• Eesti

Tuulikute uus tulek

Eesti uudised, Tuuleenergia - etea märts 2, 2012

Tehnikamaailm Kodu ja Ehitus, Ingrid Maasik. 3.2012

Kuigi ühtse regulatsiooni puudumise ja mõnede tehniliste probleemide tõttu võib väikeste elektrituulikute kasutussevõtt vahel olla keeruline, pole looduslikud tingimused tuule püüdmiseks Eestis sugugi laita. Väiketuuliku hankijal tasub teemasse süveneda, teiste kogemusest õppida ja asjatundjatelt nõu küsida.

19. sajandi lõpus hakati tuulikuid kasutama elektrienergia saamiseks. Sellele järgnes lühike tuuleenergia buum, kuni avastati nafta, ning siis rallis maailm jõuliselt naftal edasi. Tänaseks oleme jõudnud ringiga tagasi taastuvate energiaallikate juurde, mis on taas fookuses paljudes riikides üle maailma.

Eestis räägib tuuleenergia kasutamise poolt pikk rannajoon ja hõre asustus, lisaks kasvav elektri hind. Tuuleenergia Assotsiatsiooni arendusjuhi Criss Uudami hinnangul on Eestis 50–100 püsti olevat väiketuulikut. Tegemist on tõusva trendiga. Lisaks väiksematele elektriarvetele kasvab elektrituulikute soosing ka maailmavaatelistel põhjustel – taastuvenergia kasutamine on keskkonnateadlike inimeste jaoks argument iseenesest.

Väikesed elektrituulikud

Üldiselt võib väiketuulikuks nimetada elektrituulikut, mida kasutatakse ühe kodumajapidamise energiavajaduse rahuldamiseks. Sellest lähtume ka käesolevas artiklis. Ent nagu erinevad majapidamised, nii erinevad ka väiketuulikud.

Suurbritannia Tuuleenergia Assotsiatsioon BWEA loeb väiketuulikuks 1,5–15 kW tuulikud kogukõrgusega kuni 30 meetrit, sellest väiksemad (alla 16 m, alla 1,5 kW) on mikrotuulikud. Taanis loetakse nn kodumajapidamistuulikuks seadet, mis on kuni 25 m kogukõrguse ja kuni 25 kWga. Eestis soovitab Tuuleenergia klaster lugeda väiketuulikuks kuni 30 m kogukõrgusega tuulikut (mast + pool rootori diameetrit).

Taastuvenergia OÜ omaniku Sven Lõokese sõnul mõeldakse meil Eestis väikestest elektrituulikutest rääkides tavaliselt kuni 5kilovatise nominaalvõimsusega tuulikuid, sest võimsamad on vähem levinud.

Väikesed elektrituulikud paiknevad enamasti masti otsas, kuid teatud tingimustel ka ehitisega integreeritult. Tuulikud võivad olla kas autonoomsed (off-grid) või võrku ühendatud (on-grid). Rootori telje disain võib olla kas horisontaalne (ingl lühend HTWT) või vertikaalne (VAWT).

Vertikaalse rootoriga tuulikuid on Criss Uudami sõnul arendatud pikka aega, ent tööstuslikult toodetakse neid veel vähe. Vertikaalse tuuliku eeliseks peetakse eelkõige asjaolu, et see ei vaja tuulde pööramise mehhanismi, teeb vähest müra ja näeb hea välja. Vaikne töötamine tähendab väiksemat labade pöörlemiskiirust, mistõttu arvestatava tootlikkuse saavutamiseks peab pöörlemismoment olema suurem – see tähendab aga suuri mehaanilisi koormusi labadele ja muule konstruktsioonile, samuti suureneb siis tuuliku mass.

Enamasti kasutatakse maailmas horisontaalse teljega elektrituulikuid. Põhjus on selge: need muundavad masti otsa paigaldatult energiat tuulest elektriks tõhusamalt, ka kasutusvõimalused on laiemad.

Elektrituulikuga toodetava energia koguse määravad põhiliselt neli faktorit: tuule kiirus, rootori pindala, tuuliku võimsus ja õhutihedus paiknemiskohas.

Asukoht = tuul

Aasta keskmine tuule kiirus asukohas on elektrituuliku hankimise põhiline eeldus. Parimad kohad tuuliku jaoks on ranniku lähedal või muus tuultele avatud piirkonnas. Metsade keskel peaks koht olema avatud valdavale tuule suunale.

