltarea sustenabilă sau dezvoltarea durabilă,reprezintă un concept devenit „istoric”,fiind asociat cu definiția formulată de asa zisa Comisie Brundtland a ONU în 20 martie 1987: „Sustainable development is development that meets the needs of the present without compromising the ability of future generations to meet their own needs”.
2.1.1 Elemente cheie pentru elaborarea unui scenariu
Elementele de bază în elaborarea unui scenariu sau a unui set de scenarii sunt următoarele:
construcția consistentă
abordarea interdisciplinară
arc temporal care poate fi:
fenomenele de lungă durată
fenomene de scurtă durată
2.1.2 Etapele întocmirii unui scenariu
Pentru a crea un scenariu trebuie parcurse următoarele etape:
identificarea problemelor și a orizontului acestora
colectarea datelor din trecut în legătură cu problemele identificate
construirea unui sistem coerent de investigat care sa includă:
Factorii și agenții implicați
Factorii și legaturile dintre acestia în termeni:calitativi și cantitativi.
identificarea și separarea factorilor cheie, care influențează deciziile
identificarea și separarea factorilor cheie pre-determinați, constanți,puțin influețabili
ierarhizarea factorilor cheie în ordinea importanței acestora pentru scopul urmărit
identificarea celor doi sau trei factori cheie incerți,care vor constitui „axele de coordonate” ale spațiului incertitudinilor, în care vor evolua diferitele scenarii.
formularea scenariului ca o narațiune consistentă, ca o „povestire”.
2.1.3 Clasificarea scenariilor
Scenariile se clasifică în :
Scenarii prospective & Scenarii normative
Scenarii cantitative & Scenarii calitative
Scenarii globale
Scenarii globare și de Țară altele decât Scenariile IEA
Scenariile Agenției Internaționale de Energie
2.1.4 Scenariile Agenției Internaționale de Energie
„The International Energy Agency (IEA) is an autonomous organisation which works to ensure reliable , affordable and clean energy for its 28 member countries and beyond.Founded in response to the 1973/4 oil crisis , the IEA`s initial role was to help countries co-ordinate a collective response to major disruptions in oil suplly through the release of emergency oil stocks to the markets.
Scopul principal al IEA este de a urmări și cerceta viitorul preconizat prin scenariile energetice și de mediu , aceste scenarii au fost întocmite și cu participarea UE .
Principalele ezitării ale cercetărilor sunt :
securitatea energetică
daunele de mediu
dezvoltarea tehnologica
Condițiile importante vizate sunt:
Tehnologia sau viteza schimbărilor tehnologice ;
Atitudinile și preferințele fața de mediu la scara globală;
Creșterea economică;
Creșterea populației;
Globarizarea
Structura puterii
-Securitatea globală
Figură 1 Spațiul scenariului
Axele care definesc spațiul scenariilor sunt:
Atitudinea față de mediu la scară globală
Indiferentă spre Grijulie
Viteza schimbărilor tehnologice
Lentă spre mare
Cele trei scenarii ale IEA sunt:
Clean But Not Sparking
Dynamic But Careless
Brigth Skies
Elemente comune ale celor trei scenarii :
Populația
Nivelul veniturilor și creșterea economică
Oferta de energie
Cererea de energie
Grija față de mediu
Elemente care diferențiază cele trei scenarii:
Atitudinea față de mediu
Viteza schimbărilor tehnologice
2.1.4.1 Scenariul I : Clean But Not Sparking
Acest scenariu se bazează printr-o puternică preocupare pentru protecția mediului la scară globală atât din partea populatiei cât și din partea politicului.
Este construit din trei etape:
2000 – 2025 Riding on Good Intentions
2025 – 2035 A Time of Growing Economic Constraints
2035 – 2050 Pushing Ahead
Cu sarcini precise pentru:
Țările dezvoltate
Țările în curs de dezvoltare
2.1.4.2 Scenariul II : Dynamic but Careless
Aceste scenariu se bazează pe dezvoltările tehnologice foarte dinamice și nu prea se pune accent pe negocierile prin care se dorește atenuarea schimbărilor chimatice.
Este construit pe baza a trei etape:
2000 -2025 : Abundant Energy Resources
2025 -2035 : Supply Securitz and Environmental Challenges
2035 -2050 : A New Stage of Technological Development
Cu sarcini precise pentru:
Țările dezvoltate
Țările în curs de dezvoltare
2.1.4.3 Scenariul III : Bright Skies
Față de primele două scenarii al treilea scenariu se area datelor din trecut în legătură cu problemele identificate
construirea unui sistem coerent de investigat care sa includă:
Factorii și agenții implicați
Factorii și legaturile dintre acestia în termeni:calitativi și cantitativi.
identificarea și separarea factorilor cheie, care influențează deciziile
identificarea și separarea factorilor cheie pre-determinați, constanți,puțin influețabili
ierarhizarea factorilor cheie în ordinea importanței acestora pentru scopul urmărit
identificarea celor doi sau trei factori cheie incerți,care vor constitui „axele de coordonate” ale spațiului incertitudinilor, în care vor evolua diferitele scenarii.
formularea scenariului ca o narațiune consistentă, ca o „povestire”.
2.1.3 Clasificarea scenariilor
Scenariile se clasifică în :
Scenarii prospective & Scenarii normative
Scenarii cantitative & Scenarii calitative
Scenarii globale
Scenarii globare și de Țară altele decât Scenariile IEA
Scenariile Agenției Internaționale de Energie
2.1.4 Scenariile Agenției Internaționale de Energie
„The International Energy Agency (IEA) is an autonomous organisation which works to ensure reliable , affordable and clean energy for its 28 member countries and beyond.Founded in response to the 1973/4 oil crisis , the IEA`s initial role was to help countries co-ordinate a collective response to major disruptions in oil suplly through the release of emergency oil stocks to the markets.
Scopul principal al IEA este de a urmări și cerceta viitorul preconizat prin scenariile energetice și de mediu , aceste scenarii au fost întocmite și cu participarea UE .
Principalele ezitării ale cercetărilor sunt :
securitatea energetică
daunele de mediu
dezvoltarea tehnologica
Condițiile importante vizate sunt:
Tehnologia sau viteza schimbărilor tehnologice ;
Atitudinile și preferințele fața de mediu la scara globală;
Creșterea economică;
Creșterea populației;
Globarizarea
Structura puterii
-Securitatea globală
Figură 1 Spațiul scenariului
Axele care definesc spațiul scenariilor sunt:
Atitudinea față de mediu la scară globală
Indiferentă spre Grijulie
Viteza schimbărilor tehnologice
Lentă spre mare
Cele trei scenarii ale IEA sunt:
Clean But Not Sparking
Dynamic But Careless
Brigth Skies
Elemente comune ale celor trei scenarii :
Populația
Nivelul veniturilor și creșterea economică
Oferta de energie
Cererea de energie
Grija față de mediu
Elemente care diferențiază cele trei scenarii:
Atitudinea față de mediu
Viteza schimbărilor tehnologice
2.1.4.1 Scenariul I : Clean But Not Sparking
Acest scenariu se bazează printr-o puternică preocupare pentru protecția mediului la scară globală atât din partea populatiei cât și din partea politicului.
Este construit din trei etape:
2000 – 2025 Riding on Good Intentions
2025 – 2035 A Time of Growing Economic Constraints
2035 – 2050 Pushing Ahead
Cu sarcini precise pentru:
Țările dezvoltate
Țările în curs de dezvoltare
2.1.4.2 Scenariul II : Dynamic but Careless
Aceste scenariu se bazează pe dezvoltările tehnologice foarte dinamice și nu prea se pune accent pe negocierile prin care se dorește atenuarea schimbărilor chimatice.
Este construit pe baza a trei etape:
2000 -2025 : Abundant Energy Resources
2025 -2035 : Supply Securitz and Environmental Challenges
2035 -2050 : A New Stage of Technological Development
Cu sarcini precise pentru:
Țările dezvoltate
Țările în curs de dezvoltare
2.1.4.3 Scenariul III : Bright Skies
Față de primele două scenarii al treilea scenariu se bazează atât pe schimbările tehnologice rapide cât și pe preocuparea pentru protectia mediului la scară globală atât din partea publicului cât și din partea politicului .
Se disting două etape:
2003 – 2025 : Lowering the Emissions Curve
2025 – 2050 : Joining Efforts for Long-term Technologz
Cu sarcini precise pentru:
Țările dezvoltate
Țările în curs de dezvoltare
Tabel 1 Evaluarea calitativă comparativă a celor trei scenarii IEA
2.2. Încălzirea globală
2.2.1 Concepte și Definiții
Clima este totalitatea fenomenelor meteorologice într-o zonă pe o perioadă lungă de timp .
Schimbările climatice reprezintă transformăriile climei într-o regiune ,global pe parcursul timpului.Aceste schimbării se pot datora acțiunilor din interiorul Pământului ,de forțe externe și de activitațile umane.
Încălzirea globală este creșterea temperaturii medii a aerului la suprafața pământului și a oceanelor
Consensul științific stipulează:
-Încălzirea globală ca un fapt evident
-Natura antropogenă a încălzirii globare
Protocolul de la Kyoto are ca scop stabilizarea concentrațiilor de gaze cu efect de seră pentru a preveni interferența antropogenică periculoasă.
Figură 2 Estimări privind creșterea temperaturii medii ( în stânga ), Estimări privind distribuția spațială a temperaturii ( în dreapta )
2.2.2 Schimbările climatice
Strategia atribuirii schimbărilor climatice se prezintă astfel : dacă schimbările climatice istorice prezintă regularități sau ciclicități,atunci cauzele trebuie să fie naturale,dacă apar abateri de la aceste regularități, cauzele sunt atribuite activității umane.
Integrarea dezvoltării durabile în politicile UE
UE a elaborat o strategie pe termen lung care să ajute dezvoltarea durabilă economică,socială și de mediu având ca obiectiv cresterea durabilă a bunăstării și standardul de viață a vieții pe pământ.
2.2.3 Politicile energetice ale Uniunii Europene
Site-ul oficial al UE pe pagina dedicată energiei se deschide cu următoarea pledoarie:”Energy is what makes Europe tick. It is essential, then, for the European Union (EU) to address the major energy challenges facing us today, i.e. climate change, our increasing dependence on imports, the strain on energy resources and access for all users to affordable, secure energy. The EU is putting in place an ambitious energy policy – covering the full range of energy sources from fossil fuels (oil, gas and coal) to nuclear energy and renewables (solar, wind, biomass, geothermal, hydro-electric and tidal) – in a bid to spark a new industrial revolution that will deliver a low-energy economy, whilst making the energy we do consume more secure, competitive and sustainable.”
Pagina dedicata politicilor energetice ale UE poarta urmatorul antet :”A common policy is the most effective way to tackle today`s energy challenges , which are shared by all Member States. The policy puts energy back at the heart of UE action, the position it occupied when the European venture first got under way with the European Coal and Steel Community (ECSC Treaty ,1951) and the European Atomic Energy Community (Euratom Treaty , 1957). The aims of the policy are supported by market-based tools (mainly taxes, subsidies and the CO2 emissions trading scheme), by developing energy technologies (especially technologies for energy efficiency and renewable or low-carbon energy) and by Community financial intruments.”
Elemente cheie ale politicilor energetice ale UE:
Piata interna a energie a fost dezvoltata la nivel comunitar pentru ca toti consumatorii sa aiba sansa de a alege un furnizor la un pret si corect.Se împarte în trei categorii:
Piața competitivă
Piața integrată și interconectată
Serviciul public al energiei
Siguranța aprovizionăriii cu energie .Este o prioritate foarte importantă pentru UE pentru viitor ca statele membre care depind de un singur furnizor de energie. Minimizarea riscurilor privind deficiențele în aprovizionare, crizele energetice și problemele cu aprovizionarea în viitor.
Reducerea emisiilor gaze cu efect de seră. Sectorul energetic eliberează 80% din totalul emisiilor de gaze cu efect de seră în UE,dar UE s-a decis să reducă emisiile cu cel puțin 20% până în 2020
Eficiența energetică Reducerea consumului de energie cu 20% până în 2020 este inclus de UE în Planul de Acțiune pentru Eficiența Energetică (2007- 2012 ) (Action Plan for Energy Efficiency (2007 – 2012 ) ).
Energiile Regenerabile .Folosirea energiilor regenerabile ( solar,eolian,biomasă) contribuie esențial la limitarea schimbărilor climatice. Și aduce odata cu folosirea energiilor regenerabile un plus în asigurarea aprovizionarea cu energie și crearea de noi locuri de munca.Dar au si un dezavantaj care constă în prețul destul de mare față de sursele tradiționale de energie.
Pentru a incuraja consumul de energie regenerabila UE in documentul Renewable Energies Roadmap si-a propus obiectivul de a creste proportia energiilor regenerabile cu pana la 20% pana in 2020.Acest lucru presupune niste progrese in 3 sectoare principale:
energia electrica
biocombustibili
sistemele de incalzire si racire
Dezvoltarea tehnologiilor energetice
Consider the future of nuclear energy
Implementarea unei politici comune energetice internaționale
UE nu este capabila de a atinge obiectivele legate de energii sigure,competitive și durabile de una singură
Este important ca toate statele membre sa fie aceeași lungime de undă în abordarea problemelor energetice la nivel internațional.
2.2.3.1 Directiva 2009/28/EC privind Promovarea utilizării energiei din surse regenerabile
Aceasta directivă stabilește un cadru comun pentru producția și promovarea energiei din surse regenerabilie.
