Vejo ir saules Energijos

2496 0

TURINYS:

VĖJO ENERGIJA 2

KAIP BUVO PRADĖTA NAUDOTI VĖJO ENERGIJA? 2

VĖJO ENERGETINĖS CHARAKTERISTIKOS 3

VĖJO JĖGAINIŲ STATYBOS VIETA 5

VĖJO JĖGAINIŲ ĮRENGINIAI 6

VĖJO JĖGAINIŲ PANAUDOJIMO SRITYS 10

KIEK KAINUOJA VĖJO ENERGIJA 10

VĖJO JĖGAINIŲ POVEIKIS APLINKAI 10

VĖJO ELEKTRINIŲ PANAUDOJIMO LIETUVOJE GALIMYBĖS 13

ĮDOMŪS FAKTAI APIE VĖJO ENERGIJĄ 14

SAULĖS ENERGIJA 15

LIETUVOS SAULĖS ENERGIJOS IŠTEKLIAI 17

KLIŪTYS SAULĖS ENERGETIKOS KELYJE 18

SAULĖS ENERGIJOS PANAUDOJIMAS 21

ĮDOMŪS FAKTAI APIE SAULĖS ENERGIJĄ 22

LITERATŪRA: 23

VĖJO ENERGIJA

Vėjo energija, tai viena iš Saulės energijos formų. Saulei nevienodai

įšildžius Žemės paviršių ir ją gaubiantį oro sluoksnį, atsiranda oro masių

judėjimas, kiitaip tariant kyla vėjas. Vėjų kinetinė energija Žemėje

apytiksliai sudaro 0,25 % Saulės energijos, pasiekiančios žemės paviršių

(apie 0,7×1021 J). Tačiau praktiniam naudojimui prieinamas arba vadinamasis

vėjo energijos techninis potencialas sudaro tik 1,5 % teorinių vėjo

energijos resursų. Realiai ekonomiškai apsimokantis potencialas sudaro tik

nedidelę techninio vėjo energijos potencialo dalį. Bet tai priklauso nuo

vėjo energetikos išvystymo lygio, kitų energijos rūšių kainų.

Lietuva nepasižymi pastoviais ir stipriais vėjais, tačiau panašios

geografinės sąlygos yra daugelyje Vakarų Europos šalių, kuriose

pastaruosius 10-15 metų vėjo energetika sparčiai vystoma. Tuo tarpu

Lietuvoje vėjo energija kol kas beveik nenaudojama. Nors, kad vėėjo jėgainės

gali veikti ir pas mus, rodo kelių šimtų metų vėjo malūnų naudojimo

patirtis.

Reikia pastebėti, kad vėjo resursų įsisavinimas sparčiausiai vyksta

dažniausiai ne tose šalyse, kur geriausios vėjo sąlygos, bet tose, kur

šalių vyriausybės sudaro tinkamas sąlygas vėjo jėgainių statybai, priimdama

tam palankius įstatymus. Ta

ai ypač ryšku Vokietijoje, kuri šiuo metu yra

neabejotina vėjo energetikos lyderė pasaulyje. Šioje šalyje veikia

įstatymai, skatinantys elektros energijos gamybą vėjo jėgainėse ir

suteikiantys 20 metų garantiją, kad pagaminta elektros energija bus

superkama palankiomis gamintojui kainomis.

KAIP BUVO PRADĖTA NAUDOTI VĖJO ENERGIJA?

Pirmiausiai vėjo energija buvo naudojama kaip varomoji jėga buriniuose

laivuose ir tik vėliau buvo sukurti mechanizmai – vėjo malūnai, kurie vėjo

energiją paversdavo mechaniniu darbu ir buvo naudojami grūdams malti ar

įvairioms darbo mašinoms sukti. Europoje pirmą kartą vėjo malūnas paminėtas

IX a. Vėliau, X a. buvo aprašyti Persijos malūnai su vertikaliąja sparnų

ašimi. Seniausi Europos vėjo malūnų atvaizdai yra išlikę iš XII a. Vėjo

malūnai Lietuvą pasiekė XIV a. per Baltiją – judrų prekybos kelią. Pirmieji

iš baltų su malūnais susipažino prie Baltijos jūros gyvenę senieji prūsai.

Čia buvo pradėti statyti pirmieji vėjo maalūnai, su sparnais, nuolat

atsuktais į vyraujantį vėją. Vėliau iš tokių malūnų atsirado ir malūnai,

gręžiami į vėją visu liemeniu (stiebiniai). Tik nuo XVIII a. pradeda plisti

tobulesni, kepuriniai malūnai, kurių sparnus į vėją galima pasukti

viršutine dalimi – kepure. Daugiausiai vėjo malūnų Lietuvoje pradžioje buvo

pajūryje, vėliau jie plinta Vidurio Lietuvoje Šiaulių, Panevėžio, Joniškio,

Šakių, Vilkaviškio apskrityse. XIX a. jie sudarė 54 % visų malūnų (kiti 43%

– vandens ir 3 % garo malūnai). 1914 – 1921 metų kartografinės medžiagos

duomenimis, Lietuvoje buvo apie 900 vėjo malūnų, dažnai, kai kuriose

gyvenvietėse net po kelis.

 

VĖJO ENERGETINĖS CHARAKTERISTIKOS

Vėjo greitis. Svarbiausia vėjo, kaip energijos ša

altinio charakteristika yra

jo greitis. Matuojamas vėjo greitis specialiais prietaisais, parodančiais

momentinį vėjo greitį arba vidutinį vėjo greitį per tam tikrą laiko tarpą.

Paprasčiausias prietaisas parodantis momentinį vėjo greitį ir kryptį yra

Vildo fliugeris (vėjarodis). Anksčiau tai buvo pagrindinis vėjo stiprumo

matavimo prietaisas. Tai stačiakampė metalinė lenta, pakabinta ant ašies ir

savo plokštuma nuolat atsukta į vėją. Pagal lentos atsilenkimo kampą

apytiksliai nustatomas vėjo greitis. Nors fliugeris yra paprastas ir pigus

prietaisas, bet dėl nepakankamo tikslumo mažai tinkamas vėjo energetinių

charakteristikų nustatymui. Tiksliam vėjo greičio matavimui naudojami

įvairių konstrukcijų anemometrai, kuriais gali būti nustatomas tiek

momentinis, tiek vidutinis vėjo greitis per tam tikrą laiką.

Tam, kad būtų galima spręsti apie vėjo energijos panaudojimo galimybes

konkrečioje vietovėje, daugelyje šalių, kur vystoma vėjo energetika,

sudaryti vėjo atlasai. Pateikiami vėjo atlasuose duomenys leidžia vėjo

jėgainių kūrėjams ir būsimiems savininkams tinkamai parinkti vėjo jėgainės

tipą, gana tiksliai apskaičiuoti galimą gauti energijos kiekį, pagrindinius

ekonominius parametrus. Lietuvos vėjo atlaso, analogiško užsienio šalių

vėjo atlasams nėra. Remiantis vėjo greičio matavimų Lietuvos

meteorologinėse stotyse duomenimis, Lietuvos energetikos institute

sudarytas tik apytikslis vėjo greičių pasiskirstymo žemėlapis (2.1 pav).

Vėjo greičio matavimai meteorologijos stotyse atliekami standartiniame 10 m

aukštyje nuo žemės paviršiaus, lygiais laiko tarpais (dažniausiai kas trys

valandos), po to apskaičiuojamas vidutinis greitis per matavimo laikotarpį,

susumuojant visas greičio reikšmes ir padalinant iš matavimų skaičiaus.

