Паливно-енергетичний комплекс (ПЕК) забезпечує отримання, перетворення і використання різних видів енергії та енергетичних ресурсів і включає в себе електроенергетику (електричні системи, мережі теплозабезпечення), добування і транспортування всіх видів енергетичної сировини (нафта, газ, торф), а також систему ядерної енергетики.
Вплив гідрометеорологічних і кліматичних факторів на енергетику здійснюється шляхом зміни умов виробництва енергії, експлуатації та утримання енергетичних систем, а також коливання попиту на енергію зі сторони споживачів. Успішне функціонування та розвиток енергетики можливе лише за умови врахування гідрометеорологічних умов, що дозволяють підприємствам ПЕК:
- покращити регулювання тепло- та електроенергії;
- завчасно ввести у дію агрегати у зв’язку з очікуваним зростанням навантаження;
- корегувати плани по виробництву тепло- та електроенергії;
- планувати об’єм постачання газу та мазуту;
- перерозподілити навантаження в енергосистемі між гідроелектростанціями (ГЕС) та теплоелектростанціями (ТЕС);
- вибрати розрахункові величини, які забезпечують необхідне поєднання надійності та економічності споруд, що проектуються і будуються, і систем теплозабезпечення.
Електроенергетична система складається з електростанцій, ліній електропередач (ЛЕП), підстанцій та теплових мереж, які пов’язані спільним режимом і безперервністю процесу. Особливістю електроенергетики є комбіноване виробництво електроенергії та тепла на теплоелектроцентралях (ТЕЦ). Тепломережа, як самостійна організація енергосистеми, здійснює забезпечення теплом, що виробляється на ТЕЦ, промислові підприємства та населення. Високовольтна мережа забезпечує передачу та розподіл електроенергії через ЛЕП через розподільчі прилади підстанцій. Робота електроенергетичної системи здійснюється за умови обов’язкового оперативного врахування фактичних та прогнозованих погодних умов та стану водоймищ, а багаторічні гідрометеорологічні дані застосовуються при проектуванні та будівництві водогосподарських об’єктів.
На режим енергетики суттєво впливають грози, ожеледно-паморозеві та снігові відкладення, сильний вітер, сильне зволоження, коливання температури повітря, повені та інші явища. Режим споживання електроенергії залежить від температури оточуючого повітря та природного освітлення, яке враховується за кількістю хмарності нижнього ярусу у світлий час доби. Так, при зниженні температури повітря відбувається збільшення споживання електроенергії та тепла, що виробляється ТЕЦ, а при збільшенні температури – зменшення. При зміні хмарності від «невеликої» до «суцільної» (або навпаки) споживання електроенергії збільшується (зменшується) приблизно на 5%.
Сильний вітер, особливо якщо з’являється додаткове навантаження через ожеледно-паморозеві відкладення та налипання мокрого снігу на дротах, може призвести до обриву дротів та руйнування опор ЛЕП. Окрім ушкодження ЛЕП сильний вітер може спричинити згінно-нагінні явища на водосховищах поблизу греблі електростанцій. Зливи, снігопади, мокрий сніг, сильний вітер ускладнюють роботу ЛЕП, особливо в горах, сприяючи формуванню селів і лавин.
Температура повітря, його вологість, а також швидкість вітру є важливими факторами, які впливають на ефективність системи охолодження теплових електростанцій. При сильних морозах відбувається натяг дротів, що сприяє їх розриву, ушкодженню ізоляторів тощо.
Грози здійснюють найбільш несприятливий вплив на обладнання ЛЕП та роботу підстанцій, спричиняючи аварії генераторів, підстанцій та трансформаторів. Електрична перенапруга, яка виникає в момент грозових розрядів, розповсюджується по дротах ЛЕП та розподільчому обладнанні. Більша частина ушкоджень ЛЕП пов’язана з ударами блискавок.
Сильне зволоження, тумани знижують розрядні характеристики ізоляції, а в сукупності з налипанням мокрого снігу можуть ушкодити її. Крім того, висока вологість та ожеледно-паморозеві відкладення на дротах зумовлюють втрати електричної енергії на «корону» (коронний розряд), який створюється навкруги дротів ЛЕП при критичній напрузі на дроті. При цьому зростають втрати, і, як наслідок, збільшується сумарне споживання активної потужності та електроенергії.
Розкачування («танок») дротів – одна з причин серйозних аварій на ЛЕП – виникає в осінньо-зимовий сезон, коли на дротах спостерігається одностороннє відкладення ожеледі малих та середніх розмірів при швидкості вітру 15…20 м∙с-1 і температурі повітря від 0 до -5 °С. «Танок» дротів може продовжуватися від кількох годин до доби і припиняється при руйнуванні ожеледі. Для прискорення «плавлення» ожеледі збільшують струм понад номінальний або застосовують механічний вплив.
