المؤلفون / Authors
الملخص / Abstract
الكلمات المفتاحية / Keywords
أقسام الملف
1-المقدمة
2-الدراسة المرجعية
3-مواد البحث وطرائقه
4-النتائج والمناقشة
5-الاستنتاجات
6-المراجع |
تقدير الكمون الريحي في موقع الحلس وتحديد صنف العنفة المناسبة للموقع وفق المواصفة IEC-61400-1 |
| Estimating The Wind Potential at ALHALAS Site and Determining the Suitable Class of Wind Turbine for The Site According to IEC-61400-1 |
| الناشر : جامعة دمشق |
| |
| |
م. باسم مصطفى الخليل ، أ.د. فريد أبو حامد |
| Eng.Basem Al khaliel, Dr.Farid abou-hamed |
| |
| |
|
| |
الملخص
تتمتع سورية بكمون ريحي فعلي يقدر بحوالي 12000 [MW] يجب استغلاله بالشكل الأمثل لتلبية جزء من تنامي الطلب على الطاقة، لكن ضياع جزء من طاقة الرياح نتيجة لتأثير شدة الاضطراب وسرعة الرياح العالية على مكونات العنفات الريحية سيؤدي إلى انخفاض مؤشرات الجدوى الاقتصادية لمشاريع طاقة الرياح الأمر الذي يستوجب معالجة هذه المشاكل بهدف الوصول للحالة المثلى في الأداء.
يهدف البحث إلى اختيار الصنف المناسب من العنفات الريحية لموقع الحلس بحيث يتحقق الأداء الأمثل والموثوقية ويقلل المخاطر على مكونات العنفة من إجمالي الاجهادات التي تتعرض لها في مختلف الظروف الجوية خلال العمر الفني للعنفة.
تم في هذا البحث تقدير الكمون الريحي في موقع الحلس وحساب شدة الاضطراب بالاستفادة من قياسات حقيقية عند الارتفاع 40[m]، و تحديد صنف العنفات الريحية المناسب للموقع وأجريت محاكاة حاسوبية للعنفات المناسبة والقياسات الريحية وتم تحديد العنفة الريحية ذات الإنتاج الأعلى وفق شروط الموقع، وأظهرت النتائج توفر كمون ريحي جيد في موقع الحلس، واستناداً إلى المواصفة IEC-61400-1تعتبر العنفات الريحية من الصنف ClassI أو ClassII من الفئات (A+/A/B) مناسبة للموقع.
|
| |
 |
| |
الكلمات المفتاحية: عنفات ريحية ، كمون ريحي، سرعة الرياح، شدة إضطراب، طاقة الرياح |
| |
|
| |
Abstract
Syria has an actual wind potential estimated at about 12,000 [MW], which must be optimally exploited to meet part of the growing de-mand for energy. However, the loss of part of wind energy as a result of the impact of the turbulence intensity and high wind speed on the components of wind turbines will lead to a decrease in the indicators of economic feasibility of wind energy projects Which requires ad-dressing these problems in order to reach the optimal state of per-formance.
The research aims to choose the appropriate type of wind turbines for ALHALAS site to achieve optimal performance and reliability and reduce the risks to the components of the turbine from the total stresses that they are exposed to in various weather conditions during the technical life of the turbine.
In this research, the wind potential was estimated at Al-HALAS site and turbulence intensity was calculated using real measurements at a height of 40 [m], and the appropriate type of wind turbines was de-termined for the site. Availability of good wind potential in the AL-HALAS site, and based on IEC-61400-1, Class I or Class II wind turbines of categories (A+/A/B) are suitable for the site.
