Atsinaujinanti energetika.Vejo energija

Turinys

Įvadas 2

Atsinaujinantys energijos šaltiniai 2

Vėjo energijos panaudojimo istorija Lietuvoje ir pasaulyje 3

Vėjas – energijos šaltinis 5

Vėjo energijos ištekliai Lietuvoje 9

Vėjo turbinų technologijų vystymosi tendencijos 10

Vėjo jėgainių tipai 14

Pagrindiniai modernios vėjo turbinos elementai 16

Vėjo energijos panaudojimo būdai 17

Pavienio naudojimo sistemos 17

Mišriosios sistemos 18

Vėjo – dyzelio sistema 18

Panaudojimo Holuelo ūkyje (Jungtinėje Karalystėje) pavyzdys. 19

Vėjo-saulės fotoelementų sistema 20

Į elektros tinklą įjungtų jėgainių darbas 20

Įjungimo sąlygos 21

Įjungimo kaina 21

Vėjo jėgainių tobulinimas 21

Vėjo jėgainių įtaka aplinkai 22

Triukšmas 23

Vizualinis poveikis 23

Saugumas ir poveikis gyvūnijai bei augalijai 24

Elektromagnetiniai trikdžiai 24

Energijos kaina ir aplinkos teršimas 24

Reljefo formos suardymas 25

Šešėlių mirgėjimas 25

Šviesos atspindėjimas 25

Vėjo energijos ekonominiai ir socialiniai aspektai 25

Skeptiškos nuomonės apie vėjo jėgaines 26

Išvados 28Įvadas

Šiais laikais, kai visame ppasaulyje elektros energijos poreikis vis didėja, o tradiciniai jos gavimo būdai vis labiau kenkia gamtai, labai svarbūs tampa alternatyvieji energijos šaltiniai, kurie niekada nesibaigia ir yra praktiškai nemokami: saulės energija, vėjo energija, bioenergija, geoterminė energija, upių energija ir t.t. Tereikia šiuos šaltinius “pažaboti”. Ji visuomet patraukli, nes neišskiria ar beveik neišskiria teršalų. Jos ištekliai, naudojami pasitelkus atsinaujinančios energijos technologijas, niekada neišseks.

Šiame referate bus plačiau nagrinėjama vėjo energija, jos naudojimo raida pasauliniu bei Lietuvos atžvilgiu. Bus įdomu sužinoti šio atsinaujinačio energijos ššaltinio privalumus, galbūt ir trūkumus. Pagrindinis tikslas – pateikti svarbiausias žinias apie vėjo jėgaines, jų techninius parametrus, supažindinti su jų parinkimo metodika įvairiems šalies regionams.Atsinaujinantys energijos šaltiniai

Šiuo metu žemėje suvartojamos energijos galia siekia apie 11 TW, o galios prieaugis sudaro 22% per metus. Išsivysčiusiose pasaulio šalyse energijos vienam žmogui suvartojama maždaug 10 kartų daugiau negu besivystančiose šalyse, kur gyvena daugiau kaip trys ketvirtadaliai visos žmonijos.

Energija yra žmonijos ekonominės plėtros pagrindas. Be energijos negalima pagerinti nei atskiro žmogaus, nei visuomenės gyvenimo. Intensyvus organinio kuro vartojimas ir neribota priklausomybė nuo išgaunamų iš žemės energijos išteklių (naftos, dujų ir anglių) šių dienų visuomenei kelia daug vis didėjančių sudėtingų ir sunkiai sprendžiamų uždavinių.

Viena didžiausių problemų yra ta, kad organinio kuro atsargos yra baigtinės ir nepaliaujamai senka. Esamų jų atsargų užteks vos keliems dešimtmečiams. Europos Sąjungoje vidinių energijos išteklių dabar užtenka patenkinti jau tik pusei jos poreikių. Negana to, jie taip pat pastebimai senka, o energijos suvartojama kaskart daugiau.

Tokia situacija sukuria ekonominę priklausomybę nuo energijos iišteklių tiekėjų – juos eksportuojančių šalių, ypač tokių kaip Rusija, eksportuojančios dujas, ir Viduriniųjų Rytų, eksportuojančių naftą. Ši priklausomybė sudaro ES pažeidžiamumą. Jeigu nebus imtasi kardinalių priemonių padėčiai pagerinti, per artimiausius 20-30 metų ES priklausomybė nuo išorinių energijos išteklių išaugs iki 70%, o priklausomybė nuo naftos produktų – iki 90%.

Geopolitiniai suvaržymai vis labiau ir labiau veikia energijos sektorių. Nuolat augančios naftos ir dujų kainos daro įtaką šalių ekonomikai, įmonėms, milijonams žmonių. Jei energijos rinka taps nekontroliuojama, neišvengiamai kils socialinių neramumų rrizika. Europos pažeidžiamumas dėl galimų tiekimo apribojimų ir energijos kainų kilimo ypač padidės, kilus tarptautinėms krizėms.

Antroji ne mažiau svarbi ne tik Europos Sąjungos, bet ir pasaulinė problema – vis didėjantis aplinkos teršimas deginant organinį kurą ir jo sąlygota globalinė klimato kaita. Dėl to kasmet dažnėja ir stiprėja gamtos stichijų siautėjimas, daugėja nuostolių ir sugriovimų. Dėl to kasmet dažnėja ir stiprėja gamtos stichijų siautėjimas, daugėja nuostolių ir sugriovimų. Prognozuojamas globalinis energijos vartojimo padidėjimas reiškia, kad proporcingai padidės ir CO2, NO2 dujų ir kitų kenksmingų atliekų emisija. Taigi atitinkamai didės ir globalinė klimato kaita.

Nuo dėl to kylančių socialinių ir politinių problemų sprendimo priklauso visuomenės tvaraus vystymosi galimybės. Jei dabartinis energijos vartojimo pobūdis ir intensyvumas išliks, tai pirmiausia šio vartojimo sąlygotas ir vis intensyvėjantis aplinkos degradavimo procesas gali įgauti negrįžtamą pobūdį, ir iškils reali grėsmė pačiai civilizacijai.

Siekiant sustabdyti globalinį atšilimą ir išvengti su tuo susijusių problemų, būtina apriboti ir mažinti CO2 emisijos lygį. Vadinasi, neišvengiamai teks mažiau deginti iškasamo kuro.

Šioms problemoms spręsti ir visuomenės tvariam vystymuisi užtikrinti nėra kitos alternatyvos kaip mažinti energijos vartojimą didinant jos vartojio efektyvumą, taip pat vis didesnę dalį iškasamo organinio kuro pakeisti alternatyviaisiais energijos šaltiniais. Tokie alternatyvūs energijos šaltiniai – tai pirmiausia atsinaujinančiosios energijos šaltiniai: saulės, vėjo, biomasės, vvandens, geoterminė energija. Jų ištekliai palyginti su pasauliniu energijos vartojimu, yra neišsenkami.Vėjo energijos panaudojimo istorija Lietuvoje ir pasaulyje

Vėjo malūnai yra ne tik technikos, bet ir architektūros paminklai. Malūnų būta įvairios paskirties, įvairiausių konstrukcijų, tipų, variantų. Naudodami vėjo energiją, veikė ne tik grūdų malimo, bet ir popieriaus malūnai, vėlyklos, lentpjūvės, kalvės, kruopinės, aliejaus spaudyklos, siurblinės, vėjinės žemsiurbės laivuose ir pan.

Kur ir kada pradėti statyti pirmieji vėjo malūnai, neaišku. Istorijos šaltiniai teigia, kad vėjo energija Vidurio Rytuose buvo naudojama jau daugiau kaip prieš 4000 metų.

Europoje pirmą kartą vėjo malūnas paminėtas 883 metais. Tačiau nieko negalima pasakyti apie jo tipą. Prancūzijoje jie pasirodo XII a., Anglijoje, Nyderlanduose, Vokietijoje, Čekijoje – XIII a. Livonijoje, Lenkijoje – XIV a., Lietuvoje – irgi XIV a., Rusijoje – XV a., Baltarusijoje – XVI a. Kaip malūnai atsirado ir paplito Europoje, yra kelios nuomonės. Vieni mano, kad jie į Europą patekę kryžiaus žygių, kiti – arabų nukariavimų metu. Matyt, nesuklysime tardami, kad tai pačios Europos pajūrio ir lygumų gyventojų kūrinys. Viduržiemio, Šiaurės, Baltijos jūrų pakrantėse buvo malūnų su sparnais, nuolat atgręžtais į vyraujantį vėją. Iš tokių malūnų ir išsirutuliojo malūnai, gręžiami į vėją visu liemeniu.

Lietuvoje pirmieji vėjo malūnai pradėti statyti XIV a. Baltijos pajūryje. XIX a. pradžioje vėjo mmalūnai plačiai paplito po visą Lietuvą. Daugiausia vėjo malūnų buvo pastatyta Vidurio Lietuvoje – Panevėžio, Šiaulių, Naumiesčio, Vilkaviškio apskrityse. XIX a. II pusėje Lietuvoje veikė apie 200 vėjo malūnų, o 1921 m. – jau apie 1000.

Lietuvą, kaip ir mūsų kaimynus, malūnai greičiausiai pasiekė per Baltiją – seną ir judrų prekybos kelią. Daugiausia vėjo malūnų buvo Klaipėdos, Panevėžio, Šiaulių, Naumiesčio, Vilkaviškio apskrityse. XIX a. antrosios pusės kartografiniais duomenimis, Lietuvoje buvo apie 200 vėjo malūnų.

