ارزیابی انرژی باد بوسیله مدلWRF؛ مطالعه موردی برای استان کرمان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس همدیدی اداره کل هواشناسی استان کرمان

2 حسین ملکوتی؛ استادیار دانشگاه هرمزگان

3 محسن عراقی زاده؛ مدیر کل اداره کل هواشناسی استان کرمان

چکیده

توسعه مزارع بادی جدید مستلزم ارزیابی دقیق از پتانسیل باد در طولانی‌مدت است. از این ارزیابی‌ها جهت تصمیم‌گیری برای نصب یک مزرعه بادی در یک مکان ویژه استفاده می‌شود. استفاده از مدل‌های میان‌مقیاس یکی از روش‌های جدید پتانسیل‌سنجی برای این منظور است. این مطالعه نسل جدیدی از مدل عددی وضع هوا به نام مدل میان‌مقیاس WRFرا مورد بحث قرار می‌دهد. در این روش برای ریزمقیاس نمایی داده‌های بایگانی شده باد حاصل از تحلیل نهایی مدل جهانی، از مدل WRF استفاده شد و خروجی مدل WRFتوسط تحلیل‌گرWAsP پس‌پردازش و انرژی باد ارزیابی شد. سرانجام دقت مدل با مقایسه خروجیWAsPاز داده‌های دکل سانا (که ارزیابی واقعی تولید نیروست) سنجیده شد. مطالعه موردی برای استان کرمان انجام شد؛ الف- به منظور ارزیابی پتانسیل باد در منطقه، داده‌های باد دکل‌های سانا (رفسنجان، ارزوئیه و شهربابک) مستقیما بوسیله نرم‌افزار WAsPتحلیل شدند که در بین آن‌ها رفسنجان با چگالی انرژی 202 وات بر متر مربع، بیشترین مقدار را دارا بود. ب- مدل WRF برای 15 روز ابتدایی آوریل 2007 اجرا شد و خروجی آن در موقعیت دکل رفسنجان اعتبارسنجی گردید که مدل با 96/1% اختلاف نسبت به مقادیر مشاهداتی، چگالی انرژی را برآورد کرد. ج- با استفاده از خروجی مدل WRF، اطلس باد منطقه محاسبه شد که الگوی مناسبی از میانگین باد در استان کرمان می‌باشد.  

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Wind energy assessment using WRF model: A case study for the Kerman province

نویسندگان [English]

  • reza esmaeilpour 1
  • hosein malekoute 2
  • mohsen eraghizadeh 3
چکیده [English]

Development of new wind farms requires accurate assessment of wind potential in the long term. These assessments can be used to decide to install a wind farm in a specific location. One of the new potential survey methods used for this purpose is the mesoscale models. This thesis is studying a new generation of numerical weather models, called WRF model. In this method, WRF model was used to downscale the wind archival data obtained from the final analysis of the global model and the WRF model output was processed by WAsP analyst then wind energy was evaluated. Finally model accuracy was measured by comparing the WAsP output of SANA mast data(The actual evaluation of the power generation). A case study was conducted for the Kerman province region; a) In order to assess the wind potential in the region, wind data from SANA masts (Rafsanjan, Orzoiyeh and Shahr e babak) were analyzed directly by WAsP software, among which Rafsanjan with energy density of 202 watts per square meter, had the highest value.  b) WRF model was run for the first 15 days of April, 2007 and the output was valued at Rafsanjan mast position that model estimated energy density with 1.96% difference in comparison with observational values. c) Wind Atlas of region was calculated by using the WRF output which is the suitable sample of wind mean in Kerman province.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Renewable Energy
  • Wind Energy
  • Meteorological Mesoscale modeling
  • Downscaling

 

1-   پدرام، مژده، رحیم زاده و صداقت کردار،1387، برآورد و برون‌یابی میانگین چگالی توان باد در راستای قائم (مطالعه موردی: ایستگاه سینوپتیک شرق اصفهان)، علمی- ترویجی نیوار شماره 68 و 69.

2-   جمیل، مجید،1380، چگالی انرژی باد، مجله علمی – ترویجی نیوار شماره 42و43.

3-      Arya S.Pal, Introduction to Micrometeorology, Copyright 2001, 1998 by ACADEMIC RESS.

4-      NCAR, 2012. Weather Research & Forecasting ARW Version 3 Modeling System User's Guide [online] Available at: http://www.mmm.ucar.edu/wrf/users/docs/user_guide_V3/ARWUsersGuideV3.pdf

5-      Benedicte Jourdier, 2012, Study and implementation of mesoscale weather forecasting models in the wind industry, Master of Science Thesis, Energy Technology EGI-2012- Division of Heat and Power Technology SE-100 44 STOCKHOLM.

6-      Brandon A. Storm, August 2008, Texas Tech University, Modeling of Low-Level Jets over the Great Plains: Implications for Wind Energy.

7-      WAsP Climate Analyst, Users Guide, Riso_ National Laboratory            Technical support:  waspsupport@dtu.dk

8-      NCAR/CISL/Data registery: http://dss. ucar.edu /datasets/ds083. 2http://rda.ucar. edu /download. Auto/ ESMAILPOUR 16204.