|
| |
|
| |
Keywords: Self-Healing, Multi-Agent System(MAS), Decentralized Network, Distributed Generation, Java Language, Jade Platform. |
| |
|
| |
1 . المقدمة: |
| |
يتزايد عالمياً الطلب على الطاقة الكهربائية باستخدام العنفات الريحية، فقد تم تركيب [GW] 93.6 من العنفات الريحية عام2021 لتبلغ قيمة كامل الاستطاعة المركبة عالمياً من العنفات الريحية [GW]824.878 في نهاية عام 2021 [4]. |
| |
تتمتع سورية بكمون ريحي فعلي يقدر بحوالي 12000 [MW] وقد تم إنجاز أطلس رياح سورية في عام 1998 [1] كما تم خلال عامي2003-2004 تركيب 20 محطة رصد ريحية بارتفاع 40[m] لقياس بارامترات الرياح. |
| |
ركزت وزارة الكهرباء في خطتها المعدة لمواجهة تنامي الطلب على الطاقة لغاية عام 2030 على إشراك الطاقات المتجددة بنسبة لا تقل عن 5% من إجمالي الطاقة الأولية وتهدف الخطة لتركيب 1500 [MW] من اللواقط الكهروضوئية و900 [MW] من العنفات الريحية. |
| |
|
| |
2.الدراسة المرجعية: |
| |
يسعى الباحثون إلى الحد من التكاليف المالية المرتفعة التي ينطوي عليها إنشاء مزارع الرياح باستخدام العديد من البرامج والأدوات المتخصصة في النمذجة الهوائية لتدفق الرياح ومحاكاة العنفات الريحية، وقد درس الباحثان Albers وGerhard الأسباب الحقيقية لتباين إنتاج الطاقة في مزارع الرياح بين القيم المتوقعة والقيم الفعلية والعوامل المؤثرة في هذا التباين وتوصلت الدراسة إلى ضرورة تنفيذ قياسات عالية الدقة في مرحلة التخطيط للمشروع واختيار صنف العنفات الريحية المناسبة لبارامترات الموقع وفق المنهجيات المعتمدة عالمياً [5]. |
| |
ظهرت العديد من الدراسات التي تبحث في مسببات الفشل في طاقة الرياح وقد توصل الباحث Ribrantعام 2006 من خلال العديد من الاحصائيات في كل من السويد – فنلدا- ألمانيا إلى أن غالبية التوقفات في العنفة الريحية تعود للإجهادات المستمرة التي يتعرض لها الجزء الدوار بسبب اضطرابات الرياح وتلف علبة السرعة تحت تأثير هذه الاجهادات، وقد بلغت نسبة التوقفات بسبب علبة السرعة 19.4% وهي أعلى نسبة من مجمل التوقفات الناجمة عن مكونات العنفة الريحية [6]. |
| |
|
| |
3. مواد البحث وطرائقه |
| |
تمت هذه الدراسة بالاعتماد على القياسات فعلية التي تمت في محطة الرصد الريحية في الحلس في العام 2005 في محطة الرصد الريحية الحديثة في الحلس بسبب اكتمال ملف البيانات بنسبة 99% وعدم وجود أعطال في تجهيزات القياس خلال هذا العام. |
| |
تم في هذا البحث معالجة السلاسل الزمنية لسرعات الرياح المرصودة وتحليل البيانات باستخدام الإصدار رقم (10) من برنامج Wind Atlas Analysis and application program (WAsP) لحساب أطلس وتقدير الاستطاعة الكامنة للرياح ومعدل كثافة الاستطاعة ورسم الخارطة الريحية لكثافة الطاقة في الموقع. |
| |
تمت معالجة البيانات واجراء المحاكاة الحاسوبية لعدد من العنفات الريحية واختيار العنفة الريحية المناسبة باستخدام برنامج Windographer النسخة رقم (4.02) |
| |
تم اختيار المواقع المناسبة لتركيب العنفات الريحية استناداً لخارطة كثافة الطاقة التي تم انجازها باستخدام برنامج WASP. |
| |
الذي يعتبر حالياً أقوى البرامج المستخدمة في تحليل بيانات الرياح وحساب أطلس الرياح والتنبؤ بالمناخ الريحي وتقدير الطاقة الكامنة في الرياح [7]. |
| |