1914 – 1921 metų kartografinės medžiagos duomenimis, Lietuvoje buvo apie 1000 vėjo malūnų. Prieš Pirmąjį pasaulinį karą vien tik Klaipėdos krašte buvo užregistruota per 400 vėjo malūnų.

Vieta malūnams statyti buvo parenkama labai apdairiai. Pirmiausia jie plito prie didelių upių, t.y. pagal senuosius tradicinius kelius (prie prekėms plukdyti tinkamų upių buvo draudžiama statyti užtvankas vandens malūnams). 1777 metais prieNemuno Sudargo – Vilkijos ruože, kurio plotis po 3 kilometrus į abi puses nuo upės, buvo 3 vėjo malūnai, o XX a. pradžioje tame pačiame ruože – 26.

Vėjo malūnų ir jėgainių konstrukcija labai paprasta. Sparnų sukamasis judesys mechanine pavara perduodamas į girnas arba kitus mechanizmus. Dažnai šalia girnų buvo įrengiama piklius, kruopinės, valcai, grūdų lukštenimo ir valymo mašinos, maišų keltuvai. Vėjo jėgainės sukdavo obliavimo, tekinimo stakles, lentpjūvės mechanizmus. Po

Antrojo pasaulinio karo dauguma vėjo malūnų ir jėgainių nustojo veikti, o likusiose vietoj vėjo energijos pradėta naudoti pigi elektros energija.

Pabrangus pirminiams energijos šaltiniams, visame pasaulyje, taip pat ir Lietuvoje vis labiau stengiamasi naudoti vėjo energiją.

1991 m. UAB “Vėjas” suprojektavo ir pastatė 60 kW galios vėjo jėgainę Prienų rajone, Vyšniūnų kolūkyje. Tačiau dėl techninių trūkumų ir lėšų stokos ši vėjo jėgainė nebuvo užbaigta.

Vėliau Kaune susikūrusi UAB “Jėgainė” sukonstravo ir pagamino 60 kW nominalios galios vėjo jėgainę. 1993 m. ji bbuvo pastatyta Kauno mieste ir išbandyta. Klaipėdos technikos universitete pagaminta 10 kW galios vėjo jėgainė tiekė šilumą šiltnamiui, tačiau per audrą buvo sugadinta ir iki šiolei neatstatyta. Keletą nedidelės galios vėjo jėgainių yra pasistatę pavieniai asmenys – vėjo energijos naudojimo entuziastai.

Pastaraisiais metais vėjo energija pradėjo domėtis ir Lietuvos mokslo įstaigos. Lietuvos žemės ūkio inžinerijos institute tiriamos vėjo jėgainių konstrukcijos, jų naudojimo galimybės žemės ūkyje. Jau keletą metų Lietuvos energetikos instituto mokslininkų grupė tyrinėja vėjo energijos panaudojimo Lietuvoje technines-ekonomines sąlygas. JJi išnagrinėjo įvairių užsienio šalių .patirtį, surinko Lietuvos meteorologijos stočių vėjo matavimų duomenis per visą pokario laikotarpį, apskaičiavo skirtinguose aukščiuose nuo žemės paviršiaus vėjo energijos išteklius įvairiuose šalies regionuose. Remiantis šiais skaičiavimais, nustatytos geriausios vietos vėjo jėgainių statybai, sudarytos metodikos vvėjo jėgainėms parinkti pagal vietovės gamtines sąlygas.Vėjas – energijos šaltinis

Vėjo energija gali būti suvokiama ir kaip saulės energijos forma, nes saulė – varomoji visų klimato reiškinių jėga. Vėjo energija tarnavo žmogaus reikmėms visus 2000 m. ir išliko viena perspektyviausių atsinaujinančios energijos šaltinių.

Vėjas – nuolat besikeičiantis energijos šaltinis. Jis labai priklauso nuo geografinės padėties, taip pat žemės dangos reljefo. Vėjo greičiai didėja kylant aukštyn virš žemės paviršiaus. Išgaunamas galingumas yra proporcingas vėjo greičio kubui, taigi greičiui padvigubėjus, galingumas padidėja aštuonis kartus. Todėl, vėjas, kurio vidutinis greitis 5 m/s, turi dvigubai didesnį galingumą už vėją, kurio vidutinis greitis 4 m/s.

Vėjo energetiniams objektams turi būti parinktos vietovės be didesnių medžių ir statinių, nes šios kliūtys sumažina vėjo greitį ir turbulizuoja jį.

Šiuolaikinės vėjo jjėgainės – atsparios ir ilgaamžės mašinos. Jos labai našiai paverčia vėjo energiją elektra. Norinčiam pasinaudoti vėjo energija pirmiausia iškils klausimas, ar jis galėtų įrengti vėjo jėgainę ten, kur gyvena. T.y., ar vėjo greičiai yra pakankami ekonominiam ir techniniam jėgainių panaudojimui. Ar pasirinkta vietovė ar net šalis pasižymi pakankamo pajėgumo vėjo ištekliais, galima įsitikinti iš vėjų atlaso.

Vakarų Europos vėjai yra stipriausi pakrančių ir aukštumų regionuose. Jie ypač stiprūs Junginėje Karalystėje. Jeigu numatytoje vietovėje vėjo ištekliai nepakankami, reikėtų ieškoti alternatyvios, tinkamesnės aatsinaujinančios energijos formos.

Vėjo energija gali būti naudojama gaminti elektrai, tačiau reikalauja plataus išdėstymo ant Žemės paviršiaus, jei norima pagaminti pakankamai energijos. Dabartiniu metu pasaulyje sparčiai tobulinamas vėjo energijos panaudojimas ir įsisavinimas. Iš visų šiuo metu esančių atsinaujinančių energijos šaltinių vėjo energetika turi didžiausius plėtojimosi tempus. Sparčiai tobulinama ne tik pramoninė vėjo energetika, kurioje naudojamos šimtų ir tūkstančių kilovatų galios jėgainės, bet ir buitinė, skirta sodyboms ar individualaus namo poreikiams tenkinti, kur dažniausiai naudojamos kelių kilovatų galios vėjo jėgainės. Tokį spartų tempą lemia palankios ekonominės sąlygos ir samprata, kad ekologiškai švari energija – ateities energija.

Bendras vėjo jėgainių galingumas 1999 metais buvo 13450 MW. Su šiuolaikinėmis technologijomis vėjo jėgainės galėtų pagaminti apie 20% elektros energijos reikalingos JAV (t.y. maždaug tiek pat, kiek pagamina atominės elektrinės), jei padengtume tokiomis jėgainėmis 1% teritorijos. Svarbu suprasti, kad 1% teritorijos reiškia, kad įranga joje užims tik 5% žemės, tiesiog vėjo jėgainės turi būti išdėstomos tam tikru atstumu viena nuo kitos.

• Nors vėjo turbinos ekologiškos, gamina pakankamai daug elektros, tačiau turi ir nemažai trūkumų: Ne visur jas naudoti apsimoka, nes ne visur vėjo intensyvumas yra vienodas.

• Naudojama daug judančių dalių, todėl jėgainės įrengiamos ten, kur jas patogu prižiūrėti.

• Dėl judančių dalių, jų tarnavimo laikas neilgas, o ppalaikymo sąnaudos gana didelės.

• Labai gadina peizažą ir užstoja Saulę.

• Jas labai apgadina audros.

• Jos kelia triukšmą.

Vis dėlto 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.

Vėjo jėgainių metinis galios prieaugis pasaulyje 2000 – 2004 m. sudarė 28% ir ši technologija yra antra sparčiausiai besivystanti technologija. Vėjo energetikos panaudojimas labiausiai paplitęs Ispanijoje ir Vokietijoje (šios šalys 2004 m. papildomai instaliavo 2000 MW vėjo elektrinių) bei mažesniu mastu Indijoje, JAV ir Italijoje. Kai kurios šalys, pvz. Rusija, Kinija, Pietų Afrika, Brazilija, Meksika ir kt., šiuo metu tik pradeda įsisavinti šią technologiją.

Vėjo energiją pastarąjį dešimtmetį pradėta vertinti kaip nacionalinį kiekvienos šalies turtą, lygiai taip pat kaip organinio kuro .(naftos, dujų) išteklius. Šie energijos resursai, skirtingai negu organinio kuro, yra neišsibaigiantys. Jų panaudojimas duoda didelę ekologinę, socialinę ir politinę naudą, o artimoje ateityje tieks ir neabejotiną ekonominę naudą.

Vėjo energijos technologijos pastarąjį dešimtmetį tapo labiausiai besivystančiomis technologijomis visame pasaulyje. 2005 m. vėjo elektrinių pasaulyje jau buvo įrengta 57837 MW. Didžioji jų dalis – 70,6% -, t.y. 40455 MW, įrengta Europoje, 16,8% – Šiaurės Amerikoje ir 12,6% – likusiame pasaulyje.

ES 22005 m. iš vėjo energijos buvo pagaminta 69,5 TWh elektros energijos, arba daugiau 21,7% negu 2004 m. Tai daugiau negu 2% viso elektros energijos generavimo ES.

