HAZÁNK SZÉLKLÍMÁJA, A SZÉLENERGIA HASZNOSÍTÁSA

Átírás

1 HAZÁNK SZÉLKLÍMÁJA, A SZÉLENERGIA HASZNOSÍTÁSA Radics Kornélia 1, Bartholy Judit 2 és Péliné Németh Csilla 3 1 Országos Meteorológiai Szolgálat 2 ELTE Meteorológiai Tanszék 3 MH Geoinformációs Szolgálat

2 Globális klímaváltozás?? Hőmérséklet Csapadék Szél

3 Lokális és regionális szélviszonyok SZÉLKLÍMA

4 A szél hasznosításának legfontosabb komponensei

5 Szélklíma kutatások: közelmúlt, jelen A hazai szélklíma paramétereinek átfogó elemzése Vertikális szélprofil elemzése Hazánk széltérképeinek modellezése A térbeli és időbeli tendenciák becslése (átlagok és szélsőértékek) Szinoptikus mérőhálózat széladatsorainak elemzése Reanalízis mezők elemzése

6 Felhasznált adatsorok 36 szinoptikus állomás órás adatai ( ) Formai, tartalmi, minőségi ellenőrzés (hibás értékek) Adathiányok (pl. éjszaka) Cél: homogén adatsor Probléma: automatizálás,, állomástörténet (hely, szélmérő magassága, megváltozott körülmények stb.)

7 Felhasznált adatsorok ERA-40 ( , 1,25 1,25 ) 16 E 49 N 18 E 20 E 22 E 16 E 18 E E 22 E 49 N 48 N 48 N 47 N 47 N 46 N 46 N 45 N 17 E 19 E 19 stations 23 stations 21 E 23 E 17 E 19 E 21 E 45 N 23 E Meteorological station ERA-40 gridpoint

8 Felhasznált adatsorok ERA Interim ( , 0,5 0,5 )

9 Hazánk szélatlasza 1. sor: Állomás neve, mérőműszer felszín feletti magassága, feldolgozott mérési időszak hossza 2. sor: Éves átlagos szélsebesség, annak szórása, a szélsebességek köbös átlaga 1. ábra: A szélsebességnek és köbének átlagos évi menete 2. ábra: A januári és júliusi szélsebességnek és köbének átlagos napi menete 3. ábra: A szél irány szerinti gyakorisága, irány szerinti hozzájárulás a szélsebességhez és annak köbéhez 4. ábra: Szélsebesség-tartam és fajlagos energia 5. ábra: A havi átlagos szélsebességnek és köbének anomáliái 6. ábra: A szélsebesség relatív gyakoriságai a legszelesebb és a legszélcsendesebb hónapban Budapest/Lőrinc (a szélmérő magassága: 14,68 m) Átlagos szélsebesség: 2,53 ms, szórás: 1,60 ms, a szélsebesség köbe: 40,88 m s [ ms -1 ] [ ms 3-3] [ ms -1 ] [ ms 3-3] [ ms -1 ] 2,0 1,0-1, a 100 b 50 0 J F M Á M J J A Sz O N D[hó] A szélsebességek és köbeik átlagos évi menete 0-2, g h 60 i(*) A szélirány gyakorisága és hozzájárulása a szélsebességhez és annak köbéhez l m [m3 s -3] [év] A szélsebesség havi anomáliája és a köbös anomáliák a: átlagos szélsebesség [m s -1] b: átlagos köbös szélsebesség [m3 s -3] c: januári átlagos szélsebesség [m s -1] d: júliusi átlagos szélsebesség [m s -1] e: januári átlagos köbös szélsebesség [m3 s -3] f: júliusi átlagos köbös szélsebesség [m3 s -3] g: szélirány-gyakoriság [%] h: hozzájárulás az átlagos szélsebességhez [%] d 150 c 100 f e [óra] A szélsebességek és köbeik átlagos napi menete januárban és júliusban [óra] [kwh m -2] ,5 0,4 0,3 0,2 0, j k [ ms -1 ] Szélsebesség-tartam és fajlagos energia o n [ ms -1 ] A szélsebesség relatív gyakoriságai a legszelesebb és a legszélcsendesebb hónapban i(*): hozzájárulás az átlagos köbökhöz [%] (felezett értékek) j: szélsebesség-tartam [óra] k: fajlagos energia [kwh m -2] l: szélsebességek havi anomáliái [m s -1] m: köbök havi anomáliái [m3 s -3] n: legszelesebb hónap relatív gyakoriságai o: legszélcsendesebb hónap relatív gyakoriságai

