LAINEENERGIA VARIEERUMINE UURINGUALAL (0)

TALLINNA TEHNIKAÜLIKOOL
Eesti Mereakadeemia
Merendusteaduskond
LAINEENERGIA VARIEERUMINE UURINGUALAL
Diplomitöö
Juhendaja :
Tallinn 2014
SISUKORD

SUMMARY 2
SISSEJUHATUS 4
1.PAKAAJALINE LAINETE KESKMINE VÕIMSUS 5
2.LAINEENERGIA VOO KESKMISED VÄÄRTUSED 6
3.VÕRDLEMINE 7
KOKKUVÕTE 9
KASUTATUD KIRJANDUS 9
SUMMARY
WAVE ENERGY VARIATION IN THE FIELD OF STUDY
Kristina Samoshenkova
Long- term average power of waves per unit length of one of the modeled shoreline varies significantly along the eastern Baltic Sea region (Figure 5). Lithuania and the Russian part of the Curonian Spit has been retained by a public body wave energy flux uniformly average of 1.5-2 kW / m. The same situation is also characterized by a wave of energy flow along the Lithuanian coast. Latvian coast is the southernmost part of the average values ​​of 1-1.5 kW / m.
SISSEJUHATUS
Pikaajaline lainete keskmine võimsus ühe pikkusühiku kohta modelleeritud rannajoonel varieerub olulisel määral piki Läänemere idaosa (joonis 5). Leedu ja osaliselt Venemaa haldusalasse jääval Kura säärel on laineenergia keskmine voog ühtlaselt 1,5−2 kW/m. Samasugune olukord iseloomustab ka laineenergia voogu piki Leedu rannikut. Läti ranniku lõunapoolsemas osas on keskmised väärtused 1−1,5 kW/m.