Pagal vėjo elektrinių įrengtą suminę galią ES ryškiai dominuoja Vokietija ir Ispanija, tačiau pagal vėjo elektrinių lyginamąją galią, t.y. galią, tenkančią 1000 šalies gyventojų, pirmauja Danija, pralenkdama Vokietiją daugiau nei du kartus.

2005 m. Danijoje jau veikė per 5000 vėjo turbinų. Daugiau kaip 8% jų priklauso vėjo energijos kooperatyvams arba individualiems fermeriams. Per 100 tūkstančių Danijos šeimų yra vėjo turbinų arba kooperatyvų akcijų savininkai. Danijos energijos vartojimo krepšelyje vėjo energija sudaro 7%. Danijoje ir Švedijoje investuoti pinigus į vėjo energetiką naudingiau negu laikyti juos banke.

Vėjo elektrinių galia 2005 m. ir vėjo elektrinių pagaminta elektros energija 2005 m. ES valstybėse

Šalis Vėjo elektrinių galia 2005 m., MW Pagaminta elektros energijos 2005 m., TWh

Vokietija 18 427,5 27,326

Ispanija 10 027,9 20,23

Danija 3 128,0 6,579

Italija 1 717,4 2,731

D. Britanija 1 337,2 2,504

……

Slovakija 5,1 0,004

Lietuva 0,9 0,001

Kipras 0,0 0

Slovėnija 0,0 0

Malta 0,0 0

Iš viso ES 40 455,4 69,507

1997 m. Europos Komisijos Atsinaujinančių energijos šaltinių Baltojoje knygoje buvo numatyta, kad vėjo elektrinių įrengtas galingumas iki 2010 m. išaugtų iki 40 000 MW, o jų pagamintos elektros energijos kiekis pasiektų 80 TWh per metus. Toks vėjo elektrinių pagaintos elektros energijos kiekis leistų sumažinti kasmet CO2 dujų energijos sektoriuje 72 mln. tonų.

Intensyvus vėjo energijos rinkos augimas ir

technologijų pažanga leidžia teigti, kad šie uždaviniai yra visiškai pagrįsti ir pasiekiami.

2010 m. planuojamos vėjo pramonės charakteristikos apibūdinamos tokiais skaičiais:

• Įrengta galia – 70 000 MW, iš jų 10 000 MW atviroje jūroje;

• Metinis pagamintos elektros energijos kiekis – 167 TWh, t.y., 50% visos elektros energijos, numatytos pagaminti iš atsinaujinančių energijos šaltinių ir 5,5% bendro elektros energijos gaminamo kiekiol šis kiekis ekvivalentiškas 34,27 milijono Europos šeimų, arba 85,7 milijonų žmonių, metiniams poreikiams;

• Suminės investicijos į vėjo pramonę – 49 mlrd. EUR.

Nauda, kurią suteikia vvėjo energijos galingumų išvystymas, yra visapusė:

ekonominė, ekologinė, socialinė ir politinė. Numatytas vėjo energijos pramonės išvystymas leis per dešimtmetį:

• Išvengti 13,2 mlrd. EUR išlaidų organiniam kurui pirkti;

• Sutaupyti 9,4 – 24 mlrd. EUR išorinių išlaidų;

• Sumažinti CO2 emisiją 523 Mt, t.y. EB įvykdyti 30% Kioto protokolo įsipareigojimų;

• Padidinti naujų sukurtų darbo vietų skaičių iki 3 400 000.

Europos šalys, naujai prisijungusios prie ES, vėjo pramonės vystymu taip pat

nebus paliktos nuošalyje. 2003 m. pavasarį į Europos Tarybos susitikimą pakviesti šalių kandidačių vadovai buvo paraginti prisidėti pprie ES tikslų įgyvendinimo paspartinimo, suintensyvinti pastangas didinant eletros energijos gamybą iš atsinaujinančių energijos šaltinių, nustatyti savo nacionalinius tikslus šioje srityje kiekvienai šaliai atskirai.

Vėjo greičių Boforto skalė

Kate-gorija Greitis, m/s Charakteristika Veikimo efektas Tinkamumas VE

0 0,0-0,4 štilis dūmai kyla vertikaliai neveikia

1 0,4-1,8 tylus vėjarodis dar nerodo, bet dūmai kyla įstrižai neveikia

2 1,8-3,6 lengvas šlama medžių lapai blogos

3 3,6-5,8 silpnas medžių llapai .svyruoja patenkinamos kai kuriems tipams

4 5,8-8,5 vidutinis svyruoja plonos medžių šakos geros

5 8,5-11,0 gaivus pradeda siūbuoti lapuočiai medžiai labai geros

6 11,0-14 smarkus įsisiūbuoja didelės medžių šakos priimtinos mažoms VE

7 14-17 stiprus siūbuoja visi medžiai ribinės leistinos

8 17-21 labai stiprus lūžta medžių šakos neleistinos

9 21-25 štormas nedideli sugriovimai neleistinos

10 25-29 stirprus štormas ryškūs sugriovimai neleistinos

11 29-34 labai stiprus štormas platūs sugriovimai neleistinos

12 >34 uraganas naikinantys sugriovimai neleistinosVėjo energijos ištekliai Lietuvoje

Vėjo greitis – svarbiausias jo parametras vėjo energijos panaudojimo požiūriu. Tuo tikslu sudaromi atskirų valstybių ir kontinentų vėjo atlasai.

Lietuvos vėjo atlasą pagal UNDP/GEF Regioninę Baltijos vėjo energijos programą sudarė Danijos Riso Nacionalinė laboratorija 2003 m.

Atlase daugiamečiai vidutiniai vėjų greičiai parodyti standartiniame aukštyje (50 m) standartinio šiurkštumo (2-os klasės) paviršiuje. Atskiriems šalies regionams pateikti daugiamečiai vidutiniai vėjo greičiai 10 ir 50 m aukščiuose.

Lietuvos regionų daugiametis vėjo greitis (m/s) 10 ir 50 m aukštyje

Regionas Aukštis, m

10 50

Biržai 3,57 4,81

Telšiai 3,12 4,21

Šiauliai 2,87 3,87

Panevėžys 3,34 4,50

Klaipėda 4,55 6,14

Vėžaičiai 3,42 4,61

Laukuva 3,62 4,89

Utena 2,64 3,57

Raseiniai 3,96 5,34

Šilutė 3,84 5,18

Ukmergė 3,78 5,10

Kaunas 3,98 5,31

Kybartai 3,30 4,45

Vilnius 3,45 4,66

Varėna 2,52 3,40

Lazdijai 3,38 4,57Vėjo turbinų technologijų vystymosi tendencijos

Šiuolaikinės vėjo jėgainės labai skiriasi nuo ankstesniųjų vėjo malūnų. Jų mechaninis sparnų ssukamasis judesys per greičių dėžę perduodamas generatoriui, kuris gamina elektros energiją. Ši energija naudojama elektros varikliams sukti, šildymui, apšvietimui arba atiduodama į bendrą elektros energetinę sistemą. Šiuolaikinių vėjo jėgainių, kurių sparnų mechaninis sukamasis judesys būtų tiesiogiai taikomas darbinėms mašinoms (vandens siurbliams, šilumos keitikliams ir kitiems buities įrengimams) sukti, Europoje statoma labai mažai.

Vėjo jėgainės pagal vėjaračio ašies orientaciją erdvėje skirstomos į du tipus: horizontalios ir vertikalios ašies. Manoma, kad pirmosios vėjo jėgainės pasirodė XVIII a. pr.m.e. Persijoje ir Kinijoje. Jos bbuvo vertikalios ašies, labai paprastos konstrukcijos, dažniausiai skirtos tiekti vandenį laukams drėkinti. Absoliuti dauguma šiuolaikinių vėjo jėgainių yra horizontalios ašies (1 pav.). Jos pradėtos statyti IV-III a. pr.m.e. Aleksandrijoje, vėliau paplito po visą pasaulį, taip pat ir po Lietuvą.

Horizontalios ašies vėjo jėgainės greitaeigiškesnės, mažesnio svorio, vieno instaliuoto kilovato kaina paprastai yra mažesnė negu vertikalios ašies jėgainių.

Pagrindinės horizontalios ašies vėjo jėgainių dalys (2 pav.) yra vėjaratis, greičių dėžė, generatorius, gaubtas, bokštas. Vėjaratis gali turėti įvairų skaičių sparnų ir suktis kintamu arba pastoviu greičiu. Plačiausiai paplitusios dviejų trijų sparnų horizontalios ašies vėjo jėgainės.

Vertikalios ašies nedidelės vėjo jėgainės, nors ir paprastos konstrukcijos, turi gana daug trūkumų. Jos lėtaeigės, didelių gabaritų, vėjo energijos kiekis, pratekantis per besisukančių sparnų užimamą plotą, vėjaračio mažai panaudojamas (neviršija 18 proc.). Pagrindinis jų privalumas, kad nereikalinga orientacijos sistema pagal vėjo kryptį, o svarbūs jėgainės elementai – greičių dėžė, generatorius gali būti sumontuoti ant jėgainės pamato. Prancūzų išradėjas D.Darrieus 1920 m. užpatentavo naujos konstrukcijos vertikalios ašies vėjo jėgainę. Vėjo energijos kiekis, pratekantis per plotą, užimamą erdvėje besisukančių sparnų, tokios jėgainės vėjaračio panaudojamas daugiau kaip 30 proc. Todėl pastaraisiais metais pradėta domėtis ir šiomis jėgainėmis.

