Tuuleeenrgia kasutamine tuleviku asumites.

http://www.elfond.ee/images/stories/Taastuvenergia.pdf

Võrku ühendatud ja akusid laadivad
väikesed tuulegeneraatorid on igaühe
võimaluseks ennast elektrenergiaga
varustada või vähendada võrgust
ostetava energia hulka. Pildil 1,4 kW
tuulegeneraator ja 1 kW päikesepatarei
talus Lääne-Eesti rannikul.
Tuule jõudu on inimkond ära kasutanud juba
sajandeid. Enam kui 3000 aastat tagasi
ületas ta purjelaeval ookeane, tuuleveskeid
on aga ulatuslikult rakendatud teravilja jahvatamiseks
ja vee pumpamiseks. Moodsa
aja koidikul varustati eraldatud piirkondi
koguni tuuleturbiinide abil toodetud elektrienergiaga.
Üldkasutatavate elektrivõrkude ja naftasaaduste
jaotamise infrastruktuuri laienemise
tõttu pärast maailmasõdu leidis
aga tuulejõud üha vähem rakendamist. Tänapäeval
pööratakse tuuleenergiale siiski
uuesti tähelepanu, sest see ei reosta keskkonda
ja on taastuv.
Tuul kujutab endast liikuvat õhku ja tuuleturbiin
muundab osa õhu kineetilisest
energiast (tuuleenergiast) elektriks. Tuuleturbiine
on võimalik liigitada nende teljesuuna
järgi horisontaalteljelisteks - see on
tavalisem tüüp - ja vertikaalteljelisteks.
Horisontaalse teljega tuuleturbiin koosneb
mastist, gondlist (masinaruumist) ja
turbiinilabadest. Gondlis paiknevad reduktor,
generaator, pidurid, juhtimissüsteem ja
pööramisajamid. Gondel pöördub tuulde
kas elektrimootorite või tuule enda jõul.
Vertikaalse teljega tuuleturbiine ei ole
vaja tuule suuna järgi orienteerida. Teine
säärase konstruktsiooni eelis on masinaruumi
paiknemine maapinnal, mis vähendab
veelgi masti paigaldamise ja hooldamise
maksumust. Kuid sellegipoolest ei ole
vertikaalteljega turbiinid seni äriedu saavutanud.
Põhjuseks on turbiinilabadele langeva
koormuse tsüklilisus, mis on enamasti
kutsunud esile materjali kiire väsimise.
Praegu tegeldakse mitmel pool sellise tehnoloogia
arendamisega, mis võiks niisugused
turbiinid tulevikus konkurentsivõimeliseks
muuta.
Säästlikkuse seisukohalt on ülimalt tähtis,
et tuuleturbiinid paikneksid soodsa tuulekliimaga
kohas. Kuna enamik tänapäeva
tuuleturbiine on ühendatud elektrivõrku,
saab suurema osa toodetud elektrienergiast
ära kasutada. Seetõttu oleks loogiline
kõik sobivad paigad võimalikult optimaalselt
kasutusele võtta, püstitades nendesse
tuuleparkideks nimetatavaid turbiinirühmi.
Selline praktika vähendaks ühtlasi juurdepääsuteede,
võrguühenduste jm infrastruktuuri
rajamise maksumust. Turbiinide
alla jääb ühtekokku enam-vähem 1% tuulepargi
pindalast ja seetõttu saab elektrienergia
tootmisega ühendada ka muid tegevusi
- näiteks põllumajandust.
Katsetamise ja tootmise alustamise järgus
on praegu eramajadele ja kontorihoonetele
paigaldamiseks mõeldud väikesed
tuulegeneraatorid, mis võimaldavad tulevikus
vähendada kodude ja kontorite elektriarveid.
Euroopa Komisjoni taastuvenergiat käsitleva
“Valge raamatu” hinnangul kasutatakse
2010. aastal Euroopas 40 000 MW ulatuses
tuuleenergiat.
Viimase 15 aasta jooksul on ühe energiaühiku
tootmiseks vajalike investeeringute
maht kahanenud poole võrra. Jõujaamade
tootlus ja kasutegur on samal ajal aga
tunduvalt suurenenud. Sellise arengu tulemusena
on tuuleelektri maksumus langenud
niisugusele tasemele, et see on peagi
võimeline võistlema fossiilkütustest toodetava
elektriga. Edaspidi võib “roheline” maksupoliitika
tuulejõu ja muu taastuvenergia
konkurentsivõimet veelgi tõsta. Tulevikus
on omahinna alanemist loota järgmistel
põhjustel:
» õige asukoha täpsemaks kindlaksmääramiseks
vajalike vahendite
väljaarendamine suurendab
paigaldatavate turbiinide tootlust;
» parema konstruktsiooniga turbiinilabad
võivad olla suurema kasuteguri
ja pikema tööeaga;
» kergema ja paindlikuma
konstruktsiooni loomine vähendab
materjalikulu;
» enamasti on tuul maapinnast
Mõtlemiseks
» Tuul on energiasüsteemile tasuta
“kütuseks”.