2.2.3.2Obiectivele și Măsurile Naționale
Fiecare stat membru trebuie să își întocmească o serie de planuri naționale care să stabilească ponderea energiei din surse regenerabile consumată pentru 2020. Aceste obiective coincide cu obiectivul general „20-20-20”
2.2.3.3 Planurile de Acțiune Naționale de Energie Regenerabilă
Fiecare stat membru trebuie să își întocmească planurile de acțiune națională care să determine valoarea energie din surse regenerabile consumată pentru transportul si producerea energiei electrice si termice.Aceste planuri mai trebuie să decidă procedurile pentru reformarea sistemului de planificare și stabilire a prețurilor si de promova accesul la energia din surse regenerabilă.
2.2.3.4 Cooperarea între statele membre
Statele membre pot tranzacționa o cantitate de energie din surse regenerabile cu ajutorul unui transfer în statisticile de energie , și pot să își gândească proiecte comune cu privire la producția de energie electrică și termică din surse regenerabile .
Se poate deasemenea coopera și cu țări terțe dar numai cu anumite condiții:
Energia electrică trebuie consumată în comunitate
Energia electrica trebuie produsă de o instalație nouă (mai nouă de iunie 2009 )
Cantitatea de energie electrica produsă și exportată nu trebuie sa mai fie sprijinită de alt ajutor.
2.2.3.5 Garanția de Origine
Fiecare stat membru trebuie să fie capabil să garanteze originie energiei din surse regenerabile.Aceste garanți sunt normalizate si ar trebui să fie recunoscute de toate țările membre si ar trebui să conțină niște informații cu privire la componența diferitelor resurse de energie electrică
2.2.3.6 Accesul la rețele și funcționarea rețelor
Statele membre ar trebui să își îmbunătățescă infrastructura din sectorul transporturilor de energie din surse regenerabilă și ar trebui să:
Să se asigure că operatorii garantează trasportul și distribuția energiei din surse regenerabile
Să se confere un acces prioritar acestui tip de energie.
2.2.4 Abordarea Dezvoltării Durabile și a Energeticii Durabile în România
2.2.4.1 Planul Național de Dezvoltare 2007 – 2013
Planul național de dezvoltare (PND) :”Planul Național de Dezvoltare este instrumentul fundamental prin care România va încerca să recupereze cât mai rapid disparitățile de dezvoltare socio-economică față de Uniunea Europeană. PND este un concept specific politicii europene de coeziune economică și socială (Cohesion Policy) și reprezintă documentul de planificare strategică și programare financiară multianuală, elaborat într-un larg parteneriat, care va orienta și stimula dezvoltarea socio-economică a României în conformitate cu Politica de Coeziune a Uniunii Europene.”
Prioritățile naționale sunt sunt definite în felul următor:
În ceea ce privește Strategia PND , având în vedere obiectivul global de reducere a decalajelor de dezvoltare față de UE și pornind de la o analiză cuprinzătoare a situației socio-economice actuale , au fost stabilite șase priorități naționale de dezvoltare , ce grupează în interior o multitudine de domenii și sub-domenii prioritare:
Cresterea competivitatii economice si dezvoltarea economiei bazate pe cunoastere
Dezvoltarea si modernizarea infrastructurii de transport
Protejarea si imbunatatirea calitatii mediului
Dezvoltarea resurselor umane, promovarea ocuparii si a incluziunii sociale si intarirea capacitatii administrative
Dezvoltarea econmiei rurale si cresterea productivitatii in sectorul agricol
Diminuarea disparitatilor de dezvoltarea intre regiunile tarii
3. Energii Regenerabile
3.1 Definiția și clasificarea Energiilor Regenerabile
Din punct de vedere științific, energia este o mărime care indică capacitatea unui sistem fizic de a efectua lucru mecanic când trece printr-o transformare din starea sa într-o altă stare aleasă ca stare de referință. Energia este o funcție de stare.
Energia regenerabilă provine din surse naturale care se regenerează sau sunt inepuizabile – ca, de exemplu, biomasa, hidroenergia, căldura geotermală, energia solară, energia eoliană, a valurilor și a mareelor; cea mai mare parte a acestor resurse nu determină emisii de CO2. Termenul de energie regenerabilă se referă la forme de energie produse prin transferul energetic al energiei rezultate din procese naturale regenerabile Acestea se deosebesc de combustibilii fosili cum ar fi țițeiul ,cărbunele și gazele naturale care au avut nevoie de mii de ani pentru a se forma și nu se pot regenera.
Energiile Regenerabile sunt următoarele :
Energia Eoliană
Energia Solară
Energia Apei
Energia Hidraulica
Energia Mareelor
Energia Potențială Osmotică
Energia Geotermală
Energia Biomasei
Iar sursele de energie neregenerabile sunt :
Țițeiul
Gazele naturale
Carbunele
Fosile
Figură 3 Terminologia resurselor energetice
Toate aceste surse de energie sunt valorificabile și din care se poate produce curent electric și producerea de apă caldă.Ele sunt valorificate dar într-un mod inegal.
3.2 Energia Eoliană
Energia eoliană este produsă cu ajutorul vântului care prin intermediul unor turbine eoliene sunt transformate în energie electrică.
3.3 Energia Solară
Energia solară este energia radiantă produsă pe suprafața Soarelui ca rezultat al reacțiilor de fuziune nucleară. Ea este transmisă pe Pământ prin spațiu în cuante de energie numite fotoni, care interacționează cu atmosfera și suprafața Pământului.
Energia solară se poate folosi să:
Producă energe electrice prin celule fotovoltaice
Producă energe electrice prin centrale termice solare (heliocentrale )
Încălzească cladiri ,direct
Încălzească clădiri , prin pompe de căldură
încălzească clădiri și să producă apă caldă de consum prin panouri solare termice
Instalațiile solare sunt de două tipuri: termice și fotovoltaice
3.4 Energia apei
Energia hidraulică reprezintă capacitatea unui sistem fizic (apă) de a efectua un lucru mecanic la trecerea dintr-o poziție dată în altă poziție (curgere). Datorită circuitului apei în natură, întreținut automat de energia Soarelui, energia hidraulică este o formă de energie regenerabilă
Energia hidraulică este o energie mecanică formată din energia potențială a apei dată de diferența de nivel între lacul de acumulare și centrală, respectiv din energia cinetică a apei în mișcare.[1] Exploatarea acestei energii se face actualmente în hidrocentrale, care transformă energia potențială a apei în energie cinetică. Aceasta e apoi captată cu ajutorul unor turbine hidraulice care acționează generatoare electrice care în final o transformă în energie electrică.
3.4.1 Energia mareelor
Energia mareelor este energia ce poate fi captată prin exploatarea energiei potențiale rezultate din deplasarea pe verticală a masei de apă la diferite niveluri sau a energiei cinetice datorate curenților de maree. Energia mareelor rezultă din forțele gravitaționale ale Soarelui și Lunii, precum și ca urmare a rotației terestre.
3.5 Energia geotermică
Energia geotermică este o formă de energie regenerabilă obținută din căldura aflată în interiorul Pamântului. Apa fierbinte și aburii, captați în zonele cu activitate vulcanică și tectonică, sunt utilizați pentru încălzirea locuințelor și pentru producerea electricității.
Există trei tipuri de centrale geotermale care sunt folosite la această dată pe glob pentru transformarea puterii apei geotermale în electricitate: uscat, flash și binar, depinzând dupa starea fluidului: vapori sau lichid, sau după temperatura acestuia:
centralele uscate au fost primele tipuri de centrale construite, ele utilizează abur din izvorul geotermal.
centralele flash sunt cele mai răspândite centrale de azi. Ele folosesc apa la temperaturi de 182°C (364°F) , injectând-o la presiuni înalte în echipamentul de la suprafață.
centralele cu ciclu binar diferă față de primele două, prin faptul că apa sau aburul din izvorul geotermal nu vine în contact cu turbina, respectiv generatorul electric. Apa folosită atinge temperaturi de până la 200 °C (400 °F).
3.6 Energia de biomasă
Biomasa este partea biodegradabilă a produselor, deșeurilor și reziduurilor din agricultură, inclusiv substanțele vegetale și animale, silvicultură și industriile conexe, precum și partea biodegradabilă a deșeurilor industriale și urbane. (Definiție cuprinsă în Hotărârea nr. 1844 din 2005 privind promovarea utilizării biocarburanților și a altor carburanți regenerabili pentru transport).
Biomasa reprezintă resursa regenerabilă cea mai abundentă de pe planetă. Aceasta include absolut toată materia organică produsă prin procesele metabolice ale organismelor vii. Biomasa este prima formă de energie utilizată de om, odată cu descoperirea focului.
4. Energia eoliană
4.1 Definiția
Energia eoliană este energia conținută de forța vântului ce bate pe suprafața pământului. Exploatată, ea poate fi transformată în energie mecanică pentru pomparea apei, de exemplu, sau măcinarea grâului, la mori ce funcționează cu ajutorul vântului. Prin conectarea unui rotor la un generator electric, turbinele de vănt moderne transformă energia eoliană, ce învârte rotorul, în energie electrică.
Turbinele eoliene moderne transformă energia vântului în energie electrică producând între 50-60 KW (la diametru elicei de 1 m ) , 2-3MW putere (diametre de 60-100m), cele mai multe generând între 500-1500 KW.
Țările cu cea mai mare capacitate instalată în ferme eoliene sunt China, Statele Unite, Germania și Spania. La începutul anului 2011, ponderea energiei eoliene, în totalul consumului intern era de 24% în Danemarca, 14% în Spania și Portugalia, circa 10% în Irlanda și Germania, 5,3% la nivelul UE; procentul este de 3% în România la începutul anului 2012. La aceeași dată în România existau peste o mie de turbine eoliene, jumătate dintre ele fiind în Dobrogea.
Tabel 2 Energia eoliană instalată a capacităților nete în Uniunea Europeană, la sfârșitul anului 2011 și 2012 (MW )
Tabel 3 Energie eoliană dinspre țărm capacitățile
instalate în Uniunea Europeană la sfârșitul
anului 2011 și în 2012.
Figură 4 Turbină eoliana
Figură 5 Comparația cu tendința actuală împotriva NREAP (planurilor naționale de acțiune în domeniul energiei din surse regenerabile)
Tabel 4 Producția de energie electrică brută
de energie eoliană în Uniunea Europeană
în 2011 și 2012
4.2 Repere istorice
4.2.1 Morile de vânt persane
Erau folosite din secolul al VII i.Hr. la măcinarea grăunțelor și erau alcătuite din palete din mănunchiuri de trestie care se învârtea în jurul axei.
4.2.2 Morile de vânt medievale europene
În Europa morile de vânt au început să fie folosite din secolul al 12-lea și au fost construite în nordul Franței, în sudul Angliei și mai apoi în Belgia,Germania și Danemarca.În Olanda erau folosite la drenarea zonelor mlăștinoase.
În Europa mai erau folosite pe lângă măcinarea graunțelor și la tăierea buștenilor,mărunțirea tutunului,confecționarea hârtiei ,presarea semințelor de in pentru ulei și măcinarea de piatra pentru vopsele de pictat.
Europenii au inventat moara de vânt cu rotoare care se învarteau pe axe orizontale .Unele aveau 4 ,5 sau chiar și 6 palete .
Morile de vânt europene la început erau capabile să producă 25-30kW de putere mecanică
Figură 6 Morile de vânt din Kinderdijk, Olanda
4.2.3 Morile de vânt americane pentru ferme
Erau folosite la pomparea de apă pentru irigarea fermelor .Eficiența rotorului a crescut după modificarea paletelor și acuma fiind făcute din metal .Ele erau foarte sigure și eficiente în pomparea apei ,dar erau prea slabe pentru producerea de energie electrică.
4.2.4 Turbinele eoliene moderne
Din anii 30 s-a simțit nevoia de electricitate ceea ce a impulsionat dezvoltarea turbinelor eoliene battey-charging.Acestea au precedat turbinele actuale cu 2 sau 3 palete.
După criza petrolului din anii 1970 care a fost un stimulent pentru necesitatea folosiri potențialului eolian ca și producere de energie electrică. Turbinele moderne generează între 250-300 kW de putere.
4.2.5 Turbinele Maglev
Foloseste ca tehnologia inventată de savantul Nicholas Tesla și perfecționată de cercetătorii americani care presupune folosirea magneților permanenți pentru rotirea paleților morilor de vânt.Aceștia au precizat că folosește același principiu ca și cel a trenurilor Maglev care rulează pe perne magnetice. „Este o tehnologie unică în lume care are foarte multe avantaje și aproape niciun dezavantaj. Eficiența este de 95%, centrala produce de la o viteză a vântului de 1,5 m/s până la viteze foarte mari de 40 m/s, iar noi garantăm o cantitate constantă de energie produsă lunar. Plus o garanție de 25 de ani pe instalație în care vom repara orice problemă ar putea să apară”, a declarat Milorad Savkovik, reprezentantul pentru Balcani al companiei americane Strong Sales.
Figură 7 Turbina Maglev
4.3 Energia eoliană în România
În România în sisteme eoliene au investit :CEZ (Cehia), ENEL ( Italia) , Energias de Portugal ( Portugalia ), și Iberdrola Renovables ( Spania).
La începutul anului 2012 erau peste 1000 de turbine eoliene care produc 3 % din totalul de energie.Și produc în medie 150-200 megawați-ora iar costul energiei eoliene este de 170 euro pe MW/h.
Potrivit harții energiei ” verzi” potentialul Romaniei cuprinde :
-biomasă: 65%
-energie eoliană: 17%
-energie solară: 12%
-microhidrocentrale: 4%
-voltaic : 1%
-geotermal : 1%
Cele mai bune zone din punct de vedere eolian sunt zonele din Podisul Central Moldovenesc și in Dobrogea.Și zona litoralului prezinta si el potential eolian cu viteza medie anual a vântului trece peste 4m/s.