Pradinis vėjo greitis, kuriam esant vėjo jėgainės pradeda veikti,

dažniausiai būna 3,5 – 4,5 m/s. Vė
ėjo greičiui pasiekus 25 m/s, dauguma vėjo

jėgainių stabdomos. Vėjo jėgainių konstrukciniai elementai skaičiuojami

apkrovoms, kurios kyla esant 60 m/s vėjo greičiui. Vėjo greitis, kuria

esant vėjo jėgainės pasiekia skaičiuojamąją vardinę galią, paprastai būna

apytiksliai lygus tos vietovės, kurioje statoma vėjo jėgainė dvigubam

vidutiniam metiniam vėjo greičiui, vėjaračio ašies aukštyje. Nedidelėms

vėjo jėgainėms vardinis vėjo greitis dažniausiai būna apie 8 – 10 m/s, o

didelėms, su aukštai iškeltais vėjaračiais – 12 –15 m/s.

 

[pic]

2.1 pav. Vidutinis vėjo greitis ir vėjo energijos potencialas 10 m

aukštyje 

 

Nemažą įtaką vėjo greičio dydžiui turi aukštis nuo žemės paviršiaus.

Paprastai vėjo greitis meteorologinėse stotyse matuojamas 10 m aukštyje nuo

žemės paviršiaus, tačiau vėjo jėgainių vėjaračiai gali būti įvairiuose

aukščiuose, todėl vėjo greitį jėgainės ašies aukštyje galima apskaičiuoti

pagal tokią formulę:

 

[pic],                                                          

                            (2.1)

 

čia: v1 – vėjo greitis (m/s) išmatuotas aukštyje h1 (m);

      v2 – vėjo greitis (m/s) vėjaračio ašies aukštyje h2 (m);

      n – laipsnio rodiklis, įvertinantis vietovės šiurkštumo laipsnį, n =

0,1 – 0,4 (atvirose vietovėse su neaukštų pasėlių plotais n = 0,14;

miškingose vietose n = 0,3; užstatytose pastatais  n > 0,4).

Pavyzdžiui, kaip vėjo greitis kinta priklausomai nuo aukščio parodyta  2.1

lentelėje.

 

 

|Vėjo greitis|Vėjo greitis v2, m/s aukštyje h2, m |

|v1, m/s 10 m| |

|aukštyje | |

| |15 |20 |25 |50 |75 |100 |

|3,5 |3,7 |3,86 |3,98 |4,36 |4,64 |4,83 |

|4 |4,23 |4,41 |4,55 |5,01 |5,3 |5,52 |

|4,5 |4.76 |4,96 |5,12 |5,64 |5,97 |6,21 |

|5 |5,29 |5,51 |5,68 |6,26 |6,63 |6,9 |

|5,5 |5,82 |6,06 |6,25 |6,89 |7,29 |7,52 |

 

2.1 lentelė. Vėjo greičio priklausomybė nuo aukščio

Vėjo energetinis potencialas. Vėjo energijos  potencialas suprantamas kaip

galia, kurią turi judėdamas oro srautas. Oro srauto galia P vatais, (W)

 

[pic],                                                                      

                  (2.2)

 

čia :   r – oro tankis, kg/m3; paprastai vėjo energetiniuose skaičiavimuose

priimama r = 1,25 kg/m3 (esant 10 oC temperatūrai ir 760 mm Hg slėgiui);

          v –

oro srauto greitis, m/s;.

          A – plotas, pro kurį praeina oro srautas, m2.

 

Žinant vidutinį vėjo greitį vvid (m/s), vėjo energijos potencialą Pvp,

(lyginamąją oro srauto galią) (W/m2), galima apskaičiuoti iš tokios

formules:

[pic].                                                                      

               (2.3)

VĖJO JĖGAINIŲ STATYBOS VIETA

Norint įvertinti konkrečios aikštelės tinkamumą vėjo jėgainių statybai, yra

būtina atlikti papildomus nors 6 – 12 mėn. trukmės vėjo greičio matavimus

pasirinktoje vėjo jėgainės statybai aikštelėje. Parenkant vėjo jėgainės

statybos vietą, būtina atsižvelgti į:

·      žemės paviršiaus reljefą:

·      kliūtis vėjui;

·      vietovės šiurkštumą;

·      kad vidutinis metinis vėjo greitis 10 m aukštyje būtų  ne mažesnis

negu 3,5 m/s.

Vėjo jėgainės statomos ten, kur yra pakankamai didelis vėjo greitis ir

mažas jo turbulentiškumas. Vėjo turbulentiškumą sukelia sūkuriai, kurie

atsiranda vėjui aptekant įvairias kliūtis Vėjo greitis žymiai padidėja ant

kalvų, kurių šlaitai lygūs ir neapaugę mišku. Didelę įtaką vėjo greičiui

turi ir netoli vėjo jėgainės esantys pastatai ar pavieniai medžiai (2.4

pav).

[pic]

2.4 pav. Vėjo greičio sumažėjimas aptekant kliūtį

Jei yra pavienių kliūčių vėjui, jėgainės statomos nuo kliūties atstumu ne

mažesniu kaip 18 – 20 šios kliūties aukščių arba vėjaratį pakeliant į tokį

aukštį, kad jo apačia nuo žemės paviršiaus būtų ne mažesniu atstumu, kaip

dvigubas kliūties aukštis. Nuo medžių eilės jėgainės statomos ne arčiau,

kaip 2,5 medžių aukščiai arba iškeliant vėjaratį virš 3 medžių aukščių.

Geriausia vieta vėjo jėgainei – ant atviros kalvos, kurios aukštėjimo

kampas iki 160, viršūnės. Be to, saugumo sumetimais (avarijų atveju), o

taip pat atsižvelgiant į keliamą triukšmą, jėgainės atstumas nuo statinių

turėtų būti ne mažesnis, negu 6 – 8  vėjaračio skersmenys.

VĖJO JĖGAINIŲ ĮRENGINIAI

Vėjo energija paverčiama mechaniniu darbu ir kita energijos rūšimi vėjo

jėgainėse. Vėjo jėgainės gali būti klasifikuojamos pagal vėjaračio tipą ir

vėjaračio ašies padėtį. Pagrindinių vėjaračių tipų schemos pateiktos 2.3

pav. Pagal vėjaračio ašies padėtį, vėjo jėgainės būna vertikaliosios ir

horizontaliosios ašies. Dažniausiai naudojamose horizontaliosios ašies

jėgainėse su mentiniais vėjaračiais, mentės būna paprastos neprofilinės,

įtvirtintos stebulėje tam tikru kampu ir profilinės. Pirmu atveju vėjaračio

sukimui išnaudojama pasipriešinimo jėga ir mentės galo linijinis greitis

būna artimas vėjo greičiui. Vėjaračiuose su specialaus aerodinaminio

profilio mentėmis išnaudojama jų keliamoji jėga, o mentės galo linijinis

greitis būna žymiai didesnis už vėjo greitį.

Vėjaračio dydį charakterizuoja darbo plotas, statmenas vėjo krypčiai, kurį

jis besisukdamas užima erdvėje, kartais vadinamas vėjaračio “šluojamuoju”

plotu. Įprastiems vėjaračiams su horizontaliąja ašimi šis plotas A, (m2)

yra

 

[pic],                                                                      

                              (2.4)

 

čia D – vėjaračio skersmuo, m.

 

Stačiakampio formos vėjaračiams (H – pavidalo, karuseliniams)

 

[pic],                                

                                                                 (2.5)     

 

čia h – vėjaračio mentės aukštis (ilgis), m.

