Развитие общества неразрывно связано с растущим потреблением природных ресурсов, и чем выше уровень развития общества, тем в больших масштабах они вовлекаются в хозяйственное использование. Экспоненциальный рост потребление ископаемых видов сырья и водных ресурсов ведет к их истощению и исчезновению. И хотя запасы водных ресурсов довольно велики и относятся к категории возобновляемых, масштабы их потребления более чем на 2 порядка превосходят расходы всех других видов сырья, вместе взятых. Особо остро проблема воды стоит в нашей стране Туркменистане, расположенной в аридной зоне [4], где с каждым годом все более возрастает роль водных ресурсов в развитии производительных сил, решении народнохозяйственных и социально-культурных проблем. Высокие темпы социально-экономического развития Туркменистана обуславливает растущее потребление воды. До последнего времени рост водопотребления покрывался преимущественно (96,2%) за счет забора свежей воды, основными источниками которой являлись Амударья и Каракум река, покрывающие свыше 90% потребностей в воде.
За последние годы сельское хозяйство стало весьма крупным потребителем топлива и энергии; доля его в энергобалансе страны равно примерно 15%. Дальнейший рост сельскохозяйственного производства обусловлен внедрением новых промышленных технологий в растениеводстве и животноводстве, увеличением орошаемых площадей, внедрением энергонасыщенной техники, расширением сетей теплоснабжения для сельского населения и др., что потребует дополнительных энергетических затрат. В последние годы большое внимание уделяется вопросам экономии топливных ресурсов страны за счет увеличения масштабов использования в народном хозяйстве возобновляемых источников энергии (солнечной, ветровой и др.). Одним из важных средств интенсификации освоения пустынь и улучшения социальных условий жизни рассредоточенного в пустыне населения, является возобновляемая энергетика, за счет которой можно решать локальные проблемы энергообеспечения в аридной зоне.
Потенциальные ресурсы солнечной энергии в Туркменистане составляют: продолжительность светового дня в июне достигает 16 часов, в декабре 8-10 часов, около 300 солнечных дней в году; продолжительность солнечного сияния 2500-3100 ч/год, а летом 320-400 ч/месяц [2,4].
В Туркменистане интенсивно развивается скотоводство. Возникает потребность в питьевой воде для чабанских хозяйств. В сутки чабанскому хозяйству, состоящему из 800 голов скота, потребуется примерно 4800л. воды соленостью до 7г/л и пресной воды соленостью до 1 г/л примерно 40л. Предлагаем для чабанских семей у колодцев создать небольшие чабанские хозяйства. Для этих целей целесообразно будут использоваться нетрадиционные источники энергии, применение солнечной и ветровой энергии. Полученную энергию от солнечных модулей и ветряных двигателей можно запастись в необслуживаемых аккумуляторных батареях, т.е. предлагаем использовать комбинированную систему ветер+солнце+ аккумулятор.
Одним из перспективных направлений подобных разработок, пригодных для решения широкого круга народнохозяйственных задач, в том числе энерговодоснабжения автономных потребителей, является комбинированное использование энергии таких возобновляющихся источников, как солнце и ветер. Такой подход, не исключая альтернативного использования этих источников в определенных природно-климатических условий с целью решения конкретных задач (например: ветроэлектрических установок – для механизации водоснабжения, дренажа), отличается существенным повышением надежности и эффективности реализующих его гелиоветроэнергетических установок.
Запросы технико-экономического обоснования, расчета и проектирования подобных комбинированных установок, обуславливают необходимость составления гелио – и ветроэнергетических кадастров.
Оценка перспектив использования энергии ветра производится на основе ветроэнергетического кадастра, представляющего собой определенную систему количественных характеристик режима ветра какой-либо местности, по которым судят, о величине и вариациях производительности, возможных режимах работы и эффективности в целом различных типов ветроустановок. Причем, в соответствии с динамической природой ветра система кадастра не должна быть абстрактной статической сводкой средних и суммарных оценок, а должна стремиться, наиболее полно охарактеризовать динамику вариаций интенсивности ветра и не вообще, а применительно к конкретным задачам энергетики и определенных народнохозяйственных условиях. Этот принцип, выдвинутый профессором Г.А.Гриневичем [1], разработавшим научные положения построения кадастра, не утратил своей актуальности и в настоящее время.
