|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
Интеллектуальная Система Тематического Исследования НАукометрических данных |
||
Разработка научных подходов и апробация методов оценки и картографирования потенциала возобновляемых источников энергии на региональном уровне (на примере территории Крымского полуострова) (РФФИ)НИР
Development of scientific approaches and testing methods of renewable energy potential estimation and mapping at the regional level (on the example of the Crimean peninsula)
- Руководитель НИР: Каргашин П.Е.
- Участники НИР: Андреенко Т.И., Горбунов Р.В., Горбунова Т.Ю., Киселева С.В., Новаковский Б.А., Прасолова А.И., Рафикова Ю.Ю., Шакун В.П.
- Подразделение: Кафедра картографии и геоинформатики
- Срок исполнения: 18 февраля 2016 г. - 31 декабря 2018 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 16-05-01015\16
- Номер ЦИТИС: АААА-А16-116021510186-8
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Изменения природной среды, общества и проблемы природопользования
- ПН России: Рациональное природопользование
- Направление технологического прорыва России: Энергоэффективность и энергосбережение
-
Рубрики ГРНТИ:
- 36.33.85 Автоматизация в тематической картографии
- 36.33.27 Тематическое и комплексное картографирование
- 44.37.03 Теоретические вопросы гелиоэнергетики
- 44.39.03 Теоретические вопросы ветроэнергетики
- 87.29.02 Общие проблемы
-
Ключевые слова:
возобновляемые источники энергии, региональная оценка, рациональное природопользование, экологический аспект, тематическое картографирование, геоинформационные технологии
-
Описание:
Целью предлагаемого проекта является научно-методическое обеспечение анализа территорий регионального уровня для исследования потенциала развития возобновляемой энергетики (на примере Крымского полуострова). Важным аспектом данного исследования является комплексное использование как современных методов оценки потенциалов ветровой, солнечной, биоэнергии и энергии малых водных потоков, так и авторских подходов, позволяющих учитывать при рассмотрении технического потенциала возобновляемых источников энергии (ВИЭ) особенности ландшафта, тип подстилающей поверхности, экологический каркас территории, структуру современного землепользования, археологические и историко-культурные объекты, существующую структуру энергокомплекса и дорожно-транспортной сети территории, социально-экономические факторы. Разрабатываемые научные основы регионального анализа ВИЭ базируются на системном анализе территории. Использование такого подхода к оценке ресурсов и воздействия на окружающую среду на региональном уровне будет осуществлено для данной предметной области впервые. Разработанные в рамках проекта методы и алгоритмы пространственно-семантического анализа данных позволят выделять не только территории со значительным природным потенциалом ВИЭ, но и районы с минимальными ограничениями с точки зрения воздействия на окружающую среду объектов ВИЭ. Мультидисциплинарный характер исследования предполагает использование различных материалов и данных. Например, для оценки ресурсов возобновляемой энергетики будут использованы наземные метеорологические данные, результаты пространственного метеорологического моделирования (база данных NASA Surface meteorology and Solar Energy), архивы гидрологических данных и статистические материалы. Совместная обработка такого количества разнородных данных возможна при условии широкого внедрения геоинформационных технологий и современных картографических методов на всех этапах исследования. Выбор территории для апробации обусловлен значительным разнообразием природных условий и факторов, влияющих на развитие возобновляемой энергетики, что позволяет применить разработанные научные подходы и методы в полном объеме. Следует отметить, что столь детальный анализ не только ресурсов ВИЭ, но и факторов, влияющих на их использование, ранее для территории Крымского полуострова не проводился.
- Добавил в систему: Каргашин Павел Евгеньевич
Источник финансирования НИР
| грант РФФИ |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 18 февраля 2016 г.-31 декабря 2016 г. | Разработка научных подходов и апробация методов оценки и картографирования потенциала возобновляемых источников энергии на региональном уровне (на примере территории Крымского полуострова) |
| Результаты этапа: В первый год исследований по проекту были выполнены работы, направленные на изучение российского и международного опыта анализа и картографирования возобновляемых источников энергии. Особое внимание уделено методикам оценки потенциала (валового, технического) для всех отраслей возобновляемой энергетики. Полученные результаты позволили сформировать целостное представление о состоянии работ по данному направлению и выявить те аспекты, которые пока не нашли должного отражения в проанализированных публикациях. Важной составляющей исследований также является сбор информации о физико-географических и социально-экономических особенностях исследуемой территории (Крымский полуостров). Кроме этого были получены сведения о ресурсном потенциале территории, предпосылках и возможностях развития генерации энергии на базе возобновляемых источников. Собранные фактические данные, а также методические разработки, в том числе усовершенствованные исполнителями проекта позволили сформулировать стратегию регионального анализа территории для оценки потенциала развития возобновляемой энергетики. Предлагаемый подход основан на комплексном рассмотрении территории на нескольких масштабных уровнях и предполагает синтез разнородной информации (космические снимки, векторные и растровые карты, цифровые модели рельефа, статистические данные) посредством баз пространственных данных. Предлагаемый подход не ограничивается сбором информации в единое хранилище, что типично для многих проектов, а предполагает обработку данных и синтез качественно новой информации путем автоматизированной обработки с помощью созданной серии скриптов. Накопленные результаты исследований представлены на конференциях, опубликованы в сборниках и журналах; несколько статей отправлены на рецензию в научные журналы из списка ВАК или RSCI WoS. Заявленный на первый год объем исследований выполнен полностью, цели работ достигнуты. | ||
