WIND REGIME AND WIND ENERGY POTENTIAL OF LUTSK

Full text

156
Екологічні науки № 1(52), Том 1 НАУКОВО-ПРАКТИЧНИЙ ЖУРНАЛ
УДК 553.3/9
DOI https://doi.org/10.32846/2306-9716/2024.eco.1-52.1.24
ВІТРОВИЙ РЕЖИМ ТА ВІТРОЕНЕРГЕТИЧНИЙ
ПОТЕНЦІАЛ ЛУЦЬКА
Федонюк В.В., Панькевич С.Г., Федонюк М.А.
Луцький національний технічний університет
вул. Львівська, 75, 43018, м. Луцьк
ecolutsk@gmail.com, psg@gmail.com, m.fedoniuk@lntu.edu.ua
Розглянуто параметри формування вітроенергетичного потенціалу м. Луцька та чинники його змін у контексті проявів
регіональних змін клімату на території дослідження. Предметом вивчення була оцінка можливостей розширеного викори-
стання альтернативної енергії вітру в м. Луцьку та у Північно-Західному регіоні України в цілому. В контексті дослідження
вітроенергетичного потенціалу було проаналізовано особливості формування вітрового режиму Луцька, його динаміка та її
зміни на протязі останніх 50 років (1971–2020 рр.). Досліджено чинники формування і основні показники вітрового режиму
в Луцьку. Оцінено сприятливість вітрового режиму міста для потреб вітроенергетики. Проаналізовано вплив міста на форму-
вання місцевих мікрокліматичних особливостей вітрового режиму, зміну горизонтальних і вертикальних вітрових профілів
у окремих мікрорайонах. Оцінено перспективи використання малих та великих вітроенергетичних установок у зонах збіль-
шених швидкостей вітрового потоку. Дослідження виконувалося із застосуванням таких методів, як збір інформації, моделю-
вання і прогнозування, графічні, картографічні методи, методи аналізу і синтезу, порівняння і аналогії.
Основні результати виконання наукового дослідження: визначено особливості та динаміку вітрового режиму та вітро-
енергетичного потенціалу м. Луцька; оцінено особливості впливу міської урбоекосистеми на вітровий режим та зворотній
вплив вітрового режиму на мікроклімат міста; збудовано ряд графіків, діаграм, таблиць, картосхем з числовими показниками
динаміки вітрового режиму та вітроенергетичного потенціалу; оцінено доцільність встановлення в місті вітроенергетичних
установок промислової та малої потужності; встановлено, що для Луцька перспективними є вітроенергетичні установки малої
потужності (у поєднанні з сонячними панелями), місця встановлення яких варто вибирати після комплексного мікрокліма-
тичного дослідження перетворень вітрового профілю та пошуку точок підсилення швидкостей вітру в місті. Ключові слова:
вітровий режим, швидкість вітру, вітроенергетична установка, вітроенергетичний потенціал.
Wind regime and wind energy potential of Lutsk. Fedoniuk V., Pankevich S., Fedoniuk M.
The parameters of the formation of the wind energy potential of the city of Lutsk and the factors of its changes in the context
of manifestations of regional climate changes on the territory of the study were considered. The subject of the study was an assessment
of the possibilities of expanded use of alternative wind energy in the city of Lutsk and in the Northwestern region of Ukraine as a whole.
In the context of the study of wind energy potential, the peculiarities of the formation of the wind regime of Lutsk, its dynamics and its
changes over the past 50 years (1971–2020) were analyzed. The formation factors and main indicators of the wind regime in Lutsk were
studied. The favorableness of the city’s wind regime for the needs of wind energy was assessed. The impact of the city on the formation
of local microclimatic features of the wind regime, changes in horizontal and vertical wind proles in individual microdistricts is
analyzed. The prospects for the use of small and large wind power plants in areas of increased wind speed have been assessed. The
research was carried out using such methods as information gathering, modeling and forecasting, graphic, cartographic methods,
methods of analysis and synthesis, comparison and analogy.
The main results of the scientic research: the characteristics and dynamics of the wind regime and wind energy potential
of the city of Lutsk were determined; the peculiarities of the inuence of the urban urban ecosystem on the wind regime and the reverse
inuence of the wind regime on the microclimate of the city were assessed; a number of graphs, diagrams, tables, maps with numerical
indicators of the dynamics of the wind regime and wind energy potential were built; the feasibility of installing industrial and low-
power wind power plants in the city was assessed; it was established that low-power wind energy installations (combined with solar
panels) are promising for Lutsk, the installation sites of which should be chosen after a comprehensive microclimatic study of wind
prole transformations and nding points of wind speed amplication in the city. Key words: wind regime, wind speed, wind energy
installation, wind energy potential.