Üldjuhul ei oska inimesed tuule kiirust korrektselt hinnata, rääkimata aasta keskmise määramisest. Tuule keskmise kiiruse kindlakstegemiseks soovitab Uudam otsida esmast infot Eesti tuuleatlase kaardilt Internetist, kus on näha nn tuuleroosid – kust suunast tuuled kõige tihedamini puhuvad. Kasutada saab ka EMHI lähima masti andmeid, kuigi need pole eriti täpsed. Müügil on ka miniilmajaamad.

“Enne kalli tuuliku soetamist tasub osta tuulemõõtur, mille hind on umbes 100 eurot, ja teha statistikat,” soovitab Sven Lõokene. “Kui aasta keskmist statistikat pole aega/võimalust teha, võiks teha mõõtmisi minimaalselt 3–6 kuud ning võrrelda tulemusi lähima ilmajaama andmetega. Nii saab kätte suhte EMHI andmete ja tegelike tuulte vahel, mille põhjal saab arvutada teoreetiliselt aasta keskmine tuule kiiruse. See pole küll täpne tulemus, aga väiketuuliku planeerimiseks piisav.”

“Kui keskmine tuule kiirus on üle 3 m/s, võib planeerida tuulikud off-grid-süsteemi; kui keskmine tuule kiirus on üle 4 m/s, siis saab rääkida on-grid-lahenduse tasuvusest. Keskmine tuule kiirus 4,5 m/s ja enam on juba väga hea,” räägib Lõokene.

Uudam selgitab, et kuna tuule kineetilise energia võimsus kasvab tuule kiiruse kuubiga, siis on näiteks 5 m/s tuule kiirus oluliselt parem kui 4 m/s.

Nn majapidamistuuliku valik

Konkreetse elektrituuliku valikul tuleb arvestada peale seadme tehniliste andmete ka majapidamise vajadustega. Samuti elektrivõrguga liitumise soovi/võimaluse ning investeeringu suuruse ja tasuvuse ajaga.

Criss Uudam soovitab kindlasti vaadata, millisele tuule kiirusele on seadme nimivõimsus antud (rahvusvaheline standard soovitab 11 m/s), ning võrrelda tuulikute rootorite pindala võrdse võimsuse juures.

Väikeste elektrituulikute iseloomustamisel kasutatav nominaalvõimsus tuleks siiski enne tuuliku ostmist üle arvutada. Genereeritava energia hulk sõltub rootori pindalast. Seega – kui kahel võrdse nominaalvõimsusega seadmel on erineva suurusega labad, annab suurem rootor rohkem energiat.

Oma majapidamise ligikaudse energiavajaduse saab Uudami sõnul enam-vähem välja arvutada, kui panna kirja kõigi seadmete keskmine kasutussagedus päevas või kuus. Eriti tähtis on seda teha juhul, kui tegemist on off-grid -süsteemiga – siis tuleb osta ka energiasalvestus- ehk akupank. Viimane on nii kallis, et selle üle tasub tõeliselt mõelda.

“Rusikareegel on: kodumajapidamisse sobib tuulik 5–10kilovatise võimsusega, sest see annab juba olulise osa majapidamises vajalikust elektrist,” räägib Uudam. “Suvila jaoks sobiv tuulik on kuni 3 kW võimsusega, sõltuvalt suvila kasutustihedusest. Kui seal ollakse vaid suviti, tasub kaaluda tuuliku kombineerimist päikesepaneelidega või ainult päikesepaneele.”

Tihedalt asustatud alal masti otsa paigaldatava elektrituuliku püstitamiseks võib olla raske või võimatu luba saada, nn katusetuulik ei pruugi aga tuuleressursi mõttes ära tasuda. Suurbritannias läbiviidud tuulikute testimisel ei täitnud ehitistele paigaldatud tuulikud ootusi, mastidel tuulikud seevastu osutusid oodatust tootlikumaks. Hoonetele tuulikute paigaldamine on perspektiivne ainult tuultele avatud kohal ja kõrgeimate hoonete katusel.

Tuuliku ostmisel tuleb kindlasti vaadata garantiiaega – Lõokese sõnul peaks 1 kWst suuremal tuulikul olema vähemalt 5aastane garantiiaeg.

