Gyöngyösi A.Z., Weidinger T. ELTE Meteorológiai Tanszék Kiss Á. ELTE Környezettudományi Centrum Bánfalvi Károly Netpoint Bt.

HTML
DOWNLOAD

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Gyöngyösi A.Z., Weidinger T. ELTE Meteorológiai Tanszék Kiss Á. ELTE Környezettudományi Centrum Bánfalvi Károly Netpoint Bt."

Márk Vass
9 évvel ezelőtt
Látták:

1 Szélenergia Előrejelzés lehetősége Numerikus Időjárás Előrejelző Modellek segítségével Gyöngyösi A.Z., Weidinger T. ELTE Meteorológiai Tanszék Kiss Á. ELTE Környezettudományi Centrum Bánfalvi Károly Netpoint Bt.

A.Z., Weidinger T. ELTE Meteorológiai Tanszék Kiss Á.

2 Tartalom Probléma felvetés: Szélenergia hasznosítás lehetősége hazánkban meteorológiai szempontból Numerikus prognosztika alkalmazása Modellrendszer bemutatása Modellek Bemenő adatok Utófeldolgozás Klimatológiai alkalmazások Brazília Olaszország Napi numerikus szél-prognózisok Távolabbi kilátások

Modellrendszer bemutatása Modellek Bemenő adatok Utófeldolgozás

3 Szélenergia hasznosítás lehetősége hazánkban meteorológiai szempontból Globális igény a szélenergia hasznosítására Szélgenerátorok fejlődésével ma már gazdaságos hazánk kontinentális szélviszonyai között is DE: E ~ U3 de ~ 3 du Kontinentális szélviszonyok (2~5 m s -1): nagy területi és évek közötti változékonyság szélirányra való nagyfokú érzékenység (komplex felszín) uralkodó szélirány legtöbb helyen 20% alatti (ciklon -- a.c.) Energetikai szélmérés költséges, korlátozott lehetőségű, éves változékonyság miatt nem teljes A lehető legpontosabb széladatok szükségesek tervezés fázisában napi üzemeltetés során Interpol. módszerek használhatósága korlátozott numerikus prognosztika

nagyfokú érzékenység (komplex felszín) uralkodó szélirány legtöbb helyen 20% alatti (ci

4 Numerikus prognosztika alkalmazása Az időjárás előrejelzés módszere Jelenlegi állapot minél pontosabb ismerete (mérés) Fizikai összefüggések alkalmazásával az előrejelzési feladat végrehajtása adatasszimiláció, inicializáció numerikus integrálás utófeldolgozás Lehetőség idő- és térbeli interpolációra Nagy felbontású, pontos meteorológiai adatsorok Alkalmazása szélenergia kutatásra tervezés üzemeltetés

adatasszimiláció, inicializáció numerikus integrálás utófeldolgozás Lehetőség idő- és térbeli

5 Meteorológiai előrejelző modellek Ma már nem szükséges szuperszámítógép numerikus meteorológiai modellek futtatásához Szabad, vagy korlátozott hozzáférésű modellek ingyenes forráskód "hordozhatóság" bemenő adat "erős" COTS számítógépek Linux operációs rendszer jelentős flexibilitás lehetőség a széles körű alkalmazásra (pl.: szélenergia)

ingyenes forráskód "hordozhatóság" bemenő adat "erős" COTS számítógépek Linux

6 Rendelkezésre álló modellek NCEP/Eta ma már nem fejlesztett és támogatott ELTE-n 2005-től 2008-ig használt modell WRF folyamatosan fejlesztett és támogatott ELTE-n 2007 óta használt nagyon megbízható modell, amely kutatási és veszély előrejelzési célból bevonásra került az operatív munkába is ALADIN/CHAPEAU Hazai operatív modell hordozható változata összehasonlító vizsgálatok: bíztató előzetes eredmények

modell, amely kutatási és veszély előrejelzési célból bevonásra került az operatív munkába is

7 Az Eta Az USA előrejelző szolgálatának operatív korlátos tartományú modellje 2005-ig kutatási és oktatási célokra 2005 óta áll rendelkezésre különböző szélenergia vizsgálatokra került felhasználásra modellezési tapasztalatot adott és lehetőséget a szélenergia előrejelző rendszer kidolgozásának megkezdésére ma már nem támogatják, a WRF megbízhatóbb, könnyebben kezelhető, korszerűbb Az áttérés során összehasonlító vizsgálatok bizonyították a WRF jóságát

adott és lehetőséget a szélenergia előrejelző rendszer kidolgozásának megkezdésére ma már nem támogatják, a WRF

8 Weather Research and Forecasting közösségi modell fejlesztés Nyílt forráskód, felhasználók és fejlesztők köre óriási ( felhasználó világszerte), sok tapasztalat, "bug-fix" rendszeres munka-értekezletek, továbbképzések, online support teljes "összenyomható" egyenletrendszer hanghullámok Coriolis és metrikus tagok Egy- és kétirányú beágyazás, mozgó tartomány hordozhatóság (pl.: PGF effektus)

munka-értekezletek, továbbképzések, online support teljes "összenyomható" egyenletrendszer

