Alternatyvioji energija

Projektinis darbas
„Alternatyvioji energija“

Saulės Energija

Saulės galybė

Tik truputį daugiau kaip per 8 minutes saulės spinduliai, nuskrieję 150 milijonų kilometrų, pasiekia žemės paviršių. Didžiąją dalį saulės spindulių sudaro trumposios (bangų ilgis 0,3 – 3,0 mm) elektromagnetinės bangos. Apie 35 proc. šios energijos Žemė atspindi atgal į kosmosą, o likusioji dalis sunaudojama žemės paviršiui šildyti, išgarinimo-kondensacijos ciklui, bangoms jūrose, oro ir vandenynų srovėms bei vėjui atsirasti. Lietuvoje vidutinis metinis spindulinės energijos kiekis, krentantis į horizontalų paviršių, yra apie 1000 kWh/m2. Per parą į horizontalų 1 m2 paviršių tokios energijos kiekis birželio mėnesį siekia 5,8 kWh, o saausį 0,55 kWh. 1840-1900 val. per metus saulė šviečia pajūryje, o šalies rytiniame pakrašty tik 1700 valandų.
Didėjant organinio kuro suvartojimui pasaulyje, didėja ir atmosferos užterštumas CO2. Jo kiekis atmosferoje yra beveik 25 proc. didesnis negu prieš šimtą metų. Išsivysčiusiose pasaulio šalyse dedama daug pastangų sumažinti CO2 išsiskyrimą ir atitolinti ekologinę katastrofą. Vienas kelių šiam tikslui pasiekti – kuo plačiau naudoti saulės energiją.
Energetika, pagrįsta atsinaujinančiais energijos šaltiniais, jų tarpe ir saulės, yra reali ir perspektyvi. Pasipriešinimas branduolinės energijos naudojimui kasdien didėja, organinio kuro ištekliai labai netolygiai iššsidėstę pasaulyje, o Lietuvoje jų beveik nėra. Todėl naudoti saulės energijos įrenginius yra būtina. Vienas paprasčiausių būdų – saulės viryklių ir krosnių naudojimas maistui gaminti. Daugelyje pasaulio vietovių saulės gėlintuvais gėlinamas vanduo, saulės džiovyklose džiovinami įvairūs maisto produktai.
Dabar saulės energija daugiausia pa

