Ocena potencjału energetyki wiatrowej Kazachstanu i zwiększenie efektywności turbin wiatrowych

Abstrakt

W ramach badania przeanalizowano potencjał energetyki wiatrowej w Kazachstanie oraz sformułowano zalecenia dotyczące poprawy wydajności turbin wiatrowych w kontekście zasilania odległych obszarów. Badanie obejmowało analizę danych z Atlasu Wiatrów, modelowanie rozkładu Weibulla oraz ocenę techniczną, ekonomiczną i społeczno-ekonomiczną. Badanie wykazało, że Kazachstan dysponuje ogromnym potencjałem energetyki wiatrowej, co sprawia, że energia wiatrowa może stanowić rozwiązanie w zakresie autonomicznego zasilania w odległych lokalizacjach, gdzie 90% gospodarstw domowych nie jest podłączonych do sieci energetycznej. Zgodnie z danymi z Atlasu Wiatrów oraz modelem rozkładu Weibulla 80% terytorium kraju charakteryzuje się średnią roczną prędkością wiatru wynoszącą 3–5 m/s, odpowiednią dla małych turbin wiatrowych (15–100 kW), podczas gdy regiony Ałmaty i Kyzylorda charakteryzują się prędkościami powyżej 8 m/s, co zapewnia wystarczającą gęstość energii wiatru dla dużych farm wiatrowych o współczynniku wykorzystania mocy zainstalowanej wynoszącym 40–50%. WindPro oraz baza danych Climate Forecast System w wersji 2 (CFSv2) (2014–2024) potwierdziły, że optymalizacja rozmieszczenia turbin zgodnie z normą SP RK 4.04-112-2014 może zminimalizować efekt cienia aerodynamicznego. Według badania wydajność turbin wiatrowych wzrasta wraz z lokalną adaptacją, w tym dzięki zastosowaniu lekkich materiałów kompozytowych i technologii sterowania. W badaniu podkreślono również potencjał hybrydowych systemów wiatrowych i słonecznych z magazynowaniem energii, które pozwalają dostosować się do zmian sezonowych i ustabilizować dostawy energii w miejscach dotkniętych niedoborem energii. Jedną z przeszkód społeczno-gospodarczych jest brak zasobów ludzkich i lokalnej produkcji turbin, co podnosi koszty logistyczne. Rząd planuje pobudzić rozwój energetyki wiatrowej, jednak według raportu do zapewnienia zrównoważonego wzrostu niezbędne są dotacje, programy szkoleniowe oraz lokalizacja produkcji.