Анотація до роботи:

Величко С.А. Природно-ресурсне забезпечення гібридних геліо-вітроенергетичних систем (в межах рівнинної території України) – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата географічних наук за спеціальністю 11.00.11 – конструктивна географія і раціональне використання природних ресурсів. – Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, м. Харків, 2006.

Проведено оцінку, кількісне картування та аналіз просторово-часового розподілу геліо- та вітроенергетичних ресурсів рівнинної території України для конкретних типів сонячних та вітроенергетичних установок. На прикладі природних умов м. Харкова та даних функціонування гібридної геліо-вітроенергетичної системи Харківського університету розглянуто природні передумови для спільного використання геліо- та вітроенергетичних ресурсів. Доведено, що мінливість місячних та добових сум комплексних геліо-вітроенергетичного ресурсів значно зменшується (до 50% для місячних сум).

На основі кількісної залежності використання ресурсів від встановлених потужностей відповідних енергетичних установок запропоновано дві моделі оптимізації комплексного використання геліо- та вітроенергетичних ресурсів. Розраховано оптимальні співвідношення встановлених потужностей сонячних та вітроенергетичних установок у гібридних системах для фізико-географічних областей України.

У дисертаційній роботі виконано теоретичне узагальнення та нове вирішення проблеми мінливості геліо- та вітроенергетичних ресурсів на рівнинній території України, що досягається за рахунок їх комплексного використання у гібридних геліо-вітроенергетичних системах.

Основні висновки наступні.

1. Доповнено термінологічний апарат вчення про природні ресурси альтернативної енергетики поняттями дійсних ГЕР, ВЕР а також КГВЕР. Поняття дійсних енергоресурсів визначено через суми виробітку електроенергії енергоустановкою, котрі обумовлюються наявністю та режимом надходження природного джерела енергії і означають реальну можливість її асиміляції енергоустановкою з певними технологічними параметрами.

2. Встановлено наявність надійних передумов сталого природно-ресурсного забезпечення гібридних геліо-вітроенергетичних систем на території України.

3. Запропоноване використання гібридних геліо-вітроенергетичних систем як доцільної форми комплексного використання геліо- та вітроенергетичних ресурсів. Доведено, що використання таких гібридних установок забезпечує ефект, кращий за суму ефектів геліо- та вітроресурсів, використовуваних окремо, що свідчить про емерджентність КГВЕР.

4. Здійснено моніторинг (протягом року) за роботою ГГВЕС кафедри географічного моніторингу і охорони природи ХНУ ім. В.Н. Каразіна, налагоджено автоматичну обробку результатів і створено відповідну базу даних. Шляхом математичного моделювання на основі фактичного матеріалу функціонування еталонної ГГВЕС показано, що за допомогою гібридної системи, яка складається з сонячних батарей встановленою потужністю 1050 Вт, вітроустановки ВЕУ-075 (750 Вт) та потужних акумуляторних батарей, що спроможні зберігати енергію до 18 кВт_*год, можливо забезпечити стійке щодобове енергоспоживання у 5,5 кВт_*год.

5. За фізико-географічними областями України розраховані оціночні показники дійсних геліо- та вітроенергетичних ресурсів, та засобами ГІС-технологій побудовані статистичні поверхні просторово-часового розподілу дійсних ВЕР, ГЕР та КГВЕР (80 картосхем). Оцінка та аналіз геліоенергетичних ресурсів показують незначні зміни дійсних геліоенергетичних ресурсів (для встановленої потужності 100 Вт): від 80 на у Поліссі до 100 кВт_*год/рік у Кримському степовому краї. Проте характерні значні амплітуди місячних розрахункових сум виробітку енергії: від 2 до 11 кВт_*год відповідно у грудні та липні. Оцінка та аналіз вітроенергетичних ресурсів дають значно більш мінливі значення (для встановленої потужності 750 Вт): від 800 у Поліссі до 2000 кВт_*год/рік у Кримському степовому краї. Для місячних сум виробітку енергії характерні також значні амплітуди: від 80 до 350 кВт_*год відповідно у липні-серпні та грудні-січні.

6. Здійснено оцінку мінливості дійсних ГЕР, ВЕР та КГВЕР. Річні суми ГЕР та ВЕР змінюються у межах 10 та 20% відповідно. Мінливість місячних сум ресурсів для однакових місяців різних років складає для ГЕР – 60%, ВЕР – 45% та КГВЕР – 40%. Середня мінливість місячних сум ресурсів складає для ГЕР – 48%, для ВЕР – 27%, для КГВЕР – до 21%, що показує зменшення мінливості ресурсу при комплексному використанні ГЕР та ВЕР та складає головну характеристику емерджентності КГВЕР.