Постановка проблеми. У дослідженні було про-
аналізовано зміни у формуванні та динаміці вітро-
вого режиму Луцька на протязі останніх 50 років
(1971–2020 рр.) в контексті вивчення можливо-
стей використання вітроенергетичного потенціалу
регіону для розвитку малої вітроенергетики.
Актуальність дослідження. В останні десяти-
ліття вчені, політики, практики – екологи активно
працюють над «зеленим переходом» – комплексом
заходів, що має на меті скоротити використання
вуглецевих енергетичних ресурсів та збільшити
використання альтеративних відновлювальних
джерел енергії, до яких відносять і енергію вітру.
Вітроенергетичний потенціал – це важливий при-
родний ресурс, який в наш час використовується
для альтернативного отримання електроенергії як
в приватних господарствах, так і на рівні держави.
В Україні вітрова енергетика розпочала активно роз-
виватися перед війною, але агресія росії призвела
до руйнування чи захоплення більшості великих
вітроелектростанцій (далі – ВЕС), розміщених на
півдні та південному сході. Водночас атаки ворога

157
Федонюк В.В., Панькевич С.Г., Федонюк М.А. ВІТРОВИЙ РЕЖИМ ТА ВІТРОЕНЕРГЕТИЧНИЙ...
на енергетичну структуру зробили процеси форму-
вання енергонезалежності міст, громад, окремих гос-
подарств дуже важливими. Все це визначає актуаль-
ність теми даного дослідження, в якому розглянуто
доцільність розвитку вітроенергетики в тих областях
України, які донедавна вважалися малоперспектив-
ними для неї.
Зв’язок авторського доробку із важливими
науковими та науково-практичними завданнями.
Дослідження передумов та перспектив розвитку
альтернативної енергетики в Україні, до якої відно-
симо і вітрову енергетику – це стратегічно важливий
напрямок наукових та прикладних досліджень, який
дозволить вирішити ряд завдань «зеленого пере-
ходу», просунутися на шляху призупинення глобаль-
них змін клімату, забезпечити енергонезалежність як
окремих міст та громад, так і України в цілому.
Аналіз останніх досліджень і публікацій.
Особливості вітрового режиму над Україною, меха-
нізми розвитку циркуляційних систем в атмосфері
вивчали такі українські вчені, як Г.Ф. Прихотько,
М.В. Буйков, В.М. Мучник, О. Шевченко,
С.І. Сніжко, М.М. Талерко, О.Н. Сухінський,
Г.М. Пірнач, М.В. Сирота та багато інших, праці
яких було узагальнено в [9, 14, 18]. Дослідження
динаміки вітрового режиму для Луцька та терито-
рії Волинської області здійснювали Бабіченко В.М.,
Сусідко М.Н., Смітюх В.Р., Щербань І.М.,
Половко І.К., Зузук Ф.П., Попов В.П.,
Пищолка В.М., Тарасюк Ф.П., Тарасюк Н.А.,
Федонюк В.В., Василюк М.В. та інші [2, 9, 11, 13,
16, 18]. Багато наукових праць було присвячено
і вивченню вітроенергетичного потенціалу України,
серед них відмітимо праці С. Величко, М. Сиротюк,
Г. Півняк, Ф. Шкрабець, Н. Нойбергер, Д. Ципленкова.
А. Смердова, О. Ачкасової, О. Третьякова, Кудрі С.О.,
Петрук В.Г., Коцюбинської С.С., Мацюк Д.В.
[3, 4, 5, 7, 8, 10, 12, 13, 14, 15]. Оскільки Волинська
область довгий час вважалась малоперспектив-
ною для розвитку вітроенергетики, то науковому
вивченню цього питання присвячено небагато праць,
серед проаналізованих виділимо дотичні до теми
роботи О. Наквацької, В.О. Фесюка, С.О. Пугача,
А.М. Слащука, В.Г. Петрука, С.С. Коцюбинської,
Д.В. Мацюк, В.В. Федонюк, М.А. Федонюка [11, 13,
16, 17, 18, 20]. Зокрема, у працях Христецької М.Б.,
Федонюк В.В., Федонюка М.А., Павлуся А.М.,
Мерленка І.М., Бондарчука С.П. при аналізі змін
у динаміці таких метеоявищ, як атмосферні опади,
грози, вітровий режим аналізувався як один з склад-
ників погодно-кліматичних умов у регіоні [17, 20].