Tasuvus on vahel subjektiivne

“Maksumus- ja tasuvusarvutuste tegemisel tuleb kindlasti hoida lahus võrguga ja võrguta süsteem. Need on kaks eri asja,” hoiatab Anti Tiik firmast Bakeri OÜ. “Näiteks 1–2 kW tehases toodetud elektrituulik ei tasu kunagi ära võrguühendusega kohas, kus kavandatakse elektri tootmist endale ja ka võrku müümist. Tasuvusaeg võib olla 30–80 aastat, tuulest sõltuvalt. Ühekilovatise võimsusega tuulikul on mingi mõte ainult kohas, kus üldse elektrit pole – sel juhul on kilovatt tuult ja paar kilovatti päikest üsna toimiv variant.”

Elektrivõrku ühendatud tuuliku tasuvus sõltub ka taastuvenergia toetusest. Väiketuulikute elektrivõrku ühendamine on Eestis seni olnud probleemiks, kuid nüüd on liitumise tingimused välja töötatud. Criss Uudam selgitab, milline võiks olla teoreetiline tasu väiketuuliku toodetud elektrienergia võrku müümisel.

“Üks osa on elektribörsil tegutsevale ettevõttele müüdud energia eest saadav hind, teine osa on taastuvenergia toetus. Praegu on elektrituru seaduses selline nõks sees, et taastuvenergia toetust on võimalik saada ainult juriidilisel isikul, mitte eraisikul. Võimalik, et see muudetakse ära – sel juhul oleks tänase seisuga võimalik saada võrku liikuva elektrienergia eest tasu kokku umbes 9 senti: 5,4 senti taastuvenergia toetust pluss elektri hind, mis oleneb konkreetsest kokkuleppest, võimalik vahemik on 2,5–4 senti.”

Asja teine pool on ise tarbitav energia, mis rahaliselt on oluliselt väärtuslikum.

“Ostetava elektrienergia hind on praegu 11 senti kWh ja varsti ilmselt veelgi rohkem. See on mõttekas asendada ise toodetud elektrienergiaga. Enam-vähem saab arvutada ja prognoosida, kui suur osa tuuliku toodetavast energiast ise ära kasutatakse ning kui suur osa võrku müüakse,” julgustab Uudam.

Tema sõnul on 10 kW tuuliku tasuvusaeg praeguse toetuse juures 7–8 aastat, sõltuvalt tuulest ja asukohast. Väiksemate tuulikute tasuvusperiood kipub olema üle 10 aasta. 5–7 aasta pikkune tasuvusaeg paneks ilmselt rohkem inimesi tuuliku hankimisele mõtlema.

Samas ei lähtu sugugi kõik inimesed tasuvuskalkulatsioonidest. “Paljudele meeldib idee toota ise endale vajalik energia. Eestis on üha rohkem inimesi, kellel on raha toimida oma väärtushinnangutele vastavalt. Nende jaoks on taastuvenergiat genereeriv elektrituulik väärtus iseenesest,” ütleb Uudam.

Paigaldamise käik

Inimesel, kes tahab hakata oma majapidamises kasutama tuuleenergiat, kuid ise teemat põhjalikult ei tunne, soovitab Anti Tiik konsulteerida elektrituulikute müüja-paigaldajaga.

“Järgmiseks tuleb kaardil ja looduses üle vaadata planeeritav asukoht: sealsed tuuletingimused ja paigaldamise võimalus,” ütleb Tiik. “Kui koht on üle vaadatud ja elektrituuliku vajalik võimsus enam-vähem kindlaks tehtud, tuleb kohalikust omavalitsusest võtta projekteerimistingimused.” Samast saab ka esmase kinnituse, kas valitud asukohas kehtib mingeid piiranguid: keelualale, näiteks linnustiku- või taimekaitsealale, samuti muinsuskaitseobjektide alale, kalmistutele, maanteede kaitsevööndisse jm ei tohi tuulikut paigaldada.

Nüüd tehakse kindlaks, kas tuuliku asukohas on võimalik liituda elektrivõrguga. Kui liitumine pole võimalik, tuleb leida muu lahendus – kas korrigeerida kavandatava seadme võimsust (ise tarbida ära kogu toodetav elektrienergia) või ideest loobuda.

Kui asjaga edasi minnakse, algab projekteerimise järk (arhitektuurne ja elektrivarustuse projekteerimine). Enne seda tuleb kontrollida, kas krundil on kehtiv (kuni kaks aastat) tehnovõrkudega geodeetiline alusplaan, vajadusel tuleb tellida uus. Projekti alusel antakse elektrituulikule ehitus- ja kasutusluba.

