Глобальная база данных наземных ветряных турбин с историческими (1989–2018) и будущими (2030–2059) характеристиками ветровых ресурсов для 89 стран

Почему это важно для нашего энергетического будущего

Ветряные турбины давно стали привычным элементом ландшафта, но за каждым вращающимся лопастным механизмом скрывается простой вопрос: сколько энергии эта машина действительно может выработать сегодня и как это изменится в более тёплом будущем? До сих пор не существовало единой, согласованной глобальной карты, которая связывала бы каждую наземную ветряную турбину с её локальным окружением и меняющимися ветровыми условиями. В этой работе представлен GOWIRES — новая мировая база данных, которая делает именно это, предлагая подробный обзор более чем 400 000 наземных ветряных турбин и ветров, которые их приводят в движение, в прошлом и будущем.

Глобальная картина реальных ветропарков

Авторы собрали сведения о 416 417 турбинах с горизонтальной осью, расположенных в 89 странах. Для каждой турбины GOWIRES фиксирует её точное положение, страну принадлежности и источник координат. Большая часть данных о местоположении заимствована из OpenStreetMap и затем сверена с официальными национальными реестрами там, где они доступны. Это создаёт, впервые, гармонизованный обзор мирового парка наземных ветряных установок, а не набор разрозненных национальных снимков.

Окружающая среда турбины имеет значение

Ветряные турбины не стоят в вакууме: холмы, леса и города формируют ветер, который доходит до лопастей. Поэтому GOWIRES добавляет базовый экологический контекст для каждого места — включая высоту над уровнем моря, уклон и информацию о том, стоит ли турбина в лесистой или городской зоне. База также собирает ключевые технические характеристики, такие как номинальная электрическая мощность, диаметр ротора, высота втулки и производитель там, где эти данные доступны. В совокупности эти сведения позволяют изучать, как конструктивные решения и локальный рельеф различаются по регионам и как они влияют на потенциальную выработку электроэнергии.

От прошлых ветров к будущим возможностям

Центральный вклад GOWIRES состоит в том, что каждая турбина связана с описанием локальных ветровых условий как в исторической ретроспективе, так и в сценариях будущего климата. Для прошедшего периода 1989–2018 гг. набор данных опирается на высокоразрешающую глобальную модель ветра, которая объединяет реанализы погоды, наземные измерения и характеристики поверхности земли. Эта модель даёт типичные скорости ветра на высоте турбин и соответствующую энергетическую плотность ветра, а также параметры, описывающие частоты различных скоростей ветра. Используя эти данные, можно восстановить реалистичное распределение скоростей ветра на высоте 100 метров над землёй и оценить типичные энергетические выходы.

Как климатические модели приводят к масштабу турбины

Смотря вперёд на 2030–2059 годы, авторы используют 13 глобальных климатических моделей в рамках двух широко применяемых сценариев развития, чтобы спрогнозировать, как могут измениться ветры у каждой турбины. Поскольку климатические модели работают на грубых сетках, они применяют статистический метод, называемый квантильным отображением, чтобы «доуточнить» крупномасштабные изменения в статистике ветра до мелкого масштаба отдельных турбин, при этом сохраняя локальные паттерны, наблюдаемые в исторической ветровой модели. Для каждой турбины и каждой комбинации модель–сценарий GOWIRES сохраняет параметры, описывающие будущие распределения скоростей ветра, а также флаг, отмечающий редкие экстремальные сдвиги, которые могут быть вызваны артефактами моделей, а не устойчивыми климатическими сигналами.

Проверка данных и разумное использование

Команда тщательно проверила как местоположения турбин, так и оценки ветровых ресурсов. Они сравнили координаты из OpenStreetMap с официальными реестрами в пяти странах, которые в совокупности вмещают более четверти мировой наземной ветровой мощности, и обнаружили, что почти девять из десяти турбин совпадают между этими двумя источниками в пределах 100 метров. Что касается самих полей ветра, то авторы верифицировали базовую ветровую модель на данных почти 600 метеорологических станций по всему миру и детализированных измерениях с 79 турбин в Германии. Модель хорошо воспроизводит типичные скорости ветра, при этом большие расхождения наблюдаются главным образом при очень низких и очень высоких скоростях, где на измерения влияют эффекты завихрения внутри ветропарков. Авторы подчёркивают, что набор данных описывает ненарушенные ветровые условия, и что пользователям следует применять собственные методы учёта потерь на вейк-эффекты и проверки данных для точных инженерных исследований.

Что этот новый ресурс означает для общества

Для неспециалиста GOWIRES можно представить как живую атлас-коллекцию мировых ветровых установок и ветров, которые их приводят в движение. Он может поддерживать исследования того, сколько электроэнергии могут производить ветропарки в ближайшие десятилетия, помогать планировщикам решать, где заменять устаревающие турбины, и направлять модернизацию сетей и инфраструктуры. Политики могут проверять, соответствуют ли национальные планы расширения целям по климату, а специалисты по данным — использовать набор для обучения моделей, ищущих перспективные новые участки. Несмотря на то что для части турбин отсутствуют некоторые технические детали и все прогнозы несут неопределённость, ежегодные обновления и прозрачные проверки качества делают GOWIRES мощным открытым инструментом для всех, кого интересует роль ветроэнергетики в изменяющемся климате.

Цитирование: Jung, C., Schindler, D. A global dataset of onshore wind turbines with site-specific historical (1989–2018) and future (2030–2059) wind resources across 89 countries. Sci Data 13, 631 (2026). https://doi.org/10.1038/s41597-026-07290-4

Ключевые слова: энергия наземного ветра, данные о ветровых ресурсах, влияние изменения климата, планирование возобновляемой энергетики, глобальные ветряные турбины