În zona litoralului pe termen scurt și mediu potențialul eolian este de circa 2000MW cu o cantitate medie de energie electrică de 4500 GWh/an.
4.4 Vântul
Vântul ca termen meteorologic se definește ca și un fenomen fizic ce se manifestă ca o circulație dirijată de aer în atmosfera terestră.
4.4.1 Denumirile vânturilor și tăriile acestora
Vânturile cu tărie între 2 – 5 sunt denumite briză,cele cu tăria între 6 – 8 este numit vânt puternic.Vântul cu târie de gradul 9 se numește furtună , iar vântul cu tărie peste 12 se numește taifun sau uragan.Viteza maximă înregistrată într-un taifun a fost de 500-600 km/h.
4.4.2 Formare
Motivul principal al formării vântului este diferența presiunii atmosferice dintre două regiuni.Aerul cald fiind mai usor se înalță și se produce un minim de presiune și masă de aer rece (maxim de presiune atmosferică) până când diferența de presiune dintre cele 2 zone.Intensitatea aerului depinde direct proporțional cu diferanța de presiune dintre cele doua zone geografice.
Figură 8 Formarea vânturilor
Direcția vântului este influențată de câțiva factori unul dintre acesti factori fiind forța Coriolis care ia naștere prin rotația pământului .Obstacolele topografice (munți ,văi ) sunt un alt factor care schimbă direcția vântului și temperatura .
4.4.3 Vânturile din România
Vanturile din Romania sunt urmatoarele :
Crivatul sau Vant de miaza noapte este un vant care este intalnit cel mai des iarna sau vara pe teritoriul Moldovei,Dobrogei si partea sud-estica a Munteniei si care iarna aduce cu el straturile de zapada cazut sau furtuna de zapda si ger .Atinge viteze de 30-35 m/s. Vara crivatul aduce un aer cald si uscat de la rasarit.
Nemirul Nemere
Nemere ( maghiara = nu pe aici ) este un vant local din zona depresiunii Brasov si bate dinspre Carpartii Orientali si care aduce cu ei masele de aer din vaile muntilor ,el are o viteza mai mica 10-20 m/s.
Austrul vant care se intalneste pe teritoriul Transilvaniei de veste este un vant cald si uscat de unde si porecla „Saracila” .In Banat mai circula un vant tot uscat denumit „Cosava” Nemira bate din est.
Foehnul este un vant cald bate mai ales in regiunile din Subcarpatii de curbura.
Suhoveiurile sunt vanturi de vara din Podisul Moldovei, Podisul Dobrogei si Baragan.
Mai sunt si cateva vanturi locale:
Baltaretul
Vantul negru
Zefirul.
Figură 9 Harta Vânturilor din România
5 Identificarea, și evaluarea zonelor cu resurse eoliene
5.1 ABORDĂRI ȘI OBIECTIVE
Mai multe abordări sunt disponibile atunci când se investighează resursa eoliană într-o zonă de teren dat. Abordarea preferată va depinde de obiectivele programului de energie eoliană și pe experiența anterioară cu evaluarea resurselor eoliene. Aceste abordări pot fi clasificate ca trei scale de bază sau etape de evaluare a resurselor eoliene: identificarea zonelor de preliminare, de evaluare a resurselor eoliene domeniu, și asezare micro.
5.2 Identificarea Zonei preliminare
Acest proces ecranează o regiune relativ mare pentru zonele de resurse eoliene adecvate, bazate pe informații cum ar fi datele de vânt de pe aeroport, topografie, copaci semnalizați și alți indicatori. În această etapă, pot fi selectate locații noi de măsurare a vântului.
Obiectivul principal al unui program de amplasare este de a identifica zone cu potential de vânt, care posedă și alte calități de dorit de o zona de dezvoltare a energiei eoliene. Există trei pași în efortul de amplasare:
•Identificarea zonelor potențiale de dezvoltare vânt;
• Inspecția și traficul zonelor candidate; și
• Selectarea locației actualului turn în zonele candidate
Deoarece regiunea analiza inițială poate fi destul de mare, cum ar fi un teritoriu serviciu de utilități sau chiar un stat întreg, procesul de amplasare trebuie să fie proiectate astfel încât se concentrează în mod eficient pe zonele cele mai potrivite.
Următoarele două secțiuni discuta mai multe tehnici acceptate industrial și instrumente de amplasare. Acestea includ utilizarea datelor eoliene existente și analiza de hărți topografice. Ultimele trei secțiuni sublinia pași pentru a fi luate ca urmare identificarea inițială a zonei. Acestea includ studiile zonei, alegând un turn de locație adecvată, și obținerea permiselor necesare înainte de instalarea turnului.
Următoarele documente conțin discuții mai detaliate de tehnici generale de amplasare:
Practica recomandată pentru amplasarea de Sisteme de conversie a energiei eoliene
Ghid amplasare pentru aplicarea Utilitati de turbine eoliene
Aspecte meteorologice de Amplasare a Turbinelor eoliene mari
Un manual Amplasare pentru mici sisteme de conversie a energiei eoliene
5.3 Evaluarea resurselor de vant
Această etapă se aplică programelor de măsurare a vântului pentru a caracteriza resursa eoliană într-o zonă sau un set de domenii în care dezvoltarea energiei eoliene este considerată definită. Cele mai frecvente obiective ale acestei scale de măsurare a vântului sunt:
Stabiliți sau să verifice dacă există resurse suficiente eoliene în zona pentru a justifica alte investigații specifice zonei
Comparați zonele pentru a distinge un potențial de dezvoltare relativ
Obținerea de date reprezentative pentru estimarea performanțelor și / sau viabilitatea economică a turbinelor eoliene selectate
Ecranizare pentru potențialele zone de instalare de turbine eoliene.
5.4 Asezarea micro
Scara cea mai mică, sau cea de-a treia etapă, de evaluare a resurselor eoliene este asezarea micro. Obiectivul său principal este de a cuantifica variabilitatea resursei eoliene pe terenul de interes la scară mică. În cele din urmă, asezarea este utilizata pentru a poziționa una sau mai multe turbine eoliene pe o parcelă de teren pentru a maximiza producția totală de energie a centralei eoliene.
5.5 Utilizarea surselor de date eoliene
Datele de vânt sunt utile în stadiul incipient al procesului de amplasare. Aceste date reprezintă înregistrări ale conditiilor de vânt reale, astfel încât acestea trebuie să fie evaluate înainte de căutarea domenilor dintr-o anumită regiune cu vânt puternic. Din păcate, cele mai multe date de vânt istorice nu au fost colectate în scopul evaluării energiei eoliene. Astfel, rezultatele reprezintă de multe ori condițiile medii lângă centrele de populație în teren relativ plat sau zone de elevatie mici. Beneficiul lor primar a analistului, prin urmare, este de a oferi o descriere generală a resurselor eoliene în zona de analiză, nu pentru a indica sursa de vânt din zonele locale.
Surse comune de informații ale vântului incluse în Climatic National Data Center (care arhivează datele meteo de la toate stațiile National Weather), universități, rețelele de monitorizare a calității aerului, utilitățile electrice, US Forest Service, precum și diverse alte organizații guvernamentale și private. Informații privind vântul de la multe dintre aceste surse a fost sintetizat de Nord-Vest Laboratorul Pacific în numele Departamentului de Energie al SUA. Ar trebui să contactați mai multe surse de date, cum că o anumită organizație nu are probabil o acoperire completă a datelor pentru zona(e) de interes sau a furniza toate statisticile utilizate în caracterizarea resurselor eoliene. De exemplu, datele de forfecare vânt nu sunt în general disponibile de la stațiile de Serviciul Național Meteo pentru că aceste posturi nu utilizează turnuri cu nivele multiple. O mai bună sursă de informare în acest caz ar putea fi un turn de monitorizare a calității aerului o utilitate dacă acesta este într-o locație reprezentativă.
5.5.1 Date regionale a resurselor de vant
de state învecinate . Diferite rezoluții au fost folosite pentru Alaska , Hawaii , și în teritoriile americane . Estimări ale resurselor eoliene sunt exprimate în clase de energie eoliană , de la clasa 1 la clasa 7 , cu fiecare clasă reprezentand o gamă de medie densitate de energie eoliană sau viteza medie a vântului echivalent la înălțimi specificate deasupra solului .
Tabel 5 Clasele eoliene în ceea ce privește limitele maxime de densitate medie a energiei eoliene și viteza medie a vântului la 30 m (98 ft) și 50 m ( 164 ft ) deasupra nivelului solului .
Celulele de rețea desemnate ca și clasa 4 sau mai mare sunt în general considerate a fi potrivite pentru majoritatea aplicațiilor de turbine eoliene. Clasa 3 sunt zone potrivite pentru dezvoltarea energiei eoliene, folosind turbine înalte (de exemplu, 50 m înăltimea butucului). Zonele de clasa 2 sunt marginale și Zonele de clasa 1 sunt improprii pentru dezvoltarea energiei eoliene. Grilele de estimări de resurse eoliene nu au fost menite pentru a aborda variabilitatea vitezei medii a vântului, la nivel local, dar pentru a indica zonele largi în care o resursă mare de vânt este posibilă. Prin urmare, în abordare o zonă desemnată ca clasa a 2, de exemplu, analistul ar trebui să nu excludă posibilitatea ca acesta poate conține caracteristici de dimensiuni mai mici care posedă energie (Clasa 3 sau mai mare) de resurse eoliene.
Ratingurile de certitudine au fost, de asemenea, pentru fiecare celulă de rețea pentru a descrie un nivel de încredere în estimarea resurselor eoliene. Gradul de certitudine depinde de următorii trei factori:
Abundența și calitatea datelor de vânt
Complexitatea terenului
Variabilitatea geografică a resurselor eoliene.
Cel mai ridicat grad de încredere (de evaluare 4) a fost însărcinată celulelor de rețea care conțin date istorice abundente și teren relativ simplu; cea mai mică certitudine (1 evaluare) a fost însărcinată regiunilor de date rare sau cele în teren complex.
5.5.2 Locatii specifice datelor de vant
Dacă doriți să examinati cu atenție datele de vant de la stațiile selectate, mai multe atributi cu privire la date ar trebui să fie stabilite, inclusiv:
Locul de amplasare a statiei
Topografia locală
Înălțimea de expunere a Anemometrului
Tipul de observare (instantanee sau medie)
Durata de înregistrare.
Datele sunt mai reprezentative pentru zona înconjurătoare, unde terenul este relativ plat. În teren complex, capacitatea de a extrapola fiabil informațiile dincolo în imediata apropiere a stației este limitată. În ultimele decenii, cele mai multe măsurători de aeroport au fost luate în zone adiacente pistelor în cazul în care zona înconjurătoare este deschisă și liberă. Măsurătorile efectuate de pe acoperișuri poate fi de încredere, datorită influenței clădirii pe fluxul de vânt și ar trebui să fie utilizată cu precauție.
Înălțimile tipice anemometrului în aeroport sunt în gama de la 6 m -la 15m(20-50 ft). Atunci când compararea datelor cu alte stații, toate datele de viteză a vântului trebuie să fie extrapolate la o înălțime de referință comună (de exemplu, 30 m sau 40 m). Vitezele vântului pot fi ajustate pentru o altă înălțime folosind formularul de mai jos a ecuației legi de putere:
Unde:
v2 = viteza necunoscut la inaltimea z2
v1 = viteza cunoscuta a vântului la înălțimea de măsurare Z1
α = exponentul de forfecare a vantului.
Ca o primă aproximare, exponentul de forfecare a vântului este de multe ori o atribuie de valoare de 0,143, cunoscut sub numele de legea putere 1/7, pentru a anticipa profilul de vânt într-o atmosferă bine amestecata pe teren plat, deschis. Cu toate acestea, valori mai ridicate pentru exponent sunt în mod normal respectate pe suprafete cu vegetatie, iar atunci când viteza vântului este usor până la moderat (de exemplu, sub 7 m / s sau 16 mph).
Seturile de date la care se face referire trebuie să fie cel puțin un an în durată și posedă date consistente pentru cel puțin 90 la sută din această perioadă. Un format util este o serie de timp de măsurători de viteză a vântului pe oră și direcție a vântului, care pot fi analizate de un număr de caracteristici de vânt specificate de utilizator. In multe cazuri, rezumatele de date eoliene vor fi deja disponibile, care elimină necesitatea de a procesa datele.
5.6 Indicatori topografici
Analiza de hărți topografice este un mijloc eficient de îmbunătățire a procesului de amplasare. Hărți pe o scară de 1:24,000 , disponibile de la US Geological Survey (USGS), sunt cea mai bună sursă de informații pentru identificarea caracteristicilor de terenuri adecvate.topografice
Ecranizăriile topografice ar trebui să încerce să identifice caracteristicile care sunt susceptibile de a experimenta o viteză medie mai mare a vântului decât împrejurimile generale. Acest proces este deosebit de important pentru zonele care conțin date istorice de viteză a vântului puțin sau deloc relevante. Caracteristici care sunt susceptibile de a fi bătut de vânturi includ:
•Muchii orientate perpendicular pe direcția predominantă a vântului
•Cea mai mare altitudine intr-o anumita zona
Locațiile unde vânturile locale poate fi pâlnie.
Caracteristicile pentru a fi evitate include zone imediate în direcția opusă a vântului și direcția vântului de teren mai mare, partea ferita a muchiilor, si teren înclinat excesiv. În fiecare din aceste situații, se poate produce turbulență crescută.
Hărțile topografice, de asemenea, analistul, cu o privire preliminara la alte locatii-atribute, inclusiv:
Suprafața de teren disponibilă
Poziții de drumuri și locuințe existente
Acoperirea terenurilor (de exemplu, păduri)
Granițele politice
Parcuri
Apropierea de linii de transmisie.
