Українська енергетика наразі переживає наймасштабніший виклик за всю історію Незалежності. Хоча точної інформації про кількість об’єктів генерації, пошкоджених і знищених російським вторгненням, немає, проте, за попередніми підрахунками, зруйновано й окуповано близько 60% генеруючих потужностей: теплових електростанцій (ТЕС) – понад 90%, теплоелектроцентралей (ТЕЦ) – понад 60%, гідроелектростанцій (ГЕС) – близько 60%, АЕС – 44%. За даними Міністерства енергетики України, тільки 2024 року Україна втратила більш як 9 ГВт генеруючих потужностей. Можна стверджувати, що ворог і надалі не полишить спроб руйнувань енергетичну інфраструктуру нашої держави. Наслідком російських атак на енергетику став критичний дефіцит в Об’єднаній енергетичній системі України. Навіть попри те, що від 1 грудня 2024 року імпорт електроенергії з Європейського Союзу зріс до 2,1 ГВт, дефіцит усе ще значний, тому доводиться періодично обмежувати споживання електроенергії як для промисловості, так і для населення.
Один зі шляхів подолання цієї проблеми – розвиток розподіленої генерації на основі відновлюваних джерел енергії. Вітроенергетика в цьому контексті посідає одну з лідерських позицій. За словами Міністра енергетики України Германа Галущенка, Україна збирається побудувати об’єкти вітрової генерації сумарною потужністю більш як 800 МВт. Бізнес оцінює ситуацію ще оптимістичніше: як стверджує голова Правління Української вітроенергетичної асоціації Андрій Конеченков, інвестори готові побудувати понад 4 ГВт вітроенергетичних проєктів уже протягом наступних 4–5 років.
З огляду на необхідність підвищення енергетичної безпеки країни та тенденцію щодо розвитку розподіленої генерації на основі відновлюваних джерел енергії, в Інституті загальної енергетики НАН України створили програмно-інформаційний комплекс (ПІК) GreenPowerAtlas. Його призначення – збирати, опрацьовувати й аналізувати супутникові метеорологічні дані, що використовуються для оцінювання потенціалу генерації вітрових і сонячних електростанцій, а саме: швидкості вітру, сонячної інсоляції, хмарності, опадів, температури, відносної вологості, абсолютного тиску тощо. Базовим джерелом даних для цього програмно-інформаційного комплексу став The POWER Project (NASA), що акумулює різні супутникові дані. Проте комплекс є адаптивним і може використовувати дані інших геоінформаційних систем. Для візуалізації даних GreenPowerAtlas використовує програмне забезпечення LightningChart. Дані програмно-інформаційного комплексу оперативно оновлюються за допомогою прикладного програмного інтерфейсу (API).
GreenPowerAtlas у вільному доступі пропонує своїм користувачам динамічну візуалізацію згаданих вище метеорологічних даних протягом 4 діб. Приклади візуалізації розподілу швидкості вітру та сонячної інсоляції наведено на рисунках 1 і 2 відповідно (станом на 20 червня 2024 року).
Рис. 1. Приклад розподілу швидкості вітру на висоті 50 м (13:00:00 UTC)
Рис. 2. Приклад розподілу рівня сонячного випромінювання (05:00:00 UTC)
Для оцінювання вітрового потенціалу комплекс використовує спектр статистичних даних. Зокрема, на рисунку 3 наведено графік частотного розподілу швидкості вітру для заданої локації у Хмельницькій області для червня, на якому порівняно дані за 2020–2023 року. Одержані графіки і дані можна зберігати як файли у форматі PNG або CSV.
Рис. 3. Графік частотного розподілу швидкості вітру в червні з порівнянням даних за 2020–2023 роки
На рисунку 4 наведено приклад реалізації діаграми розмаху щодо швидкості вітру на висоті 50 м. За допомогою цього інструменту можна оцінити низку статистичних параметрів: мінімальне, медіанне, максимальне значення швидкості вітру, розмах і квантилі. Розроблений програмно-інформаційних комплекс не обмежується помісячною візуалізацією – його можна адаптувати для використання подобової чи потижневої інформації.
Рис. 4. Приклад діаграми розмаху щодо швидкості вітру (2023 рік)
«Ми вже використали GreenPowerAtlas для оцінювання вітрового потенціалу Новороздільського індустріального парку. А також допомогли підібрати висоту встановлення вітрового генератора, базуючись на інформації щодо коефіцієнту використання встановленої потужності. Наша команда вважає, що подібний продукт є важливим для розбудови розподіленої генерації в Україні. Ми продовжуватимемо вдосконалювати комплекс разом із державним сектором і приватним бізнесом. Дуже важливою в цьому сенсі є наша співпраця з Українською вітроенергетичною асоціацією», – говорить керівник проєкту GreenPowerAtlas, заступник директора з науково-організаційної роботи Інституту загальної енергетики НАН України доктор технічних наук Артур Запорожець.
Створення програмно-інформаційного комплексу GreenPowerAtlas для оцінювання потенціалу використання відновлюваних джерел енергії – це важливий кроком для подальшого сталого розвитку відновлюваної енергетики (зокрема вітроенергетики) в Україні. Завдяки цій розробці науковців можна не лише отримувати найактуальніші дані та прогнози для ефективного планування, а й підвищити інвестиційну привабливість галузі, поліпшити надійність енергосистеми та сприяти національній енергетичній і екологічній безпеці.
P.S. Інформацію про GreenPowerAtlas опубліковано в Огляді вітроенергетичного сектору України 2024, що його підготувала Українська вітроенергетична асоціація.
За інформацією Інституту загальної енергетики НАН України