Projekt sisaldab kavandatava rajatise põhilahendust ja asendiplaani koos seletuskirjaga, millele lisatakse vajalik dokumentatsioon: krundi ja võrkude plaanid, omandiõiguse dokumendid, seletuskiri koos väiketuuliku tehnilise kirjelduse ja sertifikaatidega.

“Ehitusseaduse mõistes on elektrituuliku näol tegemist rajatisega, mille püstitamiseks taotletakse kohalikust omavalitsusest ehitusluba,” ütleb Tiik. On ka juhuseid, kus mõni omavalitsus ei ole oma tarbeks paigaldatava väikese elektrituuliku jaoks ehitusloa väljastamist vajalikuks pidanud.

“Seejärel tellitakse ära generaator ja vajalikud lisaseadmed, mida oodates saab alustada ettevalmistustöödega – valada vundamendi ja teha kaabeldustööd,” jätkab Tiik.

Kui elektrituulik püstitatud, sõlmitakse lepingud (liitumisleping jaotusvõrguga, mille saab põhimõtteliselt sõlmida ka enne tuuliku püstitamist, ning energiamüügi leping) ja hangitakse kasutusluba.

“Väikese elektrituuliku püstitamiseks vajalikele lubadele on hõreda asustusega kohtades vahel vaadatud läbi sõrmede,” kommenteerib Criss Uudam. “Aga mida lähemale tulevad tuulikud asustusele, seda olulisemaks muutub lubade teema ja suhtlemine omavalitsusega.”

Juhend väljatöötamisel

Tuulikute klassifitseerimine, sertifitseerimine ja paigaldamine on suhteliselt reguleerimata, seda nii maailmas kui Eestis. Tuuleenergia laiemal kasutussevõtul on mitu takistust. Criss Uudam nimetab kõigepealt seadusandlust, sest väiketuuliku jaoks loa hankimise protsess on reguleerimata ja aeganõudev. Siiani on ka elektrivõrguga ühinemise tingimused olnud väiketootjale ebasoodsad.

Lisaks müüakse reguleerimata turul arvukalt madala kvaliteediga tuulikuid, mis rikub tuuleenergeetika mainet. Kolmandaks takistuseks on inimeste vähene teadlikkus tuuleenergia eelistest ja võimalustest ning kvaliteetsete elektrituulikute omadustest. Lõpuks võib nimetada elektrituuliku püstitamisega seotud raskusi, sest kohalike omavalitsuste suhtumine on vahel väga erinev. Eestis pole välja kujunenud ühist praktikat, kuidas omavalitsused elanike väiketuulikute paigaldamissoove käsitlema peaksid ning seadustest pole selleks lihtne leida üheselt tõlgendatavaid juhiseid. Nii juhtub, et kui üks vallavanem tänab elanikku ettevõtlikkuse eest, siis teises vallas tahetakse alustada (vaid suurte tuulikute püstitamiseks vajalikku) keskkonnamõjude hindamist, kolmandas aga ei taheta üldse jutule võtta.

Eesti Tuuleenergia Assotsiatsiooni all tegutsev Tuuleenergia klaster koordineerib ühtse soovitusliku juhendi väljatöötamist, millest omavalitsused saaksid elektrituulikute paigaldamise protsessi käsitledes lähtuda. See muudaks asja kõigile osapooltele lihtsamaks.

Hajaasustusse planeeritava tuuliku püstitamise protsessi ei pea Anti Tiik taastuvenergia lahenduste firmast Bakeri OÜ kuigi keeruliseks.

“See on kättevõtmise asi,” leiab ta. “Ainus väiketuulikute puhul tarbetu nõue on maakatastri seaduses olev osa, mille kohaselt tuleb elektrituuliku jaoks moodustada eraldi katastriüksus koos ligipääsuteedega jne. See pole väiketuuliku jaoks vajalik,” nendib Tiik. “Teiseks vaadeldakse seadusandluses väikesi ja suuri tuulikuid võrdselt, need võiks lahku lüüa. Nüüd läheb muutmisele ka võrgueeskiri, et kuni 11 kW mikrotuulikuid saaks elektrivõrguga liita lihtsustatud korras.”