Розрахунки показників вітроенергетичного потен-
ціалу та ефективності роботи вітроенергетичних
установок проводилися авторами за методиками
П.Ф. Васька, А.С. Мазінова, Е.А. Бекирова [3, 4, 10].
Враховано було також результати досліджень Кузьо І.В.,
Корендій В.М., Петренко К.В., Кузнєцова М.П.,
Іванченко І.В., Кармазіна О.О., Борсук А.С. [5, 8, 12].
Для розуміння стану розвитку вітроенергетики
в Україні та міжнародного досвіду у галузі було про-
аналізовано матеріали [6, 19]. Метеорологічні харак-
теристики вітрового режиму і показники кліматичної
норми для Луцька аналізувалися за даними [1].
Виділення не виділених раніше частин загаль-
ної проблеми, котрим присвячується означена
стаття. Об’єктом даного дослідження є вітроенерге-
тичний потенціал м. Луцька та чинники його фор-
мування. Оскільки Волинська область довгий час
вважалась малоперспективною для розвитку вітро-
енергетики, то вітроенергетичний потенціал самого
Луцька практично не досліджувався. На основі
цього було сформульовано мету дослідження: ана-
ліз особливостей формування вітрового режиму та
вітроенергетичного потенціалу Луцька, оцінка мож-
ливостей розширеного використання енергії вітру
в регіоні.
Новизна. Новизна роботи визначається тим,
що аналіз особливостей вітрового режиму Луцька
у ХХІ ст., їх змін в контексті регіональних проявів
глобальних змін клімату, а також оцінка показників
вітроенергетичного потенціалу та можливості його
розширеного використання дозволили вперше нау-
ково обгрунтувати доцільність та перспективність
розвитку малої вітроенергетики у місті, встано-
вивши оптимальні потужності малих ВЕУ.
Методологічне або загальнонаукове значення.
Дослідження проведено на основі статистико-ма-
тематичного та графічного аналізу метеорологіч-
ної інформації, розрахунків характеристик вітрое-
нергетичного потенціалу Луцька та інтерпретації
їх результатів. Це визначає його методологічне та
наукове значення, як прикладу досліджень такого
типу. Запропонований авторами алгоритм може бути
застосований для аналізу вітрового режиму та віт-
роенергетичного потенціалу інших міст та регіонів
України.
Виклад основного матеріалу. Вітровий режим
міста тісно взаємопов’язаний із динамікою та харак-
тером інших чинників погоди та клімату. Для Луцька
характерним є клімат, типовий для помірного клі-
матичного поясу та його західної, в межах України,
атлантично-континентальної провінції, зі зниже-
ними значеннями температури влітку, вологим та
досить дощовим теплим періодом року та м’якою,
з частими відлигами, зимою. У Луцьку протягом року
чітко виражені чотири сезони року: зима, весна, літо
та осінь. Тривалість їх не завжди співпадає з кален-
дарною, а визначається за датами переходу серед-
ньої температури повітря через усталені значення.
В останні роки ця тривалість може відрізнятися від
типової, це пов’язують із глобальними змінами клі-
мату. Вітровий режим м. Луцька обумовлюється,
з одного боку, характером діяльної поверхні, а з дру-
гого – типом та характером атмосферної циркуляції.
Напрямок та швидкість вітру залежить від дина-
міки баричних центрів над Євразією й Атлантикою.

158
Екологічні науки № 1(52), Том 1 НАУКОВО-ПРАКТИЧНИЙ ЖУРНАЛ
Волинська область зазнає впливу різних повітряних
мас. Континентальне повітря помірних широт над-
ходить протягом року та є панівною повітряною
масою, яка формується з арктичного або морського
повітря. Надходження морського повітря помірних
широт також спостерігається в усі пори року. Взимку
цей прихід пов’язаний із інтенсивною циклонічною
діяльністю над Європою, а влітку – з антициклонами
[17, 20]. Умови атмосферної циркуляції визначають
напрямки вітрів: взимку в Луцьку переважають
західні та південно-західні вітри, влітку панівними
є західні й північно-західні, суттєвою є також частка
південно-західних вітрів, є вітри південних та схід-
них румбів.
Швидкість вітру залежить від характеру
поверхні, величини градієнту та умов циркуляції.
Середня річна швидкість вітру у Луцьку 3,5–4,0 м/с.
Найбільшу повторюваність у річному ході мають
вітри зі швидкостями від 2 до 3 м/с, ймовірність
значної швидкості вітру – 8–10 м/с невелика й скла-
дає всього 9 % від загального числа випадків. Такі
вітри в місті спостерігаються рідко. Вітер зі швидкі-
стю 10 м/с теж буває нечасто. Середня річна швид-
кість вітру коливається біля 4,0 м/с. До 5 м/с вона
може збільшуватися в окремі місяці року (рання
весна, зима). Водночас найнижчою швидкість вітру
є влітку. В теплу пору часто виникають короткочасні,
сильні шквали, передгрозові вітри.