[pic]

 

2.3 pav. Vėjaračių tipai: 1,2,3 – karuseliniai ir būgniniai; 4 – kaušinis;

5 – daugiamentis;

6 – vienmentis (su kontrasvoriu);  7 – dvimentis;  8 – trijų menčių;  9 –

Savonijaus tipo;

10 – H  pavidalo ortogonalinis; 11 – Darje tipo

 

Vėjo jėgainės galia. Vėjaračio išvystoma galia mažai priklauso nuo  menčių

skaičiaus. Svarbiausią reikšmę turi menčių forma, jų profilis, padėtis vėjo

sraute ir vėjaračio darbo plotas. Tačiau daugiamenčiai vėjaračiai turi

didesnį pradinį sukimo momentą esant mažam vėjo greičiui ir maksimalią

galią jie pasiekia esant nedideliam  sukimosi greičiui.

Vėjaračio išvystoma galia yra mažesnė už vėjo srauto galią. Kokią vėjo

srauto galios dalį vėjaratis paverčia mechanine galia, parodo vėjo

energijos išnaudojimo arba dar vadinamas galios koeficientas cp.

Vėjo jėgainės galia P vatais (W), nustatoma iš formulės 

                                  

[pic],                                                                

     (2.6)

 

čia:  r – oro tankis, kg/m3, r » 1,25 kg/m3;

        vv – vardinis vėjo greitis, m/s, vv » 2vvid;

        A – vėjaračio darbo plotas, m2;

        cp – jėgainės galios koeficientas, cp » (0,3 – 0,45);

        hp – pavarų naudingumo koeficientas (hp » 0,8 – 0,9);

        hg – el. generatoriaus naudingumo koeficientas (hg » 0,75 – 0,8). 

 

Visos kinetinės vėjo energijos negalima panaudoti. Oro srautas, praėjęs pro

vėjaratį ir atidavęs jam dalį savo energijos, dar turi turėti tam tikrą

greitį, kad pasitrauktų nuo vėjaračio, netrukdydamas atitekančiam oro

srautui. Teoriškai yra apskaičiuota, kad idealaus vėjaračio maksimali cp

reikšmė yra 0,593. Tobuliausių šiuo metu gaminamų vėjaračių, dažniausiai

naudojamų horizontalios ašies jėgainėse, pasiekiama maksimali cp reikšmė

yra 0,45 – 0,48. Vėjaračiai, naudojantys pasipriešinimo jėgą (2.3 pav.

1,2,3,4), turi mažą galios koeficientą, paprastai neviršijantį  0,14 –

0,18. Šiek tiek didesnius cp turi Savonijaus tipo vėjaratis ir daugiamentis

vėjaratis su neprofilinėmis mentimis. Jų galios koeficientas siekia 0,24 –

0,28. Vandens siurblių pavarai mažiau, bet dar naudojamos vėjo jėgainės su

daugiamenčiais vėjaračiais (2.3 pav. 5). Šių jėgainių privalumas yra tas,

kad jos pradeda veikti esant mažam vėjo greičiui ir išvysto didelį sukimo

momentą, kas yra svarbu tūrinių vandens siurblių pavarai. Nemažas

susidomėjimas yra vertikalios ašies Darje tipo ir H – pavidalo

ortogonaliniais vėjaračiais su aerodinaminio profilio mentėmis. Vertikalios

ašies vėjaračių  nereikia orientuoti pagal vėjo kryptį – jie visada užima

darbinę padėtį. Be to, tokia konstrukcija suteikia galimybę montuoti

jėgainės agregatus bokšto papėdėje, todėl patogiau juos eksploatuoti. Jų cp

siekia 0,36 – 0,38. Tačiau jie turi ir trūkumų. Dėl nuolat kintančio

vėjaračio sukimo momento, kyla pulsuojančios apkrovos, todėl jėgainių

konstrukcijas reikia daryti atsparesnes. Eksperimentinė 2,2 kW galios

jėgainė su vertikaliąja ašimi įrengta ir LŽŪU Žemės ūkio inžinerijos

institute.

Vėjo jėgainės per metus pagaminamos energijos kiekis El (energijos kiekis

iš 1 m2 vėjaračio darbo ploto, kWh/m2), gali būti apskaičiuojamas pagal

tokią formulę

[pic]     

[pic],                                  

                                                                (2.7)

 

čia: vvid – vidutinis metinis vėjo greitis, m/s;

       b – koeficientas, priklausantis nuo jėgainės charakteristikos, b =

(2,1 – 3,2),  kWh×s3/m5.

 

Vėjaračio greitaeigiškumas. Įvairių tipų vėjaračiai geriausiai naudoja vėjo

energiją, besisukdami skirtingu, kiekvienam tipui būdingu, greičiu. Jeigu

mentės išdėstytos per tankiai arba vėjaratis sukasi per greitai, tai mentės

judės prieš jas esančių menčių turbulizuotame, išskaidytos energijos oro

sraute ir neefektyviai išnaudos atitekančio srauto energiją. Tačiau jei

mentės išdėstytos per  retai arba vėjaratis sukasi per lėtai, tai  žymi

dalis oro srauto praeis vėjaračio sukimosi plokštumą mažai sąveikaudama su

mentėmis ir atiduos tik nedidelę dalį vėjo energijos. Todėl, norint

pasiekti maksimalų vėjaračio efektyvumą, vėjaračio sukimosi greitis turi

atitikti vėjo greitį. Ryšį tarp vėjo greičio ir vėjaračio sukimosi greičio

charakterizuoja vėjaračio greitaeigiškumas, tai mentės galo (horizontalios

ašies vėjaračio) ar mentės (verikalios ašies vėjaračio) linijinio greičio

santykis su vėjo greičiu. Vėjaračio greitaeigiškumas z :       

       

 z= w

R/v,                                                                        

                         (2.8)

 

čia: w – vėjaračio kampinis greitis, rad/s;

       R  – vėjaračio spindulys, m;

        v – vėjo greitis, m/s.

arba

                                    z= p D n /(60

v),                                          

                                         (2.9)

 

čia:  n – vėjaračio sukimosi greitis,   min-1;

        D – vėjaračio skersmuo, m.

 

Maksimalią cp reikšmę atitinka tam tikra greitaeigiškumo koeficiento z

reikšmė. Ją vadiname optimalia reikšme z0. Norint išlaikyti maksimalią cp

reikšmę, reikia palaikyti tam tikrą pastovų santykį n/v,  t.y. mažėjant

vėjo greičiui, mažinti vėjaračio sukimosi greitį.

Apytiksliai  z0   galima surasti pagal formulę

 

zo = 4p / nm ,                                                            

                            (2.10)

 

čia  nm–  menčių skaičius.

 

Vėjo jėgainių pagrindinės dalys. Vėjo jėgainės dažniausiai susideda iš

vėjaračio, pavarų dėžės, elektros generatoriaus, stabdžių sistemos,

orientavimo pagal vėjo kryptį sistemos, reguliavimo sistemos (informacijos

ir kontrolės blokų), bokšto (atramos ir pamato).

Vėjaračiai gali būti įvairiausių tipų ir konstrukcijų (2.3 pav.), tačiau

šiuo metu daugiausiai naudojami trimenčiai horizontaliosios ašies

vėjaračiai, su aerodinaminio profilio mentėmis. Vėjaračių su horizontaliaja

ašimi aerodinaminio profilio mentės yra sraigto pavidalo, t.y. mentės

nustatymo kampas tolstant nuo ašies mažėja, tuo tarpu vertikalios ašies

vėjaračio mentės yra tiesios ir simetrinio profilio, tad jų gamyba yra

paprastesnė ir pigesnė. Menčių gamybai paprastai naudojamos polimerinės

medžiagos, armuotos stipriu pluoštu.

