Исследование влияния аэродинамического затенения на выработку электроэнергии и показатели экономической эффективности ВЭС
Автор: Игнатьев Е.В., Дерюгина Г.В., Кулик В.Р., Корнев Д.А.
Журнал: Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии @technologies-sfu
Рубрика: Исследования. Проектирование. Опыт эксплуатации
Статья в выпуске: 4 т.19, 2026 года.
Бесплатный доступ
В работе представлена методика комплексной оценки влияния аэродинамического затенения на выработку электроэнергии и экономическую эффективность ветроэлектрических станций (ВЭС). Методика основана на применении моделей спутной струи Н. О. Йенсена в её практической имплементации И. Катича и Г. К. Ларсена с учетом характеристики коэффициента тяги, шероховатости подстилающей поверхности и фактической плотности воздуха. Представлены результаты моделирования характеристик шероховатости подстилающей поверхности, отражающей сезонные и метеорологические изменения на площадке ВЭС, и коэффициента тяги с использованием разработанной авторами программы WTCurves, результаты которого прошли верификацию по данным реальных ВЭУ. Выполнена оценка чувствительности расчётов аэродинамических потерь и показателей экономической эффективности ВЭС к изменению входных параметров. Установлено, что наибольшее влияние оказывают фактическая плотность воздуха и способ задания коэффициента тяги, тогда как выбор модели спутной струи и характеристик шероховатости дает второстепенный эффект. Полученные результаты позволяют повысить точность прогнозирования выработки и обоснованность инвестиционных расчётов на этапе проектирования ВЭС.
Ветроэнергетическая установка, ветроэлектрическая станция, аэродинамическое затенение, спутная струя, коэффициент тяги, шероховатость подстилающей поверхности
Короткий адрес: https://sciup.org/146283302
IDR: 146283302 | УДК: 621.311.24
Study of the Influence of Aerodynamic Wake Effects on Power Generation and Economic Performance of Wind Farms
This paper presents a methodology for the comprehensive assessment of the influence of aerodynamic wake effects on power generation and the economic performance of wind farms. The methodology is based on the application of wake models developed by N. O. Jensen in their practical implementations by I. Katić and G. C. Larsen, taking into account the thrust coefficient, surface roughness, and actual air density. The results include modeling of the surface roughness characteristics that reflect seasonal and meteorological variations at the wind farm site, and the thrust coefficient derived using the authors’ software WTCurves, which has been validated against data from real wind turbines. A sensitivity analysis was performed to evaluate how variations in input parameters affect the calculated aerodynamic losses and the economic performance indicators of the wind farm. It was found that the actual air density and the method of specifying the thrust coefficient exert the greatest influence, while the choice of wake model and surface roughness characteristics have a secondary effect. The obtained results contribute to improving the accuracy of energy yield forecasting and the reliability of investment assessments at the wind farm design stage.