Oskaja ehitab tuuliku ise

Väiketuulikuid on ikka ise ehitatud. Iseehitajaid leidus ka esimese Eesti Vabariigi ajal, mil tuuleenergiat Eestis elektritootmiseks esmakordselt rakendama hakati. Nõukogude ajal kasutati iseehitamiseks autogeneraatoreid või asünkroonmootoreid. Sellised tuulikud nõuavad kiirete pööretega generaatori kasutamise tõttu reduktorit, mis enamasti osutub tihedaks tõrkeallikaks. Seetõttu ei leidu ka palju väga pikka aega käigus olnud iseehitatud tuulikuid.

Uuemad iseehitamise kontseptsioonid baseeruvad püsimagnetitega generaatoritel, mis lubavad oluliselt lihtsamat ja vähem liikuvaid komponente sisaldavat disaini. Iseehitamise kohta leidub Internetis ohtralt materjali. MTÜ Samsaara korraldab aeg-ajalt iseehitamise kursusi, kus siiani on valmistatud šotlase Hugh Piggotti arendatud tuulikuid. Iseehitajatele on loodud ka eestikeelne Interneti-foorum, kus mõtteid vahetada – http://samsaara.ee/forum. Iseehitatud tuulik sobib oma väiksuse tõttu kõige paremini off-grid-süsteemidesse akusid laadima. Selline tuulik on majanduslikult kõige kiiremini tasuv ning probleemide korral saab omanik tõrke andnud komponendi asemele uue valmistada. Tehase tuuliku ostmisel on tähtis vaadata tootja ja paigaldaja usaldusväärsust, et ka viie või kümne aasta pärast saaks tõrkuva tuuliku uuesti tööle.

Väiketuulikute püstitamiseks on vajalik taotleda luba kohalikust omavalitsusest. Omavalitsus võib vajadusel nõuda täpsemaid andmeid tuuliku konstruktsiooni ja elektrisüsteemi kohta ning tuuliku põhjustavate võimalike mõjude kohta (varjutus, müra). Hajaasustuses on väiketuulikule loa saamine enamasti lihtne ja sujuv, tiheasustuses võib lähedal olevate naabrite korral nõutud dokumentatsioon olla suurem.

Majanduslikult tasuvaimad tuulikute installatsioonid on off-grid-paigaldused, kus puudub võimalus üldvõrguga liituda või on see väga kallis. Eesti tingimustes on need tihti väikesaartel, kus on ka ühtlasi parimad tuuleolud. Kui elektrivõrk olemas, siis on kõige mõistlikum liituda võrguga ja anda ülejääk võrku. Loodetavasti saab mikrogeneraatorite liitumine võrguga Eestis võimalikuks selle aasta jooksul, seni on sellele seatud administratiivseid barjääre. Väljatöötamisel olev kord lubab lihtsustatud liitumise avaldusega liituda kuni 11 kW seadmetel.

Elektrituuliku paigaldamise protsess

– Konsultatsioon vastava ettevõttega.

– Asukoha planeerimine.

– Võrguühendusega tuuliku planeerimisel liitumistaotluse esitamine jaotusvõrgule.

– Projekteerimistingimused (lõplik tasuvusarvestus ja tuuliku valik).

– Projekteerimine.

– Ehitusloa taotlemine.

– Elektrituuliku + lisaseadmete tellimine ja ettevalmistustööd.

– Ehitusloa saamisel tuuliku püstitamine.

– Lepingute sõlmimine.

– Kasutusloa hankimine.

Teadmiseks algajale

* Korralikku investeeringut pole mõtet teha, kui asi pole hästi ette valmistatud. Tuuleenergia puhul pöördub oodatav tulu väga kergesti kuluks.

* Kvaliteet on oluline: esmapilgul suuremana näiv investeering võib palju kiiremini ära tasuda kui algselt väike investeering, kuhu tuleb pidevalt raha juurde panna.

* Ühtegi tuulikut, päritolumaast sõltumata, ei saa karbist välja võtta ja püsti panna ning arvata, et tuulik muudkui töötab. Vastavalt sellele, kas seade on mõeldud toimima autonoomselt või elektrivõrguga koos, tehakse lisaseadmete ja kaitseastmete valik. Komponendid peavad omavahel kokku sobima.

