Kuidas päike ja tuul ennast teenima panna
Eesti uudised, Tuuleenergia - Tuul aprill 11, 2014
Osuti, 11.04.2014
Kui õnnestuks kinni püüda kogu päikeselt maapinnale jõudev energia, võiks poolteisetunnise päikesepaistega tagada maakera aastase energiavajaduse. See teadmine on sundinud teadlasi ja insenere nuputama, kuidas päikeseenergiat kasutada ja salvestada.
Tuulest ja päikesest saadav energia on esmapilgul ideaalne – see ei kasuta teisi maakeral asuvaid ressursse ega riku ökoloogiat, maailma looduslikku keskkonda. Miks siis mitte loobuda igakuistest kopsakatest elektriarvetest ning hakata ise energiat tootma?
Ometi on meie moodsas maailmas tuule- ja päikseseenergial ka miinuseid, eelkõige, et see pole saadaval kogu aeg, sest päike ei paista ja tuul ei puhu pidevalt. Teiseks ei suuda me seda praegu nii efektiivselt kätte saada, kui tahaksime.
Sellest hoolimata on Eestiski, eri paigus, omajagu inimesi, kelle koju elekter just nii tuleb -päikese ja tuule jõul. Registreeritud on üle 130 taastuvenergia väiketootja, kes on võrguga liitunud. Peale päikese- ja tuuleenergia tootjate on siia arvatud ka väikekoostootmisjaamad ning hüdroenergia kasutajad. Nende kohta, kes toodavad elektrit sõltumatult ning vaid enda tarbeks, täpne statistika puudub.
Meil on päikest päris palju
Kel mõlgub peas mõte taastuvenergiat kasutada, tasub alustuseks tutvuda raamatuga „Elekter päikesest ja tuulest”. Rein ja Merike Pinni koostatud käsiraamat kajastab paarikümne Eesti inimese lugusid – mis asjaoludel said neist taastuvenergia tootjad ning kuidas elektrit ise toota. Tutvustatakse päikese- ja tuuleenergia jõul töötavaid energiasüsteeme ning juttu tehakse nii ettevõtmise tehnilisest kui ehituslikust poolest. Praktikud näitavad oma koduelektrijaamu, pajatavad elektrijaama rajamist saatnud seikadest ning mõtisklevad päikese- ja tuuleenergia võimalikkuse üle Eesti oludes. Raamatus on ligi 200 fotot ja joonist, mis aitavad mõista kasutatavate süsteemide olemust ja ehitust.
Kuigi on arvamusi, et Eestis ei ole päikesepaneelide kasutamine õigustatud, sest aastas on vähe päikeseküllast aega, väidavad praktikud, et tegelikult see nii ei ole. Aprillist oktoobrini on Eestis võimalik päikese abil katta üle 90 protsendi kütte-ja soojaveesüsteemides vajatavast energiast Aasta keskmises arvestuses efektiivsus küll langeb, kuid 60 protsenti sooja vee tootmiseks vajalikust energiast on päikeselt võimalik saada küll. Soomlaste aastaid kestnud katsetused viitavad sellele, et päikesesoojusega ei saa arvestada vaid kahes kuus – detsembris ja jaanuaris.
Suurim päikeseenergia tootja maailmas on Saksamaa, seal asub umbes 50 protsenti kogu maailma päikeseelektrijaamadest. Kui võrrelda päikesepaneelide tootlikkust Eestis ja Saksamaal, siis aasta lõikes on see sama. Eestis on päikeseenergiat küll vähem, aga seda kompenseerib keskmisest madalam õhutemperatuur, mis omakorda tõstab päikesepaneelide efektiivsust. Eesti eripära on, et talvekuudel langeb päikesepaneelide jõudlus oluliselt ehk novembrist veebruarini toodavad päikesepaneelid vaid 10 protsenti kogu aastasest energiakogusest.
Eesti ühe vanima taastuvenergia elektritootmislahendusi pakkuva väikeettevõtte Bakeri juht Anti Tiik rääkis, et päikesepaneelide tasuvusaeg jääb 10-15 aasta vahele, kui tegemist on võrgulahendusega. grid-lahendused ehk need, kus elektrivõrku ei ole ja liinide vedamine maksaks üle 20 000 euro, tasuvad päikesepaneelid ära kohe, kui esimest korda lülitit vajutada. Elektrivõrguga liitumine on lihtsalt sedavõrd kallim.