» Tuul on piiramatu ja lõppematu ressurss.
» Elektri tootmine tuulest ei tekita
kasvuhoonegaase.
» Tehnoloogia on hästi arenenud ja
elektrit suudetakse toota sama hinnaga
nagu suurtes fossiilseid kütuseid
kasutavates elektrijaamades.
» Maad tuuleturbiini ümber saab kasutada
põllumajanduses.
» Vana turbiini saab lahti monteerida
ja eemaldada.
» Tuuleturbiinid tekitavad teatud määral
müra, sest nende labad liiguvad läbi õhu.
» Käigukastid teevad mehaanilist müra.
» Vertikaalse teljega uue põlvkonna
turbiinid on peaaegu hääletud.
» Vahet tuleb teha väikestel ja suurtel
generaatoritel. Linnatingimustesse
kavandatud generaatoritel on
minimaalne visuaalne mõju ja
madal müratase.
» Tuuleturbiinid võivad maastikus
silma torgata. Mõnedele inimestele
ei meeldi nende välimus.
» Elektri tootmiseks on vaja tugevat tuult.
» Tuuleturbiinid võivad häirida radarija
televisioonisignaale.
» Kui turbiinid asetatakse rändlindude
teele, võivad linnud labadega pihta
saada. Sellest probleemist ei ole
palju teateid.
» Disaini ja konstruktsiooni täiustatakse
pidevalt ja turbiinid muutuvad
odavamaks.
» Eesti saartel ja rannikul ning avamerel
on piisavalt tugevad tuuled tuuleparkide
rajamiseks.
» Sageli on kõige tuulisem talvekuudel,
mil me vajame rohkem elektrit.
» Kuna turbiinide maksumus kahaneb
pidevalt, saab väikeseid tuuleparke
või üksikuid turbiine ehitada rohkem
kogukondi, et toota elektrit kohalikuks
kasutamiseks.
» Tuuleturbiinid kasutavad maad, mis
on majanduslikult väheväärtuslik ja mille
järele ei ole suurt nõudlust.
» Tuuleturbiine saab rajada avamerele,
Eesti territoriaalmeres olevad madalikud
on selleks igati sobivad.
» Lähitulevikus saab igaüks soetada ja
paigaldada oma väikese võrku
ühendatava tuulegeneraatori,
mis vähendaks hoone elektriarvet.
» Väikesed tuuleturbiinid tagavad
tulevikus eraisikutele ja firmadele
energeetilise julgeoleku ja sõltumatuse
elektrikatkestuste ja fossiilkütuste
suurte hinnakõikumiste korral.
tuuleenergia
taastuvenergia
kõrgemal tugevam ning turbiini
mõõtmete suurendamisel
(kõrgemate mastide korral) muutub
seetõttu automaatselt suuremaks
ka tuulejõu kontsentratsioon;
» väljundvõimsuse optimeerimine
nõuab turbiini töökiiruse varieerimist,
see aga ei sobi kokku toodetava
elektrienergia fikseeritud sagedusega.
Sellist takistust on võimalik ületada
tänapäevase võimsuselektroonika
abiga;
» turbiini ehituse lihtsustamine
(reduktorita konstruktsioonid) võib
vähendada mehaanilisi kadusid.
Kõik energialiigid, sealhulgas ka taastuvallikatest
saadav energia, avaldavad mingisugust
mõju keskkonnale. Tuuleenergia tootmine
tekitab madalsageduslikku müra ja
enamasti paigutatakse üksikturbiinid hoonetest
vähemalt 300 m kaugusele. Tuulepargi
puhul tuleb seda vahemaad suurendada
vähemalt ühe kilomeetrini. Müra
viimisel miinimumini on otsustava tähtsusega
turbiinide kõrgetasemeline aerodünaamiline
kujundus.
Mõned inimesed peavad tuuleturbiini
siluetti maastiku rikastajaks, teised aga on
vastupidisel arvamusel. Tähtsad parameetrid
on turbiini asukoht ja värvus ning muud
visuaalset pilti kujundavad tegurid. Õige
asukoht on tähtis ka raadiosignaalide interferentsi
vältimise seisukohalt. Mingi paikkonna
ärakasutamine tuuleelektri tootmiseks
ei välista sugugi muid tegevusi ning
ka lindude pärast ei peaks olema põhjust
muretseda: on nad ju kohandanud oma
käitumist näiteks tuuleveskitega.
Suured elektrituulikud tuulepargis
Heeliumiga täidetud trossi otsas hõljuvad tuulegeneraatorid
Vertikaalse teljega tuuleturbiin kõrghoonel
Vertikaalne tuuleturbiin linnas
Tänavavalagusteid energiaga
varustav väikegeneraator
Elumajale kinnitatud tuulegeneraator
Võrku ühendatud ja akusid laadivad
väikesed tuulegeneraatorid on igaühe
võimaluseks ennast elektrenergiaga
varustada või vähendada võrgust
ostetava energia hulka. Pildil 1,4 kW
tuulegeneraator ja 1 kW päikesepatarei
talus Lääne-Eesti rannikul.