Vėjo jėgainės, kurių vėjaratis sukasi kintamu greičiu, gali geriau panaudoti vėjo energiją, tačiau jjų įjungimo į elektros sistemą schema yra sudėtinga. Galima naudoti nuolatinės srovės generatorių ir invertorių, kuris pavers nuolatinę srovę pastovaus dažnio srove. Tačiau dėl didelių generatorių gabaritų ir kitų trūkumų tokia schema didelės galios vėjo jėgainėse praktiškai netaikoma. Dažniausiai naudojami sinchroniniai elektros srovės generatoriai pagal schemą: nepastovaus dažnio srovė – nuolatinė srovė – pastovaus dažnio srovė arba mechaniniai, elektroninės aparatūros valdomi įrenginiai, kuriais gaunamas pastovus generatoriaus sukimosi greitis ir pastovus kintamos srovės dažnis.

Tam tikslui keičiamas vėjaračio sparnų pasisukimo kampas – padidėjus vėjo greičiui vėjaratis stabdomas, o sumažėjus – greitinamas. Įvairūs mechaniniai ir aerodinaminiai stabdymo įrenginiai laiduoja pastovų vėjo jėgainės rotoriaus sukimąsi.

Serijiniu būdu gaminamų vėjo jėgainių galia išaugo iki 1000 kW. Šiuo metu jau išbandomos vėjo jėgainės, kurių galia siekia 3000 kW.

Iki 1999 m. Europos Bendrijos šalyse iš viso buvo instaliuota didesnė kaip 4500 MW vėjo energijos galia, kuri naudojama elektros energijos gamybai bei buitinėms reikmėms.

Didžiausia 1997 m. vėjo energijos instaliuota galia buvo Vokietijoje – 2002 MW, po jos eina Danija – 1135 MW, Ispanija – 449 MW, Olandija – 349 MW, Anglija – 333 MW ir kitos. Numatoma, kad 2001 metais Vokietijoje instaliuota vėjo jėgainių galia pasieks 3202 MW, Danijoje – 1685 MW, Ispanijoje – 1449 MW, AAnglijoje – 783 MW, Indijoje – 2670 MW, JAV – 2546 MW ir t.t.

Lietuvos energetikos instituto ir meteorologinių stočių vėjo greičio matavimo rezultatai rodo, kad tinkamiausias didelės galios (keleto šimtų kW) šiuo.laikinių vėjo jėgainių statybai yra 5-10 km pločio Lietuvos pajūrio ruožas, kuriame vidutinis vėjo greitis jau dešimties metrų aukštyje nuo žemės paviršiaus yra 5-6 m/s (didėjant aukščiui vėjo greitis didėja). Deja, kitoje Lietuvos teritorijoje vidutinis vėjo greitis daug mažesnis – 3 – 4,5 m/s, todėl čia tikslinga statyti tik nedidelės galios (keleto dešimčių kW) vėjo jėgaines, kurių indėlis į elektros energijos gamybą Lietuvoje būtų nedidelis.

Esant dabartiniam technikos lygiui, tik dalis Lietuvos teritorijos (pajūris, Kuršių marios) gali būti panaudota vėjo energijai gauti. Čia didelės galios vėjo jėgainių pagamintos energijos savikaina gali būti artima šiluminių jėgainių energijos savikainai. Vidutiniškai vėjo jėgainės elektros gamybos kaina pajūrio regione svyruoja nuo 13 iki 20 ct/kWh. Kadangi likusioje teritorijoje dėl mažo vėjo greičio galima statyti tik nedidelės galios vėjo jėgaines, jos santykinai yra labai brangios (pvz., 10 kW galios jėgainėje 1 instaliuoto kW kaina dažnai viršija 10 000 Lt, o 600 kW galios jėgainėje – 4000-5000 Lt). Labai išauga ir mažos galios vėjo jėgainių pagamintos energijos savikaina, tad investicijos į jų statybą vargu

ar atsipirktų.

Vėjo jėgainės gali dirbti autonominiu režimu arba įjungiamos į bendrą regiono arba valstybės elektros tiekimo sistemą. Apie 90 proc. visų pasaulyje veikiančių vėjo jėgainių yra įjungtos į šias sistemas.

Parenkant statybos aikštelę, būtina įvertinti regiono elektros tiekimo tinklų struktūrą, nes įjungti vėjo jėgaines į bendrą šalies elektros tiekimo sistemą labai brangu.

Įvairiose šalyse vis daugiau vėjo jėgainių statoma jūros pakrantėje (3 pav.) arba jūroje. Neužimami brangūs pajūrio žemės plotai, o vėjo greitis virš vandens yra didesnis ir mažiau pulsuojantis nnegu sausumoje. Dėl to galima statyti žemesnes vėjo jėgaines, pailgėja ir jų tarnavimo laikas.

Beveik visas Lietuvos pajūris yra poilsio zona, Kuršių neriją kerta paukščių migracijos keliai, tad artimiausiais dešimtmečiais didelės galios vėjų jėgainių bus įmanoma pastatyti tik kelias dešimtis, o ateityje – maždaug 150, kurios per metus galėtų pagaminti apie 0,15 TWh elektros energijos.

Šiuo metu netoli Būtingės naftos terminalo, 1 km nuo jūros kranto ir už kelių šimtų metrų nuo galingos elektros pastotės yra parinkta aikštelė šešių 600 kW galios vvėjo jėgainių statybai. Kelios užsienio firmos parengė jėgainių preliminarius projektus, derinami finansavimo klausimai. Tikėtina, kad iki 2001 m. Lietuvoje bus pastatytos pirmosios pramoninę reikšmę turinčios vėjo jėgainės, kurios per metus turėtų pagaminti daugiau kaip 6 GWh elektros energijos. Per kitus 110 metų, t.y. iki 2010 metų, gali būti pastatyta dar 30 vėjo jėgainių. Vėjo jėgainių statybą riboja ne tik palyginti maža elektros energijos kaina Lietuvoje, bet ir laisvų žemės plotų trūkumas, ir elektros tinklų galia pajūrio zonoje. Didėjant elektros energijos kainai, atsiras vis daugiau firmų, norinčių statyti vėjo jėgaines, todėl nuo 2010 iki 2020 m. vėjo jėgainių gali padvigubėti.

Pajūryje geriausiai tiktų šiuolaikinės 600-1000 kW galios vėjo jėgainės, pagamintos didelę patirtį turinčiose užsienio firmose: “Vestas V44”, “Markham VS45”, “Tacke TW600E”, “Micon M1800-600/150” ir kt.

Firmos parduoda visiškai sukomplektuotas jėgaines, kurios atvežamos dalimis į statybos vietą ir sumontuojamos ant tvirto pamato. Pvz., “Markham VS45” 600 kW galios jėgainė kainuoja 2,46 mln. Lt, pamatas – 224 tūkst. Lt, įjungimas į elektros tinklus, priklausomai nnuo nuotolio iki pastotės, – 90-300 tūkst. Lt. Vėjo jėgainės, kurios galia 600 kW, orientacinė kaina kartu su apsaugos ir aptarnavimo išlaidomis yra 2,797 mln. Lt. Per 20 metų tokia jėgainė, esant vidutiniam vėjo greičiui 5,5 m/s, gali pagaminti 20,3 mln. kWh elektros energijos. Taigi 1 kWh kainuos 0,138 Lt. Kadangi vėjo greitis nėra pastovus dydis, o nuo jo priklauso jėgainėje pagaminamos energijos kiekis, tai skirtingais metais energijos savikaina gali būti didesnė arba mažesnė.

Dauguma vėjo jėgainių komponen.tų (vėjaratis, bokštas, jėgainės ggondola, pamatas, o bendradarbiaujant su užsienio partneriais ir elektroninė valdymo įranga) gali būti sėkmingai gaminami Lietuvoje. Tačiau gamybos pradžiai reikalingos didžiulės investicijos ir kelios dešimtys aukštos

Būtina įvertinti ir atskirų fermerių, žemės ūkio bendrovių, daržovių augintojų ir kt. iniciatyvą. kvalifikacijos darbuotojų.

Šiuo metu šalyje yra pastatytos kelios savos gamybos vėjo jėgainės, tačiau susiduriama su techninių žinių stoka parenkant statybos aikštelių vietą ir techninius vėjo jėgainių parametrus. Šalyje būtina įsteigti pavyzdinį vėjo jėgainių parką, kur veiktų pavyzdinės jėgainės ir būtų atliekami jų tyrimai bei įvertinimai.

Viena iš pagrindinių priežasčių, dėl kurių vėjo elektrinių statyba sparčiai žengia į jūrą, stoka jų statybai tinkamų vietų sausumoje. Tai ypač ryšku tankiai apgyvendintose šalyse pvz.: Vokietijoje, Danijoje, Nyderlanduose.