Врахування прогнозів погоди, поточної гідрометеорологічної інформації і багаторічних даних має величезне значення. Прогноз ходу температури повітря дозволяє диспетчерській службі регулювати робочу потужність енергосистеми, збільшити надійність енерго- і теплопостачання споживачів. Після отримання прогнозу про очікувані небезпечні і стихійні явища погоди або відповідного штормового попередження, з метою скорочення часу перебоїв в електропостачанні, посилюються аварійні бригади, підвищується готовність техніки і транспортних засобів, проводяться додаткові об’їзди та огляди ЛЕП, високовольтних ліній і підстанцій. Місячні прогнози аномалій температури повітря можуть використовуватися для уточнення планів теплопостачання ТЕЦ, установки і ремонту ліній електропередач.
При експлуатації ГЕС велике значення мають прогнози притоку води у водосховища, рівнів води, льодових явищ тощо. До гідрологічних явищ, що ускладнюють роботу енергетики, відносяться затори льоду і потужний льодохід на річках.
Для оптимального режиму роботи підприємств електроенергетичної системи галузі необхідна наступна спеціалізована гідрометеорологічна інформація:
- прогнози погоди на добу і подальші дві доби;
- штормові попередження про НЯ і СГЯ (грози, ожеледь і паморозь, відкладення мокрого снігу і складні відкладення, сильні вітри і шквали, температура повітря нижча -30 °С, сильні дощі та інтенсивний мокрий сніг, температура повітря +30 °С і вище, перехід температури повітря через 0 °С, тумани, різкі зміни погоди);
- спеціалізовані прогнози середньодобової температури повітря і хмарності по районах розташування енергооб'єктів;
- оперативна гідрологічна інформація;
- гідрологічні прогнози притоку води у водосховища, рівнів води, термінів скресу річок і поява льодових явищ;
- попередження про небезпечні гідрологічні явища на річках в місцях, що пересікаються ЛЕП і трубопроводами;
- узагальнені кліматичні і гідрологічні матеріали (щомісячники, щорічники, довідники тощо).
Нафтова промисловість, до завдань якої входять видобуток нафти і попутного газу, транспортування і переробка нафти, планує свою діяльність із врахуванням гідрометеорологічних умов. Так, на роботу по розвідці нафти і розвідувальне буріння істотний вплив чинять ожеледь, хуртовини, сильні зливи, тумани і сильний вітер, які ускладнюють і навіть припиняють ведення робіт. Снігопади, хуртовини, дощі, зливи впливають на стан під'їзних шляхів на промислах і роботу транспорту. При грозах вести роботу на трубопроводах і нафтопромислах заборонено.
Вітер швидкістю більше 15 м∙с-1 розгойдує бурові вежі і заважає виконувати цементні роботи на свердловинах, утрудняє аварійні роботи. У холодну погоду такий вітер зумовлює перевитрату пари і газу, необхідних для обігріву об'єктів і нафтопроводів. При швидкості вітру 15 м∙с-1 припиняється монтаж бурових веж і їх підвіз, а при швидкості 22 м∙с-1 і більше – верхові роботи на бурових вежах та інші види робіт на відкритому повітрі.
Одним з відповідальних періодів в роботі підприємств нафтової промисловості є підготовка наземного і підземного господарства нафтових промислів до зими, яка полягає в проведенні робіт з утеплення нафтопроводів, оскільки температура повітря нижча -25 °С підвищує в'язкість нафти і ускладнює її перекачування. При температурі нижче
-35 °С без вітру або -30 °С з вітром робота на бурових вежах заборонена.
Коливання температури ґрунту на глибині залягання трубопроводів може привести до гідроутворень в нафтотрубах, гофрирування труб і утворення свищів на трубах, що може викликати аварію на нафтопроводі.
Для безпечної експлуатації нафтопроводів, які проходять по території країни, важлива інформація про стан річок у місцях перетинання їх нафтопроводом, особливо в період паводку.
Для оптимального режиму роботи нафтової промисловості необхідна така спеціалізована гідрометеорологічна інформація:
- прогнози погоди на добу (з поділом на півдоби), наступні дві доби, тиждень, місяць;
- штормові попередження про НЯ та СГЯ (вітер швидкістю 15 м∙с-1 і більше, ожеледь, снігопади, хуртовини, сильні дощі, грози, тумани, зниження температури повітря до -25 °С і нижче, перехід температури повітря осінню через 0 °С);
- довгострокові гідрологічні прогнози строків скресання річок і максимальних рівнів весняної повені, строків появи льодових утворень;
- попередження про небезпечні гідрологічні явища на річках у місцях перерізу їх нафтопроводом, розрахунок рівнів і витрат заданої вірогідності перевищення по водотоках для забезпечення прокладки трубопроводів, морфометричні характеристики русел водотоків.