Pavarų dėžės reikalingos tam, kad būtų padidintas sukimosi greitis.

Jėgainių vėjaračiai paprastai sukasi gerokai mažesniu greičiu negu elektros

generatorius, todėl tarp vėjaračio ir elektros generatoriaus montuojama

greitinanti pavara – multiplikatorius. Šiuo metu jau statomos didelės

galios vėjo jėgainės (megavato ir daugiau), kuriose vėjaratis tiesiogiai

suka lėtaeigį elektros generatorių.

Vėjo jėgainėse, skirtose elektros energijos gamybai naudojami

sinchroniniai, asinchroniniai ar nuolatinės srovės generatoriai.

Sinchroniniai generatoriai turi aukštesnį naudingumo ir galios koeficientą

(cosj), tačiau asinchroniniai generatoriai yra lengvesni, pigesni ir

lengvai sinchronizuojasi su elektros tinklu. Tik, jei tokia jėgainė

naudojama autonominiam darbui neįjungta į tinklą, reikalingi kondensatoriai

asinchroninio generatoriaus žadinimui. Didesnėms vėjo jėgainėms kartais

naudojami du generatoriai. Mažesnės galios generatorius naudojamas pučiant

silpnesniam vėjui, didesnis – stipresniam. Mažesnio generatoriaus galia

sudaro apie 20 % didesniojo galios. Nuolatinės srovės generatoriai

naudojami tik mažose jėgainėse, skirtose akumuliatoriams   įkrauti.

Stabdžiai naudojami vėjo jėgainei stabdyti, kai ji nenaudojama ir esant

labai stipriam vėjui (virš 25 m/s). Stabdžiai būna mechaniniai,

elektromechaniniai, hidromechaniniai ir aerodinaminiai. Mechaniniai

stabdžiai statomi tarp vėjaračio ir pavarų dėžės arba tarp pavarų dėžės ir

generatoriaus. Aerodinaminiam stabdymui mentės pasukamos apie savo ašį

taip, kad mentės nustatymo kampas  taptų neigiamas arba ant menčių viršūnių

pritaisomi antgaliai, kuriuos pasukus atsiranda stabdymo jėga. Visiškai 

jėgainei  sustabdyti  būtini mechaniniai stabdžiai. Mažos jėgainės

stabdomos vėjaratį pasukant šonu į vėją.

 Horizontaliosios ašies vėjo jėgainių vėjaračiai į vėją nukreipiami

naudojant  uodegos plokštumą (nedidelėms vėjo jėgainėms), vindrožiniu

mechanizmu ar specialiais  servovarikliais. Vindrožinis mechanizmas – tai

vienas arba du nedideli daugiamenčiai neprofiliuoti vėjaračiai, sumontuoti

už pagrindinio vėjaračio statmenai jam. Didelės galios jėgainėms orientuoti

naudojami elektriniai ar hidrauliniai varikliai, valdomi mikroprocesoriais,

pagal vėjo krypties daviklio signalus.

Horizontaliosios ašies vėjaračių sukimosi greitis reguliuojamas

priklausomai nuo vėjo greičio, keičiant mentės nustatymo kampą. Didelės

galios vėjo jėgainių mentės pasukamos specialiais varikliais, mažos galios

vėjo jėgainių mentės valdomos išcentriniais reguliatoriais. Vertikalios

ašies  H formos vėjaračiai valdomi pasukant mentes apie savo ašį arba

paverčiant pačią mentę vertikalioje plokštumoje.

VĖJO JĖGAINIŲ PANAUDOJIMO SRITYS

Vėjo įrenginių panaudojimo svarbiausios sritys galėtų būti:

·        elektros energijos gamyba, atiduodant ją į tinklą;

·        elektros ir šiluminės energijos gamyba autonominiu režimu,

sunaudojant ją individualios sodybos energetinių poreikių tenkinimui;

·        elektros ir šiluminės energijos gamyba hibridinėse saulės – vėjo 

sistemose;

·        elektros akumuliatorių įkrovimas;

·        vandens pakėlimas iš vandens šaltinių;

·        vandens telkinių aeravimas;

·        vandens siurblių pavarose sausinimo sistemose.

Dabar projektuojama Lietuvos pajūryje statyti didelės galios vėjo jėgaines,

kurios bus įjungiamos į bendrą elektros tinklą. Tačiau užsienio šalyse,

turinčiose išvystytą vėjo energetiką, pradžioje dažnai buvo naudojamos

nedidelės vėjo jėgainės kaimo vietovėse. Tokių jėgainių projektavimui bei

taikymui ir šiuo metu pasaulyje, ypač JAV, skiriamas nemažas dėmesys. Vėjo

įrenginių įdiegimą Lietuvoje taip pat galima būtų pradėti, nuo nedidelės

galios vėjo jėgainių, kaip papildomo energijos šaltinio kaimo sodybose.

Kaime tam yra palankios sąlygos, kadangi čia energijos vartotojai yra

decentralizuoti ir jiems reikia palyginti nedidelės galios.

KIEK KAINUOJA VĖJO ENERGIJA

                       

Vėjo energija nors ir atrodo, kad nieko nekainuoja, bet nėra pigi, tai

labiausiai priklauso nuo vėjo greičio. Šiuo metu, esant vėjo jėgainės

lyginamajai kainai (1 m2 vėjaračio darbo ploto kainai)  apie 1200 Lt/m2 (1

kW instaliuotos galios kaina 4000 – 6000 Lt) ir dabartinei elektros

energijos, pagamintos vėjo jėgainėse supirkimo kainai 22 ct/kWh, tam, kad

vėjo jėgainės atsipirkimo laikas nebūtų ilgesnis negu 20 metų, lyginamasis

metinis jėgainės pagaminamos energijos kiekis turėtų būti ne mažesnis negu

700 kWh/m2. Tokį  energijos kiekį vėjo jėgainė gali pagaminti tik tuomet,

kai vidutinis metinis vėjo greitis vėjaračio ašies aukštyje yra ne mažesnis

negu 6 m/s. Tad statant vėjo jėgainę svarbiausiai įsitikinti ar toje

vietoje pūs pakankamo stiprumo vėjas.

VĖJO JĖGAINIŲ POVEIKIS APLINKAI

 Vėjo jėgainių poveikis aplinkai yra santykinai nedidelis, lyginant su

kitomis tradicinėmis jėgainėmis, tačiau jos vis tiek kelia tam tikrą

susirūpinimą. Pagrindinis poveikis aplinkai arba net vėjo energetikos

priimtinumas vertinamas, atsižvelgiant į šiuos veiksnius:

➢ triukšmas;

➢   vizualinis (estetinis) poveikis;

➢ saugumas ir įtaka gyvūnijai ir augalijai bei gamtinėms buveinėms;

➢ elektromagnetiniai trikdžiai;

➢ energijos kaina ir aplinkos teršimas;

➢ reljefo formos suardymas (erozija);

➢ šešėlių mirgėjimas;

➢ šviesos atspindėjimas.

 

Triukšmas. Judėdami, vėjo turbinos sparnai kelia garsą, kuris pagal šaltinį

gali būti mechaninis arba aerodinaminis.

Greičių dėžė, generatorius ir guoliai kelia mechaninį triukšmą, kurio

stiprumas priklauso nuo nominalios galios ir konstrukcijos. Kuo didesnė

konversijos sistema, tuo didesnis ir triukšmas.