averčiama šiluma ir elektra (žr. 1 pav.).
Pasaulyje ir Lietuvoje saulės energija plačiausiai naudojama vandeniui ir pastatams šildyti. Panagrinėkime, kaip saulės energiją galima versti į šiluminę. Pagrindinis šiam reikalui skirtas įrenginys yra saulės kolektorius. Visi saulės kolektoriai turi bendrą elementą – šilumą sugeriančią plokštę – absorberį arba tūrinį šilumos kaupiklį. Šilumos nešėjas gali būti skystis ar oras. Pagal pasiekiamą temperatūrą saulės kolektoriai skirstomi į žemos, vidutinės ir aukštos temperatūros.
Kolektoriai gali būti fokusuojantys ir plokšti. Fokusuojančiuose saulės kolektoriuose saulės spinduliai patenka į išgaubtą veidrodinį paviršių, nuo kurio atsispindėję koncentruojasi ant absorberio su šilumos nešėju ir sušildo jį iki vidutinių ir aukštų temperatūrų.
Šie saulės kolektoriai priima tik tiesioginę saulės spinduliuotės dedamąją, o nepriima sklaidžiosios, kuri mūsų platumose gali sudaryti iki 40 proc. visos spinduliuotės. Tai – didžiausias jų trrūkumas. Kad toks koncentratorius efektyviai veiktų, būtina įrengti sekimo sistemą. Daug paprastesni ir pigesni, sugeriantys visą patenkančią spinduliuotę, yra plokštieji kolektoriai. Jų sudėtinės dalys yra šios:
a) skaidri apsauginė danga (stiklas, organinis stiklas, plastmasinės plėvelės) trumpabangiams Saulės spinduliams praleisti ir sulaikyti infraraudoniesiems, taip pat apsaugoti šilumą sugeriančią plokštę nuo atmosferos poveikio. Stiklas yra geras šviesos laidininkas, ilgaamžis, tačiau sunkus ir neatsparus smūgiams. Skaidrios plastmasės yra lengvos ir nebrangios, bet veikiamos ultravioletinių spindulių po kelerių metų darosi mechaniškai nepatvarios, be to, jos ne
eatsparios ir aukštoms temperatūroms;
b) saulės energiją sugerianti plokštė (absorberis) paverčia saulės spindulinę energiją šiluma ir perduoda šilumos nešėjui. Absorberiui tinkamiausios medžiagos yra varis, aliuminis, įvairių rūšių plienas. Absorberį galima pagaminti iš juodų plastmasinių vamzdžių išdėstant juos lygiagrečiai tam tikru atstumu vienas nuo kito arba iš vieno ilgo vamzdžio, susukant jį į plokščią spiralę. Toks kolektorius net ir apsiniaukusią dieną gali duoti nors ir nedaug, bet reikiamos temperatūros karšto vandens. Absorbuojančios plokštės paviršinis, dengiamasis sluoksnis turi gerai sugerti trumpųjų bangų spinduliavimą ir mažai išspinduliuoti ilgąsias bangas. Tam naudojamos selektyvios dangos, kurios padengiamos galvaniniu, cheminiu ar mechaniniu būdu. Selektyvioms dangoms tinkamiausios cheminės medžiagos yra amonio sulfatas, nikelis, cinkas ir kt. Pats paprasčiausias ir pigiausias padengimo sluoksnis kol kas yra juodi dažai;
c) šilumos izoliacija, neprarandanti savybių iki 80-100oC ir nesugerianti drėgmės, dedama po saulės energiją sugeriančia plokšte. Norint sumažinti šilumos nuostolius spinduliavimu, izoliacija dažnai dengiama aliuminio folija;
d) saulės kolektoriaus korpusas gaminamas iš plieno, aliuminio, plastmasių arba medienos.
Plokštieji kolektoriai sugers per metus maksimalų energijos kiekį (400 – 550 kWh/m2), jei bus orientuojami pietų kryptimi, o optimalus kolektoriaus polinkis į horizontą bus apie 45o.
Naudojant plokščiuosius kolektorius vandeniui šildyti buitiniams reikalams jų plotas vienam žmogui turėtų siekti 1,0–1,5 m2. Tokio Lietuvoje pagaminto kolektoriaus su selektyvine danga kaina būtų 500–700 Lt/m2.
Vasarą plaukymo baseino vandeniui ši
ildyti naudojami absorberiai be apsauginės skaidrios dangos ir korpuso. Absorberiai paprastai konstruojami iš ultravioletiniams spinduliams atsparių plastmasių, gumos ar metalų. Tokioje sistemoje baseino vanduo yra šilumos akumuliatorius. Šiuo atveju nebūtina įrengti ir šilumokaitį. Geriausias saulės kolektoriaus polinkio į horizontą kampas yra 30-45o. Viso reikalingo komplekto kaina – 300–400 Lt vienam m2 baseino ploto. Kasmet apie 35 000 m2 jų yra įrengiama Anglijoje, Vokietijoje, Olandijoje. 2 pav. parodytas pastatas su saulės kolektoriais ir fotoelementais ant nuožulnios sienos.
Be šių dviejų saulės kolektorių tipų, naudojami stikliniai vakuuminiai kolektoriai. Šiuo metu pasaulyje gaminamų plokščiųjų vakuuminių kolektorių naudingumo koeficientas yra didesnis už plokščiųjų ir siekia 60 procentų. Tačiau jų kaina yra didesnė už plokščiuosius. Vakuuminio kolektoriaus darbo temperatūra siekia iki 200oC. Vakuumas labai sumažina šilumos nuostolius dėl konvekcijos ir šiluminio laidumo. Vakuuminių saulės kolektorių svarbiausia ypatybė ta, kad vamzdis, kuriame cirkuliuoja šilumos nešėjas, yra vakuume.
Realiai plokščiuosius saulės kolektorius galima naudoti dviejų tipų vandens šildymo sistemose. Tai sistemos su natūralia ir priverstine šilumos nešėjo cirkuliacija. Esant natūraliai cirkuliacijai, akumuliuojančio rezervuaro apačia vidutiniškai būna 0,3-0,5 m aukščiau už viršutinį kolektoriaus tašką. Vanduo tokioje sistemoje cirkuliuoja dėl skirtingo karšto ir šalto vandens tankio, vandens lygis bake palaikomas plūdiniu vožtuvu.
Esant priverstinei cirkuliacijai kolektoriaus ir rezervuaro tarpusavio padėtis gali būti bet kokia, nes vandenį varinėja periodiškai veikiantis si
iurblys. Kai temperatūra viršutinėje kolektoriaus dalyje tampa aukštesnė negu akumuliaciniame bake, elektroninis reguliatorius įjungia siurblį. Tokioje sistemoje gali būti sumontuotas rezervinis elektrinis kaitintuvas ar vanduo bake esant reikalui pašildomas ir iš katilinės. Sistema su priverstine cirkuliacija brangesnė, nes jai įrengti būtini papildomi įrenginiai. Norint tokias sistemas naudoti ir žiemą reikalingas šilumokaitis, o sistemą būtina pripildyti neužšąlančio skysčio.
Lietuvoje yra tik keletas vandens šildymo saulės kolektoriais sistemų, kurių plotas apie 100 m2. Padedant Danijos energetikos agentūrai ruošiamasi įgyvendinti pavyzdinį projektą saulės kolektoriais šildyti vandenį Kačerginės vaikų sanatorijoje.
Lietuvoje žemės ūkio produktai dažnai surenkami per didelio drėgnumo, todėl netinka ilgai laikyti. Aplinkos orą pašildžius keliais laipsniais, šieną, linus, šiaudus, sėklojus ir kt. galima paruošti aukštos kokybės. Šiam tikslui naudojami kolektoriai, kuriuose šildomas oras. Absorberiai juose gali būti plokšti ir ovaliniai, rifliuoti, korėto ar poringo paviršiaus bei kitokių formų – priklausomai nuo gamybai naudojamos medžiagos. Saulės kolektoriuose, kurie montuojami ant gamybinių pastatų stogų ar sienų, dažnai absorberiai būna statybinės konstrukcijos. Neseniai buvo sukurti ir pradėti naudoti plėveliniai saulės kolektoriai. Vasarą tokio kolektoriaus našumas siekia iki 200 kWh/m2. Jie atsiperka greičiau kaip per 2 metus.
Plačiai paplitę kilnojami saulės kolektoriai. Jų paprasta konstrukcija, nesudėtinga gamyba, naudojamos nebrangios medžiagos. Švedijoje daugiau kaip 200 000 m2 saulės kolektorių džiovina daržinėse sukrautas gėrybes.
Tą patį galima pasakyti ir apie medienos džiovinimą, nes paprastai nukirstas apvalus miškas laikomas atvirose miško aikštelėse, kur natūraliai padžiovinamas ir parduodamas vartotojams. Tačiau neretai vartotojui patenka ir šviežiai nukirsta mediena, kurios drėgmė yra apie 50 procentų. Medieną galima būtų džiovinti saulės džiovyklose. Jos turėtų būti įrengtos iš pigių vietinių statybinių medžiagų, paprastos konstrukcijos, lengvai surenkamos ir išardomos.