Anti Tiik soovitas päikesepaneelide soetamisele mõelda juba praegu. Esialgne investeering on küll suur, kuid selle maksumus on aastatega langenud. Odavnemise põhjuseks on toorme-maksumuse langus, samuti tehnoloogia areng ning konkurentsi tihenemine. „Viimase kümne aasta jooksul on paneelide hinnad langenud kohati kuni kümme korda,” nentis Tiik.
Et talvisel perioodil paneelide jõudlust parandada, tuleb paneele lumest puhastada, kuid rohkem üldjuhul teha ei anna. Tavaliselt on elektrivõrguta lahendustes kasutusel ka bensiinigeneraator ning võimaluse korral elektrituulik. Majapidamise aastane elektrienergia tarbimise hulk annab kõige parema ülevaate vajalikust süsteemivõimsusest. Umbkaudu võib öelda, et kilovatt installeeritud võimsust annab keskmiselt 900 kuni 1000 kilovatt-tundi energiat aastas. Loomulikult on see sõltuvuses paigaldusnurgast ja suunast,” selgitas Bakeri juht
Vaja on uusi materjale
Osaühingu Taastuvenergia nõuande järgi on Eestis optimaalne päikesepaneelid paigaldada lõuna suunas ja 40-kraadise nurgaga maapinna suhtes. Selline asetus on parim, kui soovitakse saada maksimaalset energiakogust aasta ringi. Võrreldes lõuna suunas paigaldatud paneelidega väheneb päikesepaneelide tootlikkus kagu või edela suunal umbkaudu 5 protsenti aastas ning ida või lääne suunal ligi 20 protsenti.
Juhul kui katus ei ole ideaalse kalde ja suunaga, saab soovitud kaldenurga saavutamiseks kaaluda lisaalusraamistiku paigaldust. Enamikul juhtudel on lisainvesteering aga suurem kui saadav tulu. Kui selgub, et paneelide paigaldamine katusele ei ole parim lahendus, on võimalik need paigaldada maapinnale vastavale alus-raamistikule,” lausus Anti Tiik.
Ta lisas, et päikesepaneelide valimine ei ole keeruline, tuleb pöörduda vaid süsteemlahendusi müüva ettevõtte poole, kes aitab leida sobiva paneelitüübi ja koostada simulatsiooni.
Päikeseenergia tootmist on muu hulgas uuritud Tallinna Tehnikaülikoolis, mille katusele seati juba 2006. aasta novembris esimesed päikesepaneelid, jälgimaks päikesepaneelide näitajaid põhjamaal ning neid siin tutvustada. Päikesepaneelide mõõtmistulemused on avaldatud veebilehel www.pv.ttu.ee.
Praegu valmistatakse 90 protsenti päikesepatareisid ränist kuid maailm otsib sellele alternatiivi – räni monokristallide tootmine on energiamahukas ning paneelide valmistamise materjalikulu liiga suur, mis teeb ränist valmistatud päikesepatareid tarbijale kalliks. „Kuigi igas tunnis langeb Päikeselt Maale rohkem energiat, kui inimkond eales tootnud, on selle kasutamise peamine pidur just paneelide kõrge hind,” selgitas Tallinna Tehnikaülikooli materjaliteaduse instituudi professor Enn Mellikov.
Päikesepatareide teise põlvkonna õhukese-kilelised patareid, mille valmistamiseks kulub tunduvalt vähem materjali, on nüüdseks jõudnud tootmisse. Kuigi kristalse räni patareidest odavamad, on ka nende abil toodetud elektrienergia hind kõrge võrreldes tavapärasel viisil toodetud elektriga. Selleks, et päikesepatareide abil toodetava elektri hind saaks konkurentsivõimeliseks, tuleb kõigepealt alandada päikesepatareide endi hinda – kasutada soodsaid materjale ning valmistada patareid odavate ja võimalikult lihtsate tehnoloogiatega. See aga eeldab päikesepatarei uudset konstruktsioonilist lahendust
Eesti Tuuleenergia Assotsiatsiooni tegevjuht Tuuliki Kasonen tõi taastuvenergia kasutamise peamiste põhjustena kaks aspekti: vajadus ja maailmavaade. „Üsna sage põhjus on soov kulutusi energiale vähendada ja seda iseäranis tulevikku vaadates, kus elektrihinna langemist ei ennustata. Ka on Eestis piirkondi, iseäranis väikesaared, kus lütumine elektrivõrguga on kallim, kui oma energiatootmise rajamine. Peale selle on oluline roheline maailmavaade või soov olla üldisest energiasüsteemist sõltumatu,” kõneles Tuuliki Kasonen.
Kas tuult on piisavalt?