Sklęsdamos per orą, rotoriaus mentės kelia aerodinaminį triukšmą, kurio

garsumas priklauso nuo sukimosi greičio bei vėjo malūno sparnų formos ir

savybių. Be to, svarbus ir oro srovės sūkuriavimo stiprumas.

Foninis triukšmas skiriasi, esant skirtingoms vietinėmis sąlygomis, todėl

jis įvertinamas, nustatant atstumą tarp sūkuriavimo ir arčiausios gyvenamos

vietos. Foninio triukšmo stiprumas yra susijęs su vėjo greičiu, jo poveikiu

pastatams (srauto kryptimi), medžiais, gyvatvorėmis ir kitais veiksniais.

Keleto kilometrų atstumu turbinos keliamas triukšmas nėra toks stiprus, kad

dienos metu būtų girdimas pastato viduje. Tačiau jį reikia matuoti naktį,

kada nutyla aplinkinis triukšmas (laivų sirenų, reaktyvinių variklių,

automobilių, traukinių, namų apyvokos prietaisų ir kitų triukšmą keliančių

daiktų).

Su statyba susijęs vėjo energetikos objektų keliamas triukšmas. Statant

vėjo malūnus ir vykdant kitą statybinę veiklą, su vėjo energetikos objektų

statyba ir stabdymu susijęs triukšmas nebūna labai didelis. Pagrindiniai

tokio triukšmo šaltiniai – sunkvežimių eismas, sprogdinamasis pamatų

prakasimas ir didelio galingumo technikos darbas. Objektas pastatomas arba

sustabdomas per keletą mėnesių. Automobilių transporto keliamas triukšmas,

statant vėjo malūnus, yra minimalus. Ryškiausi su statybos keliamu triukšmu

susiję poveikiai jaučiami, jei jie ardo tų rūšių gyvūnų, kuriuos yra svarbu

išsaugoti, gyvybinį ciklą (poravimąsi, lizdų sukimą ir pan.) arba jei jis

keliamas nedarbo metu ir trukdo netoliese gyvenantiems žmonėms.

Vizualinis poveikis. Vėjo turbinos yra puikiai matomi objektai.

Šiuolaikinių vėjo turbinų stiebai siekia 30 – 100 metrų virš žemės.

Nepasitenkinimas vėjo turbinų vaizdu dalinai priklauso nuo aplinkos, kur

jos yra pastatytos. Šalyse, kur plėtojama vėjo energetika, yra įprasta

atsižvelgti į vėjo jėgainių parko daromą vizualinį poveikį, o kilus

prieštaravimams, vėjo energetikos projektų yra atsisakoma arba jie

atidedami. Vertinant vizualinį poveikį, svarbu atskirti matomumą nuo

vizualinio poveikio. Vizualinė įtakos zona (VĮZ) apima žemės plotus aplink

vėjo jėgainių parko teritoriją, iš kurių turbinos gali būti visiškai arba

dalinai matomos. Tam tikru mastu VĮZ dydis yra matomumo blokavimo matas,

tačiau svarbu yra tai, kad VĮZ nubrėžia vėjo turbinų matomumo ribas.

Vėjo turbinų vizualinis poveikis priklauso nuo daugelio veiksnių. Kai

kuriuos jų galima išmatuoti, kiekybiškai įvertinti arba modeliuoti,

naudojant tam tikras priemones, pvz. atstumą nuo stebėtojo iki vėjo

jėgainių parko, visiškai arba dalinai matomų vėjo turbinų skaičių, turbinų

dydį ir tipą, sparnų skaičių, rotoriaus sukimosi greitį, vėjo turbinų

spalvą, vėjo turbinų išsidėstymą teritorijoje, aplinkos apšvietimo sąlygas,

oro sąlygas, esamą regėjimo lauką ir aplinkiniame kraštovaizdyje matomus

elementus. Šiuos ir daugelį kitų veiksnių galima objektyviai įvertinti,

tačiau kiekvieno jų įtaka skirsis, priklausomai nuo vietos, iš kurios bus

stebimas vėjo jėgainių parkas. Šiuolaikinė vėjo jėgainių parkų projektavimo

programinė įranga suteikia įvairiausių animacijos galimybių, siekiant

atlikti vėjo turbinų ir ypač vėjo jėgainių parkų įgyvendinimo tyrimus.

Saugumas ir poveikis gyvūnijai bei augalijai. Daugumoje vėjo energetiką

plėtojančių valstybių buvo atlikti išsamūs tyrimai, kaip vėjo turbinos

veikia paukščių gyvenimą. Paprastai svarbiausiu dalyku laikytas paukščių

susidūrimo su vėjo malūnais dažnumas, tačiau taip pat tirta ir turbinų

įtaka paukščių ramybei ir maisto suradimui. Susirūpinimas dėl poveikio

paukščiams yra suprantamas. Kartais paukščiai žūva, atsitrenkę į rotorius.

Naujausia technologinė pažanga sumažino pavojų migruojantiems paukščiams,

padidindama menčių dydį ir pagerindama jų matomumą, sumažindama sukimosi

greitį ir panaudojant vamzdinius stiebus su vidinėmis kopėčiomis ir

požeminėmis instaliacijomis, siekiant nesudaryti sąlygų tupėjimui ir lizdų

sukimui ant pačios konstrukcijos. Potencialaus poveikio vietovėje

gyvenančiai florai ir faunai vertinimas yra neatskiriama poveikio aplinkai

vertinimo dalis. Šiuo metu vyrauja bendra nuomonė, kad vėjo jėgainių parkai

turi nedidelę įtaką žemės ekologijai, tačiau, siekiant sužinoti daugiau,

reikėtų atlikti žemės tyrimus prieš pastatant vėjo turbiną ir jai veikiant,

atsižvelgiant į turbinų dydį ir tipą, požemines instaliacijas ir kitas

susijusias priemones.

Elektromagnetiniai trikdžiai. Kaip ir kitos konstrukcijos, vėjo turbinos

gali skaidyti elektromagnetinio ryšio (taip pat televizijos) signalus. Tai

vyksta, kai vėjo turbinų dydis yra panašus į perduodamų televizijos ir

radijo signalų bangų ilgį. Besisukančios vėjo turbinų dalys gali kelti

radijo transliacijos trikdžius. Metaliniai rotoriai atspindi radijo bangas

ir trukdo radijo ir televizijos bangų priėmimui. Atidžiai parinkus vėjo

turbinų vietą ir atlikus nedidelį techninį reguliavimą, galima nesunkiai

pašalinti radijo ir televizijos signalų potencialius trikdžius

telekomunikacijų sistemose. Programinės įrangos pagalba analizuojant

turbinų išdėstymą, siekiama vengti tam tikrų vietų, pavyzdžiui, lauko ruožų

tarp mikrobangų linijų arba arti perdavimo stočių esančių vietovių.

Energijos kaina ir aplinkos teršimas. Vėjo turbinų arba vėjo energijos

konverterio įrangos dalių gamybai naudojamas medžiagas ir jų keliamą

teršimą bei energijos kainą reikėtų įvertinti, atsižvelgiant į vėjo turbinų

dydį, jų tipą ir instaliuotą galią. Be to, energija vartojama ir aplinka

teršiama ruošiant žemę ir kelius vėjo jėgainių parkų statybai, tačiau šiuo

metu vyrauja bendra nuomonė, kad vėjo jėgainių parkų poveikis yra

nedidelis. Vis dėlto, norint išsiaiškinti daugiau, reikėtų atlikti tyrimą.