За даними [1] було проведено статистико-
математичний аналіз річної динаміки вітру (середня
річна швидкість вітру, максимальна швидкість
та число днів з найсильнішим вітром за 50 років,
1971–2020 рр.) в Луцьку, щоб оцінити вплив гло-
бальних змін клімату на його режим. В результаті
виявлено наявність трьох періодів [18] з характер-
ним типом вітрового режиму на протязі досліджу-
ваних 50 років: у 1971 – 1981 рр. відмічено нормаль-
ний, типовий вітровий режим у Луцьку; протягом
1982–2000 рр. вітровий режим характеризується
вельми нерівномірним характером; 2001–2020 рр. –
це період із зниженою динамікою вітру, який триває.
В цілому виявлено зниження середніх швидкостей
вітру на 10–20 % нижче кліматичної норми у теплий
період року (квітень – жовтень), в той час як у холод-
ний період (листопад – березень) швидкості вітру
знаходяться в межах кліматичної норми.
Отже, середні річні показники швидкості вітру
в м. Луцьку є такими (3,5–4 м/с), що знаходяться на
межі доцільності встановлення вітроенергетичних
установок. Теоретично Луцьк потрапляє в зону, де
доцільним є спорудження вітроенергетичних уста-
новок малої потужності. Проте в межах міста спо-
стерігаються суттєві відмінності вітру, спричинені
міською висотною забудовою, рельєфом, розподілом
зелених зон, водних об’єктів та ін.
Аналіз можливостей впровадження вітроенерге-
тики включає декілька етапів: 1) аналіз швидкості
вітру: це не тільки аналіз середньодобових, серед-
ньорічних і середньомісячних значень швидкості
вітру, але також і аналіз повторюваності найбільш
перспективних швидкостей вітру на досліджуваній
території; 2) аналіз можливості будівництва вітрое-
нергетичних станцій: даний етап передбачає вибір
ділянок, перспективних для такого будівництва;
3) розрахунок потенційної енергії, яку можна отри-
мати, використовуючи вітроенергетичні установки
різної потужності на вибраних ділянках.
В цілому для території Луцька швидкість віт-
рового потоку у середньорічному виразі є дещо
меншою або близькою до 4 м/с. Відмітимо, що
оптимальними показниками для територій, що вва-
жаються сприятливими для вітроенергетики, є швид-
кості вітру понад 7 м/с, а найбільш сприятливими –
понад 10 м/с: такі показники не є характерними для
Луцька. Однак, враховуючи той факт, що швидкість
вітру вимірюється на метеорологічних станціях на
висоті встановлення флюгера чи анеморумбометра
близько 12 м (ніколи не вище 20 м), а сучасні вітроу-
становки досягають у висоту 100 м, виникає потреба
у розрахунку швидкості вітру саме на такій значній
висоті. Вітроенергетичний потенціал швидкості
вітру на будь-якій висоті до 100 м над поверхнею
землі обчислюється за формулою П.Ф. Васько [3, 4]:
W1 = V0* (H1/H0)k
де: W1 – це швидкість вітру (вітроенергетичний
потенціал) на висоті 100 м, м/с;
V0 – це швидкість вітру на висоті метеостанції, м/с;
H1 – запланована висота осі ротора ВЕУ, м;
H0 – встановлена висота флюгера на метеостанції, м
(найчастіше = 12 м);
k – поправочний емпіричний коефіцієнт, що дорів-
нює 0.167.
При виборі перспективної ділянки для встанов-
лення ВЕУ враховуються також такі критерії: крути-
зна схилів, статус ділянки в структурі землекорис-
тування, потрібна площа ділянки. При встановленні
ВЕУ у місті враховують чинник шумового впливу,
естетичного вигляду, впливу на біорізноманіття.
Очевидна на перший погляд можливість встанов-
лення ВЕУ на дахах висотних будинків, як правило,
неможлива через активну незгоду їх мешканців,
і в м. Луцьку вже були факти таких випадків.
Розрахунок технічно досяжного вироблення
електроенергії ВЕУ було проведено за формулою
А.С. Мазінова [10]:
Еміс = Р0 * t *n
де: Еміс – технічно досяжний обсяг вироблення вітро-
вої електроенергії;
Р0 – номінальна потужність вітроустановки;
t – кількість годин її роботи за кожен місяць;
n – % кількості днів зі швидкістю вітру > 4 м/с.