În urma ecranizarii topografice, un clasament preliminar poate fi atribuit la lista de locatii candidate, pe baza resurselor de vânt estimată și potențialul de dezvoltare în general.
5.7 Domeniul anchetelor și ierarhizarea locațiilor
Vizitele ar trebui să se desfășoare în toate zonele potențial adecvate, cu scopul principal de a verifica condițiile locațiilor. Elemente de importanță includ:
Suprafața de teren disponibilă
Utilizarea terenurilor
Locația obstacolelor
Copacii deformați de vânturile puternice persistente (marcat arbori)
Accesibilitatea în locatii
Impactul potențial asupra esteticii locale
Fiabilitatea serviciul de telefonie mobilă pentru transfer de date
Locații posibile de monitorizare a vântului.
Evaluatorul ar trebui să utilizeze o hartă topografică USGS a zonei menționate prezența sau absența caracteristicilor locației de mai sus. Un receptor Global Positioning System (GPS), ar trebui să fie utilizat pentru a înregistra coordonatele de locație (latitudine, longitudine, altitudine) a locației. Un video sau încă o înregistrare a aparatului de fotografiat este utilă pentru scopuri de referință și de prezentare viitoare. În timp ce pe locație, evaluatorul ar trebui să determine condițiile de sol, astfel încât tipul de ancorare adecvată poate fi aleasă dacă un turn de tip meteorologic este instalat.
Un clasament actualizat al tuturor locațiilor candidate ar trebui să fie elaborate în urma vizitelor la fața locului. Acest lucru poate fi obținut prin construirea unei matrice care atribuie un scor pentru fiecare criteriu de amplasare.
Vizitele în teren, de asemenea, o oportunitate de a avea contact personal cu proprietarii de terenuri. Obiectivele programului pot fi prezentate și în răspunsuri la întrebări într-o conversație prietenoasă față-în-față. Preocupările și interese în programul de monitorizare a proprietarilor "sau perspectivele unui proiect de turbină eoliană poate fi, de asemenea, evaluate.
În timp ce turbinele eoliene devin din ce în ce mai mult o parte acceptată a peisajului, problemele de estetica poate prezenta în continuare obstacole reale pentru orice proiect. Nu există nici o vedere universală sau consistentă a ceea ce este sau nu este plăcut pentru ochi, astfel încât evaluatorul trebuie să se bazeze pe judecata lui sau a ei pe baza caracterului terenului și apropierea de zonele de vizualizare publică. Este în cele mai bune interese ale proiectului pentru a investiga acest subiect în profunzime în timpul procesului de evaluare.
5.8 Amplasarea turnului
Două linii directoare importante ar trebui să fie urmate atunci când se alege locația exactă pentru turnul de monitorizare:
Așezați turnul cât mai departe de posibile obstacole locale de vânt
Selectați o locație care este reprezentativa pentru cea mai mare parte a locatiei
Amplasarea unui turn pe lângă obstacole, cum ar fi copaci sau clădiri poate afecta negativ analiza caracteristicilor de vânt a locatiei. Figura 3.1 ilustrează efectele unui flux de aer neperturbat care se confruntă cu un obstacol. Prezența acestor caracteristici pot modifica magnitudinea percepută de resursele globale eoliene a locatiei, vântul de forfecare, și nivelurile de turbulență. Ca o regulă, în cazul în care senzorii trebuie să fie aproape de o obstrucție, ele ar trebui să fie situate la o distanță pe orizontală nu mai aproape de 10 ori înălțimea de obstrucție în direcția vântului dominant
6. Parametri de măsurare
6.1 Parametri de bază
Baza programului de monitorizare este colectarea vitezei vântului, direcția vântului, și datele referitoare la temperatura aerului. O descriere a fiecarui parametru, scopul sau, si monitorizare corespunzatoare înaltimi(s) este prezentat mai jos. Acesti parametri nominali sunt recomandați pentru a obține informațiile de bază necesare pentru a evalua resursa de energie eoliană fezabilitate probleme conexe.
6.1.1 Viteza vantului
Datele vitezei vântului este cel mai important indicator al unei locații de resurse de energie eoliană. Mai multe măsurări de înălțimi sunt încurajate pentru determinarea unui site forfecarea vântului caracteristicile, efectuarea unor simulări performanțele turbinei la butucul turbinei mai multe înălțimi, și pentru backup. Heights tipic de recente NREL-programe afiliate măsurarea vântului sunt 40 m, 25 m și 10 m.
40 M: Această înălțime aproximativă reprezintă înălțimea axului in majoritatea utilitar-scala turbinele eoliene. Înălțimile axului reale sunt de obicei în gama 50 m la 65 m.
25 M: Acest nivel aproximează înălțimea minimă atinsă de vârful palei o porțiune a rotorului turbinei rotative și va ajuta la definirea regimului vântului întâlnite de către un rotor tipic al turbinei sale trecut peste suprafață.
10 M: Aceasta este masuratoarea universala standard meteorologice a înălțimi de măsurare. Totuși, în locurile în care interferențele locale de vegetație (de ex. , padure) la această înălțime este inevitabila, o alternativă de nivel scăzut la înălțimea de 10 m deasupra padurii pot fi utilizate.
Aceste înălțimi semnificative de masurare devin frecvent observate și se va face referire la acest manual. Puteți selecta inaltimi suplimentare sau alternative .
6.1.2 Direcția vântului
Pentru a defini direcția predominantă a vântului, paletele de vant trebuie să fie instalate la toate nivelurile semnificative de monitozare.Este important informatiile de frecventa pentru directia vantului si pentru identificarea formei si orientarea terenului preferat si pentru optimizarea schemei de turbinele eoliene intr-o ferma eoliana.
6.1.3Temperatura aerului
Temperatura aerului este un factor important al mediului de operare intr-o fermă eoliană, si este normal măsurată fie în apropierea nivelului solului (2 – 3 m), sau în apropierea înălțimea butucului. În majoritatea locurilor în apropierea nivelului solului temperatura medie a aerului va fi in 1 °C la înălțimea butucului. Ea este de asemenea utilizată pentru a calcula densitatea aerului, o variabilă necesara pentru estimarea densitatii puterii vantului și a puterii de ieșire a turbinei eoliane.
Tabel 6 Parametri de baza masurati
6.2 Parametrii optionali
Vă puteti extinde efortul de monitorizare pentru a include parametrii de măsurare suplimentari.Parametrii optionali posibili sunt prezentati si sumarizati si in detaliu mai jos
6.2.1 Radiația solară
Radiația solară atunci când este utilizată împreună cu viteza vântului și ora din zi, poate fi de asemenea un indicator de stabilitate atmosferică și este folosit în modelarea numerică debit a vântului.Înălțimea recomandată de măsurare este de 3 până la 4 m deasupra solului.
6.2.2 Viteza verticala a vantului
Acest parametru oferă mai multe detalii despre turbulențele unei locații și poate fi un bun prezicător al încărcăturii turbinei eoliene. Din timpuri, acest parametru a fost o cercetare a măsurări, dar și ca dezvoltarea energiei eoliene se întinde în noi regiuni ale țării, informațiile regionale asupra vitezei vântului vertical pot deveni importante.Pentru a măsura componenta vântului vertical „w” ,ca un indicator al vitezei vântului ,un anemometru „w” ar trebui să fie situat lângă baza de sus a nivelului de monitorizare a vitezei vântului.
6.2.3 Schimbarea de Temperatura corelat cu inălțime
Această măsurătoare, de asemenea, menționată ca temperatura delta (∆T), oferă informații despre turbulențe și din timpuri a fost utilizată pentru a indica stabilitatea atmosferică. Un set de senzori de temperatură trebuie să fie situată în apropierea nivelelor inferioare și superioare de măsurare fără a interfera cu măsurătorile de vânt.
6.2.4 Presiunea barometrica
Presiunea barometrică este utilizată cu temperatura aerului pentru a determina densitatea aerului. Este dificil să măsuram precis în medii de vânt din cauza presiunilor dinamice induse când vântul curge peste o incintă de instrumente. În interior sau mediu de birou este preferată o setare pentru un senzor de presiune. Prin urmare, cele mai multe utilizate programe de evaluare a resurselor nu măsoară presiunea barometrica și în loc sa utilizeze datele luate de către o stație de Serviciul Național Meteo regional, care este apoi ajustată în funcție de altitudine.
Tabel 7 Parametri opționali măsurați
6.3 Parametri înregistrați și intervalele prelevare
Parametrii măsurati care sunt prezentati în această secțiune reprezintă funcții de procesare internă de date active. Toți parametrii trebuie să fie prelevati o dată la fiecare una sau două secunde și înregistrate ca valori medii, abateri standard și valorile minime și maxime. Înregistrarea datelor ar trebui să fie de serie în natură și desemnat de un timp corespunzător și data ștampila.
6.3.1 Media
Valoarea medie trebuie să fie calculată pentru toți parametrii pe bază de zece minute, care este în prezent în perioada standardului internațional de măsurare a vântului. Cu excepția de direcția vântului, media este definita ca media tuturor probelor. De direcția vântului, media ar trebui să fie o valoare unitate vector (rezultat). Datele medii sunt utilizate în raportarea variabilitatea vitezei vântului, precum și distribuției vitezei vântului și de frecvență direcției.
6.3.2 Abaterea standard
Abaterea standard trebuie să fie determinată atât pentru viteza vântului și direcția vântului și este definita ca fiind adevărata abatere standard a populației (σ) pentru toate una sau două probe doua din fiecare interval de mediere. Abaterile standard de viteza a vântului și direcția vântului sunt indicatori ai nivelului de turbulență și stabilitate atmosferică. Abaterea standard este de asemenea utilă în detectarea suspect sau date eronate la validarea valori medii.
6.3.3 Maxime și minime
Valorile maxime și minime ar trebui să fie determinate de viteza vântului și temperatura de cel puțin zilnic.Maxim (minim) este definită ca valoarea cea mai mare (mai mica) unul sau doi,a doua citire observata în perioada de preferat. Direcția coincide corespunzător maxim (minim) vitezei vântului ar trebui, de asemenea, înregistrate.
Tabel 8 Parametri de baza si optionali
6.4 Parametri suplimentari pentru a clasifica locațiile cu resurse de energie eoliană
Scopul principal al programului de măsurare a vântului recomandat până acum este de a colecta date pentru utilizarea în aplicații de bază de evaluare a resurselor eoliene. Cu toate acestea, prelucrarea suplimentară a acestor date pentru a înregistra timp de zece minute viteze maxime ale vântului și diferențele de viteză ale vântului între nivelurile de măsurare ar putea oferi noi informații pentru a fi utilizate în clasificarea detaliată de locații de energie eoliene. Așa cum este descrisă mai jos, aceste clasificări în conformitate cu noile standarde ale Comisiei Electrotehnică Internațională (IEC) pentru ambele locatii eoliene și turbine eoliene:
-Valoarea maxima de o secunda a vitezei vantului corespunde cu directia vantului corespunzatoare cu viteza inregistrata ka fiecare interval de zece minute.
-Diferența de viteză a vântului între două anemometre instalate la înălțimi diferite, ar fi determinată. Medie, deviația standard, iar valorile maxime ale diferențelor de viteză de o secundă ar fi înregistrat pentru fiecare interval de zece minute. Pentru anemometre instalate la înălțimi de 10 m, 25 m, și 40 m, diferența de viteză ar fi determinată de trei straturi înălțime: 10 m la 40 m, 10 m și 25 m, și 25 m 40 m.
7.Instrumente și instalații de monitorizare a stațiilor
Instrumentele utilizate într-un program de evaluare a resurselor eoliene trebuie să îndeplinească toate obiectivele de monitorizare a datelor. De exemplu, echipamentul ar trebui evaluat în mod fiabil parametrii selectați de la înălțimile prescrise pentru întreaga durată de monitorizare și la nivelurile specificate de recuperare de date și de precizie. Ar trebui să fie, de asemenea, adaptate la mediul de la locul destinat și depărtarea. Echipamentul trebuie să fie, de asemenea, dovedit, la prețuri accesibile, și ușor de utilizat. Sisteme de monitorizare complete pot fi achiziționate de la un singur furnizor sau componente combinate din cele diferite.
7.1 Senzorii de bază
Senzori meteorologici sunt conceputi pentru a monitoriza parametrii specifici de mediu. Această secțiune descrie instrumente de măsurare a vitezei vântului, direcția vântului, și temperatura aerului.
7.1.1 Viteza vântului
Cupa sau elice anemometre sunt tipurile de senzori cel mai frecvent utilizate pentru măsurarea viteza aproape orizontală a vântului:
Cupa anemometru: Acest instrument este format dintr-un ansamblu cupă (trei sau patru cupe) conectate central la un arbore vertical de rotație. Cel puțin o cupa se confruntă întotdeauna cu vânt din sens opus. Forma aerodinamică a cupelor convertește forța de presiune a vântului in cuplu de rotație. Rotația cupei este aproape proporțională cu viteza vântului într-un interval specificat. Un traductor în anemometru transformă această mișcare de rotație într-un semnal electric, care este trimis printr-un fir la un logger de date.
Figură 10 Anemometru cu cupă
elicea anemometru: Acest instrument constă dintr-o elice (sau prop) montat pe un ax orizontal și care este orientată în vânt, prin utilizarea unei coadă cu palete.Elicea anemometrului generează, de asemenea, un semnal electric proporțional cu viteza vântului.
Figură 11 Anemometru cu elice
Deși cele două tipuri de senzori diferă oarecum în reacție la fluctuațiile de viteză a vântului, nu există nici un avantaj clar de un singur tip asupra celeilalte. În practică,cel de tip cupă este cel mai frecvent utilizat pentru evaluarea resurselor.