* 1–2 kW elektrituulikud on suhteliselt ohutud, aga kui 5 kW või võimsama tuuliku paigaldusel või arvestusel on tehtud vigu, tekib ümbruskonnale päris suur oht. 10 kW fikseeritud labadega elektrituulik on viimane piir, mida püsti panna. Sellest võimsamad seadmed peaksid ohutuse mõttes olema intelligentsemad – kas pööratavate labade või mitmekordsete kaitseastmetega.

* Tehase tootlikkuskõverad ei vasta reeglina tõele. Tavaliselt esitatakse paremad või isegi halvemad tulemid. Kui tehase antud nimivõimsus on 10 m/s, aga see saavutatakse 7 m/s juures, siis peavad kaitseastmed rakenduma õigesti ning toimima, et kogu süsteem säiliks.

* Elektrituulik sobib pigem hajaasustusega kohta, mitte linnaruumi ega katusele.

Hiina tuulikud

* Hiinast pärit kaubaga on kaks võimalust: kas on tegemist kõrgtasemel tehnoloogiaga või siis väga viletsa tehnoloogiaga. Elektrituulikute tootjaid on Hiinas sadu, nende hulgast tuleks õiged välja selekteerida. Maailma foorumites leidub palju informatsiooni. Kindlasti tasub vaadata n-ö kriitilise massi osa ehk kui palju on probleemseid ja kui palju normaalseid tuulikuid ning uurida, kuidas viimased on toimima saadud.

* Hiina Rahvavabariigis ei lubata eraklientidel elektrituulikut võrku ühendada, mistõttu 99% valmistatavatest seadmetest on off-grid-seadmed.

Müra

* Sõltuvalt tuuliku labade aerodünaamilistest omadustest on tekkiv müra erinev – ühtedel väiksem, teistel suurem. Küsimus on helispektris, mis võib muutuda häirivaks – tegemist on inimese kõrva jaoks võõra tehnilise müraga.

* Suured tuulikud (alates 1 MW) tekitavad madalsageduslikku müra, mis levib kaugemale kui väiketuulikute valdavalt kesksagedusega müra. Viimane võib muutuda häirivaks, kuid levib vähem. Suur tuul tekitab taustamüra, summutades tuuliku helid.

* Elektrituulikut soetades tuleb vaadata, kas tegemist on ühe- või kolmefaasilise generaatoriga. Ühefaasilised teevad mitu korda rohkem müra kui kolmefaasilised.

* Hajaasustuses pole müra teemaks, sest turbulentsi vähendamiseks peab tuuliku niikuinii paigaldama ümbritsevatest objektidest mõistlikule kauguselese.

* Tuulik jääb müranormi piiresse, kui see on paigutatud vastavalt tootja deklareeritud mürale elamutest õigele kaugusele ning tegemist on erapooletult sertifitseeritud seadmega.

Allikas: Bakeri OÜ

Masti kõrgus

* Põhiline viga elektrituuliku paigaldamisel on liiga madal mast, mistõttu tuulik jääb turbulentsi alasse. Vahel võib olla kulukas või isegi võimatu turbulentsi vältida, aga soovituslikud minimaalsed väikese elektrituuliku masti kõrgused on järgmised: avatud alal hoone katusel 6 meetrit; lagedal põllul või mereäärsel heinamaal 6–12 m; väiksemate puude ja hoonetega avatud alal 12–18 m; madala metsaga alal 18–24 m ja kõrgema metsaga alal 24–30 m.

* Kui elektrituuliku kõrval on tuult takistav objekt, siis peab masti kõrgus, arvestatud tiiviku alumisest servast, olema minimaalselt 6 m. Kui tuult takistav objekt asub tuulikust kaugemal, siis tuleb arvestada nn tuule turbulentsi mulliga (vt joonis “Turbulentsi tekkimine”).

* Masti kõrguse osas võib teha kompromissi, kui elektrituuliku paigaldamise koht on avatud peamistele tuule suundadele.

* Raamatus “Wind Power For Dummies” soovitab Ian Woofenden: kui elektrituulik ei tööta või toodab väga vähe energiat, tehke mast kõrgemaks. Kui midagi ei muutu, kontrollige elektrisüsteemid üle ja tehke mast kõrgemaks, ja kui ikkagi tuulik ei toimi, siis tehke mast kõrgemaks.

Allikas: Taastuvenergia OÜ

Miks tuuliku tiivad seisavad?

LUGEJA KÜSIB: Olen korduvalt näinud, et kõva tuulega tuulikute tiivikud seisavad. Miks?