За цими методиками розраховано основні показ-
ники, які характеризують вітроенергетичний потен-
ціал у Луцьку та перспективні можливості генерації

159
електроенергії для двох прикладів: у випадку вста-
новлення промислової ВЕУ середньої потужності
(3,6 МВТ) та у випадку встановлення малої вітроенер-
гетичної установки середньої потужності (10 КВт).
У табл. 1 наводяться отримані розраховані показ-
ники для кожного з 12 місяців року, а також осе-
реднене (або сумарне) значення показника за рік.
Розглядалися такі показники, як: середні швидкості
вітру (м/с), значення яких є основоположним для
розрахунку усіх наступних параметрів вітроенерге-
тичного потенціалу; вітроенергетичний потенціал
швидкості вітру, м/с; технічно досяжний обсяг виро-
блення вітрової електроенергії для проектованої
промислової ВЕУ потужністю 3,6 МВт; технічно
досяжний обсяг вироблення електроенергії для
малої ВЕУ потужністю 10 КВт.
За даними таблиці 1 збудовано діаграми
(рис. 1 – рис. 4), що наочно представляють динаміку
розрахованих показників протягом року в Луцьку та
їх сумарні значення. Проаналізуємо отримані резуль-
тати та порівняємо їх з рекомендованими мінімаль-
ними та оптимальними значеннями цих показників
для ефективного впровадження вітрогенеруючих
установок.
Протягом року в Луцьку середні місячні швид-
кості вітру змінюються досить динамічно, від мак-
симальних значень, які досягають 4,9 м/с (лютий та
березень) до мінімальних значень 3,0 м/с (серпень та
вересень). Річна динаміка швидкостей вітру показує,
що оптимальним періодом для використання вітрое-
нергетичного потенціалу є холодний період, з листо-
пада по березень.
Перейдемо до характеристики такого показника,
як швидкість вітру вітроенергетичного потенціалу,
який розраховується з врахуванням таких чинників,
як фактичні швидкості вітру на рівні вимірювального
приладу на місцевій метеостанції, висоти встанов-
лення даного приладу, середнього показника висоти
ротора ВЕС чи ВЕУ та емпіричних коефіцієнтів. Для
розрахунку бралися середні місячні та середня річна
швидкість вітру, висота анеморумбометра та флю-
гера на станції Луцьк, яка дорівнює 12 м, та середня
типова висота ротора ВЕУ – 100 м. Доцільним спо-
рудження та експлуатація ВЕУ вважається, якщо
W більше 6 м/с, а оптимальним є W понад 10 м/с.
Аналіз отриманих даних показує, що в серед-
ньому протягом року вітроенергетичний потенціал
в Луцьку дещо менший від значення, при якому вико-
ристання вітрової енергії є доцільним (середнє річне
значення W = 5,9 м/с). Проте аналіз даного показ-
ника у його річній динаміці показує, що, оскільки
він корелюється з швидкостями вітру, то в період
з листопада по березень значення W є достатніми
для встановлення та продуктивної роботи ВЕУ.
Таблиця 1
Основні показники, що характеризують вітроенергетичний потенціал м. Луцька
Показник Місяці року Рік
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Середня місячна
шв. вітру, м/с
4,7
4,9
4,9
4,2
3,6
3,3
3,0
3,0
3,3
3,7
4,8
4,6
4,0
W, вітроенергет.
потенціал, м/с
6,9
7,2
7,2
6,2
5,3
4,9
4,4
4,4
4,9
5,4
7,1
6,8
5,9
Еміс.max (технічно
досяжний обсяг
вироблення вітро-
вої електроенергії
для промислової
ВЕУ 3,6 МВт)
0,24МВт
0,26МВт
0,26МВт
0,24МВт
0,19МВт
0,18МВт
0,14МВт
0,14МВт
0,18МВт
0,2МВт
0,24МВт
0,24 МВт
2,51МВт
Еміс.max (технічно
досяжний обсяг
вироблення вітро-
вої електроенергії
для малої ВЕУ
потужністю
10 КВт)
0,72 КВт
0,84 КВт
0,84 КВт
0,68 КВт
0,56 КВт
0,50 КВт
0,45 КВт
0,45 КВт
0,50 КВт
0,59 КВт
0,75 КВт
0,70КВт
7,58КВт
6,9 7,2 7,2 6,2 5,3 4,9 4,4 4,4 4,9 5,4 7,1 6,8 5,9
123456789101112РІК
Середній місячний
вітроенергетичний потенціал в
Луцьку, бали (будівництво …
Рис. 1. Динаміка середніх місячних швидкостей
та швидкості вітру вітроенергетичного потенціалу W
у Луцьку протягом року
Федонюк В.В., Панькевич С.Г., Федонюк М.А. ВІТРОВИЙ РЕЖИМ ТА ВІТРОЕНЕРГЕТИЧНИЙ...