Reljefo formos suardymas. Pasitaikė atvejų, kada vėjo jėgainių parko

statyba sukėlė dirvožemio eroziją. Šios problemos galima išvengti, statybos

projektavimo pradžioje pakankamai dėmesio skiriant dirvožemio apsaugai ir

erozijos reguliavimo priemonėms. Faktiškai, tai galima daryti vykdant bet

kokio pobūdžio statybą lengvai erozijos paveikiamoje vietovėje.

Priešerozinių priemonių sąraše yra minimaliai mažo kelių skaičiaus statyba,

kuo didesnis natūralių žemės kontūrų išlaikymas ir vėjo malūnus statant

suardytos žemės kuo operatyvesnis atstatymas.

Šešėlių mirgėjimas. Tam tikroje geografinėje padėtyje ir esant tam tikram

dienos metui saulė gali užeiti už vėjo turbinų sparnų ir mesti šešėlį.

Sparnams sukantis, šešėlis ima mirgėti. Šis poveikis pasireiškia tik

pastatuose, kur mirgėjimas patenka į vidų per langą, žinoma, jeigu pastatas

stovi arčiau negu rekomenduojama.

Šviesos atspindėjimas. Tam tikromis sąlygomis judantys vėjo turbinų sparnai

gali atspindėti saulės šviesą. Atspindėtos šviesos kiekis priklauso nuo

sparnų paviršiaus apdailos ir šviesos kritimo kampo.

Augant susidomėjimui techninių įrenginių gamtoje aplinkosauginiais

aspektais, nuo devintojo dešimtmečio Europos Sąjunga (toliau – ES) dėjo

pastangas, siekdama sudaryti modelį, kuriame būtų atsižvelgta į

aplinkosaugines aplinkybes. Šį modelį turėtų sudaryti techninis įrenginio

ir aplinkos, kuriai jis greičiausiai turės poveikį, aprašymas. Modelį

užbaigia įrenginio įtakos aplinkai vertinimas. 1985 metais ES priėmė

poveikio aplinkai vertinimo direktyvą. Direktyvose nubrėžiamos gairės,

kokie aspektai turėtų būti imami, atliekant poveikio aplinkai vertinimą.

VĖJO ELEKTRINIŲ PANAUDOJIMO LIETUVOJE GALIMYBĖS

Lietuvos Vyriausybė įsipareigojo pasiekti, kad iki 2010 metų 7% elektros

energijos būtų gaminama iš atsinaujinančių energijos šaltinių. Vėjo

elektrinės yra vienas iš galimų elektros energijos gamybos būdų, padedančių

pasiekti užsibrėžtą tikslą. Nustačius pakankamai aukštą elektros energijos

supirkimo iš šių elektrinių kainą (22 ct/kWh) Lietuvoje buvo sukurtos

palankios sąlygos šiai energijos rūšiai plėtotis. Netgi atsižvelgus į

nedidelius vėjo greičius Lietuvoje ir jų pūtimo trukmes pasidarė

ekonomiškai naudinga statyti šio tipo jėgaines ne tik pajūryje, bet ir kai

kuriuose kituose regionuose.

Remiantis elektros energijos poreikių prognozėmis 2010 metams ir įvertinant

šiuo metu jau egzistuojančius atsinaujinančius elektros energijos gamybos

šaltinius (hidroelektrines) bei darant prielaidą, kad likusią iš

atsinaujinančių šaltinių reikalingą pagaminti elektros energiją tieks tik

vėjo elektrinės, jų išdirbis turėtų būti apie 480 GWh. Priimant Tmax lygų

2500 valandų, instaliuotas vėjo elektrinių galingumas siektų 200 MW.

Vėjo energija savo specifika labai skiriasi ne tik nuo iškastinio kuro ar

branduolinių jėgainių, bet ir nuo daugumos atsinaujinančius energijos

resursus naudojančių elektrinių. Ji yra prieinama tik epizodiškai, kada

pučia reikiamo stiprumo vėjas. Todėl negalima tikėtis, naudoti vėjo

elektrines, dengiant pikines apkrovas, kaip tarkim dujų turbinas.  Taip

pat, atsižvelgiant į mažą Lietuvos plotą su vienodomis klimatinėmis

sąlygomis, negalima tikėtis panaudoti vėjo jėgaines, dengiant bazinį

apkrovimą, neturint papildomo, dubliuojančio šaltinio. Išeinant iš to, vėjo

jėgaines reikia nagrinėti kaip kompleksą: vėjo jėgainės + vienas ar keli

dubliuojantys šaltiniai sugebantys dengti visą vėjo jėgainių galingumą.

Tokių kompleksų galėtų būti keli variantai:

1)                Vėjo jėgainės + Lietuvos elektrinė. Pagrindinis šio

komplekso privalumas – Lietuvos elektrinė jau pastatyta, todėl nebereikia

kapitalinių investicijų, o trūkumas būtų tas, kad Lietuvos elektrinės

blokus reiktų laikyti nepilnai apkrautus arba dažnai stabdyti ir

paleidinėti. Tai padidintų bendrus tokio komplekso darbo kaštus ir

sumažintų taip akcentuojamą mažą vėjo energijos taršą.

2)                Vėjo jėgainės + Kruonio HAE. Šio komplekso trūkumas

susijęs su HAE užkrovimo energijos nuostoliais (apie 28%). Įvertinus pačios

HAE eksploatavimo kaštus, elektros energijos supirkimo iš vėjo elektrinių,

dirbančių tokiame komplekse, kaina pakiltų iki 29 ct/kWh. Antrasis trūkumas

– ribotas Kruonio HEA manevringumas.

3)                Vėjo jėgainės + nauja dujų turbina. Šio varianto trūkumas

– sąlyginai didelė dubliuojančio šaltinio energijos savikaina. Privalumas –

didelis manevringumas.

[pic]

1 pav. Elektros energijos gamybos kaštai elektrinių

kompleksuose.

Kaip matyti iš 1 pav. vėjo jėgainės padidina elektros energijos gamybos

savikainą elektrinių kompleksuose, lyginant su kaštais dubliuojančiose

elektrinėse, bet gana nežymiai, jei skaičiavimuose naudojami vėjo

elektrinių eksploatavimo kaštai. Pastaruosius prilyginus vyriausybės

nustatytai elektros energijos supirkimo iš vėjo jėgainių kainai, situacija

žymiai pasikeičia. Net naudojant Lietuvos elektrinę kaip dubliuojantį

šaltinį elektrinių komplekso kaštai išauga 2.4 ct/kWh ir viršija naujos

dujų turbinos kaštus. Elektros energijos gamybos kaštai elektros

energetinėje sistemoje išauga 0.26–2.1 ct/kWh, priklausomai nuo to kokiame

komplekse vėjo jėgainės naudojamos. Dėl to Lietuvos elektros energetinė

sistema kasmet praranda 30-260 mln. litų.

Visi šiame darbe nagrinėti variantai buvo supaprastinti, vertinant tik

pagrindinius faktorius ir nesigilinant nei į nuostolius perdavimo tinkle,

nei į vėjo jėgainių padėti apkrovos kreivėse.

ĮDOMŪS FAKTAI APIE VĖJO ENERGIJĄ

➢ Vokietijoje prie Elbės upės esančiame Brunsbiutelio mieste pradėta

statyti didžiausia pasaulyje vėjo jėgainė. “RePower” kompanijos

atstovė Bettina Linden (Betina Linden) sakė, kad prototipinė jėgainė

turės 126 metrų skersmens – didesnį už futbolo aikštę – sraigtą, kuris

suks 5 megavatų pajėgumo generatorių.