الطاقة الكامنة في الرياح: |
| |
تتأثر الطاقة الكامنة في الرياح بثلاث عوامل رئيسة وهي سرعة الرياح وكثافة الهواء ومساحة سطح الدوران للعنفة الريحية[9] ويعبر عنها بالعلاقة: |
| |
 |
| |
حيث: (P): الطاقة الكامنة في الرياح (W) |
| |
(u): معدل سرعة الرياح (m/s) |
| |
 |
| |
(A): مساحة االجزء الدوار من العنفة(m2)، |
| |
((Cp: معامل كفاء تحويل طاقة الرياح. |
| |
ويتم تقدير الاستطاعة الكامنة في الرياح من خلال الحصول على قياس سرعات الرياح خلال فترات زمنية طويلة تحتوي على تذبذبات الرياح الاضطرابية السريعة التي من شأنها أن تساهم في كثافة استطاعة الرياح النظرية [8]. |
| |
ويعبر عن معدل كثافة استطاعة الرياح المتاحة خلال مجال زمني T بالعلاقة: |
| |
 |
| |
يمكن أخذ كثافة الهواء في هذه المعادلة كثابت بمقدار خطأ أقل من ±0.01 فتصبح العلاقة على الشكل التالي: |
| |
 |
| |
تستخدم تقنيات التحليل الاحصائي لتحديد امكانية توليد الطاقة من الرياح في موقع معين وتقدير انتاجية العنفات الريحية قبل تركيبها في الموقع وتمت مناقشة هذه التقنيات من قبل العديد من المؤلفين ومنهمJustus,1978))،Johnson,1985))، (Nelson,1994) [9]، ويتم التعبير عن معدل كثافة الاستطاعة بالعلاقة: |
| |
 |
| |
حيث f(u) تابع الكثافة الاحتمالي لـ ويبل (Weibull) الذي يعطي تكرار حدوث سرعات الرياح. |
| |
يعتبر توزع ويبل ذي المعاملين (A,k) وسيلة لتمثيل صياغة التوزع التكراري لسرعات وتعطى قيمتي معامل الشكل(k) بالعلاقات التالية: |
| |
 |
| |
وتعطى قيمة معامل القياس(A) بالعلاقة : |
| |
 |
| |
هناك عدة طرق يمكن أن تستخدم لملائمة معاملي ويبل لتوزع تكراري ما، والذي يعطي تكرار حدوث سرعة الرياح في عدد من مجالات السرعات، نذكر منها استخدام ورقة ويبل وطريقة أصغر المربعات أو طريقة الجوازية، وطريقة التقدير العزمي[11]. |
| |
شدة الاضطراب في سرعة الرياح: |
| |
يُعرَّف الاضطراب بأنه مقدار الفرق بين القيم الآنية ومعدلها والمقياس الأساسي للاضطراب هو شدة الاضطراب. |
| |
تتكون الاضطرابات من حركات دورانية غير منتظمة تسمى بالدوامات، تتشكل بسبب تبدد الطاقة الحركية للرياح إلى طاقة حرارية وتتولد معظم الاضطرابات بسبب تأثيرات سطح الأرض، ويكتسب الاضطراب أهميته من تأثيره على انتشار الملوثات ونقل وانتشار الرطوبة والحرارة خصوصاً في حالات عدم الاستقرار الجوي [11]. |
| |
قد يكون للرياح المضطربة متوسط ثابت نسبيًا على مدار فترات زمنية تبلغ ساعة أو أكثر ولكن في أوقات أقصر (دقائق أو أقل) قد يكون متغيرًا تمامًا. |
| |
تتكون الرياح المضطربة من ثلاث مركبات، الأفقية الجانبية والعمودية وتم تحديد المركبة الأفقية في اتجاه الرياح السائد u(z,t)، المركبة الجانبية هي v(z,t) والمركبة الرأسية (العمودية) هو w(z,t) ويمكن تحليل المركبة الأفقية u إلى جزأين أحدهما يمثل معدل سرعة الرياح الأفقية (U) والآخر يمثل الجزء المضطرب u ̃)) وبالتالي: |
| |
 |
| |
|
| |
|
| |
وبالتالي يمكن التعبير عن قيمة الاضطراب في سرعة الرياح الأفقية بالعلاقة : |
| |
 |
| |
ويمكن أن تتحلل المركبة الجانبية والعمودية إلى معدل وجزء مضطرب بطريقة مماثلة. |
| |
