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Geographische Variation in der Windressource

Geographische Variation in der Windressource

Geographische Variation in der Windressource (Foto von Chris Jones @ Flickr)

Wind

Letztendlich werden die Winde fast ausschließlich vom Wind angetrieben die Energie der Sonneverursacht unterschiedliche Flächenheizung.

Die Erhitzung ist auf Landmassen am intensivsten näheram Äquator, und offensichtlich tritt die größte Erwärmung tagsüber auf, was bedeutet, dass sich der Bereich der größten Erwärmung auf der Erdoberfläche bewegt, während er sich um seine Achse dreht.

Warme Luft steigt auf und zirkuliert in der Atmosphäre, um in kühleren Bereichen an die Oberfläche zu sinken. Die resultierende großräumige Bewegung der Luft wird dadurch stark beeinflusst Coriolis-Kräfte wegen der Rotation der Erde. Das Ergebnis ist ein umfassendes globales Zirkulationsmuster.

Bestimmte identifizierbare Merkmale wie die Passatwinde und die „Vierzigerjahre“ sind allgemein bekannt.

Die Ungleichmäßigkeit der Erdoberfläche mitDieses Muster von Landmassen und Ozeanen stellt sicher, dass dieses globale Zirkulationsmuster durch kleinere Variationen auf kontinentaler Ebene gestört wird. Diese Variationen wirken auf eine sehr komplexe und nichtlineare Weise zusammen, um a zu erzeugen etwas chaotisches Ergebnis, die an der Wurzel der täglichen Unberechenbarkeit des Wetters an bestimmten Orten liegt.

Natürlich bleiben die zugrunde liegenden Tendenzen bestehen, die zu deutlichen klimatischen Unterschieden zwischen den Regionen führen. Diese Unterschiede werden durch lokalere topographische und thermische Effekte gemildert.

Hügel und Berge führen zu lokalen Regionen vonerhöhte Windgeschwindigkeit. Dies ist zum Teil auf die Höhenlage zurückzuführen. Die Grenzschicht der Erde bedeutet, dass die Windgeschwindigkeit im Allgemeinen mit der Höhe über dem Boden ansteigt, und Berggipfel und Berggipfel können in die höheren Windgeschwindigkeitsschichten „hineinragen“.

Dies ist zum Teil auch auf die Beschleunigung der Windströmung über und um Hügel und Berge sowie auf das Durchleiten von Pässen oder entlang der Strömung ausgerichteten Tälern zurückzuführen.

In ähnlicher Weise kann die Topografie Bereiche mit verringerter Windgeschwindigkeit erzeugen, wie z. B. geschützte Täler, Bereiche im Windschatten eines Gebirgszugs oder Bereiche, in denen die Strömungsmuster zu Staupunkten führen.

Seasional World Wind Resource Karte

Weltweite Ressourcenkarte für Wind (Januar und Juli)

Thermische effekte

Thermische Effekte können auch zu erheblichen lokalen Schwankungen führen. Küstenregionen sind oft windig, da sich zwischen Land und Meer unterschiedliche Erwärmungen ergeben.

Während das Meer wärmer ist als das Land, ist es ein EinheimischerEs entsteht eine Zirkulation, in der Oberflächenluft vom Land zum Meer strömt, wobei warme Luft über das Meer steigt und kühle Luft über das Land sinkt. Wenn das Land wärmer ist, kehrt sich das Muster um. Das Land wird sich schneller erwärmen und abkühlen als die Meeresoberfläche. Daher neigt dieses Muster von Land- und Meeresbrisen dazu, sich innerhalb von 24 Stunden umzukehren.

Diese Effekte waren zu Beginn sehr wichtigEntwicklung der Windenergie in Kalifornien, wo eine Meeresströmung kaltes Wasser an die Küste bringt, nicht weit entfernt von Wüstengebieten, die sich tagsüber stark erwärmen. Ein dazwischen liegender Gebirgszug kanalisiert den resultierenden Luftstrom durch seine Pässe und erzeugt lokal sehr starke und zuverlässige Winde (die mit den durch die Klimatisierungslasten verursachten Spitzen der lokalen Stromnachfrage gut korrelieren).

Thermische Effekte können auch durch Höhenunterschiede verursacht werden. So kann kalte Luft aus hohen Bergen in die darunter liegenden Ebenen sinken und dadurch entstehen ziemlich stark und stark geschichtete „Downslope“ Winde.


Langfristige Windgeschwindigkeitsvariationen

Es gibt Belege dafür, dass die Windgeschwindigkeit an einem bestimmten Ort möglicherweise betroffen ist sehr langsame langfristige schwankungen. Obwohl die Verfügbarkeit genauer historischer Aufzeichnungen eine Einschränkung darstellt, hat eine sorgfältige Analyse von beispielsweise Palutikoff, Guo und Halliday (1991) klare Trends gezeigt.

Natürlich können diese mit langfristigen Temperaturschwankungen zusammenhängen, für die es historische Nachweise gibt.

Derzeit wird auch viel über die voraussichtlichen Auswirkungen der globalen Erwärmung, die durch menschliche Aktivitäten verursacht wird, auf das Klima diskutiert, und dies wird zweifellos das Windklima in den kommenden Jahrzehnten beeinflussen.

Abgesehen von diesen langfristigen Trends kann es an einem bestimmten Ort zu erheblichen Änderungen der Windstärke von Jahr zu Jahr kommen. Diese Änderungen haben viele Ursachen. Sie können an globale Klimaphenomeme wie z. B. gekoppelt sein el nin˜o, Änderungen in den atmosphärischen Partikeln aus Vulkanausbrüche, und Sonnenfleckenaktivität, um ein paar zu nennen.

Diese Änderungen tragen erheblich zur Unsicherheit bei der Vorhersage der Energieproduktion eines Windparks an einem bestimmten Standort während seiner voraussichtlichen Lebensdauer bei.

Ressource: Windenergie-Handbuch - Tony Burton (Windenergieberater, Carno, UK)
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