Tabel 9 Specificațiile senzorilor de bază
Atunci când se alege un model de anemometru, ar trebui să fie luate în considerare următoarele:
Destinația aplicări : Anemometrele destinate utilizării la viteze scăzute a vântului, cum ar fi studii de poluare a aerului, sunt de obicei realizate din materiale ușoare. Acestea nu sunt, probabil, potrivite pentru medii cu vânt puternic sau gheață.
Pragul de pornire: Acest minim este viteza vântului la care anemometrului începe să își mențină rotația. În scopul evaluării resurselor eoliene, este mai important pentru anemometrului de a rezista la rafală de vânt de până la 25 m/s decât să fie sensibilă la vânt sub 1 m/s.
Distanța Constantă: Aceasta este distanța de aer ce se deplasează dincolo de anemometru în timpul necesar cupei sau elicei pentru a ajunge la 63% din viteza de echilibru după o schimbare radicală în viteza vântului. Aceasta este "timpul de răspuns", a anemometru la o schimbare în viteza vântului. Constanta distanță mai este de obicei asociate cu anemometre mai grele; inerția le face să dureze mai mult pentru a încetini atunci când vântul scade. Anemometre cu constante pe distanțe mari poate supraestima viteza vântului.
Fiabilitate și întreținere: senzorii de vânt sunt mecanici și în cele din urmă uzură, deși majoritatea au speciale cu durată lungă de viață (doi ani +) rulmenții.
7.1.2 Direcția vântului
O giruetă este utilizată pentru a măsura direcția vântului. Tipul cel mai familiar folosește un fir conectat la un ax vertical. Paleta caută în mod constant o poziție de forță de echilibru prin alinierea sa în vânt. Cele mai multe palete eoliene folosesc un traductor de tip potențiometru care emite un semnal electric în raport cu poziția de palete. Acest semnal electric este transmis prin cablu la înregistrator de date și se referă poziția paletei de la un punct de referință cunoscut (de obicei adevăratul nord). Prin urmare, alinierea (sau orientarea) din girueta la un punct de referință specificat este important.
Înregistratorul de date furnizează o tensiune cunoscută în întreagul element potențiometru și măsoară tensiunea în cazul în care în contactele brațului ștergătorului și un element conductor. Raportul dintre aceste două tensiuni determină poziția paletei eoliene. Acest semnal este interpretat de sistemul de înregistrare de date, care utilizează raportul și compensarea, pentru a calcula direcția vântului real. Elementul electric a potențiometrului liniar nu se referă la un plin de 360 °. Această zonă "deschisă" este o bandă de insensibilitate de palete eoliene. Când brațul ștergătorului este în acest domeniu, semnalul de ieșire este aleatoare.
7.1.3 Temperatura aerului
Un senzor de temperatură a aerului ambiant tipic este compus din trei părți: traductor, un dispozitiv de interfață, și un scut de radiații.Traductorul conține un element de material (de obicei, nichel sau platină), cu o relație între rezistență și temperatura sa. Termistori, detectoare termice rezistență (RTD), și semiconductori sunt tipurile comune de elemente recomandate pentru utilizare. Valoarea rezistenței este măsurată de logger de date (sau un dispozitiv de interfață), care utilizează o ecuație cunoscută pentru a calcula temperatura reală a aerului. Traductorul este găzduit într-un scut de radiatii pentru a se proteja de radiațiile solare directe. Un scut comun de radiații este de tip Gill, multi-strat, scutul pasiv.
7.2 Senzori opționali
În plus față de măsurătorile necesare, ați putea dori să includă senzori opționali pentru radiația solară, viteza vântului vertical, T, și presiunea barometrică. Tabelul 10 listează specificațiile nominale pentru acești senzori.
Tabel 10 Specificații pentru senzori de bază
7.2.1 Radiația solară globala
Un piranometru este utilizat pentru a măsura radiațiile la nivel mondial, sau totală,radiația solară, care combină lumina directă a soarelui și radiațiile difuze ale cerului . Un tip comun foloseste o fotodiodă, care generează o tensiune mică (milivolți), într-o rezistență fixă proporțională cu cantitatea de radiatii solare (expunere la soare).Piranometrul recomandat, de LI-COR model Li-200S, este un senzor de fotodiodă. Un alt tip comun folosește un termofilă, un grup de senzori termici, care reacționează la energia radiantă și să producă o tensiune proporțională cu temperatura.
Un curent de ieșire este măsurat de la ambele tipuri deînregistrare de date (sau dispozitivul de interfață), care foloseste un multiplicator cunoscut și compensat pentru a calcula radiația solară globală. Curentul de ieșire este de obicei foarte mic (microamps sau mai puțin). În mod normal, aparatul de măsură va avea o "cădere" rezistor și un amplificator care condițiile pentru a obține semnalul de ieșire interval adecvat.
"W" Anemometru
Elicea anemometrului este potrivită în special pentru măsurarea componentei verticale a vântului. Acesta constă dintr-o elice montată pe un braț vertical fix. Senzorul necesită un traductorul care se poate referi electric atât la direcția de rotație (indicativ de mișcare în sus sau în jos) și viteza elicei. Acest semnal este de obicei o tensiune de curent continuu polarizat care este interpretat de către sistemul de înregistrare a datelor (sau dispozitivul de interfață). Polaritatea indică direcția de rotație; magnitudinea indică viteza de rotație. Înregistrarea de date utilizeaza apoi un factor de multiplicare cunoscut și compensat pentru a calcula viteza reală a vântului vertical.
Figură 12 Anemometru W
7.2.2 Senzorul de temperatură Delta
Parametrul T este utilizată pentru a determina stabilitatea atmosferică și este definită ca diferența de temperatură dintre o pereche de subsisteme de detecție de temperatură situate la înălțimi diferite . Tipurile de senzori citate anterior sunt aplicabile și sunt , de obicei, testate într-un interval specificat și adaptate de către producător . Subsisteme identice sunt necesare din cauza erorilor inerente în metoda și echipamentul utilizat . Dacă doriți să fie conforme cu liniile directoare riguroase citate în Manualul deEPA de Asigurare a Calității ( 1989) , eroarea maximă admisă este de 0,003 AT ° C / m . Folosind configurația nivelurilor de monitorizare de 10 m și 40 m ,eroarea admisibila ar fi de aproximativ 0,1 ° C , ceea ce este destul de mic . Pentru a minimiza erorile cauzate de factorii de mediu , cum ar fi lumina directă a soarelui , două înălțimi de monitorizare ar trebui să utilizeze echipamente identice , astfel încât acestea să răspundă în mod similar la condițiile de mediu . În cazul în care diferența dintre cele două valori este luată , ambele erori sunt cam la fel și se anulează reciproc în ecuație . Pentru a reduce erorile de radiații în toate condițiile , un scut de radiații care utilizează fie forțată este necesar ( mecanic ) sau naturale ( pasiv ) aspirație . Pentru a satisface liniile directoare EPA , este necesar în mod normal aspirație forțată .
7.2.3 Senzori de presiune barometrica
Un barometru măsoară presiune atmosferică (barometrică). Mai mulți senzori de presiune barometrică sunt disponibili comercial. Cele mai multe modele folosesc un traductor piezoelectric, care oferă un standard de ieșire pentru un logger de date. Acest lucru poate necesita o sursă de alimentare externă pentru a funcționa în mod corespunzător. Din nou, se consulte cu producătorul înregistrare de date pentru a determina un model de senzor compatibil.
7.3 Înregistrarea de date
Furnizori de software de date (sau de înregistrare de date), vin într-o varietate de tipuri și au evoluat de la simpla înregistrare pe bandă la carduri integrate electronice la bord pentru computere personale. Mulți producători oferă sisteme complete de arhivare a datelor, care includ de stocare periferice și dispozitive de transfer de date.
Date inregistratare automate pot fi grupate prin metoda lor de transfer de date, fie în câmp sau la distanță. Cei care dispun de telefon la distanță modem sau telefon celular transfer de date avansate vă permit să obțineți și inspectați datele stocate fără a face vizite frecvente. Secțiunea 5.5 oferă informații detaliate despre transferul de date opțiuni de echipamente.
Înregistrarea de date ar trebui să fie electronică și compatibile cu tipurile de senzori, numărul de senzori, parametri de măsurare, precum și intervalele de prelevare de probe și de înregistrare dorite. Ar trebui să fie montate într-o, bine-apă, carcasă electrice blocabil non-coroziv pentru sine și a echipamentelor periferice proteja de mediul înconjurător și de vandalism. Ar trebui, de asemenea:
• Să fie capabil de a stoca valori de date într-un format de serie si cu timpul corespunzător
și ștampile cu data
• Contribuie erorile neglijabile la semnalele primite de la senzorii
• Au o capacitate de stocare de date interne de cel puțin 40 de zile
• Utilizați în aceleași medii extreme ca cele enumerate în tabelul 5.1
• Oferta de accesat mass-media de stocare a datelor
• Operarea pe baterie.
7.4 Dispozitive de stocare a datelor
Datele înregistrate electronic fiecare are un anumit tip software de operare care include un mic tampon intern de date elementare pentru a stoca temporar (de ex. , o dată pe secundă) date. Algoritmii utilizați de acest tampon intern pentru a calcula și înregistrare a datelor parametrilor doriți. Valorile datelor sunt stocate într-una din cele două formate de memorie. Unele date înregistratate automat au un program intern fix care nu pot fi modificate; altele sunt interactive de utilizator și poate fi programat pentru o anumită sarcină. Acest program, și tampon de date, sunt de obicei stocate în memorie volatilă. Dezavantajul lor este ca au nevoie de o sursă de alimentare continuă pentru a păstra datele. Datele inregistratate automate care încorporează utilizarea de baterii de rezerva interne sau de utilizarea memoriei nevolatile sunt disponibile. Ele sunt preferate, deoarece datele nu pot fi pierdute din cauza pentru tensiunea scazuta a bateriei.
7.4.1 Prelucrarea și stocarea datelor
Metode de procesare și stocare a datelor depinde de înregistratorul de date ales. O înțelegere de bază a modului în care datele proceselor de logare este important cu privire la aspectele legate de protecția datelor. Există două formate utilizate de obicei pentru înregistrarea și stocarea de date, memorie inel și umple și se va opri.
Memoriede tip inel : În acest format, arhivarea datelor este continuă. Cu toate acestea, o dată ce memoria disponibilă este umpluta la capacitate, cele mai recente date inregistrate sunt scrise peste cele mai vechi. Setul de date trebuie să fie recuperate înainte ca, capacitatea de memorie a dispozitivului de stocare este atins.
Memorie de tip Umpleți și Opriți : În această configurație, odată ce memoria este umpluta la capacitate, datele suplimentare nu sunt arhivate. Acesta oprește in mod eficient procesul de înregistrare a datelor până când mai multă memorie devine disponibila. Dispozitivul trebuie să fie înlocuit sau descărcat și ștearsă înainte de inregistrarea automata a datelor poate arhiva date noi.
7.4.2 Dispozitive de stocare
Majoritatea producătorilor oferă mai multe opțiuni pentru dispozitivele de stocare a datelor.Cele mai frecvente utilizate sunt prezentate în tabelul urmator:
Tabel 11 Dispozitive de stocare a datelor
7.5 Echipamentul de transfer date
Selecția unui transfer de date și de procesul de gestionare și modelul înregistratarii de date, va depinde de resursele și cerințele dumneavoastră. Ca o regula, se lucreze cu producatorul atunci când selectarea echipamentului dumneavoastră. Unii furnizori mai permite să vă testați sistemul lor inainte de a cumpara.
Datele sunt de obicei preluate și transferate la un calculator, fie manual sau de la distanță.
7.5.1 Transfer manual de date
Această metodă necesită vizite la locatie pentru transferul de date. De obicei acesta implică doi pași:
demontați și înlocuiți dispozitivul de stocare curente (de ex. , card de date ) sau transfera date direct la un laptop;
încărcați datele la un computer central într-un birou.
Avantajul este că metoda manuală vizuală promoveaza o inspecție la fața locului a echipamentului. Dezavantajele includ date suplimentare de gestionare a pașiilor (mărind astfel pierderea potențială de date) si vizite frecvente la locatie.
7.5.2 Transfer de date la distanță
Transferul de la distanță necesită un sistem de telecomunicatii de legaturi pe teren intre inregistratorul de date si calculatorul central. Sistemul de comunicații poate încorpora cablu direct, cablare, modemuri, linii telefonice, telefon celular echipament, sau RF echipamentului de telemetrie, sau o combinatie ale acestora. Un avantaj al acestei metode este că puteți extrage și sa inspectați date mai frecvent decât puteți efectua vizite. Acest lucru vă permite să identificați și rezolvați prompt problemele locatiei. Dezavantajele includ costul si timpul necesar pentru achiziționarea și instalarea de echipamente. Acest lucru se poate dovedi sa fie viabile pe termen lung dacă monitorizarea datelor depistezi problemele devreme și sunt repede remediate.
Există două tipuri de bază de recuperare de date de la distanță:
cele care cere utilizatorului să inițieze comunicațiilor (apela),
altele care intră în contact calculatorul central, prin intermediul link-ul (telefonul de acasă), ambele la intervale prescrise.
Primul tip necesită pentru a supraveghea operațiunea de telecomunicații. Vă iniția comunicații de înregistrare de date în domeniu,să descărce datele, să verifice transfer de date, și să ștergă memoria înregistrată. Unele modele de date de logare apeluri pierdute sunt compatibile cu terminale pachete software de emulare pe calculator cu caracteristici lot de asteptare. Chemarea lotului automatizează procesul de transfer de date prin inițierea secvenței de apelare modem la un interval prescris pentru secvența prin diverse locații de monitorizare. Programe de lot pot fi, de asemenea, scrise pentru a include rutine de verificare a datelor. Ar trebui să se consulte cu producătorii înregistrarii de date pentru a determina compatibilitatea echipamentelor lor cu această caracteristică benefică.