Po pirmosios energetinės krizės Europos Sąjungos šalyse suintensyvėjo saulės energijos naudojimas. 1980 m. saulės kolektorių plotas jau siekė 300 000 m2. Šiuo metu jis viršija 3,3 mln. m2.
Pagrindinė Europoje gaminamų saulės kolektorių (apie 90 proc.) paskirtis yra šildyti vandenį. Kolektorių sistemos gali paversti šiluma nuo 35 proc. iki 45 proc. visos gaunamos per metus saulės energijos. Sistemos efektyvumas labai priklauso nuo kolektoriaus tipo, temperatūros skirtumo tarp kolektoriaus ir aplinkos, saulės spinduliuotės, sistemos vamzdynų, izoliacijos ir šilumos akumuliavimo galimybių.
Saulės energija naudojama ir pastatų šildymo sistemose, kurios skirstomos į pasyviąsias, aktyviąsias ir mišrias. Bet kokia šildymo sistema turi įvykdyti tris pagrindines funkcijas: sugerti ir paversti saulės radiaciją šiluma; akumuliuoti šilumą, nes saulės radiacija nepastovi, per parą kinta; paskirstyti šilumą, t.y. tiekti norimą kiekį šiluminės energijos į šildymo zonas.
Pasyviosiose šildymo sistemose šios trys funkcijos yra atliekamos spontaniškai, vykstant natūraliems procesams. Jose gali būti naudojami įvairūs šilumos nuostolius mažinantys elementai: slankiojančios ir susisukančios užuolaidos, ekranai, reguliuojantys vožtuvai ir t.t. Jeigu sistemoje šilumos cirkuliacijos intensyvumui didinti yra naudojamas ventiliatorius arba siurblys, tai tokia sistema yra vadinama mišria.
Aktyviosiose šildymo sistemose visos trys minėtos funkcijos atliekamos skirtingomis priemonėmis. Šiluminė energija iš sugėrimo zonos į akumuliatorių arba vartotojui yra perduodama šilumos nešėju.
Pasyviojoje šildymo sistemoje saulės energiją maksimaliai išnaudoti galima tik tinkamai parinkus pastato vietą, formą ir jo orientaciją pasaulio šalių atžvilgiu, taip pat pritaikius šios šildymo sistemos konstrukcinius elementus.
Pasyviąsias šildymo sistemas galima skirstyti į sistemą su tiesioginiu saulės šildymu ir į sistemą “masyvioji siena”.
Esminis tiesioginės saulės šildymo sistemos ypatumas – tinkamas langų orientavimas į pietus. Įprastas lango stiklas labai gerai praleidžia saulės spindulius, kurių bangos ilgis yra nuo 0,4 iki 3 mm, bet praktiškai nepraleidžia infraraudonųjų spindulių (bangos ilgis apie 10 mm), kuriuos skleidžia patalpoje esantys kūnai. Tai gerai žinomas šiltnamio efektas, kuriuo remiamasi įrengiant įvairias pasyviąsias šildymo sistemas. Kambario viduje turėtų būti tamsūs, sugeriantys saulės spindulius paviršiai, gerai akumuliuojantys šilumą ir turintys didelį šiluminį talpumą. Tam labai tinka betoninės grindys, dengtos tamsiomis plytelėmis. Šilumos absorbavimui pagerinti naudojami ir patalpų viršutiniai langai. Tais atvejais galinė kambario siena tampa irgi šilumos akumuliatoriumi ir gali perduoti šilumą kambariui šiaurės pusėje.
,,Masyviosios sienos” saulės šildymo sistema – tai stora (0,2-0,4 m) šilumai laidi siena iš akmenų, plytų, betono ir apsaugota nuo išorės poveikių vienu ar dviem stiklo sluoksniais. Saulės spinduliai sugeriami juodai dažyto arba selektyvine danga padengto sienos paviršiaus. Šyla pastato siena ir šildo orą, esantį tarp sienos ir stiklo. Oras plečiasi, lengvėja, prasideda termosifoninė oro cirkuliacija pro sienos viršuje ir apačioje įrengtas angas, kurios uždaromos suvienodėjus šildomos patalpos ir sienos temperatūroms. Optimalų 0,1-0,15 m atstumą tarp stiklo ir sienos padidinus iki 2 ir daugiau metrų, tokią patalpą (dar vadinamą žiemos sodu) galima naudoti ne tik įvairiems augalams auginti, bet ir šildyti už jos įrengtoms patalpoms (žr. 3 pav.). Perteklinei šiluminei energijai kaupti galima naudoti akumuliatorius (tai gali būti paprastos statinės su vandeniu), kurie padeda išlyginti patalpos oro temperatūros svyravimus. Tinkamai suprojektavus ir įrengus tokią šildymo sistemą, Lietuvoje galima sutaupyti 10-30 proc. pastato šildymui reikalingos šilumos.
Saulės energiją galime tiesiogiai versti elektra. Tai atliekama puslaidininkiuose. Jei į 1 cm2 fotoelementą krinta 100 mW šviesos srautas, galima gauti 10-18 mW elektros galią. Šiuo metu pramoninės gamybos fotoelementų efektyvumas siekia 13-15 proc., o eksperimentinių pavyzdžių – 30 procentų. Saulės elementai gali būti formuojami bet kokiame puslaidininkyje. Daugiausia paplitę silicio saulės elementai, nes gerai ištirtos jo fizinės ir technologinės charakteristikos. Saulės elementai gali būti gaminami iš monokristalinio, polikristalinio bei amorfinio silicio.
Saulės elementams gali būti naudojami galio arsenidas (GaAs), indžio fosfidas (InP), kadmio telūridas (CdTe). GaAs saulės elementai savo parametrais pralenkia monokristalinio silicio saulės elementus, nes jų didesnė įtampa, stipresnė absorbcija, todėl galima naudoti plonesnį sluoksnį. GaAs brangus, todėl dažniausiai naudojamas tik kosmose ir eksperimentinėse sistemose su koncentratoriais. Tokių laboratorinių pavyzdžių efektyvumas siekia 28 procentus.
Daugiau kaip prieš dešimtį metų pradėti tyrimai, siekiant surasti organinę medžiagą, kuri būtų jautri saulės šviesai ir tiktų saulės elementų gamybai. Dauguma organinių medžiagų trumpaamžės ir mažai efektyvios. Tačiau jau pavyko sukonstruoti saulės elementus, kurių efektyvumas siekia 10 proc. ir veikimo laikas ne mažesnis kaip 10 metų. Jų šviesos absorbcija ir krūvių separavimas yra atskirti. Saulės šviesą sugeria chemiškai absorbuotas organinio dažo monosluoksnis – fotoelektrocheminis elementas. Tikimasi, kad pramoniniu būdu gaminant šiuos elementus jų instaliuoto galingumo 1 W kaina būtų apie 0,6 dolerio.
Visi aukščiau aptarti saulės elementai yra trapūs, paviršius lengvai pažeidžiamas, neapsaugotas nuo išorės poveikio, gamina tik 0,5 V nuolatinę įtampą. Todėl jie nuosekliai jungiami į grupes (modulius). Modulyje saulės elementai iš abiejų pusių apsaugoti skaidraus stiklo lakštais.
Pasaulyje yra daugiau kaip pusšimtis firmų, gaminančių tokius modulius.
Pagrindinės modulių taikymo sritys yra šios: žemės ūkis (vandens pumpavimas); kaimo ir nuošalių vietovių elektrifikacija; vandens gėlinimo įrenginiai; apšvietimas; signalizacijos ir telekomunikacinės sistemos; elektros jėgainės.
Moduliai naudojami stogo ir sienų konstrukciniuose elementuose (2 pav.) ir privalo būti atsparūs drėgmei, šalčiui, estetiški. Tokie moduliai vis labiau populiarėja Europoje. Vokietija, Austrija, Šveicarija yra paskelbusios “1000 stogų” programas, kuriose valstybė įsipareigoja remti individualių namų savininkus, įsirengusius fotoelektrines saulės jėgaines. Nepaisant fotoelektros naudojimo privalumų, platų jos pritaikymą stabdo gan didelės pagamintos elektros energijos kainos.
Lietuvoje fotoelektrinė saulės energija bent kiek plačiau dar netaikoma. Tačiau darbai jau vykdomi. Lietuva turi pramoninę bazę – mikroelektronikos įmonę AB “Vilniaus Venta”, kurioje išplėtotos technologijos, yra aukštos kvalifikacijos mokslininkų ir inžinierių. Lietuvoje buvo sukonstruoti ir gaminami saulės elementai, kurių vidutinis efektyvumas siekė 14 procentų.
Realiai šiuo metu saulės energiją galima naudoti tik šiluminiams tikslams – įrengti saulės kolektorius vandeniui, patalpoms šildyti ir žemės ūkio produkcijai džiovinti. Nesant skatinimo ir rėmimo naudoti saulės kolektorius vandeniui šildyti ekonomiškai neapsimoka. Pradėti tyrimai norint pagrįsti saulės energijos naudojimą patalpoms šildyti. Tačiau realiai veikiančių šildymo sistemų kol kas neturime.