لا يتم ملاحظة الرياح المضطربة اللحظية بشكل مستمر ويتم أخذ عينات منه في الواقع بمعدل مرتفع نسبيًا، بافتراض أن الفاصل الزمني للعينة هو δt ، ∆t=N_s δt حيث N_sعدد العينات خلال كل فترة قصيرة المدى يمكن التعبير عن الرياح المضطربة على شكل سلسلةu_i يمكن بعد ذلك التعبير عن معدل سرعة الرياح على المدى القصير في شكل عينات بالعلاقة: |
| |
 |
| |
معدل سرعة الرياح الأفقية على المدى القصير U هو الأكثر استخدامًا في ملاحظات السلاسل الزمنية وتمت في هذا البحث الدراسة على المركبة الأفقية لسرعة الرياح. |
| |
يعتبر حساب شدة الاضطراب بالطرق التحليلية أمر غير ممكن، لذلك تم الاستعانة بالطرق الإحصائية لإيجاد قيمة شدة الاضطراب كمؤشر للاضطراب. |
| |
تُعرَّف شدة الاضطراب بنسبة الانحراف المعياري للقيم المقاسة لسرعة الرياح Standard Deviation (STD) إلى قيمة معدل تلك القيم. |
| |
ويتم تحديد شدة الاضطراب T_I من العلاقة: |
| |
 |
| |
الانحراف المعياري (STD) σ_u: هو الجذر التربيعي للتباين بالنسبة لمجموعة البيانات الإحصائية . |
| |
التباين: هو معدل مربعات انحرافات العلامات في التوزيع عن الوسط الحسابي. |
| |
يعتبر الانحراف المعياري القيمة الأكثر استخداماً من بين مقاييس التشتت الإحصائي لقياس مدى التبعثر الإحصائي، أي أنه يدل على مدى امتداد مجالات القيم ضمن مجموعة البيانات الإحصائية . [15] |
| |
وقد اعتمد زمن 10 دقائق كفترة زمنية يحسب عليها معدل سرعة الرياح كما أقرت ذلك لجنة علوم الغلاف الجوي في المنظمة العالمية للأرصاد الجوية WMO عام 1971 [1]. |
| |
يتم حساب الانحراف المعياري σ_u بالعلاقة: |
| |
 |
| |
غالبًا ما تتراوح قيمة شدة الاضطراب بين 0.1 و 0.4، وبشكل عام تحدث أعلى شدة للاضطراب عند أدنى سرعات للرياح، ولكن القيمة المحددة الأقل في موقع معين ستعتمد على ميزات التضاريس المحددة وظروف السطح في الموقع [9]. |
| |
1.3.جمع البيانات وتحليلها: |
| |
يوضح الجدول (1) إحداثيات محطات الرصد في موقع الحلس. |
| |
الجدول (1) إحداثيات محطات الرصد في موقع الحلس-القنيطرة |
| |
 |
| |
|
| |
حيث تمت سابقاً تركيب محطتي رصد لقياس بارامترات الرياح، الأولى تم تركيبها من قبل المديرية العامة للأرصاد الجوية وهي مخصصة لأغراض الرصد الجوي، وتم تركيب محطة القياس الحديثة بارتفاع 40[m] في إطار مشروع تقييم مصادر الرياح في سورية وهي محطة خاصة بالقياسات الحقلية لمزراع الرياح، |
| |
محطة القياس الحديثة في الحلس |
| |
تم تركيب المحطة في موقع مفتوح من جميع الاتجاهات ولا يوجد عوائق ذات أهمية في محيط البرج. |
| |
1.1.3معدل سرعة الرياح: |
| |
يوضح الجدول(2) المعدلات الشهرية لسرعة الرياح عند الارتفاعات 40-10 [m] |
| |
الجدول (2) المعدلات الشهرية لسرعة الرياح في الحلس 2005- |
| |
 |
| |
|
| |
من خلال تحليل ملف القياسات لعام 2005 نلاحظ ارتفاع قيمة المعدلات الشهرية لسرعة الرياح خلال أشهر الصيف والربيع مقارنة مع أشهر الشتاء حيث بلغ معدل سرعة الرياح خلال شهر حزيران 6.7[m/s] ويمثل الشكل(1) المعدلات الشهرية لسرعة الرياح خلال عام 2005 . |
| |
 |
| |
الشكل (1) المعدلات الشهرية لسرعات الرياح في الحلس 2005 |
| |
Wind speed AVE-40m-معدل سرعة الرياح عند 40[m] |
| |
Wind speed AVE-10m معدل سرعة الرياح عند 10[m] |
| |
2.1.3 وردة الرياح في الحلس: |
| |
تم تمثيل بيانات سرعة واتجاه الرياح بشكل بياني يعبر عن وردة الرياح في الموقع عند الارتفاعات 10-40[m] |
| |
 |
| |
الشكل (2) وردة الرياح خلال عام 2005 |