Înregistratorul de date de tip telefon acasă apelează automat calculatorul central pentru transferul de date. Un singur calculator personal poate comunica cu un numar mai mare de locații în modul de apel în raport cu modul de telefon acasă. În acest ultim caz, suficient timp trebuie să fie alocat pentru fiecare apel de a ține cont de o perioadă normală de transfer de date și mai multe încercări de încercări nereușite de transfer.
Telefon celular sunt date înregistratoare automate câstigă popularitate astăzi pentru ușurința de utilizare și preț rezonabil. Aveți nevoie pentru a determina cerințele minime de putere a semnalului de înregistrare de date și se referă la faptul că testarea pe teren real atunci când cercetarea acestui tip de sistem . Un telefon portabil poate fi utilizat la amplasamentul propus pentru a determina puterea semnalului a companiei de celulare . Locațiile care se confruntă cu semnal foarte slab poate fi îmbunătățită prin selectarea unei antene cu câștig mai mare . Linii directoare pentru stabilirea unui cont de celulare sunt , de obicei, furnizate de către înregistratorul de data . Lucrează îndeaproape cu compania dumneavoastră și furnizorul de telefonie celulară pentru a rezolva orice întrebări înainte de a începe să monitorizeze . Pentru a evita conflictele cu utilizarea rețelei celulare locală sau regională , trebuie să programați transferurile de date în timpul orelor in afara orelor de vârf . Acest lucru are de multe ori un avantaj economic , cu cât mai multe rețele celulare oferă reduceri pentru volum afara orelor de vârf de utilizare .
În plus ,capacitatea de a efectua transferul de date frecvent va maximiza recuperarea datelor .
7.6 Surse de Alimentare Suplimentare
Toate sistemele electronice de inregistrare de date necesită o sursă principală de alimentare care este dimensionată pentru a satisface total cerințele de putere a sistemului. O sursă de alimentare de rezervă trebuie inclusă pentru a minimiza șansele de pierdere a datelor cauzată de căderi de tensiune. Copierea de siguranță în sistem trebuie concepută cu obiectivul de a salva datele stocate. Acest lucru poate fi realizat prin închiderea dispozitivelor periferice (modemuri, telefoane celulare, și alte date echipamentului de transfer) la un nivel de tensiune scăzută desemnată, sau izolarea speciala a sursei de alimentare ce este dedicata pentru protejarea datelor.
Majoritatea sistemelor oferă o varietate de opțiuni, inclusiv bateria cu durată lungă de viață litiu baterii plumb-acid sau celulele cu diverse opțiuni de încărcare (AC sau energie solară). Bateriile nichel cadmiu nu menține o încărcare bine la temperaturi scăzute. Exemple de surse de alimentare sunt prezentate mai jos.
7.6.1.Sursa de alimentare AC (curent alternativ)
De curent alternativ (printr-un transformator de putere) ar trebui să fie utilizate ca sursă directă de energie sistem numai în cazul în care o baterie de rezervă este disponibil. În acest caz, ar trebui să utilizați de curent alternativ pentru modul de încărcare a bateriei de stocare, care asigură alimentarea inregistrari de date. Asigurați-vă că pentru a instala un dispozitiv de protecție împotriva supratensiunii / vârf pentru a proteja sistemul de tranzitorii electrice. În plus, asigurați-vă că ambele sisteme sunt legate în mod corespunzător la un numitor comun pământ.
7.6.2 Baterie plumb-acid
O descărcare profundă, de tip gel acumulator plumb acid este sursa de energie preferată. Acesta rezistă la cicluri repetate de descărcare și de reîncărcare fără a afecta în mod semnificativ capacitatea de stocare a energiei bateriei. De asemenea, oferă o marjă de siguranță într-o baterie de acid umed, deoarece acidul este conținut într-un gel și nu poate fi ușor vărsat. Folosiți întotdeauna cu prudență atunci când se lucrează cu baterii pentru a evita un scurt-circuit între bornele bateriei.
7.6.3 Energie Solară
Opțiunea de reîncărcare solară este un mod convenabil de a reîncărca o baterie plumb-acid când sursa de CA nu este disponibilă. Panoul solar trebuie să furnizeze suficientă putere pentru a reîncărca bateria și de a menține puterea de sistem în timpul perioadelor lungi de condiții solare mici (de exemplu, luna de iarnă). Ca măsură de precauție, bateria ar trebui să fie dimensionate pentru a oferi cel puțin o săptămână de la capacitatea de rezervă pentru a alimenta întregul sistem, fără reîncărcare. Asigurați-vă că panoul solar este protejat cu polarizare inversă a diodei pentru a preveni consum de energie de la baterie pe timpul noapți. În plus, panou solar trebuie să includă un regulator de tensiune la tensiuni de alimentare compatibile cu bateria și pentru a preveni supraîncărcarea.
7.7 Precizia și Fiabilitatea Sistemului de Măsurare
7.7.1Acuratețea
Acuratețea oricărui sistem este determinată de cea mai slabă verigă a sa, sau mai puțin exactă a organului. Este, de asemenea, influențată de complexitatea sa, numărul total de componente sau legături. Măsurarea vitezei vântului, de exemplu, necesită ca mai multe elemente (senzor, cablare și înregistratorul de date), fiecare potențial care contribuie cu o eroare (sau inexactitate) pentru parametrul măsurat, fie interconectate. Combinația acestor erori va determina o eroare de sistem pentru acest parametru. Erorile fizice reprezentate de subsistem (senzori) reprezinta principala preocupare, deoarece cele asociate cu subsistemul electronic sunt de obicei neglijabila (sub 0,1 % ).
Eroare de sistem este diferența (sau inexactitatea) între măsurarea raportata și standardul acceptat (sau valoarea reală). Folosind viteza vântului din nou, ca un exemplu,inexactitatea sistemului raportată în viteza vântului trebuie să fie mai mica sau egala cu 3% dinvaloarea reală a vitezei vântului la viteze ale vântului de 4,5 m / s (10 mph) și mai mare. Acest lucru permite o fereastră de eroare de 6% (± 3%) centrat despre viteza vântului adevărată.
Precizie este de obicei exprimată în trei moduri:
Ca o diferență (ca în, de temperatură, ≤ 1 ° C), calculat ca
(Valoare măsurată – Valoarea Standard acceptata )
diferență declarată ca procent din valoarea standard acceptate (ca, de viteza vântului, ≤3 % ), calculată ca:
Raportul de acord afirmat ca procent din valoarea standard acceptat (ca în, acuratețe de 95%), calculat ca
Acuratetea este adesea confundat cu precizia. Precizia sistemului (uneori exprimată în termeni de abatere standard) este măsura de comun acord între valorile repetate în condiții constante. Cu alte cuvinte, este o comparație a unei valori măsurate față de valoarea medie.
7.7.2Fiabilitatea
Fiabilitatea sistemului este măsurarea capacitați unui sistem de a furniza în mod constant date valabile pentru un parametru peste gama de măsurare. Vânzătorii testeaza, de obicei, fiabilitatea echipamentelor lor pentru a determina ciclul de viață al produsului. Acestea vor oferi de multe ori informații în ceea ce privește un timp mediu între defecțiuni în anumite condiții. În general, cel mai bun indiciu de fiabilitate unui produs este istoria sa de performanță. Adresați-vă furnizorul despre câteva referințe. Procedurile de asigurare a calității cuprinde și senzori redundante sunt două dintre cele mai bune modalități de a îmbunătăți fiabilitatea sistemului.
7.8 Instalarea Staților de Monitorizare
Faza de instalare a programului de monitorizare poate continua odată ce procesul de selecție amplasamentului a fost finalizat și echipamentul necesar achiziționat. Acest capitol oferă instrucțiuni de instalare privind achizițiile echipamentelor, de inspecție și de pregătire, aspectul amplasamentului, instalarea turnului, senzori și instalarea echipamentelor, punerea amplasamentului în funcțiune, și documentarea.
Echipamente achizitionate
Elemente specifice programului de monitorizare a vântului care ar trebui să fie incluse sau abordate în procesul de achiziții echipamente sunt:
• Echipamente și senzor, lista caietul de sarcini
• tipurile și cantitățile de senzori, inclusiv piese de schimb
• tipul de turn și înălțimea
• parametri de măsurare și înălțimi
• interval de eșantionare și înregistrare
• cerințele de procesare a datelor inregistrate : mediu orar și standard de
abatere, plus valorile minime și maxime de zi cu zi
• documentație Calibrarea senzorului
• toleranță de mediu a condițiilor așteptate
• tipul inregistrari datelor: manual sau de telecomunicații
• Tipul de sol pentru selectarea ancoră adecvate
• Informații despre garanție
• Suport pentru produse
• Data de livrare.
7.9 Determinarea Nordului Real
Determinarea nordul real (nu nordul magnetic), și, astfel, lagărele amplasamentului, este esențială pentru orientarea senzorului corect. De asemenea, este util în timpul fazei de aspect al turnului, al procesului de instalare. Pentru a obține adevăratul nord de la citirea unei busole (nord magnetic), declinației magnetice locale (în grade) trebuie să fie mai întâi cunoscute. Această valoare, sau de corecție factor, pot fi găsite pe hărți topografice sau isogonic ale zonei (Figura 6.1).
Cum se aplică acest factor de corecție depinde de localizarea site-ul cu privire la polul nord magnetic. Declinația pentru amplasarile situate la est de polul nord magnetic va fi exprimată ca numărul de grade nord magnetic, care este la vest de adevărat nord. Pentru acest caz adevărat rulmentul nord este egală cu declinația nordul magnetic. Declinația pentru amplasamente situate la vest de polul nord magnetic va fi exprimată ca numărul de grade nord magnetic, care este la est de adevărat nord. În acest caz, adevăratul lagăr de nord este egală cu de 360 minus declinația magnetica locala. De exemplu, dacă un amplasamanet este situat la est de polul nord magnetic și declinarea locală magnetica este de 10 grade, lagărul de adevărat nord este pur și simplu de 10 . În cazul în care site-ul a fost la vest de polul nord magnetic, lagărul de adevărat nord-ar fi de 350 (360 – 10 ).
Posibilitatea de eroare în determinarea adevărat nord de tehnici de busolă poate fi redusă prin utilizarea unui receptor GPS. De fapt, un receptor GPS poate indica nordul geografic în absența unei busole sau informații declinarea magnetică. Un receptor de mână pot fi achiziționate pentru mai putin de 200 dolari.
8. Determinarea nordului real
Determinarea nordul real (nu nordul magnetic), și, astfel, lagărele amplasamentului, este esențială pentru orientarea senzorului corect. De asemenea, este util în timpul fazei de aspect al turnului, al procesului de instalare. Pentru a obține adevăratul nord de la citirea unei busole (nord magnetic), declinației magnetice locale (în grade) trebuie să fie mai întâi cunoscute. Această valoare, sau de corecție factor, pot fi găsite pe hărți topografice sau isogonic ale zonei (Figura 6.1).
Cum se aplică acest factor de corecție depinde de localizarea site-ul cu privire la polul nord magnetic. Declinația pentru amplasarile situate la est de polul nord magnetic va fi exprimată ca numărul de grade nord magnetic, care este la vest de adevărat nord. Pentru acest caz adevărat rulmentul nord este egală cu declinația nordul magnetic. Declinația pentru amplasamente situate la vest de polul nord magnetic va fi exprimată ca numărul de grade nord magnetic, care este la est de adevărat nord. În acest caz, adevăratul lagăr de nord este egală cu de 360 minus declinația magnetica locala. De exemplu, dacă un amplasamanet este situat la est de polul nord magnetic și declinarea locală magnetica este de 10 grade, lagărul de adevărat nord este pur și simplu de 10 . În cazul în care site-ul a fost la vest de polul nord magnetic, lagărul de adevărat nord-ar fi de 350 (360 – 10 ).
Figură 13 Determinarea Nordului Real
Posibilitatea de eroare în determinarea adevărat nord de tehnici de busolă poate fi redusă prin utilizarea unui receptor GPS. De fapt, un receptor GPS poate indica nordul geografic în absența unei busole sau informații declinarea magnetică. Un receptor de mână pot fi achiziționate pentru mai putin de 200 dolari.
9. Colectarea datelor, validarea , procesarea și raportarea datelor
9.1 Colectarea si manipularea datelor
Culegerea de date și manipularea elementelor sistemului de monitorizare trebuie să conțină proceduri care oferă un nivel înalt de protecție a datelor. În general, procedurile trebuie să fie conforme cu cele specificate producătorul de date și reflectă bun simt. Acest capitol subliniaza aspectele cheie ale aceastei sarcini, inclusiv în domeniul de stocare de date (date neprelucrate), recuperarea datelor și frecvență, de protecție a datelor și documentație.
9.1.1 Stocarea datelor brute
Datele care nu au fost supuse unui proces de validare sau de verificare sunt frecvent menționate ca date brute, care sunt de obicei stocate ca date inregistrate în format binar.Dispozitivul de stocare trebuie să fie non-volatil, prin care capacitatea de a stoca date nu este afectată de o pierdere a puterii sistemului.
Tipuri stocare de date
Fiecare tip de stocare a datelor disponibile și metoda de transfer a datelor corespunzatoare are cerinte specifice cu diferite avantaje și dezavantaje.
Dispozitive Semiconductoare: datele pot fi citite la calculatorul central cu ajutorul software furnizate de producător
Card de date: software-ul special și un dispozitiv de citire card de date pot fi necesare pentru a transfera date.
Suporturi magnetice: software și echipamente speciale sunt necesare pentru a citi și transferul de date din banda la calculatorul central.