Du energetikos augimo pavojai
1. Visa šiuolaikinės civilizacijos didybė – prekių įvairovė ir gausa, transporto ir ryšių priemonės, kosmoso užkariavimas, galimybė daugeliui žmonių užsiimti mokslu, kultūra, menu ir t.t. – tai vis milžiniško energijos kiekio gamybos ir vartojimo pasekmė.
Žmonės, gyvendami ne Saulės energija, kaip augalai ir gyvūnai, eikvoja tas angliavandenilių atsargas (naftą, dujas, anglis, skalūnus), kurias biosfera sukaupė per šimtus milijonų metų. Mes gausiai eikvojame neatsikuriančiąsias atsargas ir visų mūsų likimas priklauso nuo to srauto, kuriuo šios atsargos išgaunamos iš Žemės gelmių į jos paviršių. Ir jeigu vieną kartą jis baigsis, jeigu naftos ir dujų atsargos išseks, tai kartu su tuo sustos automobiliai ir lėktuvai, traukiniai, gamyklos, nutruks energijos tiekimas ir iškils visos su tuo susijusios bėdos. Sustos ne tik pramonės gamyba, bet ir kris žemės ūkio produkcija, nes ir jis aprūpinamas dirbtine energija, kuria varomos žemės ūkio mašinos, gaminamos trąšos ir t.t. Palikime visas tas nelaimes ir krizes, kurios kilt&o lash; pritrūkus energijos, įsivaizduoti rašytojams ir fantastinių filmų kūrėjams.
Mums tuoj pat paprieštaraus, kad senkančios angliavandenilinio kuro atsargos (žr. lent.) ilgainiui bus pakeistos branduoliniu kuru, kad jau veikia greitųjų neutronų reaktoriai, kad ne už kalnų ir valdoma termobranduolinė reakcija. O visa tai reiškia neribotą energijos išteklių atsiradimą – tada žmonija visada galės gaminti energijos tiek, kiek jai jos reikės.
Žinoma, šiame teiginyje nemažai tiesos. Išties, greitųjų neutronų reaktoriai daug kartų padidins žmonijos potencinius branduolinės energijos išteklius. Taip pat galima sutikti, kad ir valdoma termobranduolinė sintezė kada nors atsidurs žmonių rankose. Tačiau tikra ir tai, kad pavojų kelia ne Saulės kilmės energijos gamybos kiekis.
2. Žemė iš Saulės gauna nepaprastai daug energijos ir kartu išsaugo kone pastovią temperatūrą. Vadinasi, beveik tiek pat energijos Žemė išspinduliuoja atgal į kosmosą. Pajamos ir išlaidos turi būti subalansuotos, antraip sistema netektų pusiausvyros. Žemė arba įkaistų, arba užšaltų ir virstų planeta be gyvybės.
Iš tikrųjų šis balansas nėra visiškai tikslus. Jis toks būtų, jeigu kalbėtume apie planetą be gyvybės. Juk Žemėje yra gyvybė, augalai, kurie Saulės energijos dėka kuria gyvąją materiją, esančią amžinoje apykaitoje. Taigi ne visa iš Saulės gauta energija grįžta atgal į kosmosą. Dalis jos palaidojama Žemės gelmėse. Naftos, dujų atsargos kaip tik ir sudaro tą Saulės energijos dalį, kuri nebuvo grąžinta atgal į kosmosą. Būtina įsisąmoninti, kad gyvybė Žemėje, visa jos evoliucija, atvedusi į Žmogaus ir visuomenės atsiradimą, ir pačios visuomenės gyvenimas labai ilgai vyko tik nežymaus energijos disbalanso (beveik tikslaus balanso) sąskaita. Ir šio nežymaus energijos disbalanso padidėji as gali turėti žmonėms labai pavojingų pasekmių.
Reikia pripažinti, kad planetos šilumos pusiausvyros pasikeitimas jau vyksta. Mes vartojame vis daugiau ir daugiau energijos, kurią praeityje sukūrė biosfera. Kaipgi keičiasi Žemės šilumos balansas? Ogi taip, kad dirbtinė energija išsisklaido ir kaitina Žemę, jos litosferą, hidrosferą ir atmosferą. Kad ir koks mažas šis dirbtinės energijos išmetimas į Žemės šilumos balansą, kaupdamasis jis būtinai turės padidinti Žemės temperatūrą. Kol gaminami energijos kiekiai dar matuojami šimtosiomis Saulės energijos srauto dalimis, į klimato pašiltėjimą galima ir nekreipti dėmesio. Tačiau energijos gamyba greitai auga. Ji padvigubėja kas 15 metų. Ir netoli tas laikas, kai ji pradės rimtai veikti Žemės šilumos balanso struktūrą.
Blogiausia, kad taip yra su bet kuriuo būdu pagaminta energija – ir šiluminių elektrinių, ir termobranduolinės sintezės. Vien Saulės energijos vartojimas (ir tai su tam tikrais apribojimais) nekeičia Žemės šilumos balanso.
Taigi teiginį, jog gaminamos energijos kiekis visada yra gerovė, reikia taisyti. Žemės vidutinės temperatūros padidėjimas 4-5oC jau gresia žmonijai ekologijos krize. Čia yra riba, kurią peržengti nevalia. Vadinasi, civilizacija gali egzistuoti tik labai siaurame temperatūros diapazone. Pvz., jeigu planetos vidutinė temperatūra nukristų 3-4oC, naujo ledynmečio neišvengtume ir gyventi būtų įmanoma tik siauroje pusiaujo juostoje. Vidutinei temperatūrai pakilus 4-5oC, pradėtų tirpti ledynai, vandenynų vandens lygis pakiltų dešimtis metrų ir užlietų derlingiausias planetos lygumas. Žinoma, šis procesas truktų ilgai – kelis šimtus metų. Vis dėlto jo išvengti nepavyktų.
Tačiau dar pavojingiau būtų, jei dėl atšilimo pasikeistų visas atmosferos cirkuliacijos pobūdis ir didžioji dalis neužlietų žemių taptų sausringa pusdykume.
Manome, kad jau įtikinome skaitytoją, jog energetikos galios augimas – ne tik gėris. Jėga, kurią ji suteikia žmonėms, dar reikia mokėti naudotis. Žmogus tapo tarsi Guliveris, įėjęs į liliputų kristalų krautuvę. Vienas neatsargus judesys, ir visa ta kristalo didybė pavirs stiklo šukėmis. Taigi ypatingos reikšmės įgauna žmogaus ir gamtos, kaip vieningos visumos, nagrinėjimas. Privalome įsisąmoninti, kad žmogus yra neatskiriamas nuo savo aplinkos.
Energetikos plėtros tendencijos
Dabar energijos vartojimas gali būti tenkinamas tik deginant organinį kurą (anglis, naftą, dujas), naudojant hidroenergiją ir branduolinę energiją. Tačiau, kaip pažymima daugelyje leidinių ir konferencijų, organinis kuras apie 2020 m. tik iš dalies tenkins pasaulio energijos poreikius (žr. lent.). Kita dalis energijos poreikių galės būti patenkinta iš kitų energijos šaltinių (įskaitant ir netradicinius atsikuriančiuosius), kurie šiuo metu tyrinėjami ir prireikus galėtų būti panaudoti. Be to, būtina pasakyti, kaip šiluminės ir atominės elektrinės bei didžiosios hidroelektrinės (HE) neigiamai veikia aplinką (pirmiausia atmosferą, vandens telkinius, žemės išteklius).
HE – tradicinis atsikuriantis energijos šaltinis, pasižymintis svarbiais privalumais (maža elektros energijos gamybos savikaina, didelis manevringumas, kompleksinis vandens išteklių naudojimas, infrastruktūros sudarymas ir t.t.). Tačiau hidroenergijos ištekliai yra riboti ir, netgi visiškai panaudojus techninius išteklius, negalės patenkinti elektros energijos poreikių ateityje, be to, didelės HE kartais neigiamai veikia aplinką, ypač žemės išteklius, jeigu nesiimama reikiamų priemonių. Pvz., Lietuvoje visiškai panaudojus visus hidroenergijos išteklius būtų galima patenkinti tik 15-20 proc. dabartinių elektros energijos poreikių. Tačiau tai nereiškia, kad jų nereikia protingai naudoti.
Didelio masto atominės energijos naudojimas pasaulyje taip pat ribotas, nes ekonomiškai tikslingos naudoti urano atsargos Žemės gelmėse turėtų būti išsemtos. Be to, AE 2-3 kartus daugiau negu šiluminės elektrinės teršia vandens telkinius-aušintuvus, o radioaktyviosios taršos pavojus kelia sunkiai sprendžiamą problemą ne vienai kartai.
Dabar jau visiems aišku, kad atominės energetikos objektų statyba reikalauja didžiausio meistriškumo, tiksliausio technologinių ir ekologijos normų vykdymo, geriausios visų darbų kokybės, o tai labai pabrangina jų statybą. Tačiau ir laikantis visų saugumo reikalavimų įvairių šalių atominėse elektrinėse užregistruojama daug nemažų avarijų ir incidentų. Svarbiausios to priežastys – technikos gedimai ir personalo klaidos. Baisiausia avarija, kokią tik galima įsivaizduoti, įvyko Černobylio AE.
Nepaisant viso to, branduolinė energetika toliau bus plėtojama Vakarų Europoje, Japonijoje ir kitur. Pagal pasaulio energetikos konferencijų prognozes, elektros energijos gamyba AE ir toliau didės. Dar spartesniais tempais AE plėtosis besivystančiose šalyse, pirmiausia Indijoje ir Brazilijoje.
Visa įvertinusi, visuomenė reikalauja, kad vietoj atominių ir termofikacinių elektrinių būtų plėtojama alternatyvi netradicinė energetika: taikomos kuro ir energijos taupymo priemonės, rekonstruojamos ir plačiau naudojamos mažosios termofikacinės elektrinės, panaudojami antriniai energijos ištekliai, atsikuriantieji energijos šaltiniai. Ir vis dėlto branduolinė energetika tikriausiai plėsis ir XXI a., tačiau ji turės remtis saugesniais reaktoriais. Atominės energetikos specialistams keliamas idealas – sukurti 100 proc. tikimybės saugumo reaktorių.
Ir negalima pamiršti, kad šiluminė, atominė ir termobranduolinė energetika yra Saulės energiją papildanti energija, galinti sukelti aplinkos perkaitinimą ir visas iš to išplaukiančias globalines pasekmes, apie kurias jau kalbėjome.
Taip pat minėjome, kad tolesnė ekstensyvi energetikos plėtra negalima ir dėl ribotų energijos išteklių, jų netolygaus pasiskirstymo, vis didesnės neigiamos įtakos aplinkai, reikalaujamų milžiniškų kapitalo investicijų. Bendras visų elektrinių galingumas pasaulyje jau yra lyginamas su gamtos reiškinių galia. Pvz., planetoje oro masės srovių vidutinė galia yra 25-35 mlrd. KW, uraganų – 30-40 mlrd. KW, jūrų potvynių – 2-4 mlrd. kW ir t.t.
Todėl reikia siekti kuo daugiau naudoti Saulės energijos nepapildančių natūralių energijos šaltinių – upių, vėjo, Saulės, geoterminę, vandenynų – energiją. Literatūroje teigiama, kad naudojant daugiau negu 0,1 proc. į Žemę krintančios Saulės energijos galios (o tai sudaro apie 100 mlrd. KW), Žemė gerokai atšiltų, išnyktų klimato zonos, neigiamai būtų paveikta visa biosfera. Taip pat teigiama, kad kitų šaltinių papildoma energija taip pat neturi būti didesnė kaip 0,1 proc. Saulės energijos, o bendra dirbtinės energijos galia neturi būti didesnė kaip 200-300 mlrd. KW. Taigi energijos gamybos galios Žemėje riba pagal ekologijos sąlygas yra ribota 100 mlrd. KW pagal papildomą ir 100 mlrd. KW pagal nepapildomą energijos galios rūšį.
Tradiciniai ir netradiciniai atsikuriantieji energijos šaltiniai
Atsikuriantieji energijos šaltiniai sąlyginai skirstomi į 2 grupes: tradicinius (hidroenergija, mediena, durpės, geotermija, skalūnai) ir netradicinius, naujus (Saulės, vėjo, potvynių-atoslūgių ir bangų, nemiško biomasės, bituminių smiltainių). 1980 m. tradiciniai atsikuriantieji energijos šaltiniai sudarė net 98 proc. visų atsikuriančiųjų šaltinių (iš jų hidroenergijai ir medienai teko 91 proc.), o ateityje, tarkime 2010 m., tikimasi, jog ši dalis gerokai sumažės ir sudarys 75-80 proc. (hidroenergija ir mediena apie 70 proc.). Žinoma, naujieji atsikuriantieji šaltiniai plėtosis greičiau negu tradiciniai – jų dalis išaugs nuo 2 proc. 1980 m. iki 20-250 proc. 2010 metais. Svarbiausias vaidmuo teks Saulės, geoterminei, vėjo ir nemiško biomasės energijai.
Remiantis atlikta trumpa įvairių energijos šaltinių perspektyvinio naudojimo analize, galima daryti išvadą apie būtinybę ateityje įtraukti į kuro ir energijos balansą, ypač mūsų šalies, visų atsikuriančiųjų (tradicinių ir netradicinių) energijos šaltinių naudojimą. Vis dėlto daugiau dėmesio turi būti skiriama netradiciniams energijos šaltiniams, nes tradiciniai jau yra technologiškai gerai panaudojami. Štai, 1994 m. Madrido deklaracija reikalauja, kad Europos Sąjungos šalyse (į ją mes einame) 2010 m. iš atsikuriančiųjų energijos šaltinių turi būti gaminama iki 15 proc. visos elektros energijos. Be jokios abejonės, Lietuvoje tikslinga pirmiausia panaudoti ekonomiškai efektyvius hidroenergijos išteklius, kurie vertinami daugiau kaip 2 mlrd. KWh per metus
Kalbant apie atsikuriančiųjų energijos išteklių geresnį panaudojimą būtina pažymėti, kad ankstesnės MIREK optimistinės prognozės apie netradicinių atsikuriančiųjų išteklių indėlį į energijos balansą pasaulyje (jau 2000 m. – 10 proc.) gerokai sumažėjo.
Šiuo metu dauguma energetikos specialistų sutaria, kad energetikos plėtra turi eiti kompleksinio įvairių energijos šaltinių panaudojimo keliu, papildant vieniems kitus priklausomai nuo ekonominių ir ekologinių sąlygų. Tik šiuolaikinio kuro ir energijos balanso struktūros optimizavimas, įvertinant visas technines ir ekonomines, ekologines ir socialines sąlygas, padės nustatyti įvairių energijos šaltinių sudėtį ir santykį energetinėse sistemose, išskirti prioritetines kryptis dabar ir ateityje. Gerinti energijos šaltinių struktūrą reikia atsižvelgus į gamybos technologijos tobulinimą ir alternatyviuosius energijos šaltinius. Be to, šis procesas visą laiką turi būti tobulinamas geriau įvertinant ekologijos reikalavimus. Ekologijos reikalavimas – keisti žmonių veiklos verti imo kriterijus gamtos apsaugos naudai.
Kalbant apie energetikos strategiją mūsų šalyje, galima teigti, kad tik kompleksiškai su vyraujančia branduoline energetika atsikuriantieji energijos šaltiniai, pirmiausia hidroenergija, sudarys rimtą alternatyvą organinio kuro energetikai ir gamtos apsaugai ateityje. Tokia turėtų būti svarbiausia Lietuvos nacionalinės energetikos strategijos energetikos plėtotės kryptis. Dideles hidroelektrines ant didžiųjų upių – Nemuno ir Neries – statyti yra efektyviau nei mažas, tačiau sudėtingesni iškyla gamtosaugos reikalavimai. Turbūt galima sakyti, kad klausimas yra ne tas – ar statyti hidroelektrines Lietuvoje, o tas – kokias gamtosaugos priemones būtina įgyvendinti ir kiek jos kainuos?