Hoopis teine küsimus on, millistel juhtudel on mõistlik väiketuulik või päikesepaneel soetada. Tema sõnade kohaselt on taastuvenergia väike-lahenduste planeerimise sagedaseim viga, et ei tegelda piisaval määral küsimusega, kas mul ikka on küllaldaselt päikest või tuult
Tuulik töötab vaid seal, kus on tuult, ja kuigi Eestis võib aeg-ajalt tunduda igal pool, et iilid viivad püksid jalast, on tuuleenergia tootmiseks vaja pidevalt tuulist ja turbulentsivaba kohta. «Tuuliku asukoha valimisel on reegliks, et see peab olema lage paik, kuhu saab panna lähedal asuvatest hoonetest ja puudest kõrgema masti. Sellised kohad on enamasti rannikul ja saartel,” selgitas Kasonen.
Ühtset juhist vajalikule minimaalsele aasta keskmisele tuulekiirusele on raske anda, kuna see sõltub konkreetsest rakendusest Nimelt võib autonoomse süsteemiga (energiat toodetakse ainult enda tarbeks) tuuliku paigaldamiseks aktsepteerida väiksemat tuuleressurss!, sest alternatiivsed energiaallikad on kallimad ja tihti suurema keskkonnamõjuga. Autonoomse süsteemi puhul võiks tuuliku paigaldamisele mõelda alates tuulekiirusest 3,5 meetrit sekundis ja võrguühendusega kohas alates 4,5 meetrit sekundis.
Soetatava tuuliku võimsus sõltub sellest, kui suur on pere elektritarve. Harilikult algabki eeltöö majapidamise energialahenduste ülevaatamisest. Siiski on rusikareegel, et kodumajapidamises peaks piisama 5-lOkilovatise võimsusega tuulikust Ajal, mil tuult pole, ostetakse elektrit võrgust, ning kui tuul on tugev, saab ülejääva elektri võrku müüa. Liiga üle pole mõtet süski väiketuulikut dimensioonida, sest võrku müües pole elektrihind sama, mis sealt koos kõikide maksudega ostes.
„Võrgulütumisest rääkides tuleb mainida, et enam ei pea paika jutud, et väiketuulikut pole võimalik võrguga Uita, küll aga peab siinjuures valima korraliku inverteri, mida võrguettevõtja aktsepteerib,” rõhutas Kasonen. Sellekohase info saab Elektrilevi kodulehelt.
„Meie tegime otsuse tuuleenergiat kasutama hakata suuresti sellepärast, et sel hetkel oh võimalik selleks Kredexist toetust taotleda,” rääkis Pandivere mees Janar Eelma. Väiketuulik toodab seal elektrienergiat maapere tarvis.
Janar Eelma kinnitust mööda katab tuulik elektrivajadusest umbes 70 protsenti, ülejäänud osas kasutatakse võrguenergiat Ta selgitas, et kui tuul on tugev, süs ei tarbi nad kogu energiat ära ning müüvad seda võrku, kui aga tuult pole, siis ei ole. Mees lisas, et arveldus on tunnipõhine, mitte kuupõhine, mis oleks soodsam.
Eelma sõnutsi tuulik igapäevaelu halvasti ei mõjuta, seda on küll kuulda, kuid hääl pole häiriv. „Olen keskkonnasõbralike lahenduste pooldaja. Kui toetust ei oleks saanud, oleksin otsustanud päikesepaneelide kasuks,” väitis ta ning lisas, et linnakodus on ta nende katusele panemist ka alustanud.
Tuuliki Kasonen selgitas, et oluline ei ole üksnes, kui võimas tuulik soetada ning kas see ühendada võrguga või mitte, vaid ka millise mehaanilise konstruktsiooniga ning millise mastiga tuulik valida. Olemas on horisontaalse ja vertikaalse teljega tuulikud ning nende eri tüübid. „Maste on nii torumaste kui sõrestikuga, nii allalangetatavaid kui ülesronitavaid, nii vabalt seisvaid kui tõmmitsatega – igal omad plussid ja miinused,” kirjeldas Kasonen.
Katab saare vajadused
Neil, kel aega, soovitas ta tuulikut valides tutvuda sõltumatute tegijate läbiviidud testidega, sest väiketuulikute efektiivsus on väga erinev. Neil, kel aega pole, tasub teada, miks suurtes tuule-parkides on vaid kolme labaga horisontaalsed tuulikud – need on kõige efektiivsemad ehk toodavad kõige rohkem energiat.