Газова промисловість здійснює транспортування газу по газопроводах, переробку газу і його використання в різних галузях промисловості та комунально-побутовому господарстві, а найбільшими споживачами газу є ТЕЦ і підприємства різних галузей промисловості. Стан системи газопостачання визначається тиском газу, що транспортується: чим вищий тиск у системі, тим більш надійне газопостачання. Регулювання подачі газу по системах газопроводів для забезпечення галузей економіки та населення в значній мірі залежить від змін погоди, особливо в холодний період. Так, при прогнозі тривалих морозів газ повинен завчасно накопичуватись у резервних сховищах, оскільки зниження температури зовнішнього повітря і сильний вітер призводять до різкого збільшення відбору газу комунально-побутовими службами. Взимку при зниженні температури повітря на 1 °С споживання газу зростає на 1%. Можливість прогнозувати газоспоживання і своєчасно перебудовувати потоки природного газу по газотранспортних системах надають прогнози температури повітря.
В зимовий період у газопроводах можуть утворюватися з'єднання гідратів вуглеводню з водою, які замерзають і утворюють пробки, що знижує або повністю припиняє транспортування газу по газопроводу і його подачу споживачам. Крім того, при низьких температурах взимку може статися розрив газопроводу. Нерівномірність розподілу температури повітря по трасі газопроводу спричиняє термічну напруженість труб, що призводить до їх гофрирування і утворення свищів. Важливе значення для роботи на газопроводах мають грози, оскільки вести роботи на газопроводах при грозах категорично заборонено. Попередження про виникнення гроз необхідні за 2…3 год для своєчасного припинення робіт.
Вітер, опади, хуртовини, ожеледь впливають не стільки на процес видобутку газу та експлуатації газопроводів, скільки на господарство, яке входить в їх систему.
Гідрологічна інформація про стан річок у період розвитку весняної повені необхідна для безпечної експлуатації газопроводів у місцях перерізу їх з річкою.
Для оптимального режиму роботи газової промисловості необхідна така спеціалізована гідрометеорологічна інформація:
- прогнози погоди на добу, наступні дві доби, тиждень, місяць;
- штормові попередження про НЯ та СГЯ (хуртовини, ожеледно-паморозеві явища, грози, температура повітря -25 °С і нижче, тривалі дощі, вітер швидкістю 15 м∙с-1 і більше);
- відомості про глибину промерзання ґрунту;
- оперативна гідрологічна інформація;
- гідрологічні прогнози термінів скресання річок і появи льодових утворень, максимальних рівнів весняної повені;
- попередження про небезпечні гідрологічні явища на річках і розрахунок рівнів і розходу заданої вірогідності перевищення по водотоках для забезпечення прокладки трубопроводів, морфометричні характеристики русел водотоків.
Торф’яна промисловість. Торф використовується в енергетиці, комунально-побутовому і сільському господарстві. До найбільш несприятливих явищ погоди при торфорозробках відносяться дощі, особливо влітку в період інтенсивної обробки торф’яних полів, а також сильний вітер у посушливу погоду. Знання умов погоди, які мають бути, дозволяє регулювати технологію виробництва з найменшими витратами.
Відомо, що під впливом температури, вологості та інших факторів торф поступово розкладається, і чим вищий ступінь розкладу торфу, тим більше він підлягає впливу займання. Тому при торфорозробках великою бідою є пожежі. Умови, для займання торф’яників створюються стійкою посушливою погодою, за якої відбувається самозаймання торфу в результаті саморозігріву, а також попадання на них іскор від джерела вогню і працюючих машин, грозових розрядів тощо.
Для оптимального режиму роботи підприємств торф’яної промисловості необхідна така спеціалізована гідрометеорологічна інформація:
- прогнози погоди на добу, наступні дві доби, тиждень, місяць;
- штормові попередження про НЯ та СГЯ (вітер швидкістю 15 м∙с-1 і більше, шквали, сильні тривалі дощі, сильні снігопади, хуртовини, пилові бурі, ожеледь, тумани, грози, стійка посушлива погода);
- відомості про фактичний стан погоди;
- дані метеорологічних спостережень болотної станції;
- прогнози небезпеки лісових пожеж на добу та наступні дві доби.
