АНАЛІЗ ЗМІН СОНЯЧНИХ ТЕПЛОНАДХОДЖЕНЬ І ВІТРОВИХ ХАРАКТЕРИСТИК У РЕГІОНАХ УКРАЇНИ З ФОКУСОМ НА ЕКСТРЕМАЛЬНІ КЛІМАТИЧНІ УМОВИ

Анотація

Метою цієї роботи є аналіз змін сонячних теплонадходжень і вітрових характеристик у різних регіонах України на основі історичних, поточних і прогнозованих да- них для оцінки потенціалу використання ВДЕ, з урахуванням викликів, пов’язаних з екстремальними кліматичними умовами та потребами в децентралізованому енергозабезпеченні.
Методика включає використання методів синтезу та аналізу кліматичних даних.
Результати включають аналіз та порівняння метеорологічних даних з глобальної кліматичної бази Meteonorm, нормативних показників за ДСТУ 9190:2022, а також кліматичних сценаріїв RCP (2.6, 4.5, 8.5). У цьому дослідженні проаналізовано зміну сонячних теплонадходжень та вітрових характеристик у різних регіонах України. Аналіз здійснено на основі історичних кліматичних даних, метеорологічних даних з бази Meteonorm, нормативних показників за ДСТУ 9190:2022, а також прогнозів відповідно до сценаріїв RCP, що враховують різні рівні глобального потепління.
Встоновлено, що для більшості регіонів поточні значення річних сонячних надходжень перевищують нормативні, також у всіх сценаріях кліматичних змін для міст Одеса та Київ передбачається подальше зростання сонячних теплонадходженнь на горизонтальну поверхню (GHI) до 2100 року. Середньогодинні максимуми GHI у 25 містах України не перевищують критичного порогу в 1100 Вт/м², проте варто враховувати, що миттєві значення можуть мати більшу величину.
З аналізу погодинних значень напрямків вітру за поточний період було виділено 4 регіони з однаковими погодинними значеннями напрямків вітру. Для 1 регіону переважаючими є західний та південно-західний напрямки вітру, для 2 - західний та північнозахідний, для 3 – західний, а для 4 – західний, північно-західний та північний. Встановлено, що для території України характерною є низька частота сильних вітрів, максимальні значення по Україні, становлять 13,5–16,8 м/с. Переважання слабких режимів (до 5 м/с у 79 % часу по Україні) свідчить про обмежену вітроенергетичну доцільність і мінімальний ризик для конструкцій з точки зору вітрового навантаження. Прогнозована динаміка вітрових режимів для міст Києва та Одеси до 2100 року за сценаріями RCP 2.6, RCP 4.5 та RCP 8.5 не демонструє суттєвого зростання екстремальних значень.
Наукова новизна полягає у комплексному порівнянні міжнародних та національних кліматологічних показників GHI та вітрових характеристик у часовій та просторовій динаміці, з урахуванням ризиків, що виникають внаслідок можливих екстремальних погодних умов.
Практична значимість полягає у можливості врахування регіональних кліматичних відмінностей при проєктуванні децентралізованих систем енергозабезпечення з використанням ВДЕ на основі історичного, поточного та майбутніх сценаріїв змін клімату.