СОПОСТАВЛЕНИЕ АРХИВНЫХ И СОВРЕМЕННЫХ ДАННЫХ В ГИС
ДЛЯ ОЦЕНКИ ИСПОЛЬЗУЕМОСТИ ЭНЕРГИИ ВЕТРА
Шалаева М.В.
Тверской государственный университет, г.Тверь, Maria-geo@yandex.ru
На фоне проблем экологии и сохранения окружающей среды, в сфере энергетики все отчетливее звучит идея об использовании возобновляемых источников энергии. С конца XX в. в ряде стран происходит активное использование ветровой энергетики в хозяйственных целях. Для оценки потенциальных возможностей энергии ветра проведено исследование особенностей ее использование в XIX веке с детализацией по Тверской губернии.
В XIX в. в России было издано значительное число крупномасштабных топографических карт, на которых отражено расположение мельниц водных и ветряных. К таким картам относятся одно и двух верстные топографические межевые карты съемки А.И. Менде (Мендт), изданные на Тверскую, Владимирскую, Ярославскую, Нижегородскую, Симбирскую, Тамбовскую, Пензенскую, Рязанскую губернии, а также одно-, двух- и трехверстные военно-топографические карты Западной Европейской России и приграничных пространств (URL: http://boxpis.ru/ ) [1].
Целью исследований было выявление перспектив использования энергии ветра в Тверской области на основе российской и зарубежной практики XIX и XXI в.
В процессе исследований решались основные методические задачи:
- построение карт распределения мельниц по территории Тверской губернии;
- анализ распределения мельниц по губернии;
- формирование набора территорий для сравнения по наличию мельниц в XIX в., ветрогенераторов в XXI в. и статистических параметров ветра за год;
- выбор данных дистанционного зондирования и построение карт-схем местоположения ветряных генераторов для территорий сравнения в России, Украине, Германии;
- выбор архива метеоданных и статистический анализ данных по ветру за год для метеостанций Тверской области и близких к полигонам исследований.
Новизна исследований заключается в следующем:
1. Разработана методика практического применения картографического метода исследований при сопоставлении ретроспективных крупномасштабных архивных карт губерний и территорий России XIXв. и современных космических снимков высокого разрешения из различных источников.
2. Разработана методика формирования серии растровых электронных карт различного формата по системам многолистных крупномасштабных архивных карт XIX в. (топографических межевых и военно-топографических).
3. Произведен отбор космических снимков высокого разрешения для локализации ветрогенераторов на территории полигонов исследования с последующим геокодированием объектов.
4. Проведено комплексирование метеоданных по ветру как по времени (данные середины XX в. из Справочника по климату СССР и данные начала XXI в. из цифрового архива) так и по пространству (рассмотрены полигоны практического использования ветроэнергетики в Германии, Украине и России).
При проведении исследований предполагалось, что результаты могут быть обобщены для других прикладных задач с использованием ретроспективных данных, имеющихся на крупномасштабных архивных картах XIX в.
В интересах достижения цели исследований проработаны следующие направления [2]:
- практики использования ветряных мельниц в XIXв. в России и за рубежом;
- практики применения в XXIв. ветрогенераторов в России и за рубежом;
- статистических характеристик ветра для Тверской области и выбранных полигонов в России и зарубежных государствах.
При проведении исследований были скомплексированы следующие исходные данные:
- двухверстная топографическая межевая карта Тверской губернии 1853 г. съемки А.И. Менде (Мендт);
- трехверстная военно-топографическая карта Европейской России;
- карта Германии 1893 г. из составе коллекции Д.Рамсея (URL: http://www.davidrumsey.com/)
- годовые данные с метеостанций (URL: http://meteo.infospace.ru/ ).
Результаты исследований применительно в Тверской области:
1. В регионе существуют богатые исторические традиции использования ВИЭ (в середине XIX века было около 2000 мельниц).
2. Обработка годичных данных по метеостанциям Тверской области показывает потенциальную возможность использование возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в области.
3. Сравнительный анализ полигонов исследований: Калининградская область, Германия, Украина показал что характеристики ветра по метеостанциям Красный Холм (Тверская область) и Пришиб (Украина, Ботиевская ветроэлектростанция - ВЭС) близки и следовательно в области так же может рассматриваться вопрос создания ВЭС.
4. Показано что ветряные мельницы в XIX веке больше использовались на территориях высокого производства зерна (Бежецкий уезд), а не на территориях с более высокими показателями скорости ветра (Весьегонский, Старицкий, Ржевский, Тверской уезды). Соответственно современное использование энергии ветра так же может быть обусловлено практическими потребностями.
5. Наиболее благоприятными с физико-географической точки зрения (среднегодовая скорость ветра) территории Весьегонского, Калининского, Старицкого, Ржевского, Бельского, Зубцовского районов.
6. Предпосылками использование ВИЭ в Тверской области является динамичное развитие конструкции ветрогенераторов с понижением требований скорости ветра (генераторы вертикальной оси, новые модели генераторов горизонтальной оси).
7. Применительно к Тверской области для выработки электроэнергии коллективного пользования предпочтительными являются территории с повышенными скоростями ветра и горизонтальный тип ветрогенераторов.
8. По всей территории можно использовать ветрогенераторы вертикальной оси (стартовая скорость 1 метр в секунду), при ограниченных объемах потребления (индивидуальное потребление, освещение автодорог).
9. В области развивается практика установки ветрогенераторов для индивидуального пользования (район Селигера).
Литература:
1. Щекотилов В.Г., Любская Н.И., Щекотилова М.В. Ветряные мельныцы на архивной карте Тверской губернии. / Вестн. Твер. Гос. Ун-та. Сер. «География и геоэкология», Тверь, 2012, С..
2. Щекотилова М.В., Лазарев О.Е., Щекотилов В.Г. Использование энергии ветра в XIX и XXI вв. МНПК LXVI Герценовские чтения «География: проблемы науки и образования», С.-Петербург, 2013.