| |
وضحت وردة الرياح في الشكل (2) أن الاتجاه السائد لورود الرياح هو الاتجاه الغربي إلى الجنوب الغربي بنسبة 75% مع ورود نسبة 20% من جهة الشمال إلى الشمال الشرقي الأمر الذي يجب مراعاته عند اختيار الموقع بأن يكون مفتوح من جميع الاتجاهات لا سيما الجنوب إلى الجنوب الغربي والشمال إلى الشمال الشرقي، وتوضح وردة الرياح ارتفاع قيمة معدل سرعة الرياح بشكل واضح في إتجاه الجنوب الغربي. |
| |
3.1.3.التوزع التكراري لسرعة الرياح: |
| |
من خلال التحليل الاحصائي لبيانات عام 2005 عند الارتفاع 40 [m] تم تحديد توزع نسبة تكرار سرعات الرياح خلال عام 2005 حيث بلغت قيمة معامل الشكل لتوزع سرعات الرياح k=1.84 وتعتبر قيمة جيدة وقريبة من توزع رايلي الذي يعتبر التوزع المثالي عند قيمة k=2 وتعبر عن توزع نموذجي للرياح خلال أيام السنة ويوضح الشكل (3) نسبة التوزع التكراري لسرعات الرياح عند الارتفاع 40 [m] خلال عام 2005. |
| |
 |
| |
الشكل (3) التوزع التكراري عند الارتفاع 40[m] خلال عام 2005 |
| |
بلغت قيمة معامل القياس C=6.97 [m/s] وتعبر هذه القيمة عن ورود معدل جيد لسرعات الرياح خلال كامل أيام السنة ويبين الجدول (3) أطلس الرياح المحدث في الموقع. |
| |
|
| |
|
| |
الجدول (3) أطلس الرياح المحدث موقع الحلس2005- |
| |
 |
| |
|
| |
4.1.3 . شدة الإضطراب في موقع الحلس |
| |
بلغت أعلى قيمة لمعدل شدة الاضطراب 0.156 عند الارتفاع 40[m] ووردت أعلى قيمة لشدة الاضطراب خلال شهر أيلول كما هي موضحة في الشكل (4). |
| |
 |
| |
الشكل (4) معدل شدة الاضطراب في الحلس |
| |
|
| |
2.3.اختيار العنفة الريحية المناسبة للموقع: |
| |
1.2.3. المواصفة IEC61400-1 |
| |
يتم اختيار صنف العنفة الريحية (Class) المناسب لموقع ما تبعاً لسرعات الرياح التي من الممكن أن تواجهها خلال مرحلة التشغيل وسيتم تحديد صنف العنفة المناسب في هذه الدراسة طبقاً لمواصفات اللجنة الدولية الكهروتقنية IEC61400-1-2019 التي ميزت العنفات الريحية تبعاً للسرعات في أربع أصناف يرمز لها بالأرقام اللاتينية Class I/II/III/S [13]. |
| |
ويبين الجدول (4) معايير تصنيف العنفات الريحية وفق المواصفة القياسية IEC-61400-1-2019. |
| |
الجدول (4) تصنيف العنفات وفق المواصفة IEC-61400-1-2019 |
| |
 |
| |
|
| |
ونظراً لتزايد الأحمال الميكانيكية والاجهادات التصميمية التي تتعرض لها العنفات الريحية بازدياد مستوى الاضطراب فقد تم تصنيف العنفات الريحية تبعاً لمستوى الاضطراب لأربع فئات هي A+/A/B/C، ولهذا لا بد من تحديد الفئة المناسبة من العنفات الريحية استناداً إلى قيمة شدة الاضطراب في الموقع. |
| |
لاعتبارات فنية خاصة بالموقع و طرقات الوصول تم في هذه الدراسة تقدير معدل سرعة الرياح عند أكثر من قيمة للارتفاع المتوقع لبرج العنفة الريحية وذلك بسبب تزايد أبعاد العنفات الريحية بهدف التقاط أكبر قيمة ممكنة من الطاقة، وبذلك سنتمكن من دراسة أكثر من موديل من العنفات الريحية لاختيار الصنف المناسب عند أكثر من قيمة لارتفاع البرج . |
| |
لتحديد صنف العنفة ( Class ) تم حساب معدل سرعة الرياح وأقصى هبة عند الارتفاع حتى200[m] في منطقة الحلس ويوضح الجدول رقم (5) نتائج الحساب والصنف المناسب. |
| |
الجدول (5) نتائج تقدير سرعة الرياح في منطقة الحلس |
| |
 |
| |
|
| |