Jūra vėjo elektrinių statybai turi savų privalumų:

• daugiau erdvės;

• didesnis vidutinis vėjo greitis – daugiau

generuotos elektros energijos;

• mažesnis vėjo turbulentiškumas – mažesnis įrenginių susidėvėjimas – mažesnis remonto poreikis;

• nėra gyvenviečių – nėra problemų dėl vizualinių ir triukšmo trukdžių. Tačiau greta privalumų jūra iškelia ir papildomų sunkumų;

• pamatas jūros dugne turi būti didesnis, taigi ir brangesnis;

• brangesnis sujungimas su elektros tinklu;

• sunkesnis aptarnavimas, o blogomis oro sąlygomis – ir labai sunkus;

• statyboms reikia papildomų plaukiojančiųjų priemonių, nepalankus oras riboja statybos darbus;

• didesni medžiagų atsparumo korozija reikalavimai, t.y. druskos poveikiui tiek vandenyje, tiek ore.

Vėjo turbinas statant atviroje jūroje, keblesnis ppamato įrengimas. Naudojami

įvairių konstrukcijų pamatai. Paprasčiausios konstrukcijos – vadinamieji gravitaciniai pamatai, kurie dedami tiesiog ant atitinkamai paruošto jūros dugno. Toks pamatas užtikrina vėjo turbinos stabilumą savo svorio jėga. Labiausiai paplitusios krante gaminamos plienu armuotos gelžbetoninės vieno poliaus ir trikojo pamato konstrukcijos.

Patyrimas rodo, kad jūros gylis montuojant baržomis pervežamas plienu armuotas pamatų konstrukcijas gali peržengti 8-10 m ribą. Nauji statybos metodai leidžia statyti vėjo turbinas jūroje iki 15 m gylio, ir statybos darbai daug nepabrangsta.Vėjo jėgainių tipai

Vėjo jėgainės pagal vėjaračio ašies orientaciją erdvėje skirstomos į du tipus: horizontalios ir vertikalios ašies.

Pagrindinės horizontalios ašies vėjo jėgainių dalys yra vėjaratis, greičių dėžė, generatorius, gaubtas, bokštas. Vėjaratis gali turėti įvairų skaičių sparnų ir suktis kintamu arba pastoviu greičiu. Plačiausiai paplitusios dviejų trijų sparnų horizontalios ašies vėjo jėgainės.

Vertikalios ašies nedidelės vėjo jėgainės, nors ir paprastos konstrukcijos turi gana daug trūkumų. Jos lėtaeigės didelių gabaritų, vėjo energijos kiekis pratekantis per besisukančių sparnų užimamą plotą, vėjaračio mažai panaudojamas (neviršija 18 proc.). Pagrindinis jų privalumas, kad nereikalinga orientacijos sistema pagal vėjo kryptį, o svarbūs jėgainės elementai – greičių dėžė, generatorius gali būti sumontuoti ant jėgainės pamato. Prancūzų išradėjas D. Dameus 1920 m. užpatentavo naujos konstrukcijos vertikalios ašies vėjo jėgainę. Vėjo energijos kiekis, pratekantis per plotą, užimamą eerdvėje besisukančių sparnų, tokios jėgainės vėjaračio panaudojamas daugiau kaip 30 proc. Todėl pastaraisiais metais pradėta domėtis ir šiomis jėgainėmis.

Vėjo jėgainės, kurių vėjaratis sukasi kintamu greičiu, gali geriau panaudoti vėjo energiją, tačiau jų įjungimo į elektros sistemą schema yra sudėtinga. Galima naudoti nuolatinės srovės generatorių ir inventorių, kuris pavers nuolatinę srovę pastovaus dažnio srove. Tačiau dėl didelių generatorių gabaritų ir kitų trūkumų tokia schema didelės galios vėjo jėgainėse praktiškai netaikoma. Dažniausiai naudojami sinchroniniai elektros srovės generatoriai pagal schemą: nepastovaus dažnio srovė – nuolatinė srovė – pastovaus dažnio srovė arba mechaniniai, elektroninės aparatūros valdomi įrenginiai, kuriais gaunamas pastovus generatoriaus sukimosi greitis ir pastovus kintamos srovės dažnis.

Tam tikslui keičiamas vėjaračio sparnų pasisukimo kampas – padidėjus vėjo greičiui vėjaratis stabdomas, o sumažėjus – greitinamas. Įvairūs mechaniniai ir aerodinaminiai stabdymo įrenginiai laiduoja pastovų vėjo jėgainės rotoriaus sukimąsi.

Serijiniu būdu gaminamų vėjo jėgainių galia išaugo iki 1000 kW. Šiuo metu jau išbandomos vėjo jėgainės, kurių galia siekia 3000 kW.

Iki 1999 m. Europos Bendrijos šalyse iš viso buvo instaliuota didesnė kaip 4500 MW vėjo energijos galia, kuri naudojama elektros energijos gamybai bei buitinėms reikmėms.

Didžiausia 1997 m. vėjo energijos instaliuota galia buvo Vokietijoje – 2002 MW, po jos eina Danija – 1135 MW, Ispanija – 449 MW, Olandija –

349 MW, Anglija – 333 MW ir kitos. Numatoma, kad 2001 metais Vokietijoje instaliuota vėjo jėgainių galia pasieks 3202 MW, Danijoje – 1685 MW, Ispanijoje – 1449 MW, Anglijoje – 783 MW, Indijoje -2670 MW, JAV – 2546 MW ir t.t.

Nora pastaraisiais metais rinkoje buvo platus vėjo turbinų dydžių pasirinkimas, pagrindinių technologijų sprendimų įvairovė jau nebuvo didelė. Visus technologinius sprendimus galima suskirstyti į grupes pagal tris svarbiausius požymius: turbinos galios reguliavimo būdą (Pitch, Stall, Activ Stall), pagal greitį (pastoviojo greičio, ddviejų pastoviųjų greičių ir kintamojo greičio) ir pagal mechaninės pavaros naudojimą (su pavara ir be pavaros).

Vėjo turbinų paplitimas pagal jų tipus 2003 m. rinkoje

Rotoriaus skersmuo 25-45 m 45,1-64 m 64,1-80 m >80 m

Be pavaros 2 1 1 0

Su pavara 6 23 15 10

Pitch 4 10 14 8

Stall 4 12 0 0

Activ Stall 0 2 2 2

1 fiksuotas greitis 1 1 0 0

2 fiksuoti greičiai 4 15 2 2

Kintamasis greitis 3 8 14 8Pagrindiniai modernios vėjo turbinos elementai

Modernios didelės galios vėjo turbinos apibūdinamos trimis specifiniais vėjo greičio taškais:

• Minimalus greitis, kurį vėjui pasiekus, turbina pradeda suktis;

• ,,stop“ greitis – maksimalus greitis, kurį pasiekus, turbina stabdoma, kad būtų apsaugota nuo galimo suirimo; šis greitis lygus 25 m/s, tačiau regionuose, kur vvidutinis vėjo greitis nedidelis – 20 m/s;

• Atsparumo sugriovimui greitis, sugriovimo greitis laikomas mažesnis – 37 m/s.

Pagrindiniai labiausiai paplitusio rinkoje vėjo turbinos tipo elementai: rotorius, kabina, bokštas, pamatas.

Vėjo turbinos rotorius. Vėjo turbinos rotorius susideda iš menčių ir rotoriaus stebulės. Rotoriaus mentėmis kkeliami dideli reikalavimai:

• Maksimalus rotoriaus skersmuo ir jo ašies aukštis bei aerodinaminis efektyvumas, kad paimtų iš vėjo kuo daugiau energijos;

• Mažas svoris;

• Nesudėtinga gamybos technologija;

• Pakankamas atsparumas mechaninėms apkrovoms ir klimatiniams poveikiams;

• Ilgaamžiškumas.

Visose moderniose vėjo turbinose naudojamos aerodinaminio profilio mentės. Vėlesniais metais mentės profilis buvo tobulinamas, siekiant didesnio aerodinaminio efektyvumo. Dabar mentės gaminamos pagal Antrojo pasaulinio karo metu sukauptą karo lėktuvų sparno savybių patyrimą: jos gaminamos tuščiavidurės, iš stiklo pluošto, sutvirtinto poliesteriu ar epoksidine derva. Dar įvairesnių mechaninių savybių galima pasiekti naudojant anglies pluoštą ir aramidą, tačiau iš šių medžiagų gaminti dideles turbinas yra neekonomiška. Ankstesnėse konstrukcijose naudotos medžio – pluošto – epoksido kompozicijos, bet šis būdas neišplito.

Kabina. Svarbiausieji įrenginiai, montuojami kabinoje, yra šie:

• Pagrindinis velenas,

• Mechaninė pavara (multiplikatorius),

• Diskinis stabdys,

• Generatorius,

• Keitiklis, galios tranformatorius,

• Komutacinis aparatas,

• Valdymo spinta,

• Turbinos krypties valdymo sistema.

Bokštas. DDidelėse vėjo turbinose bokštui įrengti naudojamas plieninis į viršų siaurėjantis vamzdinis. Tačiau mažos galios vėjo turbinoms tinka ir kitokių konstrukcijų bokštai.

Bokšto pamatas. Vėjo turbinos rotorių veikia didžiulės vėjo spaudimo jėgos. Pats turbinos bokštas turi atlaikyti vėjo spaudimą esant 50 m/s vėjo greičiui. Pamatas turi atlaikyti dar ir keleto šimtų tonų turbinos bokšto svorį. Todėl pamato atsparumui keliami dideli reikalavimai. Bokštas prie pamato tvirtinamas varžtais. Pats pamatas daromas iš plienu armuoto betono.