Priešpaskutinę Hamburge vykstančios parodos “Vėjo energetika 2004”

dieną B. Linden pasakojo, kad vienas toks generatorius gali pagaminti

elektros energijos, kurios užtektų 6 tūkst. namų ūkių.

Vėjo jėgainė bus 183 metrų aukščio, jai pastatyti prireiks 1 tūkst.

300 kubinių metrų betono ir 180 tonų plieno. Kiekvienos iš trijų

sraigto menčių ilgis sieks 61,5 metro.

➢ Šiauriniuose Apalačuose netikėta problema tapo šikšnosparnių ir vėjo

turbinų susidūrimas. Nuo 2003 m. rugpjūčio vidurio iki spalio mėnesio,

rudeninio migravimo metu 44 turbinas turinčiame Vakarų Virdžinijos

Vėjo energijos centre nuo turbinų žuvo mažiausiai 400 šikšnosparnių.

[pic]

➢ Didžiausias vėjo malūnų parkas – energija 70 000 namų ūkių.

JAV netoli Oregono ir Vašingtono valstijų sienos yra didžiausias vėjo

jėgainių parkas pasaulyje. 450 modernių vėjo malūnų 2000 metu

pabaigoje pasiekė apie 300 megavatų galingumą. Toks pagaminamos

elektros energijos kiekis pilnai aprūpina vidutinį miestą su 70 000

namų ūkių. Vėjo energijos perdavimo kompanijos FPL-Energy ir

PacifiCorp sukūrė 300 naujų darbo vietų.

➢ Kretingos rajone Vakarų Lietuvoje ketvirtadienį paleista pirmoji

Lietuvoje ypač moderni pramoninė vėjo jėgainė. Jėgainę per savo

įkurtas įmones pastatė Kaišiadorių ir Magdeburgo (Vokietija)

vyskupijos.

Vydmantų gyvenvietėje sumontuota jėgainė yra pirmoji tokia elektrinė

Lietuvoje. Jos pagaminta elektros

energija bus tiekiama į šalies elektros tinklą.

➢ Klaipėdos rajono Kretingalės seniūnijoje dar šiemet turėtų iškilti

pirmasis Lietuvoje atmosferos ir gamtos neteršiančių vėjo jėgainių

parkas, į kurį numatyta investuoti apie 45 mln. eurų (155,4 mln.

litų).

Ambicingą projektą ėmėsi įgyvendinti bendroji Lietuvos ir Danijos

įmonė BNE – maždaug vienuolikos hektarų plote užsimota iš viso

pastatyti net 24 vėjo jėgainių, kurių bendrasis galingumas sieks

beveik 30 megavatų (MW).

➢ Matsas Leijonas iš švedų kompanijos ABB sukonstravo turbiną, kuri, jo

nuomone, padės įveikti daug problemų, kurios buvo iki šiol. Vietoje

mažo generatoriaus, besisukančio dideliu greičiu, Leijono turbinoje

“Windformer” yra didelis rotorius, apsuptas daug pastovių magnetų,

veikiantis net ir tuomet, kai mentės sukasi lėtai – taigi jam nereikia

krumpliaračių pavaros.

SAULĖS ENERGIJA

Saulės energija yra atsinaujinantis energijos šaltinis. Ši energijos gavyba

yra brangi, bet labai ekologiška. Norint jos pagaminti, reikia daug saulės

šviesos. Elektroniniai prietaisai, vadinamosios saulės baterijos, verčia

saulės šviesą elektra. Saulės baterijos tiekia energiją palydovams, namams,

automobiliams.

Saulės energiją plačiausiai naudoja – šildo vandenį ir gamina elektros

energiją- JAV ir Japonija. Vien joje yra beveik keturi milijonai vandens

šildymo kolektorių. Saulės jėgainių pasaulyje gerokai mažiau, nes ne visur

tam yra palankios sąlygos, brangi statyba ir įranga. Jėgainių yra JAV,

Ispanijoje, Italijoje, Japonijoje ir kitose šalyse. Pavyzdžiui, Izraelis

saulės jėgainėse pasigamina apie 5( energijos

Saulės energija, pasiekianti mūsų žemę, sudaro 2×108 TWh per metus. Metinė

vėjo energija dešimt kartų mažesnė – 1,58×107 TWh. Tuo tarpu visų kitų

atsinaujinančios energijos šaltinių (vandens, biomasės) energija siekia tik

1,8×103 TWh per metus, t.y. 100 000 kartų mažesnė. Šiuolaikinės pramoninės

fotoelektrinės saulės jėgainės, kuriose saulės spindulinė energija

tiesiogiai verčiama į elektros energiją, turi 10-15 % efektyvumą. Kadangi

Lietuvoje į 1 m2 paviršiaus per metus vidutiniškai krinta 1000 kWh

spindulinės saulės energijos, tad iš šio ploto galime gauti 100 kWh

energijos per metus.

Sąlygos alternatyvios elektros energijos plėtrai

UNESCO World Solar Commission 1997 m. birželio 23 d. patvirtino Pasaulinę

saulės programą (PSP).

PSP pripažinta, kad saulės ir kitų atsinaujinančios energijos šaltinių

(vėjo, vandens, geoterminės, biomasės, okeanų) energijos šaltinių remiamas

naudojimas gerintų žmonijos būtį. Naudoti visą atsinaujinančios energijos

turimą potencialą svarbu ir besivystančioms, ir industrinėms šalims.

Naudodami saulės energiją sumažintume aplinkos degradaciją, šiltnamio

efektą. Rinkos sąlygos stabdo alternatyviosios energetikos plėtrą nepaisant

akivaizdžios socialinės, aplinkosauginės ir ekonominės naudos.

Dabar daugiau naudos laukiama iš fotoelektros, ypač kaimo ir atokiose

vietovėse, iš didelių ir mažų hidroelektrinių, vėjo turbininių generatorių

ir biomasės.

PSP uždavinys – suformuoti remiamos atsinaujinančios energijos plėtrą ir

visame pasaulyje, ir kiekvienoje šalyje atskirai. Turi susitarti

nacionalinės vyriausybinės, internacionalinės organizacijos ir

institucijos, privataus sektoriaus investitoriai, visuomenė, energijos

industrija, globodami tyrimus, technologijas, švietimą ir mokymą kaip

nacionalinius prioritetus. Negalima atsinaujinančios energijos politikoje

remtis vien techniniais ir ekonominiais kriterijais, reikia aprėpti sąveiką

tarp energijos, socialinių ir kultūrinių reikmių.

Jungtinių Tautų Ekonomikos ir Socialinė tarybos 1996 m. rekomendavo tęsti

subsidijas ir kitas tiesioginės ir netiesioginės paramos formas. Šiuo metu

daugelyje šalių energijos gavimas iš iškasamo kuro subsidijuojamas (per 300

000 000 000 USD per metus), o alternatyvioji energetika – ne. Dažnai

nacionaliniuose biudžetuose alternatyviosios energijos tyrimams ir

technologijoms skiriama labai mažai lėšų, o įprastinei energetikai – žalia

gatvė.

Europos Sąjungoje sudarytas Europos atsinaujinančios energijos šaltinių

veiksmų planas. Jis yra Madrido deklaracijos priedas, parengtas Madrido

konferencijoje 1994 metais. Tai svarbiausias dokumentas lokalinei,

nacionalinei ir Europos valdžiai, reguliuojantis energijos sektorių,

ekonominę plėtrą, užimtumą bei aplinkos apsaugą. Numatyta 2010 m. 15 %

pirminių energijos šaltinių pakeisti atsinaujinančia energija, 2005 m. – 10

%.

