Prospects for Using Wind Energy in the Western Sector of the Arctic
DOI:
https://doi.org/10.24160/1993-6982-2022-5-75-82Keywords:
western sector of the Arctic, wind energy, wind potential and resources, usage areas and prospectsAbstract
The aim of the study is to estimate the wind energy potential in the western sector of the Arctic and to identify possible ways for using wind resources for power and heat supply to regional consumers.
The data of long-term wind velocity observation series at meteorological stations in the western sector of the Arctic were processed. Based on the obtained results, a map showing the distribution of annual average wind velocities in the coastal regions of the Barents and White Seas has been drawn; the recurrence of wind velocities has been studied, and the wind energy resources in the region have been estimated. It has been established that in the majority of coastal regions, the annual average wind velocities at a height of 10 m above the ground level are in the range 5 to 8 m/s. The highest wind intensity is observed during the winter months. The seasonal maximum of wind velocities coincides with the maximum demand for heat and electricity in the cold season, which is a favorable prerequisite for successful use of wind energy for meeting the consumers’ electricity and heat supply needs. The presented data testify the possibility of efficiently using wind power plants (WPPs) in the following three main areas: the development of systemic wind energy (operation of large wind farms as part of the power system), participation of WPPs in supplying power to autonomous consumers (joint operation with local diesel power plants), and heat supply to consumers (joint operation with boiler units). Based on the study results, promising sites have been determined for construction of large wind farms on the Kola Peninsula northern coast near the hydroelectric power plants operating as part of the Kola power system. The indicators characterizing possible joint operation of WPPs with local diesel power plants and boiler units in decentralized power supply areas have been obtained. It has been shown that the major effect from using wind energy boils down to saving expensive fossil fuel, which is delivered to consumers in the Arctic regions at high transportation costs. In the areas of decentralized power supply, the use of WPPs helps save from 20 to 70% of annual fuel consumption depending on the wind energy potential.
References
2. Попель О.С., Фортов В.Е. Возобновляемая энергетика в современном мире. М.: Издат. дом МЭИ, 2018.
3. Габдерахманова Т.С., Киселева С.В., Попель О.С., Тарасенко А.Б. Некоторые аспекты ракзвития возобновляемой энергетики в Арктической зоне РФ // Альтернативная энергетика и экология. 2016. № 19—20. С. 41—53.
4. Киселева С.В., Комарова Н.А., Тарасенко А.Б., Габдерахманова Т.С. Потенциальные потебители энергии от возобновляемых источников энергии в децентрализованных зонах России // Рациональное природопользование: традиции и новации: Материалы II Междунар. конф. М.: Изд-во МГУ им. М.В. Ломоносова, 2017. С. 91—95.
5. Фортов В.Е., Попель О.С. Состояние развития возобновляемых источников энергии в мире и России // Теплоэнергетика. 2014. № 6. С. 4—13.
6. Земсков В.И. Возобновляемые источники энергии в АПК. СПб.: Лань, 2014.
7. Минин В.А. и др. Энергия ветра — перспективный возобновляемый энергоресурс Мурманской области. Апатиты: Изд. КНЦ РАН, 2006.
8. Николаев В.Г., Ганага С.В., Кудряшов Ю.И., Николаев В.В. К развитию моделей высотного профиля скорости ветра в приземном слое атмосферы // Известия РАН. Серия «Физика атмосферы и океана». 2018. Т. 54. № 2. С. 147—159.
9. Минин В.А. Потенциал ветровой энергии Архангельской области // Труды КНЦ РАН. Серия «Энергетика» 2016. № 1(35). Вып. 12. С. 102—116.
10. Минин В.А., Баранник Б.Г., Коновалова О.Г. Возобновляемые источники энергии Мурманской области. Saarbruecken: LAP LAMBERT Academ. Publ., 2013.
11. Minin V.A., Furtaev A.I. Prospects for the Development of Wind Energy Resources in the Western Sector of the Arctic Zone of Russia // Proc. Intern. Multi Conf. Industrial Eng. and Modern Technol. Vladivostok, 2018. P. 8602694.