Datele EEPROM Cip: software-ul producatorului si un dispozitiv de citire EEPROM sunt necesare pentru transferul de date.
Calculator portabil: cablare speciala, dispozitivul de interfață, sursa de alimentare externă, și/sau software pot fi cerute.
9.1.2 Capacitatea de stocare a datelor
Capacitatea de stocare necesar depinde de intervalul mediu, numărul de canale de inregistrari de date active, iar orice procesare suplimentară, cum ar fi inregistrarea parametriilor suplimentari prezentati în secțiunea 4.4. Producătorii oferă, de obicei, tabele sau metode pentru calculul aproximativ de capacitati de stocare disponibilă în zile pentru diferitele configurații de memorie. Tabelul 8.1 prezintă exemple de informații pentru o capacitate de stocare pentru un card de date de 256 KB pentru înregistrare, fie intervale de de zece minute sau orar. Conform tabelului , o configurație a stației de monitorizare a șapte canale active ( trei pentru viteza vantului , trei de direcția vântului , și unul pentru temperatura) prelucrate la un interval de zece minute de mediere are o capacitate de stocare de aproximativ 58 de zile. În cazul în care un piranometru opțional și un anemometru redundante sunt incluse , capacitatea de stocare scade la 49 zile . Amintiți-vă acestea sunt capacități de stocare aproximative ; nu ajung pe zi 48 pentru a descărca date . Pentru a fi în siguranță , să se consulte cu producătorul inregistratorului de date cu privire la nevoile de capacitate și să își asume o reducere a capacității de stocare de așteptat cel puțin o săptămână .
Tabel 12 Capacitatea de stocare în zile a cardului de 256 kB
Cerințele minime de capacitate de stocare depinde de durata maximă de timp dintre date transferuri. Estimările de capacitate ar trebui să ofere, de asemenea, pentru întârzieri în recuperarea de date brute a unei locați. Capacitatea minimă de depozitare de înregistrare a datelor ar trebui să fie 40 de zile. Acest lucru reflectă un interval de transfer de date de o lună (31 de zile), cu o suplimentare de nouă zile pentru a răspunde și de problemele corecte. Planul în consecință și cu înțelepciune.
9.1.3 Recuperarea datelor
Selectarea unui proces de transfer de date și manipularea (manual sau de la distanță), și, astfel, modelul de logger de date, va depinde de cerințele dumneavoastră. Următoarele puncte ar trebui să fie luate în considerare în timpul procesului de selecție:
disponibilitatea personalului
timpul de călătorie pana la locatie
accesibilitatea locatiei pe tot parcursul anului
Disponibilitatea serviciului de telefonie mobila
Costul Echipamentului
nevoile de energie ale locatiei
Ușor de utilizat
Sisteme de sprijin necesare (calculatoare, modemuri, de analiză și software-ul de prezentare, etc.)
9.1.4 Frecventa recuperarii de date
Un factor-cheie în atingerea unui nivel ridicat de date complete este capacitatea de a identifica potențialele probleme și să inițieze rapid un răspuns. Transferul de date și analiză sunt mijloacele de ordinul întâi de atingere a acestui scop. Un program regulat a locatiei de transferuri de date, sau download-uri, ar trebui să fie dezvoltat și menținut. Intervalul maxim recomandat de descarcare manuala este bi-săptămânal. Pentru sisteme de transfer de date de la distanță, o rată de recuperare pe săptămână poate fi suficient, dar un interval mai scurt, cum ar fi de două zile, pot fi necesare pentru a transfera cu succes seturi de date de mari dimensiuni asociate cu zece minute de mediere de date.
Pot apărea situații care justifică transferuri suplimentare de date. De exemplu, nereguli ale senzorului de date poate deveni evident în timpul revizuirii datelor site-ului. Schimbarile de vreme ca si gheata sau fulgerele care emit un risc asupra locatiei si necesita o urmarire si o revizuire a datelor. Pentru a evalua mai bine fiecare situație un echipaj de teren ar putea fi expediate de a efectua o inspecție vizuală sau, în cazul în care utilizarea sistemelor de telefon celular, un set de date curent ar putea fi descărcate de la distanță pentru inspecție pentru a determina dacă o problemă a apărut.
9.1.5 Protectia si stocarea datelor
Există un risc de pierdere de date sau modificarea în timpul programului de măsurare. următoarele componente și proceduri sunt evidențiate pentru a oferi îndrumare privind minimalizarea riscului.
9.1.5.1 Subsistemul electronic de colectare a datelor
În afară de cerințele de programare a inregistrari de date, procesul actual de colectare a datelor tehnicianul necesită efort minim. Datele sunt protejate prin următoarele proceduri de instalare, inclusiv fundamentarea toate echipamentele și utilizarea de lacune scânteie.
9.1.5.2 Calculatoare
Date de teren vor fi în cele din urmă transferat la un calculator personal pentru analiză. Aceasta va fi locația principală a bazei de date de lucru, dar nu ar trebui să fie în zona de stocare pentru baza de date arhivate. Descărcările electrice și descărcărilor electrostatice pot deteriora hard disk-uri și dischete. Urmați instrucțiunile și recomandările producătorului pentru toate conexiunile electrice.
9.1.5.3 Proceduri de manipulare a datelor
Procedurile necorespunzătoare de manipulare a datelor ar putea reprezenta cel mai mare risc de pierderi de date. Personalul tehnic va fi mediul de manipulare și în contact permanent cu un numar semnificativ de baze de date brute și prelucrate. Asigurați-vă că toți membrii personalului sunt pe deplin instruit și să aprofundați următoarele:
Software-ul de recuperare de date și sistemul de operare pe calculator (să fie conștienți de toate cazurile în
care datele pot fi accidental supra-scrise sau șterse)
Practici de buna manipulare a tuturor suporturilor de stocare a datelor, inclusiv carduri de memorie RAM, benzi, EEPROM, si dischete (protejare de încărcare statică, câmpuri magnetice și temperaturi extreme)
Operațiuni pe calculator și securitate in practici, inclusiv cerințele de împământare.
Pentru a reduce riscul de pierdere a datelor, să mențină mai multe copii ale bazei de date, sau de rezerva, și stocheaza fiecare exemplar într-o locație separată (nu în aceeași clădire). Rezerva datelor de pe un program egal cu intervalul de recuperare de date. Cele trei supoarte de date comune sunt disponibile: dischetă, bandă, și CD-ROM. Producătorii le furnizează linii directoare pentru strategii de rezervă, care va potrivi cel mai bine nevoilor specifice. Bazată pe ușurința de utilizare și de preț, sistemul de bandă de rezervă este metoda de alegere.
9.1.6 Documentatia
Documentea suplimentara nu este o sarcină binevenita, dar evidențerea detaliata legata de baze de date trebuie să fie menținută. O locatie Conectata la fișiere de date ar trebui să fie dezvoltata pentru a servi ca jurnalul de fișiere de date brute de maestru pentru fiecare locatie. Cu selecția de informații pertinente, funcția jurnalului poate fi extinsa pentru a permite personalului pentru a urmări succesul de transfer de date, în special cele care folosesc tehnologia de telecomunicații, și să documenteze planul de protecție a datelor (fisiere de rezerva), așa cum este prezentat în secțiunea precedentă. Informațiile de bază pentru a include în datele locatiei in fișier jurnal, un exemplu de care este prezentat la sfârșitul acestui capitol, astfel:
Denumirea locatiei
Numele fișierelor de seturi de date binare și ASCII
Data si ora inceperii si sfarstirului din setul de date
Data și ora transferului de date
metodă de transfer de date: manual sau de la distanță
Confirmarea unui transfer de date valid: sunt prezente date?
Confirmarea că fișierul de date a fost adăugat la baza de date arhivate
Data de suporturi baze de date
Comentarii: probleme, acțiunile întreprinse, etc
Tabel 13 Jurnal fișier de date a locației de probă
9.2. Validarea datelor ,procesarea si raportarea
După ce datele sunt colectate și transferate în mediul de birouri de calcul, următorii pași sunt pentru a valida și procesa datele, și genera rapoarte.Diagrama prezentată în Figura 14 ilustrează secvența și rolurile acestor etape.
Figură 14 Diagrama de validare a datelor
Validarea datelor este definită ca inspecția tuturor datelor colectate complet și rezonabil, precum și eliminarea de valori eronate. Acest pas transforma datele brute în datele validate. Datele validate sunt apoi prelucrate pentru a produce rapoartele de sinteză de care aveți nevoie pentru analiză. Acest pas este, de asemenea, crucial pentru menținerea unor rate ridicate de exhaustivitate a datelor în cursul programului de monitorizare. Prin urmare, datele trebuie să fie validate, cât mai curând posibil, în termen de una la două zile după ce au fost transferate. Cu cât mai repede operatorul locatei este notificat de o problemă potențială de măsurare, mai mic riscul de pierdere a datelor.
9.2.1 Metode de validare a datelor
Datele pot fi validate fie manual sau automat (bazate pe calculator ). Acesta din urmă este preferat pentru a profita de puterea și viteza calculatoarelor, deși unele revizuiri manuale va fi întotdeauna necesar. Software-ul de validare pot fi achiziționate de la unele companii de inregistrare de date, create in-house, folosind programe de calcul tabelar populare (de exemplu, Microsoft Excel, Quatro Pro, Lotus 123), sau adaptate de la alte proiecte de monitorizare a mediului de utilitate. Un avantaj al utilizării programelor de calcul tabelar este că acestea pot fi de asemenea folosite pentru a procesa datele și pentru a genera rapoarte. Aceste programe necesită un format de fișier ASCII de date importate; software de management de date, inregistratorul de date va face această conversie în cazul în care este utilizat transferul de date binare.
În esență, există două părți de validare a datelor, selectarea datelor și verificare a datelor.
Alegerea datelor: Prima parte foloseste o serie de rutine de validare sau de algoritmi pentru a alege toate datele pentru valori suspecte (discutabile și eronate). O valoare suspecta merită control, dar nu este neapărat greșita. De exemplu, o viteză neobișnuita de mare a vântului oră cauzate de o furtună severe la nivel local pot apărea pe zi altfel medie vant. Rezultatul acestei părți este un raport de validare de date (o imprimare), care enumeră valorile suspecte și care valideaza rutină fiecarei valoare eșuate.
Verificarea datelor: A doua parte necesită o decizie de la caz la caz, în ceea ce-a face cu valorile suspecte – reține-le ca fiind valabile, le respinge ca invalide, sau să le înlocuiască cu valori redundante, valabile (dacă sunt disponibile). Această parte este în cazul în care este nevoie de hotărârea unei persoane calificate si familiarizată cu echipamentul de monitorizare și meteorologie locale.
Înainte de a trece la următoarele secțiuni , ar trebui să se înțeleagă mai întâi limitele de validare a datelor . Există mai multe cauze posibile ale datelor eronate : senzori defecți sau deteriorați , legături de sârmă în vrac , fire rupte , hardware-ul de montare deteriorați , defecțiuni de înregistrare de date , descărcările statice , derivă de calibrare a senzorului , precum și condiții de îngheț , printre altele . Scopul de validare a datelor este de a detecta cât mai multe erori semnificative de la cât mai multe cauze posibile . Prinderea toate cele subtile este imposibil . De exemplu , un fir deconectat poate fi ușor de detectat de către un șir lung de la zero ( sau aleatoare ) valori , dar un fir liber care se deconectează intermitent poate reduce doar parțial din valoarea înregistrată încă o păstrează în limite rezonabile . Prin urmare , mici deviatii de la datele pot scapa de detectare ( deși utilizarea senzorilor redundante pot reduce această posibilitate ) . Exercitarea în mod corespunzător celelalte asigurarea calității componente ale programului de monitorizare va reduce , de asemenea, șansele de probleme de date .
Pentru a păstra datele brute originale, facem o copie a setului inițial de date brute și se aplică pași de validare pentru a copia.
Următoarele două subcapitole descriu două tipuri de rutine de validare, recomanda criterii specifice de validare pentru fiecare parametru de măsurare, și se discută tratamentul suspect și a datelor care lipsesc.
9.2.1.1 Rutine de validare
Rutinele de validare sunt proiectate pentru a detecta fiecare parametru măsurat pentru valori suspecte înainte de a fi încorporate în baza de date arhivate și utilizate pentru analiza locației. Acestea pot fi grupate în două categorii principale, controale generale ale sistemului și a controalelor parametrului măsurat.
9.2.1.1.1 Verificarea generala a sistemului
Două teste simple de a evalua complete a datelor colectate:
Înregistrări de date: numărul de câmpuri de date trebuie să fie egal cu numărul estimat parametrii de măsurare pentru fiecare înregistrare.
Secvența de timp: Acest test ar trebui să se concentreze pe ora și data ștampila de fiecare înregistrare de date.
9.2.1.1.2 Controale parametru măsurat
Aceste teste reprezintă inima procesului de validare a datelor și consta în mod normal în teste Gama , relaționale, și teste de tendință.
9.2.1.1.2.1 Teste Gama
Acestea sunt cele mai simple și cele mai frecvente utilizate teste de validare. Datele măsurate sunt comparate cu valorile superioare și inferioare admisibile limitative. Tabelul 9.1 prezintă exemple de criterii de testare gama. Un interval rezonabil pentru viteze medii mai așteptate eoliene este de 0-25 m / s. Cu toate acestea, calibrarea compensa furnizat cu multe anemometre calibrate va preveni valori de zero. Valorile negative indică în mod clar o problemă; viteze mai mari de 25 m / s sunt posibile și ar trebui să fie verificate cu alte informații. Limitele de fiecare încercare gamă trebuie să fie stabilite astfel încât acestea includ aproape (dar nu absolut) toate valorile așteptate pentru a site-ului. Tehnicienii pot ajusta aceste limite pe măsură ce câștigă experiență. În plus, limitele trebuie ajustate sezonier, acolo unde este cazul. De exemplu, limitele de temperatura aerului și radiația solară ar trebui să fie mai mici în timpul iernii decât în timpul verii.