Tyrimai, technologijos, gamyba ir įdiegimas turi sumažinti nedarbą Europos

Sąjungoje. Čia numatyta vėjo, saulės terminės, biomasės ir atliekų,

fotoelektros, mažų hidroelektrinių veikla.

Eurosaulės memorandume 2 straipsnyje išvardinti atsinaujinantys energijos

šaltiniai:

➢ mažosios hidroelektrinės (mažiau 10 MW),

➢ vėjo energija,

➢ prie elektros tinklų jungiamos saulės f

. . .

[pic]

3 pav. Silicio pasiūla ir paklausa. Prognozės rodo, kad didėjantis silicio

saulės elementų populiarumas ateityje gali sukelti problemų.

   Ilgainiui kuri nors iš dabar kuriamų alternatyvių saulės elementų

technologijų išstums silicio elementus. Tai gali būti plonasluoksniai

elementai iš amorfinio silicio ar iš kadmio telūrido; gali atsirasti ir

kokia nors dar naujesnė technologija, pavyzdžiui, organinių polimerų

sluoksniai. Jeigu kuri nors iš šių koncepcijų bus sėkminga, silicio

žaliavos klausimas taps visai nesvarbus.

   Tačiau bent jau kitais metais saulės energetikos perspektyva bus

tampriai susijusi su pigaus ir nesunkiai gaunamo kristalinio silicio gavimo

galimybėmis.

SAULĖS ENERGIJOS PANAUDOJIMAS

Saulės energija vandeniui šildyti buvo pradėta naudoti daug anksčiau nei

iškastinis kuras. Jau 1830 m. sero Johno Herschelo ekspedicijos į pietų

Afriką metu saulės kolektorius buvo naudotas valgiui virti. 1908 m.

Williamas J. Bailey iš „Carnegie” plieno kompanijos išrado kolektorių su

izoliuota dėže ir variniu gyvatuku. Iki 1941 m. Jungtinėse Valstijose

parduota apie 60 000 saulės kolektorių. Šiuo metu JAV yra daugiau kaip 1,2

mln. sistemų su vandens šildymo kolektoriais ir dar apie 250 000 saule

šildomų baseinų.

Fotoelektrinių keitiklių istorija prasidėjo 1839 m., prancūzų mokslininkui

E. Becquerelui atradus fotoelektrinį efektą. 1958 m. JAV „Vanquard”

kosminiuose palydovuose buvo įrengti fotoelektriniai moduliai, kurie

aprūpindavo elektra radiją. Nuo tada fotoelektra kosmose tapo vieninteliu

ir nepakeičiamu energijos šaltiniu. Plačiau fotoelektra buityje pradėta

naudoti 1973–74 m. (naftos krizės metai). Naujas šuolis saulės energetikos

vystymesi įvyko 1990 m., kai vyko Persų įlankos karas. Tuo metu pasaulyje

buvo instaliuota virš 1 GW bendros galios fotoelektrinių modulių.

Įspūdinga fotoelektros plėtra planuojama ir Europos Sąjungoje: per 15 metų

laikotarpį (nuo 1995 iki 2010 m.) šios energijos rūšies įrengimų galią

nuspręsta padidinti nuo 30 MW iki 3000 MW, t.y. 100 kartų. Atsinaujinančių

šaltinių energetikai vystyti 1997–2010 m. ES paskyrė 165 mlrd. eurų. Saulės

energiją naudoja ir šią programą intensyviai plėtoja ne tik pietinės

valstybės, bet ir Jungtinė Karalystė, Danija, Norvegija, Kanada, šiaurinės

JAV valstijos ir kt. Kai kurių valstybių saulės energijos ištekliai kur kas

mažesni nei Lietuvos. Pvz., Lietuvoje pilnutinė vidutinė metinė saulės

ekspozicija horizontalioje plokštumoje yra apie 1000 kWhm2, o Anglijoje –

700kWhm2.

Pasaulyje saulės energetiką vyriausybės ir įvairūs fondai remia dėl dviejų

pagrindinių priežasčių: saulės energetika yra ekologiška, ji leidžia

iškastinio kuro neturinčioms šalims likti ekonomiškai nepriklausomoms. Tai

ypač aktualu Lietuvai.

Lietuvoje yra paruoštos kelios programos. „Lietuvos nacionalinė saulės

programa” – tai „Pasaulio saulės programos 1996–2005” sudėtinė dalis.

Projektas „Saulė – Lietuva” – tai ES programos „Saulės miestai” sudėtinė

dalis. Vyriausybei bent truputį parėmus šias programas, pagrindinį

finansavimą būtų galima gauti iš ES ir kitų fondų.

Pasaulinė praktika rodo, kad viena iš pagrindinių priežasčių, trukdančių

plėtoti saulės energetiką, yra nepakankamas visuomenės žinių lygis. Tik

bendromis vartotojų, projektuotojų, architektų ir vyriausybės jėgomis

galima sėkmingai plėsti šią neišsemiamos energijos rūšies panaudojimo

sritį.

ĮDOMŪS FAKTAI APIE SAULĖS ENERGIJĄ

➢ 1987m saulės baterijos gaminama elektros energija varomas automobilis

Sunraycer pervažiavo per Australiją vidutinišku 66,9 km/h greičiu.

➢ 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.

➢ Pasaulyje jau yra degalinių, kurios naudoja saulės energiją.

LITERATŪRA:

1. http://www.rtn.lt/rtn/0302/energetikos.html

2. http://msi.lms.lt/rtdresult/mobil_l.html

3. http://saule.lms.lt/main/windl.html

4. Iliustruota vaikų enciklopedija, leid.margi raštai,

Vilnius 1998

5.

http://www.mip.lt/temp/w200401142130_energijos%20saltini

ai.doc

6. Katinas V., Tumosa A. Vėjo energijos panaudojimo

galimybės Lietuvoje, Vilnius, 1995. – 38 p.

7. Katinas V., Burneikis J. Vėjo energetikos

aplinkosaugos klausimai. Mokslo programa  “Saulės ir

kiti atsinaujinantys energijos šaltiniai žemės ūkyje”,

4 tomas. Vilnius – Kaunas, 1999.- 87 p.

8. Šateikis I. Vėjo energijos panaudojimas. Paskaitų

konspektas // LŽŪU, LŽŪII. – Raudondvaris –

Noreikiškės, 1996.- 28 p.

9. Wind Energy Conversion Systems, by L. Freris, Prentice

Hall International (UK), 1990. –381 p.

10. Gulbinas A. Vėjo energijos naudojimas // Vietinių

energijos išteklių naudojimas. – Kaunas, Technologija,

2001. – P. 155 – 172.

11. http://www.namas.lt/Archyvas/Kiti/2001.htm

12. http://www.rtn.lt/mi/0402/vejo.html

13. Paul G., Wind Energy Comes of Age (New York: J. Wiley

& Sons, 1995).

14. Van B., Wind Turbine Noise. Britanijos vėjo

energetikos asociacijos Vėjo energetikos konferencijos

medžiaga.

15. Bies, D.A. and Hansen, C.H. (1998). Engineering Noise

Control: Theory and Practice. E & FN SPON. ISBN 0-419-

20430-X.

16. Van K., G.A.M., (1997). 25 Years of Wind Turbine

Technology Development, Europos Vėjo energetikos

konferencijos (EWEC’97) medžiaga, Dublinas, Airija.

17.

http://www.delfi.lt/news/economy/business/article.php?id

=4327545

Join the Conversation

×
×