ومن نتائج تحليل بيانات الموقع المسجلة بفاصل زمني 10 دقائق تبين أن قيمة معدل سرعة الرياح في منطقة الحلس قد بلغت6.2[m/s] عند الارتفاع 40[m] كما بلغت أقصى هبة مسجلة 23.87[m/s] عند الارتفاع 40[m]، وأعلى سرعة للرياح مسجلة عند 10[m] كانت18.82[m/s] كما تبين أن أعلى قيمة لمعدل شدة الاضطراب 0.156 عند الارتفاع 40[m] وبالعودة إلى المعايير سيتم اختيار العنفات من الفئة B على الأقل وبالتالي تصلح للموقع العنفات من الفئات A+/A/B وبالتالي يمكن اختيار عنفات ريحية من الصنف ClassII من الفئات (A+/A/B) حتى ارتفاع 935[m] عن سطح البحر كما يمكن اختيار عنفات ريحية من الصنف ClassIII من الفئات (A+/A/B) عند اختيار عنفة ريحية بارتفاع برج أقل من 80[m] مع مراعاة أن الدراسة تمت عند ارتفاع 935[m] عن سطح البحر. |
| |
|
| |
2.2.3.العنفات المقترحة للدراسة |
| |
مع مراعاة الأصناف والفئات المحددة للمنطقة فقد تم اختيار عنفات ريحية من جهات مصنعة ذات خبرة وباستطاعة تتراوح بين 2-3 [MW] وهي على الترتيب: |
| |
1-Vestas - V100-2MW CLASS IEC IIB |
| |
2-Gamesa -G80-2MW CLASS IEC IIB |
| |
3-Vestas - V112-3MW CLASS IEC IIB |
| |
4-Nordex -117-3MW CLASS IEC IIB |
| |
|
| |
3.3.المواقع المقترحة في منطقة الحلس: |
| |
تم اختيار المواقع التي تتركز فيها أعلى كثافة للطاقة حيث تركزت على التلال المنتشرة في الموقع والتي تعتبر مرتفعة نسبياً مقارنة مع تضاريس المحيطة ويبين الشكل (5) خارطة الرياح في منطقة الحلس المستخلصة من برنامج WASP. |
| |
 |
| |
الشكل (5) الخارطة الريحية في القنيطرة -الحلس |
| |
استناداً للخارطة الريحية تم تحديد أفضل أربعة مواقع مناسبة من حيث توفر كمون ريحي مناسب ويوضح الجدول (6) المواقع المقترحة. |
| |
الجدول (6( المواقع المقترحة |
| |
 |
| |
ملاحظة: تم تحديد المواقع وقياس المسافات وتحديد مستويات الارتفاع باستخدام (Google Earth) مع توقع خطأ نسبي بسيط في الاحداثيات ومستوى الارتفاع. |
| |
|
| |
4.3.المحاكاة الحاسوبية: |
| |
تم تقدير انتاج العنفات الريحية من خلال اجراء محاكاة للمنحني التصميمي لإنتاج العنفة مع بيانات الرياح المقاسة في الموقع باستخدام البرنامج المتخصص Windographer وقد تم تقدير ضياعات في الانتاج بنسبة 12.5% تمثل كافة الضياعات الكهربائية والميكانيكية المحتملة في مشروع المزرعة الريحية بما فيها احتساب الاتاحية الفنية للعنفات الريحية وضياعات الأثر الذيلي وضياعات الأداء في العنفة الريحية مع تقدير نسبة 2% ضياعات كهربائية. |
| |
1.4.3.المحاكاة لعنفات باستطاعة 2 [MW] |
| |
1-العنفة من النوع فيستاس |
| |
VESTAS – V100-2MW CLASS IIB |
| |
العنفة متوفرة مع برج بارتفاعين 80-95[m] ، تم إجراء المحاكاة للعنفة بارتفاع برج 80 [m] مع مراعاة فارق الارتفاع 45[m] بين الموقع المقترح (4) وموقع محطة الحلس وبالتالي ستتم اجراء المحاكاة وتقدير انتاج العنفة عند الارتفاع 125[m]. |
| |
2-العنفة من النوع غاميسا |
| |
CLASS IIA Gamesa -G80-2MW |
| |
العنفة متوفرة مع برج بالارتفاعات التالية 60-67-78[m] ولضرورة المقارنة تم إجراء المحاكاة للعنفة بارتفاع برج 78[m] وبالتالي سيصبح ارتفاع المنطقة المدروسة 123[m] في الموقع المقترح (4)، |
| |
2.4.3.المحاكاة للعنفات باستطاعة] 3 [ MW |
| |
1-العنفة من النوع فيستاس |