Vėjo jėgainių principinė schemaVėjo energijos panaudojimo būdai

Vėjo jėgainės gali būti įįjungiamos i bendrą elektros tinklą, tada jų tiekiama energija paskirstoma vietiniame vartotojų tinkle, arba dirbti pavieniui, kai gaminama elektra naudojama netoli generavimo vietos.Pavienio naudojimo sistemos

Pavienio naudojimo vėjo jėgainė yra tokia jėgainė, kuri dirba nepriklausomai nuo išorinio elektros tinklo. Tačiau tokios sistemos gali dirbti kartu su kitais elektros generatoriais, kaip sudėtinės integruotos sistemos dalys. Paprastai tokios sistemos aprūpina energija gyvenamuosius/ūkinius pastatus ar smulkias įmones, generuoja pastovią srovę, tinkamą baterijoms pakrauti. Sistemoje gali būti konverteris, kuris paverčia baterijų tiekiamą srovę į 240 V kintamą srovę. Didesnių bendruomenių sistemos, aptarnaujančios daugelį namų, paprastai generuoja kintamą srovę vietiniam tinklui. Tokios sistemos ypač apsimoka vietovėse, toli nutolusiose nuo elektros tinklų.Mišriosios sistemos

Mišrioji sistema yra kai vėjo jėgainė, gamina energiją kartu su kito tipo generatoriumi, pvz.. dyzeliniu generatoriumi, ar kartu su kitu atsinaujinančios energijos šaltiniu. Antrasis elektros generatorius dirba papildydamas vėjo generuojamą galią ir garantuoja, kad elektra bus tiekiama nenutrūkstamai bei techninio vėjo jėgainės aptarnavimo metu.Vėjo – dyzelio sistema

Vėjo – dyzelio sistema yra sudaryta iš vėjo jėgainės, atitinkamu būdu sujungtos bendram darbui su dyzeliniu generatoriumi. Sistemos sudėtinių dalių galios priklauso nuo panaudojimo tikslų bei vėjo išteklių. Šios sistemos paprastai vartojamos labiau nutolusiose nuo elektros tinklų bendruomenėse.. Tolimesnėse vietovėse elektros generavimas gali būti perdaug brangus dėl dyzelinio kuro ttransporto išlaidų. Vėjo jėgainių tipiški galios dydžiai būna 10 – 20 kW. Vėjo jėgainė išnaudojama pilnai, kiek tik leidžia fizinės sąlygos, minimizuojant dyzelinio generatoriaus naudojimą, tai leidžia sutaupyti daug lėšų mažinant kuro ir techninio aptarnavimo išlaidas. Dažnai tokių sistemų elektros apkrova sudaro akumuliatorių baterijų komplektai su šildymo ar šaldymo įrenginiais.

Kai vėjo nėra, sumažėjus baterijų krūviui iki nustatyto lygio, automatiškai įsijungia dyzelinis generatorius.

Vėjo – dyzelio sistema, pagaminta geros reputacijos gamintojo, tinkamai sumontuota ir techniškai aptarnaujama, yra ekonomiškai efektyvi, jeigu tik jėgainės stovėjimo vietoje pakanka vėjo išteklių.Panaudojimo Holuelo ūkyje (Jungtinėje Karalystėje) pavyzdys.

Holuelo ūkis yra Anglijoje, Devono grafystėje, Widdicombe-in-the-Moor, 1,5 km atstumu nuo elektros linijų. Anksčiau elektra buvo tiekiama trims namų būstams ir ūkio technikai trimis senomis dyzelinių generatorių sistemomis. Jos buvo senos, triukšmingos, o jų techninė priežiūra – sunki. Kadangi vietovė buvo gana vėjuota, ūkininkas nutarė jas pakeisti nedidele vėjo jėgaine.

Paraiška jai projektuoti buvo pateikta National Park planavimo įstaigai 1991 m. sausi. Ją parengė firma Farm Power Ltd., kuri projektavo ir statė šią vėjo energetikos sistemą . Į paraišką yra įtraukti ir dviejų vėjo jėgainių techniniai duomenys. Paraiška buvo patenkinta 1991 m. gruodžio mėnesį su sąlyga, kad jėgainių spalva bus pasirinkta suderinus su vietiniu planavimo pareigūnu. Vengiant nepageidaujamo poveikio kraštovaizdžiui, apie jėgaines pprisodino jas uždengiančių medelių. Jėgainės buvo išdėstytos taip, kaip numatyta sutartyje. Pirmąją jėgainę pradėjo montuoti 1992 m. sausį ir užbaigė 1992 m. vasarį. Antrosios jėgainės statymas (leidimas išduotas) priklauso ūkininko nuožiūrai.

Minėta dyzelinė sistema buvo pakeista 20 kW vėjo jėgaine su 8,8 m skersmens rotoriumi, sumontuotu ant bokšto 24,4 m aukštyje. Elektra generuojama, kai vėjo greičiai yra 2,5 – 12 m/s. Kad būtų išvengta gedimų dėl vėjo gūsių, kai vėjo greitis didesnis kaip 25 m/s, sistema stabdoma rankiniu būdu. Trijų fazių asinchroninis generatorius sukamąją energiją paverčia elektra. Jis krauna akumuliatorių bateriją, kurios talpa 120 kVh, ir per konverterį tiekia elektrą namams. Firmos Farm Power Ltd., tiekiama valdymo sistema ,;Powerminder:: šiuo atveju valdo baterijos įkrovą, dyzelio įjungimą bei elektros tiekimą į pastatus bet kuriuo laiku. Ji taip pat įjungia dyzelinį generatorių pilnai baterijoms pakrauti, jeigu šios išsikrauna iki 20% talpos, esant mažai vėjuotoms dienoms, arba kai padidėja elektros poreikis.

Šio projekto įgyvendinimo išlaidos – apie 100 000 £ (154 000 eurų. esant konversijos santykiui 1,.54). Šios išlaidos susideda iš pirkinių, darbų išlaidų ir kt.:

— jėgainės.

— dyzelinio generatoriaus,

— akumuliatorių baterijų,

— valdymo sistemos,

— požeminių kabelių prie ūkinių pastatų įrengimo.

— sistemos konstravimo,

— planavimo paraiškos parengimo.

Projekto finansavimo šaltiniai – savininko lėšos bei penkiolikos tūkstančių svarų garantas.

ETSU apie

šį atvejį parengė informacinį lapelį, siūlantį susipažinti su projekto įgyvendinimo patirtimi. Lapelyje konstatuojama, kad nors apsieita be didelių problemų, jėgainė buvo apgadinta dviejų netiesioginių žaibo iškrovų. Taisymo išlaidaidas padengė tiekėjas, atlikdamas garantinio remonto paslaugą. Įžeminimo problemos, kurios susidarė dėl suirusio granito dirvožemyje po jėgaine, buvo išspręstos paklojus 200 m ilgio vario juostelę į 10 įžeminimo sluoksnių. Tokia konstrukcija nukreipė būsimuosius žaibo smūgius į kitą vietą. Ankstesnės jėgainės mentės buvo pakeistos kitomis, laminuoto medžio mentėmis, padengtomis epoksidine derva. Ši dalinė rekonstrukcija aatlikta dėl menčių trūkinėjimo, kurį sukėlė vėjo turbulentiškumas, būdingas šiai vietovei. Jėgainė yra kalvos, dalinai apaugusios medžiais, pašlaitėje.

Šio projekto nauda keleriopa:

– patogus ir patikimas elektros tiekimas ūkio būstams;

– eksploatacijos išlaidos sumažėjo 90%, palyginti su vien dyzeline sistema;

– sumažintas išskiriamų į atmosferą „šiltnnamio“ dujų kiekis.

Pažymėtina ir tai, kad jėgainė nekelia jokių nepatogumų ar trukdžių vietiniams gyventojams ir gyvūnams.Vėjo-saulės fotoelementų sistema

Energija gali būti gaunama konvertuojant šviesos energiją į elektros energiją, fotoelementais. Nors praktikoje naudojamos fotoelementų panelės vis dar brangios, tačiau jas ggalima naudoti papildant vėjo energiją. Apskritai, vėjo energijos potencialas yra didžiausias žiemą, o fotoelementų panelių -vasarą. Šie du energijos šaltiniai, sujungti į mišrią sistemą, turi geras perspektyvas.Į elektros tinklą įjungtų jėgainių darbas

Jėgainės tiekia energija į elektros tinklą. O elektros energija iiš tinklo yra naudojama jėgainėms paleisti, valdyti bei eksploatuoti. Be to, iš tinklo imama sužadinimo srovė, sinchronizuojanti jėgainės generatoriaus fazes, dėl to jėgainė negali dirbti, jeigu neveikia tinklas.

Tinkle dirbančios vėjo jėgainės statomos gerų vėjo energijos išteklių vietovėse, kuriose elektros gamyba yra pelninga, pvz.. komerciniuose vėjo energetikos ūkiuose.

Komerciniuose vėjo energetikos ūkiuose jėgainės išdėstytos eilėmis, statmenai vėjo krypčiai. Pradėję statyti ir montuoti tokia jėgainę, statytojai turi nutiesti privažiavimo kelius, pastatyti pastotę bei valdymo sistemos įrenginius. Aplink jėgainę esanti žemė paprastai būna naudojama kitiems tikslams. pvz., žemės ūkio augalams auginti.