Kuigi Mohni saarele elektriliinid ei ulatu, saab seal kasutada mi elektrilist veepumpa, triikida, toas valguse põlema panna, hoida töös kahte külmkappi ning vaadata televiisorit. Mohni saarel annavad suurema osa elektrienergiast eluhoone katusele paigaldatud päikesepaneelid. „Kokku on üheksa ruutmeetrit päikesepaneele,” ütles Mohni saare vaht Mati Maasild.
Peale päikesepaneelide on saarel ka 2,4kilovatise võimsusega väiketuulik. Kui elektrienergiat tekib rohkem, kui ära tarbitakse, salvestub see suurtesse akudesse, mida on kokku kümme. ..See on automaatne süsteem, ise me midagi selleks tegema ei pea,” ütles saarevaht Kui ka akud täis, läheb energia radiaatoritesse ning kütab need soojaks.
Mati Maasild, kes elab saarel koos kaasaga, rääkis, et kogu toodetud elekter kasutatakse ära ning ühe pere tarbimise jaoks on seda rohkemgi kui küll. „Ning kui parajasti on tuulevaikne ja ka päikest napib, saab tarbida akudesse salvestatud energiat,” nentis ta.
Mohni saarevahi sõnutsi on praegune elektri-lahendus mõni aasta vana, kuid taastuvenergiat on saarel kasutatud pikka aega. Juba 1990. aastate keskpaigast on majaka lõunaküljel päikesepaneelid, samuti oli saarel tuulik. Paraku väsis tuulik ära ning uuendamist vajas vana akupank.
Uus tuulik asub hea tuulega kohas ning paarisaja meetri kaugusele jääva majaga ühendab seda kaabelliin. Kui talvel, kevadel ja suvel on päikesepaneelid head elektritootjad, sus sügis -kolm kõige pimedamat ja sombusemat kuud -on tuulegeneraatori aeg.
«Olukorras, kus elektrivõrguga lunimise eest küsitakse üle 100 000 euro, on kõik sellest odavamad lahendused paremad,” selgitas Lääne-Virumaa ja Järvamaa piirile Puhta Vee teema-pargi rajamist vedav Priit Adler, miks seal päikese- ja tuuleenergia kasuks otsustati.
Adler tõdes, et elektrit tuleb kasutada säästlikult Jälgime energiatarbimist eriti hoolega, sest saame kulutada ainult seda energiat, mis on akudes või mida toodame. Akudesse mahutame 44 kilovatt-tundi energiat ning parimal juhul suudame ühe päevaga ka akud uue energiaga täita. Lisaks on meil igaks juhuks bensiiniga elektri-generaator,” rääkis teemapargi rajaja. Pidevast kilovattide lugemisest hoolimata ollakse Puhta Vee teemapargis olukorraga rahul, sest üldse ilma elektrita oleks veel raskem hakkama saada.
Kui mõni aasta tagasi Lääne Virumaal Miila külas valmis kii lamaja, paigaldati selle juurde kaks tuulegeneraatorit Mõeldud on ka päikesepaneelide paigaldamisele. Mittetulundusühingu Miila Hiiemäe üks eestvedajaid Katrin Kärner ütles, et peamised põhjused, miks tuulikute kasuks otsustati, olid keskkonnasäästlikkus ja ajalooline taust. Paarsada meetrit eemal oli juba 1930. aastatel tuuleveski, kus jahu jahvatan,” tõi ta välja.
Kärneri sõnul on elektriarved kindlasti väiksemad, kui oleks ainult võrguenergiat kasutades, kuid täpset statistikat ei ole nad teinud.
TOETUS
Elektrienergia tootmiseks on võimalik omavalitsuste kaudu küsida toetust hajaasustusprogrammist. Kui projekti rahastatakse, maksab kolmandiku kuludest riik. kolmandiku omavalitsus ning sama suure osa taotleja ise. Autonoomse elektrisüsteemi rajamiseks või täiustamiseks vajalikke tegevusi toetatakse tingimusel, et majapidamine ei ole liitunud elektrivõrguga. Abi saab taotleda päikese-, tuule-, vee- või muud taastuvenergiaallikat kasutava elektritootmisseadme paigaldamiseks, samuti elektrigeneraatori ja energiasalvestussüsteemi paigaldamiseks. Nõuetele vastavaid taotlusi hindab vähemalt viieliikmeline kohaliku omavalitsuse moodustatud komisjon. Hinnatakse eri aspekte, näiteks investeeringu vajalikkust ning tegevuste ja kulude põhjendatust, kasusaajate arvu, samuti investeeringu maksumust kasusaaja kohta.
Lisa kommentaar