Saulės energijos panaudojimas

Fotoelektra
Potencialas: Lietuvos teritorija apima 65 200 km2 plotą. Įvairiose Lietuvos vietovėse per metus į horizontalaus paviršiaus kvadratinį metrą patenka nuo 926 kWh/m2 metus (Biržai) iki 1042 kWh/m2 metus (Nida) saulės spindulinės energijos. Vidutiniškai Lietuvoje ši krintanti energija sudaro _1000 kWh/m2 metus. Tuo būdu į Lietuvos teritoriją patenka 6,54.1013 kWh/metus. Lietuvoje yra _150 km2 namų stogų, kurie gali būti panaudoti fotoelektros saulės jėgainėms įrengti. Į juos krinta 1,5.1011 kWh/metus saulės spindulinės energijos. Esant saulės elementų efektyvumui 15%, iš jėgainių, įrengtų ant stogų, galima gauti 2,25.1010 kWh/metus. Šiuo metu Lietuvos elektros energijos galingumai leidžia pagaminti 2,27.1010 kWh/metus. Taigi, įrengtos ant visų namų stogų fotoelektrinės saulės jėgainės turėtų galią lygią Lietuvos elektros jėgainių galiai. Krintanti į žemės paviršių saulės spindulinė energija kinta priklausomai nuo metų laikų, paros laiko ir meteorologinių sąlygų. Taip, energija krintanti lapkričio, gruodžio, sausio mėnesiais sudaro tik 10% energijos, krintančios gegužį, birželį, liepą. Naktį energija artima nuliui, stipriai apniūkusią dieną – sudaro tik kelis procentus nuo giedrią dieną krintančios energijos. Fotoelektrinė saulės energija, kaip vienintelis nuolatinis energijos šaltinis gali būti panaudojama tik turint galimybę ją akumuliuoti, tokiu būdu perdengiant energijos nepakankamumą, sukeltą sezoninių, paros ir meteorologinių kitimų. Šiuo metu naudojami trys akumuliavimo būdai: elektros akumuliatoriuose, vandens akumuliaciniuose baseinuose, jungiantis prie valstybinio elektros tinklo per reversinius skaitiklius. Perspektyvus kompensacijos būdas – jungimas su vėjo jėgaine. Esama atvejų, kai akumuliacija nereikalinga (pvz., tiltų, požeminių įrengimų katodinė apsauga).
Šiuo metu 1W galingumo saulės elemento kaina yra _8 -12 Lt, 1W instaliuota galia saulės jėgainėje siekia 20 – 40 Lt.
Šiuo metu Lietuvoje fotoelektrinių jėgainių nėra. Nepaisant to, kad fotoelektros potencialas nepalyginamai didesnis už kitų atsinaujinančių energijos rūšių potencialą kartu sudėjus, kad ji yra ekologiškiausia, jos plėtrą stabdo didžiausia instaliuoto vato kaina, kuri kol kas keletą kartų viršija įprastinės elektros energijos kainą. Šį rodiklį galima pagerinti dviem būdais: didinti saulės elementų efektyvumą, iš to paties ploto gaunant didesnį elektros energijos kiekį ir mažinant elemento kainą. Čia neužtenka kosmetinių patobulinimų. Situaciją gali pakeisti iš esmės tik nauji technologiniai principai ir naujos medžiagos.
Mokslo tyrimai ir taikymas: Lietuva turi pasaulinio lygio mokslo potencialą fotoelektros srityje.
Tyrimai dirbtinių sistemų formavimosi teorijos ir taikymo srityje sudaro galimybes kurti iš principo naujas, efektyvesnes saulės elementų gamybos technologijas (MSI). Dirbtinių sistemų formavimosi principai sukurti Lietuvoje, Lietuva buvo vedanti SSSR šioje srityje, Elektronikos pramonės ministro įsakymu formavimosi technologija buvo diegiama visoje mikroelektronikos pramonėje. Formavimosi principai pradėti taikyti saulės elementų technologijoje, vykdant Lietuvos mokslo ir studijų fondo remiamą programą “Saulės ir kiti atsinaujinančios energijos šaltiniai žemės ūkiui” (1996-1999m.). Būtų tikslinga šią programą pratęsti pagal pateiktą naujos programos projektą “Saulės energijos naudojimas”.
Svarbu tęsti mokslo tyrimo darbus naujų neorganinių medžiagų saulės energetikai srityje. Tai – trinarių chalkopirito tipo puslaidininkių, kurie gali tapti labai efektyvių saulės elementų pagrindine struktūra, tyrimus. Planuojami šių puslaidininkių efektyvumo priklausomybės nuo sluoksnių formavimo sąlygų, jų elektrinių ir fotoelektrinių savybių tyrimai (PFI).
Fotojautrių organinių junginių molekuliniams saulės elementams sintezė ir fotofizinių savybių tyrimų bei taikymo (FI, KTU, VU, MTMI, MSI) galutinis tikslas – ženklus (eile) fotoelektros atpiginimas.
Technologijos ir gamyba: Lietuva yra sukūrusi monokristalinio silicio saulės elementų gamybos technologiją, kuri leidžia gaminti 13% efektyvumo saulės elementus. Ji yra pajėgi sukurti naują, formavimosi principais pagrįstą technologiją, didinančią saulės elementų efektyvumą (15%) ir mažinančią jų gamybos kaštus trečdaliu (MSI, AB “Vilniaus Venta”)
Lietuva yra pajėgi gaminti šiuo metu plačiausiai pasaulyje naudojamus (iki 85%) monokristalinio silicio saulės elementus iki 1-2MW per metus. Tai aprūpintų ne tik Lietuvos reikmes, bet taptų vienu iš aukštųjų technologijų gaminiu eksportui (AB “Vilniaus Venta”)
Lietuva pajėgi gaminti saulės modulius tiek Lietuvos reikmėms, tiek eksportui, panaudojant Lietuvoje gaminamus saulės elementus (UAB “Saulės energija”).
Energetika: Šiandien fotoelektra yra keletą kartų brangesnė, nei atominės ar šiluminių elektrinių gaminama elektra. Tačiau, senkant iškasamojo kuro ištekliams, pastaroji brangs. Perėjimas prie atsinaujinančios energetikos reikalaus kardinalių pokyčių tiek energetikoje, tiek pramonėje, tiek buityje. Todėl, jeigu nenorima prarasti turimo mokslinio, technologinio bei gamybinio potencialo, galinčio kurti naujas darbo vietas, tam reikia ruoštis jau šiandien.
Dėl saulės spinduliuojamosios energijos sezoninio, paros, meteorologinio kitimo negalima tikėtis visą reikiamą elektros energiją gauti iš fotoelektros. Tačiau fotoelektrinės energijos panaudojimas gali iš esmės sumažinti importuojamo iškasamojo kuro (urano, naftos, dujų, akmens anglies) reikmes. Situacija gali pasikeisti tolimesnėje perspektyvoje, panaudojus saulės energiją vandeniliui ir deguoniui gaminti iš vandens ir išmokus juos naudoti kaip pagrindinį kurą ūkyje.
Lietuvoje gerai išvystytas valstybinis elektros tinklas.Todėl čia fotoelektrą derėtų gaminti jungiamose prie tinklo nedidelėse modulinėse saulės jėgainėse – nuo kelių kilovatų sodybai ar namui, iki kelių šimtų kilovatų įmonei ar gyvenvietei. Perspektyvu būtų statyti fotoelektrines ir vėjo jėgaines kartu.
Demonstracinės jėgainės: Planuojama įrengti demonstracinę fotoelektrinę saulės jėgainę (komplekse su vėjo jėgaine) Lietuvos jūros muziejuje, turistų gausiai lankomoje zonoje. Jėgainė aprūpintų delfinariumo reikmes.
Numatoma taip pat įrengti įvairios paskirties fotoelektrines saulės jėgaines, tikslu nustatyti jų efektyvumą Lietuvoje: • 150W (vandeniui tiekti, vasarnamių energetikai, besikuriančių ūkininkų minimalioms reikmėms)
• 3-5kW (autonominė jėgainė)
• 3-5kW (jėgainė, prijungta prie tinklo)
• 3-5kW (požeminio įrenginio ar tilto katodinei apsaugai)
• 15W (ženklams autostradose apšviesti)

Saulės šiluminė energetika
Per metus žemės paviršių Lietuvoje pasiekia apie 1000 kWh/m2 saulės energijos. Daugiau kaip 80 % šios energijos tenka 6 mėnesiams (nuo balandžio iki rugsėjo). Realiai šiuo metu saulės energija šiluminiams tikslams gali būti naudojama įrengiant saulės kolektorius vandeniui šildyti, saulės kolektorius žemės ūkio produkcijai džiovinti ir įrengti patalpų šildymo saulės energija sistemas.
Lietuvoje yra sumontuota tik keletas vandens šildymo saulės kolektoriais sistemų, kurių suminis plotas sudaro apie 100 m2. Gamykla “Santechninės detalės” gamina saulės kolektorius štampuotų plieninių šildymo radiatorių pagrindu. Lyginamoji tokio kolektoriaus kaina apie 300 Lt/m2, energetinis efektyvumas – apie (250-290) kWh/m2 per sezoną. Dabartinėmis sąlygomis, nesant skatinimo ir rėmimo naudoti saulės kolektorius vandeniui šildyti daugeliu atveju ekonomiškai neapsimoka.
Neseniai buvo sukurti ir šalies žemės ūkyje produkcijos džiovinimui pradėti naudoti plėveliniai saulės kolektoriai. Jų energetinis sezoninis našumas – iki 200 kWh/m2. Jie atsiperka per (1-2) metus. Tačiau tokius kolektorius nepatogu montuoti ir sandėliuoti, o plėvelė – neilgaamžė. Tokius kolektorius galėtų naudoti smulkūs ūkininkai. Suminis kolektorių žemės ūkio produkcijos džiovinimui plotas šiuo metu sudaro apie 180 m2.
Šiuo metu pradėti tyrimo darbai siekiant pagrįsti saulės energijos naudojimo būdus patalpoms šildyti. Tačiau tokios rekomendacijos dar ruošiamos ir realiai veikiančių šildymo sistemų dar neturime.
Nacionalinėje energijos vartojimo efektyvumo didinimo programoje saulės energijos naudojimo šiluminiams reikalams potencialas įvertintas priėmus, kad ši energija tenkins 10 % šildymo ir apie 30 % karšto vandens ruošimo reikmių t.y. 3,0 TWh per metus. Realiausia vandens šildymui naudoti savos namudinės gamybos saulės kolektorius ir rezervuarus (sistemos kaina apie (400-500) Lt/m2, našumas (250-300) kWh/m2 per metus, tarnavimo laikas 10 metų arba organizuoti vietinę pramoninę kolektorių gamybą naudojant importinius absorberius (sistemos kaina būtų apie 1000 Lt/m2, našumas iki (330-380) kWh/m2 per metus, tarnavimo laikas apie (15-20) metų. Be to, plačiau galėtų būti naudojami polimeriniai absorberiai (be skaidrios dangos) plaukymo baseinams, žuvininkystei ir augalų laistymui.
Didelės perspektyvos yra naudoti saulės kolektorius žemės ūkio produkcijos džiovinimui. 1997 m. Lietuvoje buvo gauta daugiau kaip 3 Mt grūdų ir pagaminta daugiau kaip 2 Mt šieno. Naudojant šilumines džiovyklas 1 kg vandens iš grūdų išgarinti reikia sunaudoti apie (1,1-1,7) kWh energijos, tuo tarpu naudojant aktyviąją ventiliaciją su saulės kolektoriais – tik (0,33-0,39) kWh. Džiovinant 1 t 24 % drėgnumo grūdų iki 14 % drėgnumo šiluminėmis džiovyklomis reikia apie 184 kWh/t, o aktyviąja ventiliacija su saulės kolektoriais – tik apie 47 kWh/t energijos. Naudojant aktyviąją ventiliaciją su saulės kolektoriais šienui džiovinti galima gauti aukštos kokybės pašarą. Skaičiavimai rodo, kad žemės ūkio produkcijos džiovinimo kolektorių šalyje potencialas sudaro apie 4 mln.m2 saulės kolektorių ploto. Tokie kolektoriai ateityje turėtų būti sutapdinti su pastatų statybinėmis konstrukcijomis.
Lietuvoje vien gyvenamųjų namų bendri metiniai šilumos nuostoliai 1995 m. sudarė 23,2 TWh. Preliminarūs skaičiavimai rodo, kad naudojant pasyviąsias patalpų šildymo saulės energija sistemas esant palankiai pastato padėčiai ir orientacijai galima energijos sąnaudas šildymui sumažinti 20 %. Be to, tokios saulės šildymo pasyviosios sistemos gali būti panaudotos vandeniui ir orui technologiniams reikalams šildyti.