Tokie komerciniai vėjo energetikos ūkiai plinta Europoje, atsižvelgiant i kai kurių šalių keliamus tikslus mažinti išskiriamų į atmosferą „šiltnamio“ duju kiekį, kaip to reikalaujama Kyoto protokole.

Didelės vėjo jėgainės grupelėmis išdėstomos vėjuotose vietose ir sudaro vvėjo energetikos ūkį, kurio bendroji galia būna keleto megavatų eilės.

Įmonės ir pavieniai asmenys kartais įsirengia viena ar daugiau didelių vėjo jėgainių ir gali parduoti elektros energiją elektros tiekėjams. Tokiu atveju gaunamas geras pelnas.

Kai vėjo jėgainės tiekia elektra tiesiogiai vartotojui, netgi nepakankant galingumų, aprūpinimas elektra nesutrinka dėl elektros tinklo. Energijos perteklius yra tiekiamas į tinklą.Įjungimo sąlygos

Jeigu jūs pageidaujate įjungti vėjo jėgainę į elektros tinklą, pirmiausia reikia įsitikinti, ar tinklas yra pajėgus perduoti vėjo jėgainės pagamintą elektros energiją..

Parinkus vėįo jėgainę pagal parametrus nnumatytai vietovei, jų galią ir dydį gali riboti vietinio elektros tinklo pajėgumai. Tikrumo dėlei tinklo ribinis pajėgumas turi būti aptartas su atitinkama regionine elektros tiekimo kompanija. Pavyzdžiui, Šiaurės Airijoje tokia kompanija yra Northern Ireland Electricity plc.Įjungimo kaina

Tinklo prijungimo išlaidos priklauso nuo vietovės ir elektros tinklo pajėgumo. Jeigu elektros tinklą toje vietoje reikia modernizuoti, tai kaina gali būti aukšta. Tinklo prijungimo taisyklės įvairiose šalyse būna skirtingos, todėl reikia konsultuotis su vietos elektros tinklų eksploatuotojais.Vėjo jėgainių tobulinimas

Vėjo turbinos – šie ekologiški, bet labai gadinantys kaimo peizažą įrenginiai, dabar galės būti statomos toli jūroje arba aukštai kalnuose. Tai padaryti padės naujas švedų išradimas. Tradicinėse vėjo turbinose besisukančios mentės per veleną yra sujungtos su viduje esančiu generatoriumi. Tą generatorių paprastai reikia sukti dideliu greičiu, todėl velenas yra pagreitinamas nuo 18 apsukų per minutę iki 1500 panaudojus krumpliaračius. Pastarieji yra brangūs ir gali greitai susidėvėti, todėl turbinos turi būti įrengiamos ten, kur jas būtų patogu prižiūrėti.

Tai nėra vienintelis jų trūkumas. Vėjo generatorių sukuriama įtampa yra per maža elektros energijos perdavimui didesniu nuotoliu. Sukuriamos kintamosios srovės įtampa yra pakeliama naudojant transformatorių, bet net ir tai visiškai problemos išspręsti negali. Kintamoji elektros srovė linkusi tekėti paviršiniu laidų sluoksniu, todėl padidėja laidų varža ir daugiau energijos prarandama dėl ššiluminių nuostolių. Dėl viso to šiuolaikinių vėjo turbinų labai toli nuo kranto statyti negalima.

Dabar Matsas Leijonas iš švedų kompanijos ABB sukonstravo turbina, kuri, jo nuomone, padės šias problemas įveikti. Vietoje mažo generatoriaus, besisukančiu 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. Leijono generatorius taip pat sukuria aukštą įtampą, todėl transformatoriaus irgi galima atsisakyti. Kai komponentų mažiau, įrenginys tampa patikimesnis ir jo priežiūrai prireiks mažiau sąnaudų. Be to, atsisakius pavaros ir transformatoriaus, turbinos efektyvumas padidėja apie 20 procentų.

Be to Leijonas pagalvojo ir apie tai, kaip geriau perduoti energiją dideliu nuotoliu. Kintamoji srovė yra išlyginama ir paverčiama pastoviąja, kurią vėliau galima perduoti ilgu aukštos įtampos kabeliu. Taigi, vėjo turbinos energiją dabar galima perduoti net 100 km nuotoliu.Vėjo jėgainių įtaka aplinkai

Vėjo energija pakeičia organinį kurą, naudojamą elektros energijai gaminti. Organinis kuras deginamas išskiria daug teršalų, anglies dioksidą, metaną, sieros dioksidą, azoto oksidus, chloro-fluoro-anglies junginius, sunkiuosius metalus. Į atmosferą išleisti teršalai sąlygoja daugelį aplinkos kitimo problemų: sukelia šiltnamio efektą ir globalinę klimato kaitą, smogus, rūgščiuosius lietus, naikinančius augaliją ir oksiduojančius dirvožemį.

Dėl to vėjo energijos panaudojimas yra labai svarbus veiksnys aplinkosaugos problemoms spręsti: šiltnamio efektui mažinti, rrūgštiesiems lietums mažinti irk t.

Vėjo turbinos pagaminta 1 kWh elektros energijos leidžia išvengti:

CO2 – 850,0g,

SO2 – 2,9g,

NOx – 2,6 g,

Dulkių – 0,1 g,

Šlako ir lakiųjų pelenų – 550 g.

Vėjo energijos panaudojimas leidžia atsisakyti organinio kuro importo ir tuo mažinti ekonominę, o kartu ir politinę priklausomybę nuo šalies kuro importuotojos, stiprinti šalies suverenitetą ir nepriklausomybę.

Moderniu aplinkosauginiu supratimu, bet kokios energijos tiekimo sistemos poveikis aplinkai turi būti įvertintas per visą šios sistemos gyvavimo ciklą, apimantį paties energijos šaltinio gaminimą, jo eksploatavimą, galinio vartotojo aptarnavimą, taip pat ir atitarnavusio energijos šaltinio utilizavimą.

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 gyvūnija 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 ddaiktų).

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 aaplinkos, 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, ssparnų 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 aatlikti 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 iir 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, žžinoma, 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 domėn, atliekant poveikio aplinkai vertinimą.Vėjo energijos ekonominiai ir socialiniai aspektai

Vėjo energijos ekonominį gyvybingumą nusako pagamintos elektros energijos gamybos kaštai. Gamybos kaštai savo ruožtu nėra pastovus dydis. Juos labia veikia keletas svarbiausių parametrų:

• Vėjo režimas turbinos įrengimo vietoje;

• Kapitalinės investicijos vėjo turinai įrengti dydis;

• Kapitalo palūkanos;

• Vėjo turbinos efektyvumas;

• Turbinos eksploatacijos kaštai.

Lemiamas parametras pagamintos elektros energijos gamybos kaštams pir-

miausia yra tos vietovės vėjo režimas turbinos bokšto aukštyje. Elektros energijos gamybos kaštams pastebimą įtaką turi vieta, kurioje vėjo turbine įrengta. Jūroje įrengtų turbinų jie pastebimai mažesni.

Vėjo energijos lyginamųjų kaštų sumažėjimui esminę įtaką turėjo spartus kapitalinių išlaidų turbinų gamybai mažėjimas per pastaruosius dešimtmečius. Per 10 metų jos sumažėjo 50%. Investicijos vėjo turbinai kaina sudaro apie 80%

visos investicijos.

Europos vėjo energijos asociacijs ir Greenpeace paskelbtame bendrame dokumente prognozuojamas tolesnis vėjo pramonės spartus augimas, lyginamųjų investicijų mažėjimas, vėjo elektros kainos mažėjimas ir spartus naujų darbo vietų augimas vėjo pramonėje.

Vėjo pramonės pagrindinių rodiklių raidos prognozė iki 2020 m.

Metai Investicijos, EUR/kW Energijos kaštai, EURct/kWh Naujos darbo vietos

2003 823 3,88 141 506

2005 746 3,61 250 260

2010 623 2,93 588 348

2020 497 2,34 1 790 233

Europos Komisijos paskelbti tyrimų pagal projektą ExternE rezultatai leido išsamiai įvertinti visus elektros energijos gamybos būdus ir juos palyginti. Visa tai įvertinus, matyti, kad vėjo energijos panaudojimas reikalauja beveik tokių pačių kapitalo iinvesticijų kaip ir branduolinės energijos, tačiau nereikalauja jokių kuro sąnaudų. Pagal gamybinių kaštų lygį vėjo elektros energija konkurencinga įprastiniu būdu pagamintai elektros energijai. Tačiau, įvertinus išorinius kaštus, ji akivaizdžiai pranašesnė prieš kitus jos gamybos būdus.Skeptiškos nuomonės apie vėjo jėgaines

• Vėjo elektrinės naikina aplinką?

Ar vėjo jėgainės neapvils? Daugelis žmonių galvoja, kad tai švarus ir neišsenkantis energijos šaltinis, tačiau randasi vis daugiau skeptikų manančių, jog tolesnė sparti jų plėtra įstums mus į labai brangiai kainuojančią aklavietę.

Šiandien Vokietija, o ne Olandija yra vėjo malūnų ššalis. Mūsų kaimynai gamina apie 40% visos planetos elektros gaunamos naudojant vėjo energiją. Klausantis aplinkos ministro Jürgen Trittin (atstovaujančio Žaliųjų partiją) gali atrodyti, jog kiekviena nauja vėjo jėgainė artina Vokietijos Federacinę Respubliką prie idealios aplinkai draugingos valstybės modelio.