12. Минин В.А., Рожкова А.А., Бежан А.А. Возможные направления интеграции возобновляемых источников энергии в энергетическое хозяйство Мурманской области // Вестник Кольского научного центра РАН. 2019. № 3. С. 124—133.
13. Минин В.А. Оценка возможного участия ветроэнергетических установок в покрытии графика отопительной нагрузки // Теплоэнергетика. 2012. № 11. С. 49—54.
14. Минин В.А., Бежан А.В. Оценка эффективности системы теплоснабжения на основе котельной и ветроустановки в условиях Севера // Теплоэнергетика. 2017. № 3. С. 51—59.
15. Минин В.А., Рожкова А.А Оценка эффективности совместной работы дизельных электростанций с ветроэнергетическими установками // Электрические станции. 2014. № 6. С. 29—32.
16. Марченко О.В., Соломин С.В. Анализ эффективности производства водорода с применением ветроэнергетических установок и его использования в автономной энергосистеме // Альтернативная энергетика и экология. 2017. № 3. С. 112—118.
17. Марченко О.В., Соломин С.В. Анализ эффективности аккумулирования электрической энергии и водорода в энергосистемах с возобновляемыми источниками энергии // Вестник Иркутского гос. техн. ун-та. 2018. Т. 22. № 3(134). С. 183—193.
18. Кулагин В.А., Грушевенко Д.А. Сможет ли водород стать топливом будущего? // Теплоэнергетика. 2020. № 4. С. 3—17.
19. Тарасенко А.Б., Попель О.С. Перспективные пути развития водородной энергетики в условиях Севера // Возобновляемая энергетика XXI век: энергетическая и экономическая эффективность: Материалы Междунар. конгресса. 2016. С. 243—249.
20. Попель О.С., Тарасенко А.Б. О перспективных направлениях развития водородной энергетики в России // Возобновляемые источники энергии: Материалы Всерос. науч. конф. с международным участием и XII научной молодежной школы. Махачкала: Алеф, 2020. С. 13—26
---
Для цитирования: Минин В.А. Перспективы использования энергии ветра в западном секторе Арктики // Вестник МЭИ. 2022. № 5. С. 75—82. DOI: 10.24160/1993-6982-2022-5-75-82
#
1. Energeticheskaya Strategiya Rossii na Period do 2035 Goda [Elektron. Resurs] www.energystrategy.ru/ab_ins/source/ES-2035_09_2015.pdf (Data Obrashcheniya 25.02.2022). (in Russian).
2. Popel' O.S., Fortov V.E. Vozobnovlyaemaya Energetika v Sovremennom Mire. M.: Izdat. Dom MEI, 2018. (in Russian).
3. Gabderakhmanova T.S., Kiseleva S.V., Popel' O.S., Tarasenko A.B. Nekotorye Aspekty Rakzvitiya Vozobnovlyaemoy Energetiki v Arkticheskoy Zone RF.Al'ternativnaya Energetika i Ekologiya. 2016;19—20:41—53. (in Russian).
4. Kiseleva S.V., Komarova N.A., Tarasenko A.B., Gabderakhmanova T.S. Potentsial'nye Potebiteli Energii ot Vozobnovlyaemykh Istochnikov Energii v Detsentralizovannykh Zonakh Rossii. Ratsional'noe Prirodopol'zovanie: Traditsii i Novatsii: Materialy II Mezhdunar. Konf. M.: Izd-vo MGU im. M.V. Lomonosova, 2017:91—95. (in Russian).
5. Fortov V.E., Popel' O.S. Sostoyanie Razvitiya Vozobnovlyaemykh Istochnikov Energii v Mire i Rossii. Teploenergetika. 2014;6:4—13. (in Russian).
6. Zemskov V.I. Vozobnovlyaemye Istochniki Energii v APK. SPb.: Lan', 2014. (in Russian).
7. Minin V.A. i dr. Energiya Vetra — Perspektivnyy Vozobnovlyaemyy Energoresurs Murmanskoy Oblasti. Apatity: Izd. KNTS RAN, 2006. (in Russian).