PAKAAJALINE LAINETE KESKMINE VÕIMSUS
Kuramaa piirkonnas aga on laineenergia intensiivsus juba mõnevõrra suurem. Üksikutes võrgupunktides võib seal võimsus olla kuni 2,5 kW/m, tavalised on aga väärtused kuni 2 kW/m. Saaremaa rannikul, Sõrve säärest kuni Vilsandini, on kõikides mudeli punktides keskmine energia voog kuni 2,5 kW/m.Laineenergia voo suurim tihedus 2,55 kW/m jääb samuti Vilsandi lähistele võrgupunkti 73 (joonis 5)
Väiksemad väärtused jäävad Hiiumaa ja Saaremaa vahelisse merealasse. Sealne piirkond on mõnevõrra varjatud domineerivate tuulte poolt tekitatud lainete eest, loodest Hiiumaaga ja edelast Saaremaaga.
Hiiumaa lõunarannikult kuni Kõpu poolsaare tipuni, on laineenergia keskmised väärtused, sarnaselt Saaremaaga, jällegi suhteliselt kõrged, kuni 2,5 kW/m. Märgatavalt hakkab laineenergia voo tihedus vähenema Kõpu poolsaarest ida pool Soome lahe suunas, jäädes valdavalt 1 kW/m lähistele.
Selline varieerumine piki uuringuala on kooskõlas Läänemere lainekliima ruumilise muutlikkusega, kus üheks kõige kõrgema lainetuse intensiivsusega piirkonnaks peetakse Hiiumaa ja Saaremaa rannikulähedast mereala (Schmager jt., 2008; Räämet ja Soomere 2010).
2.LAINEENERGIA VOO KESKMISED VÄÄRTUSED
Ligi kaks korda väiksemad laineenergia voo keskmised väärtused ilmnevad Soome lahe lõunaranniku arvutuspunktides. Tavapärased on väärtused alla 1 kW/m. Suurimaid väärtusi (kuni 1,5 kW/m) võib leida Soome lahe idaosas, kus soodsate läänetuulte korral võivad lained areneda küllaltki pikkadeks ning kõrgeteks ja proportsionaalselt sellega kasvab ka nende poolt edasi kantav energia (valem 15).
Laineenergia tagasihoidlikud väärtused Soome lahe lõunarannikul on seotud eelkõige Läänemerel domineerivate tuulte suundadega. Kõige sagedasemad on S-SW tuuled (Soomere ja Keevallik , 2011), mistõttu nende tuulte poolt tekitatud lained levivad rannast avamere poole ning on arvutustest elimineeritud. Seega võib järeldada, et laineenergia ressurss Soome lahes võib olla suurim just põhjarannikul.
Joonise 5 põhjal võib kokkuvõtlikult öelda, et laineenergia ressurss varieerub uuringualal päris suurtes piirides, enam kui viis korda. Laineenergia selline jaotumine on suhteliselt ootuspärane, eelkõige tuginedes siinse regioonis tuulte empiirilisele jaotusele, mis on tugevalt anisotroopne ning seetõttu tingib ka lainetuse märkimisväärse anisotroopia kogu Läänemere regioonis. On igati loomulik, et laineenergia voog on suurim Läänemere avaosas ja märksa väiksem poolsuletud Soome ja Riia lahtedes.
Eelpool toodud analüüsis ja joonisel 5 on võrgupunktide ning neile vastavate rannalõikude keskmise energiavoo arvutustes aluseks võetud lained, mis saabuvad vaadeldavasse rannalõiku mere poolt ning ei ole arvestatud laineid, mille langemisnurk γ on olnud suurem kui 90 kraadi (valem (15)): P=Pscosβ=ρgHs2cgcosβ, kus Ps tähistab energia voo vektorit .
Joonis 5. Laineenergia pikaajaline keskmine ranna poole suunatud voog Läänemere idaosas, Soome lahes ja Riia lahes ajavahemikus 1970−2007.
3.VÕRDLEMINE
Võrdlemaks, kui suur on mistahes suunast saabuva laineenergia ressurss üksikutes võrgupunktides, on tabelis 2 toodud võrdlus nelja võrgupunkti kohta, mis esindavad ülal kirjeldatud nelja rannaosa. Punkt 24 asub Leedu ja Läti piiri lähistel, punktis 73 ilmneb kõige suurem laineenergia keskmine voog Saaremaa ranniku lähistel, punkt 147 asub Narva lahes ning punkt 194 Riia lahes Pärnu lahest läänes. (võrgupunktide täpsed asukohad on esitatud lisa 3). Tabelist 2 selgub , et suurem osa laineenergiast, ligikaudu 70 %, saabub vaadeldud rannalõikudesse avamere poolt ning vaid 30 % levib rannast mööda või mere poole. Selline tulemus õigustab ka tehtud teoreetilise koguvõimsuse arvutusi uuringualal. Soome lahes punktis 147 erinevad need kaks suurust kõige enam. See on tõenäoliselt tingitud Soome lahel domineerivatest tuule suundadest. Esinemissageduse põhjal on teiseks domineerivaks suunaks sealses piirkonnas idatuuled ning arvestades võrgupunkti läbivat rannajoone nurka põhjasuuna suhtes ,on seal suhteliselt suur osakaal sellest rannalõigust mööda levivatel lainetel, mis on laineenergia summaarse ressursi arvutustes ignoreeritud.
võrgupunkti number
24
73
147
194
ranna suunas leviv laineenergia voo komponent (kW/m)
1,47
2,55
0,70
1,20
summaarne laineenergia voog (kW/m)
2,10
3,77
1,08
1,64
erinevus
30 %
32 %
35 %
27 %
Tabel 2. Lainete keskmine võimsus võrgupunktides 24, 73, 147 ja 194 (joonis 5).
KOKKUVÕTE
Võib kokkuvõtlikult öelda, et laineenergia ressurss varieerub uuringualal päris suurtes piirides, enam kui viis korda. Laineenergia selline jaotumine on suhteliselt ootuspärane, eelkõige tuginedes siinse regioonis tuulte empiirilisele jaotusele, mis on tugevalt anisotroopne ning seetõttu tingib ka lainetuse märkimisväärse anisotroopia kogu Läänemere regioonis. On igati loomulik, et laineenergia voog on suurim Läänemere avaosas ja märksa väiksem poolsuletud Soome ja Riia lahtedes.
KASUTATUD KIRJANDUS

Estonian Journal of Engineering . Sirje Keevallik ja Tarmo Soomere.2011. https://www.etis.ee/portaal/tTpublikatsioonidVaata.aspx?DropDownListClassification=0&CheckBoxExactSearch=False&DropDownListSortby=0&DropDownListPublicationType=0&CheckBox0=False&CheckBox1=True&TextBoxBeginYear=2001&CheckBox2=False&TextBoxAuthorFirstName=Soomere%20&PubVID=376463&lang=et&FromUrl0=tTpublikatsioonid.aspx

The wave climate and its seasonal variability in the northeastern Baltic Sea.Räämet Andrus; Soomere Tarmo. 2010 https://www.etis.ee/portaal/tTpublikatsioonidVaata.aspx?TextBoxAuthorName=R%C3%A4%C3%A4met%20&TextBoxEndYear=2010&DropDownListClassification=0&CheckBoxExactSearch=False&DropDownListSortby=0&DropDownListPublicationType=0&CheckBox0=False&CheckBox1=True&TextBoxBeginYear=2010&CheckBox2=False&PubVID=329872&FromUrl0=tTpublikatsioonid.aspx

Sea State, Tides among others . Schmager jh. 2008