Оценка ресурсов волновой энергии Балтийского моря и прибрежной зоны Калининградской области

Перевод на англ. яз.: Е.С. Кочеткова, 2019

На основе данных ретроспективных расчетов параметров ветрового волнения проведена оценка ресурсов энергии ветровых волн в Балтийском море. Расчеты параметров волнения выполнены с помощью спектральной модели SWAN и данных о ветре из реанализа NCEP/CFSR (CFS2) 1979–2015 гг. Расчеты проводились на прямоугольной сетке 0.05°. Были получены карты распределения среднемноголетней мощности энергии ветровых волн на метр фронта волны за период 1979–2015 гг. Ее максимальные значения достигают 6–6.5 кВт/м и расположены в центральной и юго-восточной частях Балтийского моря, для прибрежной зоны Калининградской области они составляют 3–4 кВт/м. Произведен анализ сезонной и межгодовой изменчивости мощности волновой энергии для двух точек, расположенных в открытом море и в прибрежной зоне юговосточной Балтики. Наибольшие показатели приурочены к осенне-зимнему периоду, наименьшие – к весеннелетнему. Рассчитаны показатели среднемноголетней обеспеченности волновой энергии для нескольких пороговых критериев. Так, обеспеченность волновой энергии с пороговым значением 1 кВт/м для центральной части моря составляет 55–60%.

1. Попель О.С. Возобновляемая энергетика в современном мире: учебное пособие / Попель О.С., Фортов В.Е. М.: Издательский дом МЭИ, 2015. 450 c.

2. Минин В.А., Дмитриев Г.С. Перспективы освоения нетрадиционных и возобновляемых источников энергии на Кольском полуострове. Мурманск: Изд-во Беллона, 2007.

3. Киселева С.В., Шестакова А.А., Торопов П.А. и др. Оценка ветроэнергетического потенциала Черноморского побережья Кавказа с использованием реанализа CFSR // Международный научный журнал Альтернативная энергетика и экология. 2016. № 15–18. С. 75–85.

4. Tapio P., Varho V., Heino H. Renewable Energy in the Baltic Sea Region 2025 // Journal of East-West Business. 2013. V. 19, № 1–2. P. 47–62.

5. Горлов А.А. Научная и экспериментальная инфраструктура развития морских ВИЭ // Энергия: экономика, техника, экология. 2017. № 4. С. 21–31.

6. Горлов А.А. Энергетика ветрового волнения и океанских течений // Энергия: экономика, техника, экология. 2015. № 2. С. 30–39.

7. Uihlein A., Magagna D. Wave and tidal current energy – A review of the current state of research beyond technology // Renewable and Sustainable Energy Reviews. ELSEVIER. 2016. V. 58. P. 1070–1081.

8. Falcao, Antonio F. de O. Wave energy utilization; A review of the technologies. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2010. V. 14. P. 899–918.

9. Архипкин В.С., Васьков А.Г., Киселева С.В. и др. Оценка потенциала волновой энергии прибрежной акватории полуострова Крым // Международный научный журнал Альтернативная энергетика и экология. 2015. № 20. С. 25–35.

10. Мысленков С.А., Столярова Е.В., Маркина М.Ю. и др. Сезонная и межгодовая изменчивость потока волновой энергии в Баренцевом море // Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). 2017. № 19–21. С. 36–48.

11. Jakimavičius D., Kriaučiūnienė J., Šarauskienė D. Assessment of wave climate and energy resources in the Baltic Sea nearshore (Lithuanian territorial water) // Oceanologia. 2017.

12. Bernhoff H., Sjöstedt E., Leijon M. Wave energy resources in sheltered sea areas: a case study of the Baltic Sea // Renew. Energ. 2006. V. 31 (13). P. 2164–2170.

13. Лопатухин Л.И., Бухановский А.В., Иванов С.В. и др. Справочные данные по режиму ветра и волнения Балтийского, Северного, Черного, Азовского и Средиземного морей // Российский морской регистр судоходства. СПб., 2006. 450 c.

14. Медведева А.Ю., Архипкин В.С., Мысленков С.А. и др. Волновой климат Балтийского моря на основе результатов, полученных с помощью спектральной модели SWAN // Вестник Московского университета. Серия 5: География. 2015. № 1. С. 12–22.

15. Медведева А.Ю., Мысленков С.А., Архипкин В.С. Волновой климат Балтийского моря // Комплексные исследования Мирового океана материалы II Всероссийской научной конференции молодых ученых. 2017. С. 173–176.