9 ALADIN/CHAPEAU Aladin konzorcium (17 európai és észak-afrikai ország közös fejlesztése) WRF sikere CHAPEAU projekt bevonásra került Tanszékünk is összehasonlító tesztek jelenleg folynak 2 napos lag rutin futtatások az OMSz támogatásával

projekt bevonásra került Tanszékünk is összehasonlító

10 Bemenő adatok kezdeti- és peremfeltételek a numerikus integráláshoz NCEP GFS (0,5 x 0,5o 3h-ként, adott napra 180h előre) GFS (2,5 x 2,5o 12h-ként, 180h h előre) FNL (1,0 x 1,0o 6h-ként, 1999-tól folyamatos) Reanal (2,5 x 2,5o 6h-ként, 1948-tól folyamatos) ECMWF operatív (2 nap késéssel, OMSz által előfeldolgozott) ERA40 (2,5 x 2,5o 6 h-ként, 1957-től 2002-ig) ERAinterim (1,9 x 1,9o 1979-től aug.-ig)

folyamatos) Reanal (2,5 x 2,5o 6h-ként, 1948-tól folyamatos) ECMWF operatív (2 nap késéssel, OMSz által

11 Horizontális interpoláció "beágyazás" A legjobb interpolációt maga a modell dinamika adja futásidőben dx=10km Arakawa C-grid dx=30km dx=3km dx=7,5km dx=1.8km A kompromisszum általában a rendelkezésre álló processzor erőforrás miatt szükséges

dx=10km Arakawa C-grid dx=30km dx=3km dx=7,5km dx=1.

12 Vertikális interpoláció új szintek beillesztése a felszínközelben A legjobb interpolációt maga a modell dinamika adja futásidőben az utófeldolgozás keretében további interpoláció szükséges η = (ph - pht) / μ μ = phs - pht Időben változó magassági szintek phs = phs (t) Új modell szintek beillesztése Domborzat követő magassági szintek phs = phs (x,y)

további interpoláció szükséges η = (ph - pht) / μ μ = phs - pht Időben változó

13 Szélenergia számítások: Modell utófeldolgozás o Függ. interpoláció o Logaritmikus szélprofil o A hozamgörbe alkalmazása a széladatokra U(t) U (t) P (u) P (t)

összehasonlítás torony mérésekkel más modellekkel

14 Kilmatológiai alkalmazások Ceará -- Brazília (2006) o passzát szél övezet o part menti és off-shore o összehasonlítás torony mérésekkel más modellekkel Eta (alul becslés) RAMS (CSU) WRF átlag jó szórás kevés

15 Kilmatológiai alkalmazások Tricase -- Olaszország (2008) o Tervezett off-shore szélpark o nincs az összehasonlításhoz szükséges direkt mérés a tenger fölött o Reanalízis ( ) o FNL ( ) o WRF ( ) o WRF (jan: ) o QuickSat

szükséges direkt mérés a tenger fölött o Reanalízis (2000-2008)

16 Napi numerikus szél-prognózisok Mosonmagyaróvár eredmények o o Szélirány függő szisztematikus hiba o W, NW, N irányok esetén: megfelelő egyezés o E, NE irányok: jelentős hiba, DE: U < cut-in Fontos irány: N, NW (erős szelek) sector nu avg. [m s-1] error [%] M F C M C NNE ENE ESE SSE SSW WSW WNW NNW avg/su

[m s-1] error [%] M F C M C NNE 67 5.0 4.9 4.2-9.5-28.9 ENE 75 3.1 3.6 3.1 5.0-11.8 ESE 130 5.7 9.8 8.4 38.8 28.2 SSE 116 7.0 7.6 7.0-7.

17 Online adatok 1130LT h

18 Online adatok 1130LT h

19 Online adatok 1130LT h

20 Online adatok 1130LT h

21 Online adatok 1130LT h

22 Online adatok 0730LT h

23 Összefoglalás, Távolabbi kilátások o A WRF modell, megfelelő függőleges szintekkel és utófeldolgozással, alkalmasnak bizonyult szélenergia előrejelzésére o Rövid és hosszútávú futtatások megfelelő alapot szolgáltatnak a szélparkok fejlesztéséhez és üzemeltetéséhez o A nyugat-dunántúlra vonatkozó napi előrejelzések és azeredményekösszevetése mérésekkel folyamatos o A szélenergiatermelés on-line számításához szükséges Szélenergia modul beépítése a WRF modell kódba fejlesztés alatt áll hatékonyabb számítási lehetőség

24 Köszönöm szépen megtisztelő figyelmüket!

Hasonló dokumentumok

Szélenergetikai becslések mérési adatok és modellszámítások alapján

Szélenergetikai becslések mérési adatok és modellszámítások alapján Gyöngyösi A. Z., Weidinger T., Gertner O. ELTE Meteorológia Tanszék Bánfalvi Károly Netpoint Bt. Tartalom Probléma felvetés: Szélenergia