8. Nikolaev V.G., Ganaga S.V., Kudryashov Yu.I., Nikolaev V.V. K Razvitiyu Modeley Vysotnogo Profilya Skorosti Vetra v Prizemnom Sloe Atmosfery. Izvestiya RAN. Seriya «Fizika Atmosfery i Okeana». 2018;54;2:147—159. (in Russian).
9. Minin V.A. Potentsial Vetrovoy Energii Arkhangel'skoy Oblasti. Trudy KNTS RAN. Seriya «Energetika» 2016;1(35);12:102—116. (in Russian).
10. Minin V.A., Barannik B.G., Konovalova O.G. Vozobnovlyaemye Istochniki Energii Murmanskoy Oblasti. Saarbruecken: LAP LAMBERT Academ. Publ., 2013. (in Russian).
11. Minin V.A., Furtaev A.I. Prospects for the Development of Wind Energy Resources in the Western Sector of the Arctic Zone of Russia.Proc. Intern. Multi Conf. Industrial Eng. and Modern Technol. Vladivostok, 2018:8602694.
12. Minin V.A., Rozhkova A.A., Bezhan A.A. Vozmozhnye Napravleniya Integratsii Vozobnovlyaemykh Istochnikov Energii v Energeticheskoe Khozyaystvo Murmanskoy Oblasti.Vestnik Kol'skogo Nauchnogo Tsentra RAN. 2019;3:124—133. (in Russian).
13. Minin V.A. Otsenka Vozmozhnogo Uchastiya Vetroenergeticheskikh Ustanovok v Pokrytii Grafika Otopitel'noy Nagruzki.Teploenergetika. 2012;11:49—54. (in Russian).
14. Minin V.A., Bezhan A.V. Otsenka Effektivnosti Sistemy Teplosnabzheniya na Osnove Kotel'noy i Vetroustanovki v Usloviyakh Severa. Teploenergetika. 2017;3:51—59. (in Russian).
15. Minin V.A., Rozhkova A.A Otsenka Effektivnosti Sovmestnoy Raboty Dizel'nykh Elektrostantsiy s Vetroenergeticheskimi Ustanovkami. Elektricheskie Stantsii. 2014;6:29—32. (in Russian).
16. Marchenko O.V., Solomin S.V. Analiz Effektivnosti Proizvodstva Vodoroda s Primeneniem Vetroenergeticheskikh Ustanovok i Ego Ispol'zovaniya v Avtonomnoy Energosisteme. Al'ternativnaya Energetika i Ekologiya. 2017;3:112—118. (in Russian).
17. Marchenko O.V., Solomin S.V. Analiz Effektivnosti Akkumulirovaniya Elektricheskoy Energii i Vodoroda v Energosistemakh s Vozobnovlyaemymi Istochnikami Energii. Vestnik Irkutskogo Gos. Tekhn. Un-ta. 2018;22;3(134):183—193. (in Russian).
18. Kulagin V.A., Grushevenko D.A. Smozhet li Vodorod Stat' Toplivom Budushchego? Teploenergetika. 2020;4:3—17. (in Russian).
19. Tarasenko A.B., Popel' O.S. Perspektivnye Puti Razvitiya Vodorodnoy Energetiki v Usloviyakh Severa. Vozobnovlyaemaya Energetika XXI Vek: Energeticheskaya i Ekonomicheskaya Effektivnost': Materialy Mezhdunar. Kongressa. 2016:243—249. (in Russian).
20. Popel' O.S., Tarasenko A.B. O Perspektivnykh Napravleniyakh Razvitiya Vodorodnoy Energetiki v Rossii. Vozobnovlyaemye Istochniki Energii: Materialy Vseros. Nauch. Konf. s Mezhdunarodnym Uchastiem i XII Nauchnoy Molodezhnoy Shkoly. Makhachkala: Alef, 2020:13—26. (in Russian)
---
For citation: Minin V.A. Prospects for Using Wind Energy in the Western Sector of the Arctic. Bulletin of MPEI. 2022;5:75—82. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2022-5-75-82