16. Myslenkov S., Medvedeva A., Arkhipkin V. et al. Long-term statistics of storms in the Baltic, Barents and White Seas and their future climate projections // Geography, Environment, Sustainability. 2018. Т. 11, № 1. P. 93–112.

17. Soomere T., Räämet A. Decadal changes in the Baltic Sea wave heights // Journal of Marine Systems. 2014. V. 129. P. 86–95.

18. Street S.I., Hanson H., Larson M., Bertotti L. Modelling the wave climate in the Baltic Sea // VATTEN – J. Water Manage. Res. 2014. 70. P. 19–29.

19. Jönsson A., Broman B., Rahm L. Variations in the Baltic Sea wave fields // Ocean Engineering. 2002. V. 30. P. 107–162.

20. Pettersson H., Lindow H., Schrader D. Wave Climate in the Baltic Sea 2010. HELCOM Indicator Fact Sheets 2011. URL: http://www.helcom.fi/environment2/ifs/en_GB/cover/ (дата обращения: 17.02.2012).

21. Tuomi L., Kahma K., Pettersson H. Wave hindcast statistics in the seasonally ice-covered Baltic Sea // Boreal Environment Research. 2011. V. 16. P. 451–472.

22. Henfridsson U. et al. Wave energy potential in the Baltic Sea and the Danish part of the North Sea, with reflections on the Skagerrak // Renewable Energy. 2007. Т. 32, № 12. P. 2069–2084.

23. Soomere T., Behrens A., Tuomi L. et al. Wave conditions in the Baltic Proper and in the Gulf of Finland during windstorm Gudrun // Natural Hazards & Earth System Sciences. 2008. V. 8, № 1. P. 37–46.

24. Kovaleva O., Eelsalu M., Soomere T. Hot-spots of large wave energy resources in relatively sheltered sections of the Baltic Sea coast // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2017. V. 74. P. 424–437.

25. Kofoed J.P., Frigaard P., Kramer M. Recent developments of wave energy utilization in Denmark // Proceedings of the Workshop on Renewable Ocean Energy Utilization. 2006.

26. Krek A., Stont Zh., Ulyanova M. Alongshore bed load transport in the southeastern part of the Baltic Sea under changing hydrometeorological conditions: Recent decadal data // Regional Studies in Marine Science. 2016. P. 81–87.

27. Benumof B., Storlazzi C., Seymour R. et al. The relationship between incident wave energy and sea cliff erosion rates: San Diego County, California // J Coast Res. 2000. 16: 1162–78.

28. Soomere T., Eelsalu M. On the wave energy potential along the eastern Baltic Sea coast // Renewable Energy. 2014. V. 71. P. 221–233.

29. Kasiulis E., Punys P., Kofoed J.P. Assessment of theoretical near-shore wave power potential along the Lithuanian coast of the Baltic Sea // Renew. Sust. Energ. Rev. 2015. V. 41. P. 134–142.

30. Booij N., Ris R.C., Holthuijsen L.H. A third-generation wave model for coastal regions: 1. Model description and validation // Journal of Geophysical Research: Oceans. 1999. V. 104, N C4. P. 7649–7666.

31. Saha S. et al. The NCEP climate forecast system reanalysis // Bulletin of the American Meteorological Society. 2010. V. 91, N8. P. 1015–1057.

32. Saha S. et al. The NCEP Climate Forecast System Version 2 // J. Climate. 2014. V. 27. P. 2185–2208. DOI: 10.1175/ JCLI-D-12-00823.1.

33. Медведева А.Ю., Мысленков С.А., Медведев И.П. и др. Моделирование ветрового волнения в Балтийском море на прямоугольной и неструктурной сетках на основе реанализа NCEP/CFSR // Труды Гидрометеорологического научно-исследовательского центра Российской Федерации. 2016. № 362. С. 37–54.

34. Van Vledder G. Ph., and Adem Akpinar Wave model predictions in the Black Sea: Sensitivity to wind fields // Applied Ocean Research. 2015. V. 53. P. 161–178.

35. Мысленков С.А., Маркина М.Ю., Киселева С.В. и др. Исследование ресурсов энергии волн в акватории Баренцева моря // Теплоэнергетика. 2018. № 7. С. 5–15.

36. Мысленков С.А. Сезонная изменчивость потенциала волновой энергии в Черном море // Экологическая, промышленная и энергетическая безопасность. 2017. С. 937–941.