Išvados

Naudokime saulės energija ir džiaukimės jos teikiamais malonumais, nes ji teikia tik gerą naudą. Nors saulės energijos gavimo prietaisų įrengimas yra brangus, tačiau gamtos ir gero oro tausojimas visuomet atsipirks mums ir galėsime gyventi planetoje, aprūpintoje visiškai nekenksminga saulės energija.

Saulės energija varomų automobilių lenktynės

Pasaulyje plačiai taikoma saulės energija gali būti naudojama ir pramogoms. Nuo priekio iki pat galo padengta saulės elementų baterijomis, pagaminta Danijoje NUNA laimėjo garsiausias saulės automobilių lenktynes pasaulyje – 2001 metų ,,World Solar Challenge“. Šios jau šeštą kartą vykstančios 3010 km ilgio lenktynės tarp Darwino ir Adelaidės miestų Australijoje nuo kitų skiriasi tuo, kad jose varžosi tik saulės šviesos energija varomi automobiliai. NUNA lenktynių trasą įveikė per rekordinį laiką – 32 valandas 39 minutes, vidutinis greitis – 91,81 km/h. Šitaip buvo pagerintas ankstesnis šių lenktynių rezultatas, kurį 1996 m. pasiekė garsioje japonų automobilių korporacijoje „Honda“ sukurtas saulės automobilis „Dream“ – 33 val. 32 min. (89,79 km/h). Antroji finišavo praeitų lenktynių nugalėtoja australų ,,Aurora“. Iš viso 2001 m. lenktynėse dalyvavo per 40 saulės automobilių iš 15 šalių.
Šių lenktynių organizavimo idėja gimė danų kilmės šiuolaikiniam nuotykių ieškotojui, nutrūktgalviui Hans Tholstrup. Norint suprasti kodėl, pravartu susipažinti su jo veikla šiek tiek nuodugniau. H. Tholstrup išgarsėjo savo neeilinėmis kelionėmis: iš pradžių jis atvira 16 pėdų (1 pėda=30,48 cm) valtimi apiplaukė Australiją, vėliau, sėdęs į 20 pėdų valtį, perplaukė Atlanto vandenyną. Na, o didžiausias plaukiojimo pasiekimas – nuplaukė į Niujorką ant atskilusios nuo Grenlandijos ledo lyties, tiesa, ne be pagalbos. Po to H. Tholstrup susidomėjo sausumos kelionėmis: jis vienas pervažiavo Australijos žemyną iš Rytų į Vakarus džipu ir motociklu; 1500 km nuotolį Australijos centro šunkeliais nesunkiai įveikė autobusu ir vilkiku. Tada atėjo kelionių aplink Žemės rutulį eilė: iš pradžių jis per 28 dienas motociklu apvažiavo Žemės rutulį, vėliau apskrido Žemę lėktuvu, kuris buvo mažiausias kada nors panaudotas šiam tikslui. Dalyvaudamas įvairiose auto- ir motosporto lenktynėse aplink pasaulį, H. Tholstrup įsitikino, kokia yra svarbi kuro reikšmė. Todėl H. Tholstrup mielai priėmė BP kompanijos pasiūlymą pervažiuoti Australijos žemyną automobiliu, varomu tik saulės energija. Tai jis sėkmingai įgyvendino 1982 metais, kai savo gamybos pirmuoju pasaulyje saulės automobiliu „Quiet Achiever“ kartu su Larry Perkins įveikę 4052 km pervažiavo Australijos žemyną nuo Sidnio iki Perto per 20 dienų. Įdomu pastebėti, kad pirmasis saulės energija varomas automobilis šią trasą įveikė 10 dienų greičiau nei anksčiau tai padarė pirmas automobilis su benzinu varomu varikliu. 1987 m. H. Tholstrup iniciatyva buvo organizuotos pirmos saulės energija varomų automobilių lenktynės pasaulyje. Lenktynių sąlygos buvo paprastos: jose galėjo dalyvauti kiekvienas, sugebėjęs pasigaminti saulės automobilį ir tenkinti lenktynių reikalavimus: automobilis turi būti varomas tik perdirbta saulės spinduliavimo energija; jo matmenys yra griežtai ribojami: ilgis ne daugiau kaip 6 m, plotis 2 m, aukštis 1,6 m, saulės baterijų plotas ne didesnis nei 8 m2. Važiuojama kiekvieną dieną nuo 8 valandos ryto iki 17 valandos po pietų. Lenktynių trasa, kurios ilgis 3010 km, nusitiesė skersai visą Australiją: nuo Darvino šiaurėje iki Adelaidės pietuose. Pirmose lenktynėse dalyvavo 23 saulės automobiliai. Daug jų sukūrė įvairių šalių universitetų studentų automobilių klubai. Tokie automobilių gamybos gigantai, kaip „General Motors“, „Honda“, „Nissan“, „Toyota“, neliko nuošalyje nuo šių lenktynių, nes tai buvo puiki proga patikrinti automobilių naujos formos dizaino aerodinamines charakteristikas, specialią elektros įrangą, padangas neįprastomis sąlygomis. Pirmųjų lenktynių nugalėtoju tapo „General Motors“ kompanijoje sukurtas saulės automobilis „Sunraycer“, kuris 3010 km trasą įveikė per 44 valandas, važiuodamas vidutiniškai 67 km/h greičiu. Patirtį, sukauptą konstruojant ir gaminant „Sunraycer“, „General Motors“ labai produktyviai panaudojo kurdama savo pirmąjį serijiniu būdu gaminamą elektromobilį EV1. Antrąsias saulės automobilių pasaulio lenktynes, vykusias 1990 m., laimėjo Šveicarijos Biel inžinierių kolegijos studentų sukurtas saulės automobilis „Spirit of Biel“, tik 11 sekundžių aplenkęs kompanijos „Honda“ saulės automobilį „Dream“. „Honda Dream“ saulės automobilis kol kas yra vienintelis, kuriam pavyko laimėti du kartus. Šis automobilis, kuriam sukurti ir pagaminti buvo išleista rekordinė 1,5 mln. dolerių suma, laimėjo 1993 ir 1996 m. saulės automobilių lenktynes, važiuodamas atitinkamai 84,96 ir 89,76 km/h greičiu. Ilgą laiką buvę nugalėtojų šešėlyje šių neįprastų lenktynių šeimininkai australai 1999 m. sulaukė pergalės – Naujojo Pietų Velso studentų sukonstruota ir pagaminta „Aurora“ finišavo pirma, na, o praeitais metais ji atvažiavo antra.
„Auroroje“ buvo naudojami specialūs PERL (passive emitter rear locally diffused) tipo saulės elementai, kurie buvo sukurti vadovaujant Martin Green Naujojo Pietų Velso universiteto (UNSW) Specialiųjų tyrimų centre, Australijoje. 3800 saulės elementų plokštės šviesos perdirbimo į elektros energiją našumas buvo nepaprastai aukštas – 21-25%. Tai suteikė automobiliui 1,5 kW galią. Vieno elemento plotas buvo 23,3 cm2, apšviestas plotas sudarė 21,6 cm2. Kiekvienas elementas buvo panašus į savotišką sumuštinį, kurio viduje esantis p tipo silicis iš abiejų pusių buvo padengtas plonais, tik šimtų angstremų storio, atitinkamai apdorotais oksido sluoksniais. Tokių konstrukcijų efektyvumas labai didelis. Sukurta elektros energija buvo perduodama labai plonais sidabro elektrodais, įdėtais ant oksido sluoksnio kraštų taip, kad mestų kuo mažesnį šešėlį ant elemento paviršiaus. Sidabro elektrodai prie silicio buvo prijungti per padarytas skyles oksido sluoksnyje. Apatinį elektrodo kontaktą apimanti silicio sritis buvo stipriai legiruota boru tam, kad užtikrintų kuo geresnį elektrinį kontaktą. Šitaip paaiškinamas šių elementų pavadinime atsiradęs žodžių junginys „vietoje išsklaidyti“ (locally diffused). Elemento viršutinis sluoksnis išėsdinant yra paruošiamas taip, kad primena mažų apverstų piramidžių visumą. Tai padaryta siekiant vieno tikslo – kuo daugiau sumažinti krentančios šviesos atspindį nuo viršutinio paviršiaus. Tuo pačiu tikslu viršutinis paviršius yra padengtas dviejų sluoksnių atspindį sumažinančiu specialiu paviršiumi. Apatinis elemento sluoksnis yra veidrodinis. Šis veidrodis efektyviai pagauna silpnai absorbuojamas ilgabanges krentančios šviesos komponentes.
UNSW mokslininkų nuomone, PERL tipo saulės energiją perdirbantys elementai vargu ar bus plačiai taikomi – pernelyg aukšta jų kaina. Tačiau specifiniams taikymams, kaip saulės energija varomo automobilio kūrimas, kai labai svarbu pasiekti kuo didesnį šviesos energijos perdirbimo į elektrinę našumą, jie yra nepakeičiami. Taip pat gamybos technologijos, kurios buvo įsisavintos kuriant tokius elementus, gali būti naudingos, kuriant gerokai pigesnius fotovoltinius elementus.
Kad žmones traukia galimybė visur panaudoti neišsenkamą ir nieko nekainuojantį energijos šaltinį – Saulės spinduliavimą, patvirtina dar ir tai, kad greta pasaulio saulės automobilių lenktynių vyko ir saulės dviračių lenktynės. Jų metu 15 dalyvių tik saulės energija varomais dviračiais kasdien nuvažiuodavo daugiau nei 200 km ir per 7 dienas įveikė 1500 km ilgio trasą, pasiekdami vidutinį maksimalų greitį – 42 km/h.
Saulės energija varomas autobusas

