Search academic texts

Registration Number

0825U003855, PhD dissertation

Status

Доктор філософії, 141, Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка

Date

30-10-2025

popup.evolution

o

Title

Technical Potential of Wind Energy Utilization by Wind Power Plants in the Climatic Conditions of Ukraine

Author

Kateryna V. Petrenko,

popup.head Mykola P. Kuznetsov
popup.opponent Yuriy G. Kachan
popup.opponent Vyacheslav Komar
popup.review Volodymir P. Kokhanievich
popup.review Iryna L. Mazurenko

Description

Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуальної наукової задачі – підвищення точності оцінювання технічного потенціалу вітроенергетичних ресурсів при впровадженні сучасних вітроелектричних установок на території та в акваторії України. Актуальність дослідження обумовлена необхідністю підвищення точності оцінки вітроенергетичного потенціалу для забезпечення ефективного планування розвитку вітроенергетики України відповідно до Енергетичної стратегії країни до 2035 та 2050 років, а також згідно з світовими тенденціями зростання частки відновлюваних джерел енергії в загальному балансі електрогенерації. Об’єктом дослідження є процес визначення технічного потенціалу вітроенергетичних ресурсів України з урахуванням наявних передумов та обмежень, а предметом – параметри технічного потенціалу вітроенергетичних ресурсів для території суходолу та акваторії України з урахуванням геопросторових, кліматичних, технічних факторів і нормативно-правових вимог в електроенергетичній та природоохоронній сферах. Метою дисертаційної роботи є розробка та удосконалення методів визначення параметрів технічного потенціалу вітроенергетичних ресурсів суходолу та акваторії України, придатних для використання сучасними вітроелектричними установками, задля оперативної їх оцінки та визначення технічного потенціалу вітроенергетичних ресурсів України згідно обмежень, що накладає чинна нормативно-правова база в електроенергетичній і природоохоронній сферах та з урахуванням сучасного технічного рівня розвитку ВЕУ. Було отримано наступні результати. Проведено комплексний аналіз стану та перспектив розвитку вітроенергетики в Україні й світі, зокрема окремо розглянуто оншорні та офшорні напрямки. Виявлено причини розбіжностей у результатах оцінки вітроенергетичного потенціалу України різних дослідницьких груп, пов’язані з відмінностями у підходах до верифікації вхідних даних, просторовій дискретизації, а також тривалості та повноті рядів первинних даних. Уперше проведено комплексну валідацію багаторічних даних швидкості та напрямку вітру на основі інформації з мережі 187 метеостанцій України шляхом аналізу метаданих та методів математичної статистики. Сформовано базу достовірних строкових даних з 70 репрезентативних метеостанцій, що забезпечило основу для уточнених розрахунків потенціалу вітроенергетичних ресурсів суходолу. Окремо досліджено можливість використання супутникових даних реаналізу для акваторії України. Вперше визначено значення похибок реаналізу порівняно з даними метеостанцій, виявлено їх залежність від фізико-географічних умов території, що дало можливість обґрунтувати прийнятність використання даних швидкості вітру, отриманих методом реаналізу, для рівнинних і морських регіонів у випадку відсутності даних стаціонарних спостережень. Базу даних МС доповнено 20 віртуальними точками в межах акваторії Чорного і Азовського морів. В роботі проаналізовано законодавчі обмеження щодо розміщення ВЕС в Україні з урахуванням вимог екологічного, санітарного, соціального та інфраструктурного характеру. На основі ГІС-моделювання створено базу виключених територій та їхніх буферних зон. Установлено, що потенційно придатними та доступними для розміщення ВЕС в Україні за умови застосування максимальних геопросторових обмежень є 132 372 км² суходолу (22% території країни) та 30 073 км² акваторії (21% шельфової частини акваторії). Удосконалено математичну модель оцінки технічного потенціалу вітроенергетичних ресурсів шляхом застосування діаграми Вороного для екстраполяції даних швидкості вітру. На основі цієї моделі розроблено адаптивний метод оцінки технічного потенціалу вітроенергетичних ресурсів, що дозволяє оперативно враховувати зміни у нормативно-правовій базі, технічних характеристиках ВЕУ та вихідних даних швидкості вітру. Встановлено кількісні показники технічного потенціалу вітроенергетичних ресурсів України в залежності від порогового значення КВНП. Так, при КВНП≥0,2 технічний потенціал встановленої потужності становить близько 832 ГВт, потенціал середньорічного виробітку електроенергії — майже 1 802 млрд кВт∙год. При КВНП≥0,4 відповідні показники становлять близько 90 ГВт та 290 млрд кВт∙год відповідно. Проведено апробацію запропонованого адаптивного методу на конкретній локації проєктної ВЕС, що підтвердило високий ступінь відповідності результатів із комерційними програмними продуктами (відносна похибка не перевищує 3,1%). Це підтверджує практичну ефективність розробленого методу для прикладного використання в Україні та потенційної інтеграції в систему стратегічного енергетичного планування.

Registration Date

2025-10-03

popup.nrat_date

2025-10-03