7. Для кожної фізико-географічної області методом балансового моделювання обґрунтовано й розраховано найбільш стійке природно-ресурсне забезпечення гібридних геліо-вітроенергетичних систем, а методом математичного моделювання визначено оптимальні співвідношення встановлених потужностей сонячних батарей та вітроустановки для ГГВЕС.

8. Встановлена й промодельована антисиметрія динамік геліо- та вітроенергетичних ресурсів характерна в цілому для території України. Вона має просторові особливості, що спричиняють необхідність розрахунків оптимального співвідношення встановлених потужностей сонячних та вітрових установок для кожної фізико-географічної області. Розрахункові моделі показують, що таке співвідношення змінюється в межах рівнинної території країни від 0,5/1 до 2/1 відповідно встановленої потужності сонячних батарей до вітроустановки.

Публікації автора:

1. Величко С.А. Аналіз сонячного та вітроенергетичного потенціалу України // Ученые записки ТНУ. – 2003. – Т. 16(55), №1. – С.58-63.

2. Величко С.А. Природоресурсний та природоохоронний потенціал розвитку альтернативної енергетики в Україні // Вісник ХНУ: Серія: геологія, географія, екологія. – 2003. - № 584’03. – С.48-53.

3. Величко С.А. Альтернативна енергетика як відкрита система інвайронментального менеджменту // Вісник Харківського національного університету. Серія: Геологія, географія, екологія. – 2003. – №563. – С. 226-228.

4. Величко С.А. Просторово-часовий аналіз вітроенергетичних ресурсів України // Фізична географія та геоморфологія. – 2005. – №49. – С.143-150.

5. Величко С.А. Енергетика навколишнього середовища України. Навчально-методичний посібник для магістрантів. – Харків: Вид-во ХНУ, 2003. – 52 с.

6. Будьмо у злагоді з природою (За матеріалами доповіді про стан навколишнього природного середовища в Харківській області) / Варивода Є.О., Величко С.А., Гребєнщикова К.Г. та ін. Під ред. Размєтаєва С.В., Капусника І.В.- Харків: ПП Сіверька Н.В., 2003. - 94с. Автором складено та проаналізовано карти геліо- та вітроенергетичних ресурсів Харківської області.

7. Варивода А.В., Величко С.А. Яловол П.В. Ветроэнергетика в Украине // Университеты. – 2003. – №1. – С. 47-51. Автором проаналізовано історію та стан вітроенергетичної галузі у світі взагалі та в Україні окремо, також охарактеризовано вітроенергетичний потенціал території України.

8. Величко С.А. Комплексне використання геліо- та вітроенергетичних ресурсів (на приклади гібридної геліо-вітроенергетичної системи ХНУ) // Географія, екологія, геологія: перший досвід наукових досліджень: Матеріали Міжнародної наукової конференції студентів та аспірантів, присвяченої 155-річчю видатного дослідника Придніпров’я В.О. Домгера / За ред. проф. Л.I. Зеленської. – Д.: Вид-во ДНУ, 2006. – Вип.3. – С. 261-264.

9. Величко С.А. Оптимізація комплексного використання геліо- та вітроенергетичних ресурсів на території України. // Матеріали міжнародної науково-практичної конференції "Регіон-2006: стратегія оптимального розвитку" Харків: РВВ ХНУ, – 2006. – С. 58-61.

10. Величко С.А., Черваньов І.Г. Аналіз факторів просторово-часового розподілу вітроенергетичних ресурсів України. Збірка доповідей 4 міжнародної наукової конференції аспірантів та студентів „Охорона навколишнього середовища та раціональне використання природних ресурсів” том 2. Донецьк: Вид-во ДонНТУ, – 2005. – С. 202-203. Автором проаналізовано вплив природних чинників на розподіл вітроенергетичних ресурсів на території України.

11. Величко С.А., Третьяков О.С. Аналіз просторово-часового розподілу швидкостей вітру на території Харківської області як основа оцінки вітроенергетичного потенціалу // Матеріали 4-ї Міжнародної міждисциплінарної науково-практичної конференції «Сучасні проблеми гуманізації та гармонізації управління». – Харків: Вид-во ХНУ. – 2003. – С. 314-315. Автором оброблено дані метеорологічних станцій Харківської області, складено карту просторового розподілу середньорічних швидкостей вітру на території Харківської області.

12. Величко С. Альтернативна енергетика як необхідна умова сталого розвитку // Екологічна наука: перспективи розвитку. Матеріали Всеукраїнської студентської конференції. – К.: ВЕЛ. – 2002. – С. 67-69.