160
Екологічні науки № 1(52), Том 1 НАУКОВО-ПРАКТИЧНИЙ ЖУРНАЛ
Рис. 2. Динаміка технічно досяжного обсягу генерації
електроенегії у Луцьку при встановленні промислової
ВЕС потужністю 3,6 МВт та при встановленні
малої ВЕУ потужністю 10 КВт
При показниках вітроенергетичного потенціалу,
що коливаються в межах 6–7 м/с, рекомендовано
встановлення у такій місцевості малих ВЕУ [4, 8, 14].
До малих ВЕУ (чи вітрогенераторів) відносяться
генеруючі установки потужністю від 5 до 50 КВт,
у той час як сучасні вітроенергетичні установки
промислової потужності – це агрегати потужністю
понад 500 КВт. В діапазоні 50–500 КВт працюють
вітрогенеруючі установки середньої потужності.
ВЕУ малої потужності (5–50 КВТ) – це генера-
тори, які найчастіше встановлюють дома, в межах
окремого домогосподарства, і які дозволяють част-
ково забезпечити додатковим джерелом енергії
домогосподарство або комунальну чи адміністра-
тивну установу (школа, дитячий садочок, сільська
амбулаторія, тощо). Цінність цих установок полягає
в тому, що вони не надмірно дорогі, прості у екс-
плуатації, особливо ефективні в сільській місцево-
сті, де за рахунок більш відкритих просторів швид-
кості вітру також більші. В межах міста можливим
є їх встановлення на дахах будинків, нежитлових чи
промислових комплексів, у цьому випадку висота
будівлі забезпечує додаткове збільшення висоти
встановленого ротора вітрогенератора.
Тому, з урахуванням попередніх показників, які
показали невисоку забезпеченість м. Луцька вітрое-
нергетичними ресурсами, ми розрахували Еmax1 – тех-
нічно досяжний обсяг вироблення вітрової електрое-
нергії для промислової ВЕУ потужністю 3,6 МВт) та
Еmax2 – технічно досяжний обсяг вироблення вітрової
електроенергії для малої ВЕУ потужністю 10 КВт.
Вибір потужності «еталонних» установок для
розрахунку був зумовлений тим, що хоча існують
значно потужніші промислові ВЕУ (5 та 7 МВт), на
українських ВЕС перевага надавалася установкам
потужністю саме 3.6 МВт за рахунок їх практичності,
надійності, відносної простоти у обслуговуванні.
Генератори малих ВЕУ потужністю 10 КВт є найпо-
пулярнішими за співвідношенням; ціна – потужність
генерації – довговічність та якість.
Результати проведених розрахунків представлені
у табл. 1 та на графіках на рис. 2. Як показали резуль-
тати розрахунків, промислова ВЕУ не зможе досягти
проектної потужності ні в окремі місяці, ні на про-
тязі року в цілому, у той же час для малої ВЕУ про-
ектні показники є задовільними, 7,56 КВт проектної
потужності при максимально можливій потужності
10 КВт – це значення, при якому доцільне встанов-
лення та використання такої установки.
Малі вітроенергетичні установки можна також
порекомендувати для встановлення у прилеглій до
міста сільській місцевості, де вони стануть додатко-
вим джерелом електроенергії для приватних садиб,
шкіл та дитячих садків, селищних рад чи амбулато-
рій. Найоптимальнішим варіантом є паралельне вста-
новлення сонячних панелей та вітрогенератора. Якщо
сонячні панелі дають основну генерацію енергії
влітку, то вітрогенератор буде переважно працювати
у холодну пору, таким чином два незалежних джерела
альтернативної енергії забезпечуватимуть енерге-
тичну автономію садиби, господарства чи адміністра-
тивно-господарського або соціокультурного об’єкту.
Існує ряд проблем, пов’язаних із встановлен-
ням вітрогенераторів малої потужності у містах. До
основних з них відносять шум та неестетичність,
проте, якщо в конструкції новітніх ВЕУ буде подо-
лана проблема шуму та акустичного забруднення
території – то незабаром, цілком можливо, висотні
будівлі наших міст будуть заповнені вітрогенера-
торами, які даватимуть додаткову «зелену» енер-
гію, що використовуватиметься для енерго – та
теплозабезпечення, та зробить міста екологічними
і енергонезалежними.