Europos Komisija nutarė finansuoti aplinkos neteršiančio visuomeninio transporto kūrimo projektą, kuris turėtų būti pats didžiausias iš pasaulyje įgyvendinamų saulės ir vandenilio energijos panaudojimo tyrimų. Projekta USHER kartu vykdys Kembridžo universitetas (Anglija), anglų firma Whitby Bird and Partners bei Švedijos sala Gotlandas.

Saulės energija bus verčiama į elektrą, kuri po to bus naudojama skaldant vandenį į vandenilį ir deguonį. Šitaip gautas vandenilis bus suspaudžiamas ir paduodamas į kuro elementus, kurie, savo ruožtu, gamins autobusui reikalingą elektros energiją. Vienintelės autobuso išmetamos dujos bus vandens garai. Tai bus transporto priemonė, kuriai visą reikalingą energiją teiks saulė.

Šiam projektui buvo paskirta apie 2 mln. eurų dydžio suma. Kitame panašiame projekte bus kuriami saulės elementų moduliai, kurie bus įrengti ant Gotlando saloje esančių pastatų stogų. Tikimasi, kad Kembridže sukurti autobusai paskatins ekologiškų transporto priemonių platesnį diegimą. Projektas taip pat leis pademonstruoti, kaip naudojant vandenilį galima efektyviai kaupti saulės elementų gaminamą elektros energiją.

Kitos
Alternatyviosios
Energijos
Rūšys
Biomasės panaudojimas Lietuvoje

Augalinės biomasės kuras

Augalinė biomasė (mediena, šiaudai, energetiniai augalai) yra vienas iš reikšmingiausių atsinaujinančios energijos šaltinių Lietuvoje ir sudaro svarbią vietinio kuro dalį. Biomasė yra ekologiškai gana švarus kuras.

Medienos kuro metinį potencialą sudaro apie 3 Mm3 (1,4 Mm3 medienos ruošos atliekų miškuose, 0,6 Mm3 medienos pramonės atliekų ir 1 Mm3 malkinės medienos). Energetinėms reikmėms dabar sunaudojama apie 2 Mm3 malkų ir medienos atliekų, t.y. apie (60-70)% viso medienos kuro potencialo. Apie (20-25)% šio kiekio sunaudojama centrinio šilumos tiekimo katilinėse, kurių suminė galia yra apie 100 MW. Likusi dalis sunaudojama smulkiuose decentralizuotuose šildymo įrengimuose, kurių naudingumo koeficientas nėra aukštas. Lietuvoje yra nemažai firmų, gaminančių ir montuojančių medienos kuro katilines ir jų įrangą. Tokia įranga taip pat yra importuojama. Katilinių naudojančių medienos kurą galia sparčiai didėja.

Lietuvoje kasmet susidaro apie 4 mln.t. šiaudų. Iš jų kurui galima panaudoti apie 0,5 mln.t. Šiuo metu veikia 5 šiaudais kūrenamos katilinės, kurių bendra galia sudaro apie 3,5 MW. Šiaudų energetiniams reikalams sunaudojama tik apie 1% siektinų išteklių. Įrangą šiaudams kūrenti gamina kelios Lietuvos įmonės. Tokia įranga taip pat importuojama iš Danijos.

Lietuvoje dar yra neįsisavinama apie 1 Mm3 (t.y. apie 7 PJ) medienos kuro (daugiausia miško ruošos atliekų). Tam reikėtų įrengti ir rekonstruoti apie 300 MW suminės galios katilų.

Didelės galimybės yra naudoti šiaudus kurui (t.y. apie 0,5 Mt arba 7 PJ). Tam reikėtų įrengti apie 300 MW suminės galios šiaudais kūrenamų katilinių ir šilumos generatorių.

Medienos kuro ir šiaudų energetinis potencialas sudaro 0,67 Mtne (28 PJ).

Be to, Lietuvoje yra apie 30 tūkst. ha žemės ūkiui netinkamų žemių ir apie 20 tūkst. ha baigiamų eksploatuoti durpynų, kuriuose būtų galima įveisti greit augančių medžių plantacijas. Esant vidutiniam derlingumui 10 t sausos biomasės iš ha per metus būtų galima gauti 500 tūkst. t biomasės. Yra galimybė šių plantacijų tręšimui panaudoti vandenvalos nuotekų dumblą. Tokie tyrimai pradėti Lietuvos miškų institute.

Biomasės kuro išteklius galima papildyti dalį žemės ūkio naudmenų naudojimas ne maisto kultūrų auginimui. Viena tokių galimybių yra žemės ūkio kultūrų ir žolės auginimas energetiniams tikslams. Tokios energetinės kultūros gali duoti apie 10 t/ha sausos biomasės kasmet, nealina dirvos, nes fiksuoja oro azotą, derliaus dorojimui tinka įprastinė žemės ūkio technika, plotai lengvai rekultivuojami. Būtina pagrįsti tiek medžių plantacijų, tiek energetinių kultūrų plotų įrengimo, augalų priežiūros, derliaus nuėmimo, laikymo ir paruošimo kurui technologijas. Energetinių kultūrų auginimas leistų padidinti kaimo gyventojų užimtumą.

Biologinės dujos

Potencialas: Organinių medžiagų, naudotinų biologinėms dujoms gauti, ištekliai nuolat kaupiasi ir atsinaujina šalių žemės ūkio gamyboje. Svarbiausieji iš jų – gyvulių mėšlas bei maisto perdirbimo įmonių organinės atliekos. Tačiau rentabilus jo perdirbimas biodujoms gauti įmanomas tik stambiuose gamybos objektuose. Tokiais laikytini 26 veikiantys 6-30 tūkstančių vietų kiaulininkystės kompleksai, kuriuose laikoma 989 tūkstančiai kiaulių, stambesnės kaip 200 vietų 343 bendrovių ir ūkininkų kiaulių fermos su 162 tūkstančiais kiaulių ir 704 stambesnės kaip 50 vietų karvių-galvijų fermos su 270 tūkstančių galvijų. Kiaulininkystės kompleksuose sukaupiamo mėšlo metinis energetinis potencialas sudaro 15 mln. m3 biodujų; ūkininkų ir bendrovių kiaulių fermose – 7,2 mln. m3, o šios kategorijos ūkių karvių-galvijų fermose – 65,2 mln. m3. Bendras paminėtose gyvulininkystės įmonėse sukaupiamo mėšlo energetinis potencialas sudaro 87,4 mln. m3 per metus arba 524,4 GWh.

Mažėjant žemės ūkio produktų paklausai šalyje pagal tiesioginę paskirtį nebenaudojama apie 0,5 mln. ha žemės naudmenų. Dalyje šių plotų galėtų būti auginamos energetinės kultūros. Naudojant jų žaliąją masę anaerobiniam perdirbimui vasaros laikotarpiu padidėtų fermose įrengtų bioreaktorių energetinis potencialas, gautosios biodujos galėtų būti naudojamos šienui ir grūdams džiovinti, o perdirbta biomasė – dirvoms tręšti.

Naudojami biodujų gamybos galingumai. Šiuo metu šalyje veikia trys bendros 2,1 MW biodujų jėgainės: 1,5 MW galios jėgainė perdirbanti “Semos” spirito gamybos atliekų Panevėžyje, 0,3 MW galios jėgainė, perdirbanti Utenos miesto valymo įrengimų nuotekas ir 0,3 MW galios jėgainė perdirbanti kiaulių mėšlą “Vyčio” žemės ūkio bendrovėje Kauno rajone.

Dėl reikalingų naujų jėgainių statybai didelių investicijų, žymaus veikiančių galingumų padidėjimo nenumatoma

Biodegalų ir bioalyvų gamyba ir naudojimas

Lietuvoje per metus sunaudojama apie 550 tūkst. t dyzelinių degalų ir apie 15 tūkst. t įvairių alyvų. Degalai gaminami iš importuojamos naftos, o alyvos įvežamos iš užsienio. Mažinant importo kaštus, sprendžiant užimtumo bei gamtosaugines problemas, tikslinga dalį mineralinių degalų bei alyvų pakeisti biologinėmis, pagamintomis iš Lietuvoje užauginto rapso. Šalyje rapsai auginami 37,4 tūkst. ha plote, tačiau rapsų auginimo plėtojimo ir gyventojų aprūpinimo aliejumi programoje nurodoma, kad Lietuvoje, nepažeidžiant agrotechnikos, galima auginti rapsus 180 – 240 tūkst. ha plote. Maistiniam aliejui pakanka 50 tūkst. ha rapsų, todėl likusiame plote galima užauginti 540 – 720 tūkst. t rapsų sėklų ir išspausti 178 – 238 tūkst. t aliejaus skirto biodegalų ir bioalyvų gamybai. Papildomai bus gauta apie 500 tūkst. t išspaudų, kurios yra vertingas pašarų priedas, galintis pakeisti importuojamus sojos rupinius.