Tabel 14 Criterii de testare a esantioanelor Gama
În cazul în care o valoare îndeplinește un criteriu, care verificare ia în considerare o valoarea valabila. Cu toate acestea, cele mai multe valori ale parametrilor ar trebui să aibă mai multe criterii de controale, pentru că un singur criteriu este puțin probabil pentru a detecta toate problemele. De exemplu, dacă o giruetă înghețat raportează o directie medie de exact 180 pentru șase intervale consecutive de zece minute, valorile ar trece testul de 0 -360 gama, dar paleta staționară va raporta o deviație standard de la zero și să fie marcat ca suspect.
9.2.1.1.2.2Teste relaționale:
Această comparație se bazează pe relații fizice așteptate între diverși parametri. Tabelul 14 prezintă exemple de criterii de testare relaționale. Verificări relaționale trebuie să se asigure că situațiile improbabile punct de vedere fizic nu sunt raportate în datele fără verificare; de exemplu, viteze semnificativ mai mari ale vântului la nivel de 25 m față de nivelul 40 m.
Tabel 15 Criterii simple de testare relaționale
9.2.1.1.2.3 Teste de tendință
Aceste controale se bazează pe rata de schimbare într-o valoare de peste timp. Tabelul de probă 15 listează tendință de criterii de testare. Un exemplu de o tendință care indică o circumstanță neobișnuită și o potențială problemă este o schimbare a temperaturii aerului mai mare de 5 C într-o oră.
Tabel 16 Criterii simple de testare a tendinței
Un beneficiu secundar al procesului de validare a datelor este că persoana (persoanele) implicate direct în procesul de validare va deveni foarte familiarizat cu climatologii de vânt locali. Comportamentul vântului în diferite condiții meteorologice vor deveni evidente, dupa cum se va relația dintre diferiți parametri. Aceasta este o experiență de neprețuit, care nu poate fi apreciat doar aplecandu-se peste tabele lunare de sinteză, și ar putea fi importante pentru evaluarea impactului meteorologia locale asupra funcționării turbinelor eoliene și întreținere.
9.2.1.2 Tratarea datelor suspecte și a fisierelor lipsă
După ce datele brute sunt supuse toate verificările de validare, ceea ce ar trebui să fie făcut cu datele suspect? Unele valori suspecte pot fi întâmplări reale, neobișnuite în timp ce altele pot fi cu adevărat rele. Aici sunt unele linii directoare pentru manipularea de date suspect:
-Generarea unui raport de validare (imprimat sau afișaj vizual pe bază de calculator), care listează toate datele suspecte. Pentru fiecare valoare de date, raportul ar trebui să ofere valoarea raportată, data și ora de apariție, precum și criteriile de validare care a eșuat.
Tabel 17 Coduri simple de validare
-O persoană calificată trebuie să examineze datele suspecte pentru a determina acceptarea acestora. Date invalide trebuie atribuit și înlocuit cu un cod de validare. Tabelul 9.4 oferă câteva exemple. O denumire comună de respingere a datelor este atribuirea unui cod -900 serie validare, cu numere care reprezintă diverse explicații de respingere. Butucul de operare și întreținere sau date de temperatură ale locatiei ar trebui să fie revizuite pentru a determina codul.
Dacă se utilizează senzori redundanti, înlocuiți o valoare respinsa de la senzorul primar cu un singur substituent de la senzorul redundant, atâta timp cât datele senzorului redundant a trecut toate criteriile de validare.
Să mențină o înregistrare completă a tuturor acțiunilor de validare a datelor pentru fiecare locatie de monitorizare într-un jurnal locatiei de date de validare, un exemplu de care este prevăzută la sfârșitul acestui capitol. Acest document trebuie să conțină următoarele informații pentru fiecare valoare a respins și înlocuit:
nume fișierului
-Tipul de parametru și înălțimea de monitorizare
-Data și ora datelor marcate
-Cod de validare alocate și explicațiile date pentru fiecare datum respins
-Sursa valorilor substituite.
9.2.1.3 Recuperarea de date
Rata de recuperare a datelor este definită ca numărul de date valide ale inregistrarilor colectate versus posibilitatea ca in decursul perioadei de raportare și trebuie să fie determinată pentru fiecare senzor de vânt primar (pentru toate nivelurile la fiecare locatie). Metoda de calcul este după cum urmează:
Rata de recuperare a datelor=
Unde :
Seturile de date colectate= seturi de date posibile – numar de inregistrari invalide
De exemplu, numărul total posibile de înregistrări de zece minute, în decembrie este 4464. În cazul în care 264 de înregistrări au fost considerate nevalabile, numărul de înregistrări de date valabile colectate ar fi 4200 (4464 – 264). Rata de recuperare de date de acest exemplu ar fi:
9.3 Prelucrarea și Raportarea Datelor
Când etapa de validare a datelor este completă, setul de date trebuie să fie supuse la diferite proceduri de prelucrare a datelor pentru a evalua resursa eoliană. Acest lucru implică efectuarea de calcule cu privire la setul de date, precum și de sortare, valorile date în subseturi utile în funcție de alegerea dvs. de intervalul mediu. Din aceaste rapoarte informative, pot fi produse, cum ar fi tabele de sinteză și grafice de performanță. Prelucrarea datelor și software-ul de raportare sunt disponibile din mai multe surse, inclusiv anumiți producători înregistrari de date și vânzătorii de calcul tabelar, baze de date, precum și software-ul statistic.
Mediile orare sunt utilizate în mod normal în scopuri de raportare. Compilarea subseturi de date validate de zece minute într-o bază medie orară de date pot fi efectuate folosind prelucrarea datelor disponibile și software-ul de raportare. Indiferent de metoda utilizată, de îngrijire trebuie să fie luate pentru a nu include un punct de date marcate sau -900 serie cod pavilion atunci când se calculează media orară.
Setul de parametri de bază permite pentru determinarea și prezentarea de mai multe instrumente valoroase de caracterizare vânt. Tabelul 17 prezintă rapoartele de date lunare recomandate.
Tabel 18 Raportarea datelor simple lunar
Cu excepția pentru furnizorilor completi programabili inregistratoare de date, exponenti de forfecare ale vântului, intensitatea turbulentelor și densitatea de putere eoliană nu sunt de obicei functii de procesare interne de cele mai multe furnizori de inregistratoare de date. Acești parametri pot fi calculate cu ușurință cu ajutorul unei aplicații software de calcul tabelar pentru a obține pe oră și mediile lunare. O descriere a fiecărui parametru și metode de calcul sunt prezentate în detaliu mai jos.
9.3.1 Exponentul de forfecare a vântului vertical
Vântul de forfecare este definit ca schimbarea în viteza a vântului orizontal cu o schimbare în înălțime. Exponentul vântului de forfecare () trebuie să fie determinată pentru fiecare locație, pentru că magnitudinea ei este influențată de caracteristicile specifice locului.Legea puterii 1/7 (așa cum este folosit în alegerea inițiala) nu poate fi aplicate în acest scop, ca valori reale de forfecare poate varia semnificativ de la această valoare. Rezolvarea ecuației lege de putere pentru dă:
Unde:
V2 – viteza vântului la înălțimea z2
V1 – viteza vântului la înălțimea z1.
9.3.2 Intensitatea turbulențelor
Turbulența vântului este perturbarea rapidă sau neregurală a vitezei vântului, direcția, și componenta verticală. Este o caracteristică importantă locației, deoarece un nivel ridicat de turbulență poate reduce puterea de ieșire și producerea de încărcare extremă pe componente de turbine eoliene. Cel mai comun indicator de turbulență în scopuri de amplasare este deviația standard () a vitezei vântului. Normalizarea aceastei valori cu viteza medie a vântului, dă intensitatea turbulenței (TI). Această valoare permite o evaluare de ansamblu a turbulenței unei locatii. TI este un indicator relativ de turbulență cu niveluri scăzute indicate cu valori mai mici sau egale cu 0,10, nivel moderat la 0,25, și niveluri înalte, mai mari de 0,25. TI este definit ca:
Unde:
= deviația standard a vitezi vântului;
V = înseamna viteza vântului
9.3.3Densitatea de putere eoliană
Densitatea de putere vântului (WPD) este o indicație mai adevărată a potențialului energetic eolian a unei locați decât viteza vântului singur. Valoarea sa combină efectul de distribuție a vitezei vântului unei locați și dependența acesteia de densitatea aerului și viteza vântului. WPD este definit ca energia eoliană disponibilă pe unitatea de suprafață care este măturată de paletele turbinei și este dată de următoarea ecuație:
Unde:
n = numarul inregistrarilor intervalul mediu;
= densitatea aerului (kg /m);
V3 = valoarea cubului vitezi vantului i ( m/s).
Așa cum este evident de semnul de sumare ( ) , această ecuație ar trebui să fie utilizată numai pentru toate valorile vitezei vântului (N 1 ), într-o perioadă de mediere și nu pentru un mediu unic pe termen lung ( de exemplu , lunar , anual ) . Motivul este bazat pe variabilitatea normală a vântului și a relației cubice a vitezei vântului . Următorul exemplu este oferit pentru a ilustra acest punct :
Să presupunem că într-o perioadă de două ore, viteza medie a vântului la o locație este de 6,7 m / s ( 15 mph ) ; 4,5 m / s (10 mph) în prima oră și 8,9 m / s (20 mph)următoarea . Se calculează folosind wpd combinată cu media a două ore ( n = 1 ) și apoi cu cele două valori medii orare distincte ( n = 2 ) . Aplicarea temperaturi și presiunea standard ( 101325 Pa și 288 K ) a ecuației de mai sus ,wpd calculată utilizând valoarea medie globală este de 184 W/m2 timp care folosește cele două valori medii este de 246 W/m2 ..din urmă reprezintă valoarea medie de cea calculată pentru 4,5 m / s ( 55 W/m2 ) și 8,9 m / s ( 438 W/m2 ) . Nu este de fapt 34 % mai multă putere disponibilă la locația decât s-ar fi realizat dacă ecuația a fost folosită incorect .
Termenul densitatea aerului în wpd trebuie să fie calculată. Aceasta depinde de temperatură și de presiune (astfel, altitudinea) și poate varia între 10% și 15% sezonier. Dacă se cunoaște presiunea locului (de exemplu, măsurată ca un parametru opțional), valorile densității aerului orare cu privire la temperatura aerului poate fi calculata din următoarea ecuație:
Unde:
=presiunea aerului(Pa or N/m2)
R=constanta de gaz specifica pentru aer(287J/kg K);and
T=temperatura aerului in grade Kelvin(C+273).
Dacă presiunea locatiei nu este disponibilă, densitatea aerului poate fi estimată în funcție de altitudinea incintei (z) și temperatura (T), după cum urmează:
unde:
Po = standardul presiuni atmosferice la nivelul mării (101325 Pa), sau la nivelul mări ajustatărea presiuni reale a citiri de pe un aeroport local;
g = constanta gravitațională (9,8 m / s ²); și
z = cota locatiei deasupra nivelului mării (m).
Substituind în valorile numerice pentru Po, R, și g, vom obține:
Această ecuație a densitati aerului poate fi substituită în ecuație WPD pentru determinarea fiecărei valori medii orare.
9.4 Asigurarea calitații de raportare
O componentă de documentație a programului de monitorizare ar trebui să fie un raport periodic privind aderarea programul de la planul de asigurare a calității (descris în secțiunea 2.4). Personalul de teren și / sau de analiză a datelor ar trebui să pregătească raportul și îl prezintă la managerul de proiect (sau coordonatorul de asigurare a calității), lunar sau trimestrial. Raportul ar trebui să abordeze următoarele subiecte:
• Zile de funcționare și întreținerea locatiei vizitate: activitățile și rezultatele
• Descrierea problemelor de monitorizare și acțiunile corective întreprinse
• Înregistrarea activităților de calibrare a echipamentelor (dacă este cazul)
• constatările și acțiunile întreprinse de validare a datelor
• rata de recuperare de date.
O probă de Asigurare a Calității raportate, formularul este prevăzut la sfârșitul acestui capitol.
Denumirea locației:___________ Pagina:____
Tabel 19 Eșantionul de validare a datelor de jurnal a unei locați
9.5Distributia normala
În teoria probabilității,distribuția normală sau Gauss este frecventă întalnită ca o distribuție de probabilitate continuă o funcție care spune că orice probabilitate ca orice observație reală va cădea între două limite reale sau numere reale, ca curba se apropie de zero pe fiecare parte. Distribuțiile normale sunt extrem de importante în statistici și sunt adesea folosite în științele naturale și sociale pentru variabile aleatoare reale cu valori ale căror distribuții nu sunt cunoscute.
Tabel 20 Funcția de distribuție cumulativă
Figură 15 Diagrama Deviației Standard
Albastru închis este mai mică de o abatere standard departe de medie. Pentru distribuția normală, aceasta reprezintă 68,2% din set, în timp ce două abateri standard de la medie (mediu și albastru închis) contul de 95,4%, și trei deviații standard de cont pentru 99,7% (albastru inchis deschis, mediu, și).
Aproximativ 68% din valorile extrase dintr-o distribuție normală sunt în termen de o deviație standard σ departe de medie; aproximativ 95% din valorile situeze în două abateri standard; și circa 99,7% sunt în termen de trei deviații standard. Acest fapt este cunoscut ca regula 68-95-99.7 (empirică), sau regula 3-sigma.
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: Scenarii, Strategii Si Politici Pentru Un Viitor Durabil. Incalzirea Globala (ID: 129759)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.