Головні висновки. Отже, аналіз характеристик
вітрового режиму і вітроенергетичного потенціалу
в Луцьку дозволяє зробити такі висновки:
1. Вітровий режим має значний вплив на еколо-
гічний стан міста та його мікроклімат. Вітер, його
швидкості, панівні напрямки, режим впливають на
формування погодних процесів, на поширення та
розсіювання забруднюючих речовин, на самоочи-
щення атмосфери та інші явища. Великим є значення
вірної оцінки особливостей та параметрів аерації
урботериторії при плануванні забудови та рекон-
струкції кварталів, розробці генеральних планів.
2. Аналіз вітрового режиму є важливим для
оцінки температурно-вологістного режиму, загазова-
ності, запиленості повітря, обґрунтування щільності
забудови, багатофакторного аналізу вітроенергетич-
ного потенціалу.
3. Вітровий режим м. Луцька формується під
впливом як загально-циркуляційних чинників,
так і характеру підстильної поверхні, типу міської
забудови, рельєфу міста, наявних зелених зон та
водних об’єктів. В цілому вітровий режим Луцька
є сприятливим, середні швидкості вітру коливаються
в межах 3,5–4,0 м/с, максимальні пориви досягають
16–20 м/с, протягом року переважають вітри захід-
них, північно-західних, південно-західних напрям-
ків, що узгоджується з загальним типом західного
перенесення повітряних мас.

161
4. Проведені розрахунки показали, що вітроенер-
гетичний потенціал у Луцьку в середньому протягом
року становить 5,9 м/с (при мінімальному показникові
6,0 м/с для оцінки району як сприятливого для промис-
лового розвитку вітрової енергетики), проте у холод-
ний період року (листопад – квітень) його значення
є більшими та коливаються у межах 6,2–7,2 м/с.
5. Розраховано, що промислова ВЕУ з проектною
потужністю 3,6 МВт в умовах м. Луцька не зможе
досягти проектної потужності ні в окремі місяці, ні
на протязі року в цілому, у той же час для малої ВЕУ
досяжні показники є задовільними: 7,56 КВт річної
проектної потужності при максимально можливій
потужності 10 КВт – це значення, яке дозволяє гово-
рити про доцільність встановлення та використання
таких установок в місті.
6. Таким чином, дослідження показало, що роз-
виток вітроенергетики в нашому регіоні є можли-
вим та доцільним, проте увагу слід звернути на малі
ВЕУ, потужністю від 5 до 50 КВт, які ефективно
працюватимуть у холодний період року (листо-
пад – квітень). Поєднання таких вітрогенераторів
з використанням сонячних панелей (які ефективні
для теплої пори року) дозволить забезпечити авто-
номний енергетичний режим для окремих домо-
господарств, промислових, соціальних, освітніх чи
культурних закладів, що особливо актуально в наш
час, в умовах широкомасштабної війни росії проти
незалежної України та атак на нашу енергетичну
інфраструктуру.
7. Водночас встановлення малих ВЕУ у місті
має ряд екологічних проблем, серед яких: шумове
та вібраційне забруднення, можливий негативний
вплив на біоту (на птахів та кажанів), естетичні
чинники та необхідність утилізації лопастей вітро-
генераторів в майбутньому. При умові подолання
чи мінімізації цих негативних супутних чинників
ВЕУ малої потужності могли б з’явитися на дахах
висотної нежитлової забудови Луцька та інших міст
України, вносячи свій вагомий внесок у розвиток
альтернативної енергетики, «зелений перехід» та
подолання глобальної кліматичної кризи.
Перспективи використання результатів дослі-
дження. Як перспективне питання для подальших
досліджень розглядаємо дослідження мікрокліма-
тичних особливостей режиму вітру в мікрорайонах
для виявлення найбільш оптимальних для спору-
дження малих ВЕУ зон та ділянок в Луцьку.
Література
1. Архів погоди Волинського обласного центру з гідрометеорології. UPL: http://www.meteolutsk.net.ua
2. Василюк М.В., Михайлюк В.А., Федонюк В.В. Вітровий режим на Волині в контексті глобальних кліматичних змін.
Актуальні проблеми сучасної науки і освіти: матеріали IV Міжнародної науково-практичної конференції м. Львів,
20–21 січня 2022 року. Львів : ЛНУ, 2022. С. 6–8.
3. Васько П. Ф., Вербовий А. П., Пазич С. Т. Реалізація стохастичної двопараметричної моделі поздовжньої складової швид-
кості вітру для задач вітроенергетики. Відновлювана енергетика, 2017, (3). С. 50–64.