Lietuvoje pagaminama apie 34 tūkst. t etanolio per metus, tačiau jo gamybos pajėgumai yra dvigubai didesni. Etanolį pagamintą iš perteklinių grūdų bei kitų žemės ūkio produktų, galima būtų naudoti benzino gamybos procese AB “Mažeikių nafta”.

Žemės (geoterminės) energijos panaudojimas

Žemės energija – viena iš atsinaujinančios energijos rūšių Lietuvoje jau įsisavinta privačiame sektoriuje iš negiliai (iki 100 m) slūgsančių vandeningų horizontų Vilniuje ir Klaipėdoje (instaliuotas galingumas 0.114 MWt). Geoterminės energijos šaltinis yra žemės gelmėse ir pastoviai atnaujinamas radioaktyviųjų elementų (urano, radžio, torio ir kt.) skilimo energija bei mantijos šiluma iš vidaus ir Saulės energija iš viršaus. 1996 m Pasaulyje buvo instaliuota 13538 MWe alternatyvios energijos (geoterminė, vėjo, Saulės, potvynių-atoslūgių), tame skaičiuje geoterminė sudarė – 7049 MWe, tai yra 52 procentus.

Žemės energijos panaudojimas yra labai įvairus – gali tenkinti centralizuotų ir pavienių vartotojų poreikius, suteikti jiems komfortą ir nekenkia aplinkai. Žemės energiją galima paversti šiluma arba elektra, rasti būdų kompleksiškam hidrosferos išteklių pritaikymui, ypač gydymo, poilsio ir sveikatos profilaktikos srityje, žemės ūkyje (daržininkystėje, žuvivaisoje, linų perdirbime, grūdų ir šieno miltų džiovinime ir kt.), pramonėje (žuvų, medienos, vaisių ir daržovių džiovinime ir kt.), plentų-kelių, lėktuvų nusileidimo takų sniego-ledo tirpinimui ir kitur.

Žemės energijos išteklių išgavimas susijęs su: karštomis sausomis uolienomis; karštu požeminiu vandeniu; žemos temperatūros požeminiu ir gruntiniu vandeniu; gruntu (dirvožemiu).

Žematemperatūrinę Žemės šilumą galima naudoti, taikant šilumos siurblius: šaltinis – šilumokaitis – šilumos siurblys – vartotojas. Aukštatemperatūrinę Žemės šilumą galima naudoti per šilumokaičius tiesiogiai: šaltinis – šilumokaitis – vartotojas. Geoterminę elektros energiją galima gauti iš karštų sausų uolienų, slūgsančių Vakarų Lietuvoje 2,5 – 4,5 km gylyje, kurių temperatūra turėtų būti 100-145oC. Geoterminę elektros energiją taip pat galima gauti ir pritaikant šilumos siurblius.

Vandens jėgainės

1. Kol kas panaudojama 14% turimų techninių hidroenergijos išteklių ir jų dalis bendrame energijos balanse yra apie 1% bei elektros energijos balanse apie 3%.
2. Techniniai arba realūs hidroenergijos ištekliai šalyje įvertinti 2,7 mlrd. kWh/metus. Apie 2,2 mlrd. kWh/metus arba 80% visų išteklių tenka didžiosioms Lietuvos upėms: Nemunui ir Neriai, o visoms kitoms vidutinėms ir mažoms upėms (470)-apie 0,5 mlrd. kWh/metus arba 20%.Nors ekonomiškai efektyvesnės ir energetiškai reikšmingesnės yra didelės HE, tačiau dėl esamo elektrinių galių pertekliaus, griežtų ekologinių reikalavimų, didelių reikalingų investicijų ir kt. jos yra tolesnės perspektyvos uždavinys. Tačiau ištirti ir žinoti jų galimybes būtina jau dabar.
3. Mažos hidroelektrinės (MHE), kurių galia mažiau negu 10MW, prie visų kitų upių, statant jas masiškai pagal tipinius projektus, su standartiniais energetiniais įrengimais, tiekiančios energiją į elektros tinklus, pilnai automatizuotos, be pastovaus aptarnaujančio personalo, pirmiausia prie esamų ir nenaudojamų tvenkinių, jau tapo ekonomiškos ir rentabilios.Tai patvirtina sparčiai besiplečianti jų statyba šalyje.Šiuo metu jau pastatyta virš 10 naujų MHE ir bendras jų skaičius viršijo 20.Visų jų bendra galia mažesnė negu 7 MW ir elektros gamyba apie 25 mln. kWh/metus.
4. MHE verslas tapo patrauklus privatiems investuotojams:UAB, savininkams. Nors visumoje MHE santykinai yra brangios, ypač pačios mažosios, tačiau atsiperka maža elektros gamybos savikaina ir praktiškai nėra jokios verslo rizikos.
Be to, Lietuvoje ilgus metus efektyviai dirbanti didelė Kauno HE (100 MW), kuri pagamina per metus 350 mln. kWh, yra geras hidroenergetikos efektyvumo įrodymo pavyzdys. Šalyje veikia Kruonio HAE (800 MW).
5. MHE statyba šalyje vyks 2 etapais:
Atstatant apleistas ir įrengiant naujas prie esamų tvenkinių (1/3 pigiau negu naujoje vietoje).Realios galimybės- apie 131 MHE, bendros 16 MW galios ir 60 mln. kWh/metus.Bus realizuotos per 5-10 metų.
Statant MHE naujai tinkamose upių vietose.Realios galimybės čia vertinamos iki 500 mln. kWh ir įsisavinimas užtruks ilgiau.Galimas naujų MHE vietas teks atidžiai ištirti.Jos bus statomos efektyviuose ir leistinuose gamtosaugos požiūriu upių ruožuose; su žemesnėmis vandens patvankomis ir didesniais įrengtais debitais negu prie esamų tvenkinių, tenkinant aplinkosaugos reikalavimus.

6. Hidroenergetikos plėtrai paspartinti yra būtina skatinanti Vyriausybės techninė-ekonominė politika, sutvarkyta įstatyminė bazė, aiškūs ir racionalūs aplinkosaugos reikalavimai ir kt.Tiek hidroenergijos,tiek kitų AEŠ techninis-ekonominis pagrindimas turi remtis išorinių energijos gamybos kaštų arba išvengtos žalos aplinkai kūrenant organinį kurą vertinimu, t.y. pagal ekonominį-ekologinį kriterijų.

Vėjo energija

Siekiant pagerinti gamtosaugines sąlygas, Vakarų Europos šalyse (Danija, Vokietija, Olandija ir t.t.) plačiai naudojama vėjo energija. Šiuolaikinėse jėgainėse vėjo energija verčiama į elektros energiją, kuri naudojama buityje, o perteklius atiduodamas į tinklą. UAB “Vėjas” 1991 m suprojektavo pirmąją vėjo jėgainę Lietuvoje, kuri buvo pastatyta Prienų rajone. Po to įsikūrė UAB “Jėgainė”, kuri tęsė šį darbą. Buvo suprojektuotos kelios 60 kW galios jėgainės, viena iš jų pastatyta Kaune. Klaipėdos technikos universitete buvo suprojektuota 10 kW galios vėjo jėgainė, kuri pastatyta Klaipėdos rajone. Visų šių suprojektuotų ir pastatytų vėjo jėgainių darbas nebuvo sėkmingas. Iškilo visa eilė techninių problemų dėl vėjo jėgainių efektyvumo, jų darbo patikimumo ir t.t. Šių problemų sprendimui buvo būtini vėjo energijos klimatiniai tyrimai, žinios apie vėjo energijos pasiskirstymą priklausomai nuo vėjo greičių profilių ir kt. Šie uždaviniai sėkmingai sprendžiami Danijoje, Vokietijoje, Austrijoje ir kitose šalyse. Mūsų šalyje tokie tyrimai neatliekami.

Lietuvoje, įsisavinant vėjo energiją, atliktas pirminis vėjo energijos išteklių įvertinimas, naudojant meteorologinių stočių daugiamečius duomenis, sudarytos jų skaičiavimo metodikos. Tyrimai rodo, kad vėjo energijos panaudojimas mūsų šalyje galimas ir ekonomiškai pateisinamas. Tačiau paminėtų problemų sprendimui būtini fundamentiniai tyrimai, užtikrinantys vėjo jėgainių efektyvų darbą ir aptekamų konstrukcijų patikimumą. Vakarų Europoje, o taip pat ir mūsų šalyje prieš pradedant statyti vėjo jėgaines, privaloma ne mažiau kaip 6-12 mėnesių laikotarpyje duotame regione atlikti vėjo energijos parametrų matavimus su tam tikslui skirta aparatūra. Tai leidžia tinkamai parinkti vėjo jėgainių agregatus, sudaryti jų darbo grafiką, prognozuoti energijos išdirbį, nustatyti ekonominius rodiklius. Taip pat būtina ištyrinėti vėjo parametrų kitimą, gūsių susidarymą, vėjo greičio profilius, atsižvelgiat į žemės paviršiaus šiurkštumą ir teritorijos užstatymo laipsnį, bei vėjo srautų susidarymą už gamtinių ir urbanistinių kliūčių.

Leave a Comment