| 2 | 9 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. | Разработка научных подходов и апробация методов оценки и картографирования потенциала возобновляемых источников энергии на региональном уровне (на примере территории Крымского полуострова) |
| Результаты этапа: В результате исследований на 2-м этапе работ по проекту было выполнено комплексное изучение ресурсного и валового потенциала возобновляемых источников энергии Крымского полуострова. Были получены модели распределения ресурсов для солнечной, ветровой энергетики путем анализа библиотек метеорологических данных и оценки пространственного распределения этих данных путем геоинформационного моделирования и создания частных математических методик обработки. Как необходимый этап этой работы выполнено создание алгоритмов, позволяющих обрабатывать значительные объемы данных в фоновом режиме без непосредственного участия оператора. Особое внимание уделялось биоэнергетике, так как региональная специфика Крымского полуострова заключается в большом объеме сельскохозяйственного производства, а значит предполагает высокий ресурсный потенциал биоэнергетики. В рамках исследования потенциала биоэнергетики высокую эффективность показали картографический и аэрокосмический методы. Их применение позволило не только оценить ресурсный потенциал территории, но и показать пространственную неоднородность распределения ресурсов для биоэнергетики, что важно при последующей оценке технического и экономического потенциала. Также выполнены работы по изучению энергии малых рек. Исследования выполняются на нескольких масштабных уровнях, например, часть результатов получена сначала для Сакского района, который был выбран в качестве репрезентативного участка, и впоследствии перенесена на территорию всего полуострова. Важной чертой всех работ является ориентированность на ГИС-технологии и систематизация даже промежуточных результатов в базе пространственных данных. Ряд работ этого этапа был направлен на оптимизацию представления информации, с целью выделения основных данных и производных от них. Например, показаны отдельные случаи, когда карты «Земных покровов», «Использования земель» (LandUse/LandCover) и соответствующие им элементы базы геоданных являются ключевыми для создания тематических карт и могут использоваться в качестве основы для картографирования. Также следует отметить, что практически каждая часть исследования по проекту включает картографический этап и завершается созданием тематических карт, которые интегрируются в базу данных, создавая основу для последующих методических и экспериментальных работ. Таким образом, среди полученных результатов можно выделить методические: методики обработки разнотипных данных и их обобщения для определения ресурсного и валового потенциала отдельных источников энергии; методики поиска и локализации информации, ее использования для создания тематических карт; методические рекомендации по представлению информации в базе пространственных данных и использования базы геоданных для исследования с учетом региональной специфики. Помимо этого получен большой перечень практических результатов: серии карт, отражающие ресурсный потенциал разных видов возобновляемой энергетики, потенциал размещения объектов с учетом физико-географических и социально-экономических факторов, созданы алгоритмы фоновой обработки данных и вычисления необходимых показателей, разработаны приемы картографирования на основе LandUse/LandCover, база пространственных данных, содержащая как исходную информацию, так и результаты исследований. По итогам работ членами рабочего коллектива были сделаны доклады на конференциях, опубликованы статьи. Несколько статей на данный момент проходят рецензирование в научных журналах, в том числе одна - в журнале "Геодезия и картография" из списка RSCI Web of Science. | ||
| 3 | 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. | Разработка научных подходов и апробация методов оценки и картографирования потенциала возобновляемых источников энергии на региональном уровне (на примере территории Крымского полуострова) |
| Результаты этапа: На завершающем этапе исследований данного научного проекта был выполнен комплекс работ по систематизации полученных ранее результатов. В первую очередь определены требования к исходным пространственным и тематическим данным, которые обеспечивают наиболее достоверную оценку потенциала разных видов возобновляемой энергетики на региональном уровне. На основе экспериментальных работ были выявлены оптимальные методики получения валового, технического потенциала солнечной, ветровой и биоэнергетики. Важным итогом в методическом и практическом плане является атлас возобновляемой энергетики полуострова Крым. Карты атласа составлены и опубликованы в сети интернет в формате веб-атласа. В дальнейшем также планируется издание этого атласа типографским способом. Частными результатами исследования стали: 1) инвентаризация виноградников полуострова по данным дистанционного зондирования и карта современного размещения виноградников (2018 год). 2) методика сетевого моделирования для изучения возможности размещения предприятий биоэнергетики на отходах виноградарства. 3) алгоритм вычисления валового потенциала потенциала солнечной энергетики с учетом широтной зональности, а также макро- и мезорельефа территории 4) методика геоинформационного анализа территории для оценки потенциала размещения объектов возобновляемой энергетики. Разработанные методики базируются на скриптах Python и моделях геообработки ArcGIS. По результатам исследований получены серии карт и аналитических материалов по методическому обеспечению оценки и картографирования потенциала возобновляемых источников энергии. Эти материалы войдут в итоговый отчет, отправляемый в РФФИ, а также составят основу научной монографии по результатам проекта, издание которой планируется в 2019 году. По результатам работ были подготовлены публикации в научных журналах: 1 - Web of Science, 1 - WOS RSCI, 8 - РИНЦ, а также исполнители гранта принимали участие в 4-х конференциях. Таким образом, планируемые показатели достигнуты. Полученные научные результаты отвечают цели и задачам исследования, оригинальны и представляют интерес для развития данного направления в географии, картографии и энергетике. | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".