4. Васько П.Ф. Разрахунок показників технічної ефективності застосування вітроелектричних установок за результатами
строкових вимірювань швидкості вітру. Технічна електродинаміка, 2001. № 6. С. 45–49.
5. Величко С.А., Третьяков О. С. Аналіз просторово-часового розподілу швидкостей вітру на території Харківської області
як основа оцінки вітроенергетичного потенціалу. Сучасні проблеми гуманізації та гармонізації управління. Матеріали 4-ї
Міжнар. наук.-практ. конф. Х.: ХНУ. 2003. С. 314–315.
6. Енергетична стратегія України до 2030 року. http://zakon4.rada.gov.ua/laws/show/n0002120-13
7. Кудря С. О. Нетрадиційні та відновлювальні джерела енергії. К.: НТУУ «КПІ», 2012. 492 с.
8. Кузьо І.В., Корендій В.М. Обґрунтування розвитку вітроенергетичних установок малої та надмалої потужності. Вісник
Національного університету «Львівська політехніка, 2010, 679. С. 61–68.
9. Ліпінський В.М., Осадчий В.І., Бабіченко В.М. Активізація стихійних метеорологічних явищ на території України – прояв
глобальних змін клімату. Український географічний журнал. К.: 2007. № 2. С. 11–20.
10. Мазінов А.С., Бекиров Е.А. Вітроенергетичні установки: типи, ефективність, вибір. Сонячна і вітрова енергетика.
Науковий бюлетень. Сімферопіль. 2012. С. 18–23.
11. Наквацька О. Можливості використання вітрової енергії у Волинській області. Актуальні задачі сучасних технологій.
Матеріали Міжнар. науково-технічної конференції. Тернопіль 19–20 грудня 2012 р. С. 257–258.
12. Петренко К.В., Кузнєцов М.П., Іванченко І.В., Кармазін О.О., Борсук А.С. Оцінка можливості використання даних швид-
кості вітру, отриманих методом реаналізу, для вирішення задач вітроенергетики. Відновлювана енергетика. № 3 (74).
2023. С. 75–85. UPL: https://doi.org/10.36296/1819-8058.2023.3(74).75-85
13. Петрук В. Г., Коцюбинська С. С., Мацюк Д. В. Енергетичний потенціал альтернативної енергетики в Україні. Вісник
Вінницького політехнічного інституту. 2010. № 4, С. 90–93. UPL: https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/
view/481
14. Півняк Г., Шкрабець Ф., Нойбергер Н., Ципленков Д.. Основи вітроенергетики. Дніпро: НГУ, 2015. 335 с.
15. Смердов А. А., Бульба Є. М. Статистичні характеристики швидкості вітру в регіоні м. Полтави. Вісник ПДАА. 2011.
№ 1. С. 153–157.
16. Сучасний екологічний стан та перспективи екологічно безпечного стійкого розвитку Волинської області: кол. моногр. /
В.О. Фесюк, С.О.Пугач, А.М. Слащук; за ред.В.О. Фесюка. К.: ТОВ «П-во «Ві Ен Ей»: 2016. 316 с.
17. Федонюк В.В., Федонюк М.А., Павлусь А.М. Дослідження грозової активності на Волині та в Україні за даними онлайн-ре-
сурсу Blitzortung. Український гідрометеорологічний журнал. Одеса: 2021, 28(28). С. 16–28. UPL: http://eprints.library.
odeku.edu.ua/id/eprint/9703/1/uhmj_28_2021_16.pdf
18. Федонюк М.А., Федонюк В.В. Екологічний вплив вітру у зоні міської забудови Луцька. Авіація, промисловість, суспіль-
ство : матеріали ІІІ Міжнародної науково-практичної конференції. Кременчук, 12 травня 2022 р. МВС України, Харків.
нац. ун-т вн. справ, КЛК. Х.: ХНУВС, 2022. С. 379–383.
19. Zdenko Simic. Small wind turbines. A unique segment of the wind power market. Renewable Energy. № 50, 2013. Р. 156–234.
20. Fedoniuk V., Khrystetska M., Fedoniuk M., Merlenko I., Bondarchuk S. Shallowing of the Svityaz Lake in the context of regional
climate change. Journal of Geology, Geography and Geoecology, 2020. 29(4), 673-683. UPL: https://geology-dnu.dp.ua/index.
php/GG/article/view/751:
Федонюк В.В., Панькевич С.Г., Федонюк М.А. ВІТРОВИЙ РЕЖИМ ТА ВІТРОЕНЕРГЕТИЧНИЙ...