Vastab Anti Tiik, Bakeri OÜ

Elektrituuliku valmistamisel lähtutakse sellest, et teatud tuule kiirusel genereerib tuulik teatud hulga tuuleenergiat. Oleks ju kena, kui seade töötaks nii, et mida suurem tuul, seda rohkem toodaks see energiat, aga nõnda tehnika ei toimi. Liiga suure tuulega peab tuulik ennast kaitsma, selleks puhuks on elektrituulikute jaoks välja töötatud teatud pidurdusmehhanismid – sabaga variantidel hakatakse tuulikut tuulest välja suruma ja elektroonilise juhtimisega tuulikul peab rakenduma elektrooniline pidurdusmehhanism. Kui nii ei oleks, siis tuulik puruneks.

5–8 m/s puhuva tuulega on kõik korras, aga üle 12 m/s lõõtsuvaga võib tekkida probleeme – küsimus on esialgses generaatori disainilahenduses ja süsteemikomponentide sobivuses. Kui aasta keskmine tuule kiirus on 6 m/s ja tuuliku ehitamisel arvestatakse maksimaalseks kuni 10 m/s, siis sellest kõvema tuule korral rakendub kaitsemehhanism, et ei toimuks ületootmist ja ülesalvestamist. Suure tuule kiirusega suureneb pöörete arv, mis avaldab automaatselt mõju kõigile muudele tuuliku osadele. Reeglina tekivadki probleemid elektrituulikutega suurte tuultega, kas ei rakendu kaitseaste või juhtub muud.

Mis ületootmises halba on? Näiteks 10 kW võimsusega elektrituulik toodab 10 m/s tuulega 10 kW energiat. Tuule kiiruse suurenedes suureneb ka väljundi võimsus, aga ülejäänud süsteem on ikkagi arvestatud teatud nominaalväljundvõimsusele. Mis ülejäänud energiast saab? Süsteem hakkab üle kuumenema, pöörded lähevad suureks, pinged lähevad suureks, osad hakkavad rikki minema ja kui koormus tagant kukub, suureneb labade kiirus veelgi. Viimasena lendavad labad küljest ning ongi tuulik omadega õhtul.

Kokkuvõttes: seade töötab korralikult vaid juhul, kui süsteem on dimensioneeritud õigesti ja kaitseastmed rakenduvad, nagu ette nähtud.

Väga tuulisesse asukohta tuleb paigaldada kas väiksemate labade pindalaga tuulik või arvestada sellega, et tuulik mingil ajal lihtsalt ei tööta. Ka tuulepargid seisavad, kui tuul on liiga tugev.

Tuuliku tasuvuse arvutamine

Kui asukoha keskmine tuule kiirus on teada, saab tuuliku tasuvuse arvutamiseks kasutada valemit:

Wh aastas = ½ρ * A * V3 * Cp * 8760 * Rayleight jaotuse väärtus

½ρ = õhu tihedus 1,226 kg/m3 / 2 = 0,613

A = tiiviku pindala ehk 3,14*(tiiviku diameeter / 2)2

V3 = piirkonna keskmine tuule kiirus astmel kolm

Cp= elektrituuliku kasutegur (väiketuulikute puhul keskmiselt 0,25)

8760 on tundide arv aastas

Rayleight jaotuse väärtus = 2 (Põhja-Euroopa keskmine tuultele avatud kohtades)

Wh aastas = vatt-tundi aastas

Jagades vastuse arvuga 1000, saame tulemuseks kWh aastas. Tulemus annab meile aasta energia tootlikkuse vastavalt tuuliku laba läbimõõdule. Selle põhjal saame teada tuuliku tasuvuse.

Allikas: Sven Lõokene, Taastuvenergia OÜ

Lisainfo:

Eesti Tuuleenergia Assotsiatsioon: www.tuuleenergia.ee
Suurbritannia Tuuleenergia Assotsiatsioon: http://www.bwea.com/small/faq.html
Tuulikute iseehituse guru Hugh Piggoti kodulehekülg: www.scoraigwind.com

Vaata ka

Lisa kommentaar

Sinu e-postiaadressi ei avaldata. Nõutavad väljad on tähistatud *-ga

« »

nike factory outlet kobe 9 elite polo ralph lauren outlet online air max 90 pas cher polo ralph lauren pas cher fake nike shoes new basketball shoes tiffany free runs what the kobe 8 nike air mag big size jordans nba shoes