Στατιστική και στοχαστική ανάλυση της ωριαίας ταχύτητας ανέμου για την προσομοίωση παραγωγής αιολικής ενέργειας. Εφαρμογή σε σταθμούς της Κεντρικής Ελλάδας

Εξετάζεται η ωριαία ταχύτητα του ανέμου σε σταθμούς της Κεντρικής Ελλάδας. Γίνεται στατιστική ανάλυση των σταθμών με διαγράμματα εμπειρικής πυκνότητας πιθανότητας, θηκογράμματα, υπολογισμό ωριαίας μέσης τιμής, τυπικής απόκλισης, συντελεστή ασυμμετρίας, συντελεστή αυτοσυσχέτισης πρώτης τάξης και ποσοστού νηνεμίας. Επιχειρείται η προσαρμογή κατάλληλης θεωρητικής κατανομής στα δεδομένα της ταχύτητας με τη βοήθεια των L-ροπών. Εξάγεται το συμπέρασμα του διπλού κύκλου που ακολουθεί η μεταβλητή της ωριαίας ταχύτητας, δηλαδή η διακύμανσή της μέσα στην ημέρα, αλλά και η εποχικότητα που εμφανίζει. Επίσης, λόγω του σημαντικού ποσοστού νηνεμίας που δε μπορεί να παραβλεφθεί, συμπεραίνεται πως η ωριαία ταχύτητα είναι μεταβλητή μικτού τύπου. Δηλαδή, διαχωρίζεται στο διακριτό μέρος, που αποτελείται από τις μηδενικές τιμές της ταχύτητας και στο συνεχές μέρος, με τις θετικές τιμές. Έτσι, η στοχαστική ανάλυση γίνεται σε δύο φάσεις. Αρχικά, παράγεται μία συνθετική χρονοσειρά 1 000 ετών, που προσομοιώνει τις θετικές τιμές της ωριαίας ταχύτητας, με τη βοήθεια του μοντέλου CAR1. Πρόκειται για ένα διπλά κυκλοστάσιμο μοντέλο αυτοπαλινδρόμησης πρώτης τάξης, με παράλληλη διατήρηση της ασυμμετρίας. Έπειτα, οι μηδενικές τιμές της ταχύτητας προσομοιώνονται με τη βοήθεια μίας αλυσίδας Markov πρώτης τάξης επίσης 1 000 ετών, η οποία παράγει τις τιμές 0 (περίπτωση νηνεμίας) και 1 (θετικός άνεμος), σύμφωνα με τις πιθανότητες μετάβασης. Οι δύο χρονοσειρές πολλαπλασιάζονται, ώστε να προκύψει η τελική συνθετική χρονοσειρά της ωριαίας ταχύτητας του ανέμου. Τα στατιστικά χαρακτηριστικά της συγκλίνουν με αυτά της ιστορικής χρονοσειράς. Τέλος, υπολογίζεται η παραγωγή αιολικής ενέργειας, με τη βοήθεια της καμπύλης ισχύος επιλεγμένης ανεμογεννήτριας εμπορίου.