| |
VESTAS - V112-3MW CLASS IIB |
| |
العنفة متوفرة مع برج بالارتفاعات التالية 84-94-119[m] تم إجراء المحاكاة للعنفة بارتفاع برج 94 [m] في المقترح (4) وبالتالي سيصبح ارتفاع الدراسة 139[m]. |
| |
2-العنفة من النوع نورديكس |
| |
CLASS IIB Nordex -117-3MW |
| |
العنفة متوفرة مع برج بالارتفاعات التالية 91-120-141[m] ، تم إجراء المحاكاة للعنفة بارتفاع برج 91[m] في المقترح (4) سيصبح ارتفاع الدراسة 136 [m]. |
| |
|
| |
4. النتائج والمناقشة: |
| |
4-1). من البيانات المقاسة في الجدول (2) بلغ معدل سرعة الرياح خلال شهر حزيران 6.7[m/s] عند الارتفاع 40[m] ووضح أطلس رياح المحدث في الموقع في الجدول (3) والمستخلص من برنامج WASP الكثافة العالية لطاقة الرياح عند الارتفاعات 50-100[m] حيث بلغت كثافة الطاقة 732[W/m2] عند الارتفاع 50 [m] وهي تعبر عن كمون ريحي جيد في موقع الحلس. |
| |
4-2). وضح نموذج التوزع التكراري الذي تم استنتاجه من معالجة بيانات الموقع والموضح في الشكل (3) أن قيمة معامل الشكل لتوزع سرعات الرياح k=1.84 وتعتبر قيمة جيدة وقريبة من توزع رايلي الذي يعتبر التوزع المثالي عند قيمة k=2 وتعبر عن توزع نموذجي للرياح خلال أيام السنة. |
| |
4-3). بينت النتائج الموضحة في المخطط البياني في الشكل (4) أن قيمة معدل شدة الاضطراب بلغت 0.156 عند الارتفاع 40[m] وبالتالي فإن صنف الاضطراب في موقع الحلس عند الارتفاع 40[m] هو من الصنف B وفقاً للمواصفة IEC-61400-1 وبالتالي يمكن تركيب عنفات ريحية من جميع الفئات(A+/A/B). |
| |
4-5).بلغت أقصى هبة مسجلة في الموقع 23.87[m/s] عند الارتفاع 40[m]، 18.82[m/s] عند الارتفاع 10[m] وبالتالي تعتبر العنفات ريحية من الصنف ClassI أو ClassII مناسبة للموقع. |
| |
4-6). يوضح الجدول (7) المعدلات الشهرية لإنتاج العنفات باستطاعة2[MW] في الموقع المقترح (4) حيث بدى واضحاً ارتفاع إنتاج العنفة فيستاس بنسبة 18.3%. |
| |
الجدول (7( نتائج المحاكاة للعنفات باستطاعة 2 [MW] |
| |
 |
| |
|
| |
4-7).يوضح الجدول (8) المعدلات الشهرية لإنتاج العنفات المدروسة باستطاعة 3 [MW] في الموقع المقترح (4) حيث بدى واضحاً ارتفاع إنتاج العنفة فيستاس بنسبة صغيرة 0.21% وبالتالي تبين أن العنفة الريحية من النوع فيستاس مناسبة أكثر في موقع الحلس مقارنة مع العنفة الريحية من النوع نوردكس. |
| |
الجدول (8) نتائج المحاكاة للعنفات باستطاعة 3 [MW] |
| |
 |
| |
4-8). تبين من خلال المخطط البياني في الشكل (5) أن العنفة الريحية من نوع فيستاس |
| |
VESTAS - V112-3MW CLASS IIB |
| |
باستطاعة 3 [MW] تحقق أعلى إنتاجية وبالتالي هي العنفة المناسبة من حيث الاستطاعة والصنف والفئة وفقاً لبيانات الموقع ويوضح الشكل (6) مقارنة نتائج محاكاة العنفات باستطاعة 2 [MW] مع العنفات باستطاعة 3[MW] |
| |
 |
| |
الشكل (6) نتائج المحاكاة الحاسوبية |
| |
|
| |
5- الاستنتاجات |
| |
5-1-تتمتع منطقة الحلس بكمون ريحي جيد يمكن الاستفادة منه لإنشاء مزرارع ريحية للمساهمة في تلبية جزء من تنامي الطلب على الكهرباء لا سيما خلال فترة النقص الحاد في الوقود الأحفوري. |
| |
5-2-يمكن الاستفادة المرتفعات في منطقة الحلس -القنيطرة ولك بهدف الوصول إلى أقل قيم أقل لشدة الاضطراب مما سيسمكن من تركيب عنفات ريحية بأبعاد قطر دوار أكبر وريش أكبر طولاً للحصول على أعلى انتاجية من طاقة الرياح في الموقع. |