Действительно, со временем построения М.В.Колодиным [6] первого ветроэнергетического кадастра Туркменистана, составленного на основе обработки флюгерных наблюдений 57 метеостанций за период 1945 – 1954 гг. и обосновавшего возможности практического ветроиспользования в республике, прошло уже 55 лет. За прошедшие годы качественно выросла отечественная гелио и ветротехника, способная в настоящее время обеспечить решение масштабных задач по практическому использованию энергии солнца и ветра в народном хозяйстве. Кроме того, произошли определенные изменения как в методике проведения и приборам обеспечения метеорологических наблюдений, так и в методах их климатологической обработки. С точки зрения разработки и использования ветроэнергетического кадастра наиболее важные из этих изменений можно сформировать следующим образом [10]:
1. переход всех метеостанций Туркменистана с 1966г. на восьмисрочные наблюдения, в конечном счете, существенно увеличивает достоверность выполняемых на их основе вероятно-статистических по своей природе ветроэнергетических ресурсов;
2. для получения устойчивых значений средней скорости и характеристик по повторяемости различных скоростей ветра Е.С.Рубинштейн рекомендует обработку ряда наблюдений длительностью соответственно 10-15 и 20-25 лет, хотя на практике по замечанию Н.В.Кобышевой [5], вместо последней цифры применяются 15-20 летние периода;
3. в качестве единой классификации площадок метеостанций по степени их открытости и характеру рельефа Государственным комитетом гидрометеорологии и контроля окружающей среды принята к использованию классификация В.Ю.Милевского[7];
4. при выравнивании эмпирических распределений скоростей ветра рекомендуется [1] применять (наряду с системами Пирсона, Шарлье) получившее широкое распространение [8] уравнение Гриневича и следует признать нецелесообразным использования для этих целей на обоснованных в общей теории кривых распределения Поморцева, Гулена, Гудрича;
5. направленное увеличение числа требующихся для практических целей климатических показателей, громоздкость и трудоемкость их расчета, отсутствие в некоторых случаях ряда исходных данных, обосновывают разработку наиболее рациональных приемов и методов обработки информации, в частности косвенных методов расчета климатических показателей (например, комплексов «температура воздуха – влажность», «температура воздуха – скорость ветра») [5].
6. климатическое обеспечение различных отраслей народного хозяйства (гелиоэнергетики, морского и авиационного транспорта, строительства, сельскохозяйственного производства и др.) предусматривает использование результатов исследований векторной природы ветра.
Учет указанных изменений приводит к необходимости создания нового ветроэнергетического кадастра, отличающегося от вышеуказанного [6] еще и применением при обработке флюгерных наблюдений вместо годового периода, осреднения сезонного, точнее отвечающего требованиям расчета гелиоветроэнергетических установок, предназначенных для внедрения в отличающееся своей периодичностью сельскохозяйственное производство. Первым этапом разработки нового кадастра в соответствии с рекомендациями [1] и вышеизложенным, является установление среднесезонных многолетних скоростей ветра и режимов повторяемости ветров различной интенсивности.
Поэтому предлагаем для установки мест внедрения ветряков применять по Туркменистану ветроэнергетические режимы д.т.н. С.Сайиткурбанова и В. Сергеева [6].
Энергия ветра - это также возобновляемый источник энергии. Годовой экономический эффект от комбинированного использования гелиоэнергетической системы теплохладоснабжения помещения в сельской местности площадью 150м2 составит 0,4 тыс.долл. в год и позволит сэкономить на душу населения 180-200 кг.у.т. в год. За счет ветроагрегата можно удовлетворить от 40 до 85 % энергопотребления [11].
Список использованной литературы
- Гриневич Г.А. Методические основы ветроэнергетического кадастра. -
В кн. «Исследования характеристик режима возобновляющихся источников энергии» - Ташкент; Издательство АН УССР. 1963. С. 59-106. - Дурдыев А.М., Пенжиев А.М. Пути сокращения выбросов парниковых газов в атмосферу // Проблемы освоения пустынь. 2003. Вып. № 2.
- Жарков В.В. Опреснение колодезной воды в Центральных Каракумах // Проблемы освоения пустынь. 2006. Вып. № 1. С. 53-55.
- Жарков В.В., Чарыев Х. Гелиоветроэнергетическое опреснение колодезной воды. // Экономика золотого века. 2006. Вып. № 3.
- Кобышева Н.В., Наровлянский Г.Я. Климатологическая обработка метеорологической информации. Ленинград; Гидрометеоиздат. 1978. С. 286.
- Колодин М.В. Методика выравнивания эмпирических распределений скоростей ветра на основе уравнений Гудрича. // Методы разработки ветроэнергетического кадастра. Издательство АН СССР, 1963. С. 85-106.
- Милевский В.Ю. Методика исследования скоростных роз и скоростных роз-диаграмм ветра. Труды ГГО. 1960. Вып. 113. С. 57-70.
- Минин В.А. Основные элементы. М.; Мысль, 1984. С. 245.
- Пенжиев А.М., Мамедсахатов Б.Д. Расчетная себестоимость возобновляемых источников энергии. // Проблемы освоения пустынь. 2006. Вып. № 1.
- Сейиткурбанов С., Сергеев В. Ветроэнергетические режимы Туркмении. Ашхабад. 1983. С. 47.
- Стрибков Д.С., Кошкин Н.Л. О развитии солнечной энергии в России. // Теплоэнергетика. 1996. Вып. № 5.
