Высокоточное оценивание ветрового ресурса на Аравийском полуострове

Ветры, которые держат свет

Аравийский полуостров сталкивается с сильной жарой, быстро растущими городами и высоким спросом на кондиционирование и опреснение воды. Обеспечить этот спрос более чистой энергией — насущная задача. В этом исследовании взгляд устремлён вверх: сколько энергии можно получить из ветра? Карта ветров на высокой надземной высоте с высокой детализацией показывает, где сильные и постоянные потоки могут надёжно крутить турбины, а где застои или редкие бури могут мешать.

Вглядываясь в пустынные ветры

Чтобы ответить на эти вопросы, исследователи построили высокоразрешённую картину атмосферы над Аравийским полуостровом и прилегающими морями за 1980–2019 годы. Они использовали модель погоды с разрешением 5 километров по сетке, которая прямо моделирует ветер на высоте современных башенных роторов — примерно на уровне 30-этажного здания. Смоделированные ветры проверяли по замерам с высоких мачт, разбросанных по Саудовской Аравии. Особенно вдоль побережья Красного моря согласие было сильным, что подтверждает способность модели захватывать реальное поведение ветра над сложным рельефом и береговыми линиями.

Где ветер дует сильней всего

Команда обнаружила, что ветер на высоте роторов меняется по сезонам и по времени суток. Лето выделяется как самый ветреный сезон на большей части региона, особенно над центрально-западной Саудовской Аравией, Красным морем и Персидским заливом. Ночью ветер часто усиливается над сушей и морем, тогда как дневной нагрев воздуха обычно перемешивает слои и замедляет поток на высоте роторов. Узкие горные просветы и крутые береговые линии действуют как природные ветротоннели, направляя более сильные струи. Одним из важнейших является Токарский разрыв (Tokar Gap) на африканской стороне южной части Красного моря, который посылает мощные ветры через воду в сторону Саудовской Аравии в летние ночи.

Периоды затишья и часы с высокой выработкой

Не все ветры полезны для выработки энергии. Авторы разделили каждую часовую запись на четыре простые категории: слишком слабый ветер, чтобы вращать турбины; умеренный ветер; сильный ветер, позволяющий турбинам работать на полной мощности; и очень сильные порывы, при которых турбины пришлось бы останавливать из соображений безопасности. На западных прибрежных равнинах Саудовской Аравии преобладают часы со слабым ветром, что ограничивает привлекательность офшорных проектов там. Напротив, северная и центральная части Красного моря, участки залива Акаба, район Суэцкого канала и центрально-западная Саудовская Аравия имеют множество часов сильного, энергосодержащего ветра летом. Экстремальные порывы, способные повредить турбины, редки по всему полуострову, что делает регион привлекательным с точки зрения риска.

Сколько энергии может дать ветер

Используя энергетические кривые двух современных наземных типов турбин, исследование переводит скорости ветра в коэффициент загрузки — меру того, насколько полно турбина используется с течением времени. Оба типа турбин показывают схожие паттерны: лучшие условия концентрируются вдоль северного Красного моря, Суэцкого канала и в избранных горных районах внутри материка, при умеренном потенциале в центральной части Саудовской Аравии и более слабом потенциале вдоль крайнего юго-западного побережья и южной части Персидского залива. При оценке объёма электроэнергии, который можно было бы получить при размещении турбин на пригодных территориях, авторы приходят к выводу, что теоретический потенциал ветровой энергии в Саудовской Аравии сам по себе значительно превосходит текущее годовое потребление электроэнергии страны, даже с учётом необходимого расстояния между турбинами, чтобы избежать взаимного блокирования потока.

Изменяющиеся ветры в тёплеющем мире

Исследование также рассматривает, как ветры сдвинулись за последние десятилетия. Летом ветры на высоте роторов ослабли над северным Красным морем и северо-восточной частью полуострова, но усилились над центральной и южной частями Красного моря и южной Саудовской Аравией. Эти изменения согласуются со смещениями крупномасштабных полевых давлений, связанных с индийским муссонным сезоном: по мере ослабления важной высоко давящей системы над восточным Средиземноморьем одни ветровые коридоры теряют силу, а другие — приобретают. Там, где ветры замедлились, участились периоды затишья; где они усилились, увеличилось количество часов сильного, производительного ветра.

Что это значит для будущей чистой энергии

Для тех, кого волнуют климат, счета за энергию или региональная стабильность, результаты дают одновременно обнадёживающее и тонкое послание. Аравийский полуостров содержит достаточно ветра, чтобы покрыть значительную долю своих потребностей в электроэнергии, особенно если планирование сосредоточится на «горячих точках», таких как северное и центральное Красное море, залив Акаба, Суэцкий канал и избранные внутренние возвышенности. В то же время долгосрочные сдвиги в ветровых паттернах и участки частых затиший требуют тщательного планирования. Показывая, где и когда воздух надёжно движется, эта работа предоставляет научную карту для правительств и застройщиков, стремящихся расширить ветроэнергетику и укрепить энергетическую безопасность в одном из наиболее климатически напряжённых регионов мира.

Цитирование: Gandham, H., Dasari, H.P., Alfadda, A. et al. High-resolution assessment of wind energy resources over the Arabian Peninsula. Sci Rep 16, 15257 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44961-z

Ключевые слова: ветровая энергия, Аравийский полуостров, Красное море, возобновляемая энергия, изменение климата