| |
5-3- إن توفر البيانات الدقيقة عن تغير سرعات واتجاه الريح هو أمر حيوي عند تقييم المواقع لإنشاء مزارع الرياح ومن الضروري عند التخطيط لإنشاء مزرعة ريحية في الحلس-القنيطرة أن يتم دراسة التضاريس بشكل دقيق واختيار المواقع النهائية للعنفات بعناية لتكون بعيدة عن التضاريس المعقدة التي تزيد من شدة الاضطراب. |
| |
5-4-تتمتع الجمهورية العربية السورية بالعديد من المناطق الواعدة ريحياً لإنتاج الطاقة الكهربائية لكن واقع تقييم مصادر الرياح لا يزال ضعيفاً بشكل عام الأمر الذي يستوجب تحديث أطلس الرياح اعتماداً على محطات الرصد الريحية الحديثة ووفق المنهجيات العالمية المعتمدة وباستخدام البرمجيات الخاصة في تقديرات طاقة الرياح ليكون نواة لبناء قاعدة بيانات يستفاد منها في مشاريع مزارع الرياح والنواحي البحثية وتطوير التقنيات بهدف تحقيق الاستثمار الأمثل لموارد الرياح في سورية. |
| |
|
| |
المراجع:
• المراجع العربية:
[1] الجمهورية العربية السورية. (1998).أطلس الرياح. دمشق: المديرية العامة للأرصاد الجوية.
[2] كرش، ع.، القزاز، و.، حمودي، و.،(2014)،"علم الإحصاء"، وزارة التعليم العالي والبحث العلمي، العراق،154.
[3] كرم الدين،ماجد.محمود.وبيدة، آمال (2010)، رياح التغيير في أنظمة الطاقة العالمية والعربية الكهرباء من الرياح،المركز الإقليمي للطاقة المتجددة وكفاءة الطاقة، جمهورية مصر العربية.
• المراجع الأجنبية
[4] GWEC.(2021).Global Wind Statistics 2019. Belgium.
[5] Axel, A. (1999) Wind Farm erformance Verification, DEWI Magazine, Nr. 14, Feb, pp. 24-35.
[6] Ribrant, J., Bertling, L. (2006) Reliability Performance and Maintenance, KTH School of Electrical Engineering, 81p.
[7]Awasthi,C;Gour,A;Pandey,M.(2013),Observed Wind Climate and Weibull Distribution at RGPV Energy Park Bahopal (India) Using WAsP, International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering In-dia,Vol.3, Issue 8, 6.
[8] Mortensen,N; Landberg,L; Troen,L; PE-Tersen,E; Rathmann,O;NIELSEN,M.(2004), WAsP Utility Programs, I-2261,Risø National Laboratory, Denmark,52.
[9] Man-well,J,F;Mcgowan,J,G;Rogers,A,L.(2009),Wind Energy Explained Theory Design And Aplli-cation,2nd,John Wiley & Sons,UK,675.
[10] Mathew, S; Philip, S, G.(2011), Advances in Wind Energy Conversion Technology, Springer, German, 211.
[11] Mathew, S.2006, Wind Energy Funda-mentals Resource Analysis and Economics, Springer, German, 240.
[12] HAU, E.(2013), Wind Turbines Funda-mentals Technologies Application Economics. 3ed .ed., Springer, German, 879
[13] IEC.(2019)Wind turbines Part 1: Design requirements. International Electrotechnical Commission, Third ed. Switzerland.
[14] ERICH, H, 2012-Wind turbines Fundamentals, Technologies, Application, Economics. SPRINGER, Third ed. United Kingdom, 886p.
[15] Karsh, E,. ALkazaz, W,. Hamody, W, (2014) .Statistics Science. Ministry of Higher Education and Scientific Research. Iraq, 154p
|
| |
|
| |
    |
| |
|