Tačiau prieš keletą mmėnesių įtakingame Vokietijos savaitraštyje „Der Spiegel“ išspausdintame straipsnyje tvirtinama, kad sapnas apie draugingą aplinkai energiją tampa brangiai kainuojančiu valstybės biudžetui aplinkos žalotoju. Stipriausi vėjai pučia kaip tik gražiausiuose gamtos kampeliuose. Prieš vėjo elektrinių statybą vis dažniau protestuoja ne tik žmonės, kuriems nepatinka dešimčių metrų aukščio atramų vaizdas, turbinų keliamas triukšmas ar nakties metu perspėjančių šviesų mirgėjimas ir saulės zuikučiai atsispindintys nuo besisukančių menčių dieną.

• Brangi ir ne visiškai švari

Vis sunkiau atmesti ekonominius argumentus. Elektra gaminama naudojant vėjo energiją yra per brangi. Prancūzijos kompanija Electricite de France privalo mokėti už elektrą, gaminamą naudojant vėjo energiją, net tris kartus brangiau nei už gaunamą iš branduolinių elektrinių. Lygiai tas pat yra ir Vokietijoje. Remiantis Didžiosios Britanijos valstybės kontrolės rūmų (The National Audit OOffice) skaičiavimais galima tvirtinti, jog vėjo energetikos plėtra yra pati brangiausia iš visų žinomų priemonių diegiamų siekiant sumažinti anglies dvideginio emisiją į atmosferą.

Šiuo metu Vokietijoje veikia apie 16 tūkstančių vėjo turbinų, kurios galėtų gaminti net 15% viso valstybės elektros poreikio. Tačiau tenkina tik 3% šio poreikio. Toks yra nepatogumas sietinas su vėjo energetika. Vėjas pučia ne visuomet ten, kur tuo metu yra elektros poreikis – aiškina Bremeno energetikos instituto profesorius Pfaffenberger. Geriausiai tokią situaciją galėtų iliustruoti karšta 2003 metų vasara. ĮĮkaitintas oras virš Europos tvyrojo be jokio dvelksmo, o kartu stovėjo Vokietijos, Prancūzijos ir Italijos vėjo jėgainės. Jei šiose valstybėse elektra gaminama naudojant vėjo energiją sudarytų ženklesnę poreikio dalį ir nebūtų pakankamos galios rezervinių elektros šaltinių galinčių tuoj pat patenkinti reikiamą elektros poreikį, galėtų būti nutrauktas elektros tiekimas vartotojams.

Vokietijos vyriausybės planą po penkerių metų elektros gaminamo, naudojant vėjo energiją, kiekį rinkoje padidinti nuo 3% iki 12,5% galima sekti kaip pasaką vaikams. Tam reikėtų ne tik įrengti keturis kartus didesnės galios vėjo jėgainių, nei veikia jų šiandien, bet ir rasti būdą kaip akumuliuoti vėjuotu metu pagamintą elektrą, kad ją galima būtų naudoti nepučiant vėjui. Tačiau ekonomiškai pagrįsto būdo kaip tai padaryti tiesiog nėra. Kaip ten bebūtų – šneka kritiškai nusiteikę specialistai – „po ranka” teks turėti tradicines elektrines, kurias, esant reikalui, galima būtų greitai paleisti, kad užtikrintume elektros energijos tiekimo saugumą.

Gali atsitikti ir taip, jog elektros gamyba plačiai naudojant vėjo energiją gali netgi padidinti kenksmingų medžiagų emisiją į atmosferą. Vokietijoje pasigirsta balsai, kad kol elektra gaminama naudojant atsinaujinančius energijos šaltinius galės tenkinti žymią dalį šalies elektros poreikio, derėtų susilaikyti uždarant atomines elektrines (vyriausybė norėtų iki 2020 metų sustabdyti visus 19 elektrinių branduolinių reaktorių). Tokią nuomonę dėstė firmos Repower prezidentas daktaras Fritz Vahrenholt .

• Bjaurios ir ne tokios ekologiškos

Pastaruoju metu vėjo jėgaines pradėjo kritikuoti net buvę karšti jų statybos šalininkai – ekologai. Jie skundžiasi, kad besisukančios jėgainių mentės neigiamai veikia vietines ekosistemas. Pavyzd.žiui, Škotijos vėjo elektrinės kaltinamos tuo, jog žudo daug ir taip nykstančių paukščių rūšių – erelius, sakalus ar nedideliame aukštyje greitai skraidančias kregždes. Jungtinėse Amerikos Valstijose praeitų metų lapkričio mėnesį Altamont Pass vėjo jėgainių parkui buvo iškelta byla už didelio kiekio paukščių žūtį, remiantis nevyriausybinės organizacijos Center for Biological Diversity tyrimų rezultatais, jog 20 metų veikiančių vėjo jėgainių besisukančių turbinų mentės užmuša kasmet apie 1,3 tūkstančius plėšriųjų paukščių. Elektrinės savininkai, spaudžiant visuomenei, buvo priversti paukščių migravimo sezonui sustabdyti vėjo turbinas.

Pasirodo, kad didelis vėjo jėgainių kiekis pastatytas nedideliame plote net gali keisti vietovės klimatą. JAV Princtono universiteto mokslininkų tyrimų rezultatai parodė, kad esant didelei vėjo jėgainių koncentracijai oro temperatūra naktį gali pakilti 2 ºC, o vidutinis vėjo greitis padidėti 3 – 5 m/s.

Atrodo, kad Europa jau nusivilia vėjo energija. Vis dažniau kalbama apie vėjo jėgainių neigiamus faktorius nei apie privalumus. Taip pat manoma, jog derėtų deramai pasverti labai jau utopiškai atrodantį tvirtinimą, jog naudojant vėjo energiją galima patenkinti daugiau nei 10% viso elektros poreikio.

• Gal jūroje?

Jūroje vėjas pučia ssmarkiau, o triukšmas ir nakties metu perspėjančių šviesų mirgėjimas niekam netrukdo. Vokiečiai įvertindami tai rengiasi pastatyti savo pirmąjį vėjo jėgainių parką Butendiek. Šiaurės jūros dugne numatoma įrengti 80 vėjo jėgainių, kurių aukštis 70 metrų (iš jų 45 m po vandeniu) nutolusių per 34 km nuo kranto. Tačiau reikalaujant ekologams statybos darbai buvo nutraukti. Jie apskundė statytojus Europos Komisijai remdamiesi tuo, kad jūros dugne įtvirtintos 360 tonų svorio atramos sunaikins toje vietoje esančią gyvūniją ir augmeniją, o jūros dugnu iki kranto turimi prakloti kabeliai sužalos įstatymu saugomą gamtos rezervatą. Vokietijoje šis ginčas atidžiai sekamas, nes jei bus užkirstas kelias vėjo elektrinių statybai jūroje pakrančių zonose, gali žlugti planai ženkliai padidinti elektros gamybą naudojant vėjo energiją. Be to, svarbus faktorius – investicijos. Jei vidutinės vieno kilovato galios vėjo jėgainės statyba sausumoje kainuoja – apie 1 tūkst. eurų, tai jūroje mažiausiai 2,5 karto daugiau. 400 milijonų eurų kainuosiančio vėjo jėgainių parko elektros supirkimo kaina – 9,2 euro centų/kWh. Tai beveik tris kartus brangiau nei gaminant elektrą naudojant kitus energijos šaltinius, nors realus skirtumas laukiamas dar didesnis. Šią kainą 12 metų laikotarpiui nustatė vyriausybė sėdinti Berlyne. Pasibaigus šiam laikotarpiui, kaip mano šio projekto koordinatorius Wolfgang Paulsen ji bus sumažinta iki 6,1 euro centų/kWh.Išvados

Taigi, šio

referato pabaigoje galima teigti, kad susipažinimas su vėjo energija, vėjo jėgainėmis buvo tikrai įdomus. Buvo atsakyta į pagrindinius klausimus, užduotus prieš pradedant rinkti informaciją. Rezultatai pranoko lūkesčius. Buvo pilnai atskleista vėjo energijos raida tiek pasauliniu lygiu, tiek Lietuvos mastu.

Tačiau ne viskas yra taip jau gražu ir nepriekaištinga, kaip galėtų pasirodyti. Radau taip pat nemažai skeptiškų nuomonių apie šį atsinaujinantį energijos šaltinį, na gal ne tiek apie patį šaltinį, kiek apie pačias vėjo jėgaines bei jų keliamus nesklandumus.

Literatūros sąrašas:

1. Stasys Kytra ,,Atsinaujinantys eenergijos šaltiniai“. Kaunas, Technologija, 2006 m. [112 – 169 psl.]

2. V. Katinas, A. Tumosa ,,Vėjo energijos panaudojimo galimybės Lietuvoje“. Vilnius, 1995 m.

3. V. Katinas, A. Markevičius ,,Vėjo energetika”. Kaunas, Lietuvos energetikos institutas, 2001m.

4. Arūnas Jakštas ,,Energijos transformavimo mašinos“. Vilnius, Technika, 2000 m.

5. John Twidell, Tony Weir ,,Renewable energy resources”. Second editon.

6. Žurnalas ,,Mokslas ir gyvenimas”. 2000 m. nr. 4 (balandis). V. Katinas, A. Markevičius ,,Vėjo energetikos naudojimo raida Lietuvoje“.