10 Hazánk szélatlasza A legfontosabb következtetések: Szélsebesség napi és évi változékonysága: átlagosan 1-2 m s -1. Köbös átlagok éves amplitudója: 100 m 3 s -3 Napi változékonyság: m 3 s -3 Legnagyobb átlagos éves tartam: 1-3 m s -1 ( óra) 10 m s -1 -nál nagyobb szelek tartama: éves átlagban 100 óra alatt Legnagyobb átlagos éves energia: 4-9 m s -1 ( kwh m -2 ) Szélsebesség havi anomáliái: 1 m s -1 -on belül

11 Hazánk szélklímája Sopron W N S E Pécs Budapest W N N S Kékesteto W E Szeged N S N N Nyíregyháza 20 E 10 W S E W S E W S E 7 m/s-nál nagyobb szélsebesség 10 m/s-nál nagyobb széllökés

12 Hegyhátsál négy szinten (10 m, 48 m, 82 m, 115 m) végzett szélmérés vertikális szélprofil elemzése (stabilitási viszonyok) a WAsP modell hazai adaptálhatóságának igazolása modellezési eredmények verifikálása a széladatok horizontális és vertikális extrapolációja - esettanulmányok 1. szint 115 m Szélirány Szélsebesség 2. szint 82 m Szélsebesség 3. szint 48 m Szélsebesség 4. szint 10 m Szélsebesség 70 m

13 Relative frequency [%] A különböző szinteken mért szélsebességi értékek relatív gyakorisága Hegyhátsálon Négy szinten mért, nyolc éves ( ) adatsorok alapján 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% Wind speed [m/s] 10 m 48 m 82 m 115 m

14 Széltérképek a domborzat és az érdesség áramlásmódosító hatásának elemezése a rendelkezésre álló szélmező legfontosabb sajátosságainak áttekintése az átlagos szélsebességet és rendelkezésre álló szélenergiát ábrázoló térképeket modellezés és szerkesztése

15 A szélenergia hasznosítása: jövő Megválaszolatlan kérdések, problémák: potenciális készletek megbízható becslése, területi lefedettség, mérési idősorok hossza, szélklíma változékonysága, tendenciái

16 A mérési és az ERA Interim széladatsorok relatív gyakorisági értékeinek összehasonlítása SZÉLMÉRÉSEK REANALÍZIS

17 A szélsebességre vonatkozó percentilis értékek tendenciájának területi eloszlása hazánkban

18 A szélsebességre és széllökésre vonatkozó percentilis értékek tendenciájának területi eloszlása hazánkban

19 Szinoptikus állomások széladatainak elemzése szintátlépések száma (medián, 90%, 95%, 99%) szintátlépések időbeli változása átlagos szélsebesség medián változatlan a percentilisek növelésével egyre inkább megjelenik a csökkenő tendencia csökkenés intenzitása növekszik széllökés keleten emelkedő tendencia (Debrecen, Poroszló) a percentilisek növelésével nő a csökkenő tendencia intenzitása Dunántúl Alföld

20 Az ERA-40 szélsebesség értékeire vonatkozó percentilis értékek tendenciájának területi eloszlása hazánkban

21 A mért és az ERA Interim szélsebesség értékeire vonatkozó percentilis értékek tendenciájának területi eloszlása hazánkban

22 A mért és az ERA Interim szélsebesség értékeire vonatkozó percentilis értékek tendenciájának területi eloszlása hazánkban , tavasz

23 A mért és az ERA Interim szélsebesség értékeire vonatkozó percentilis értékek tendenciájának területi eloszlása hazánkban , ősz

24 Klímamodellezés ECHAM5 RegCM3 ( , ; ) hidrosztatikus regionális klímamodell 10 km horizontális felbontás rácspont, 51,0 É 11,4 K és 43,8 É 25,8 K 18 vertikális szint A1B globális emisszió szcenárió kezdeti és határfeltételek az ECHAM5 globális éghajlati modellből

25 ECHAM RegCM ( ) Referencia-időszak:

26 Tervek, lehetséges kutatási irányok Mérési adatsorok homogenizálása teljes adatsor vizsgálata Felhasznált adatsorok folyamatos bővítése Természetes változékonyság vagy klímaváltozás? ECHAM RegCM: havi és évszakos változások extrém indexek

27 Köszönöm a megtisztelő figyelmet!