Alternatyvieji energijos šaltiniai
Vėjo energijos naudojimo raida Lietuvoje
Lietuvoje pirmieji vėjo malūnai pradėti statyti XIV a. Baltijos pajūryje. XIX a. pradžioje vėjo malūnai 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 1921m. jau apie 1000.
Vėjo malūnai buvo statomi lygumose, kur vyrauja tolygūs nesūkuriuoti vėjai. Raižytoje vietovėje vėjo malūnų statybos aikštelės buvo parenkamos ant kylančių kalvų. Žiūrėta, kad šių statinių neužstotų pavieniai medžiai, miškas ir trobesiai. Esant prastesnėms vietovės sąlygoms, vėjo malūnas buvo iškeliamas ant aukšto pamato.
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.
Kaune susikūrusi UAB „Jėgainė“ sukonstravo ir pagamino 60 kW nominalios galios vėjo jėgainę. 1993 m. ji buvo 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.
Daugumos Lietuvoje gaminamų vėjo jėgainių pagrindiniai elementai – generatorius ir reduktorius – dažniausiai yra Rusijos gamybos. Jų techniniai duomenys ne visiškai atitinka vėjo jėgainių gamybos reikalavimus, nes yra skirti kitiems tikslams.
Šiuolaikinės vėjo jėgainės labai skiriasi nuo ankstesniųjų vejo malūnų. Jų mechaninis sparnų sukamasis 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, 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 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.
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.
Lietuvos energetikos instituto ir meteorologinių stočių vėjo greičio matavimo rezultatai rodo, kad tinkamiausias didelės galios (keleto šimtų kW) šiuolaikinių 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 dešimčiu 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 pa-gamintos 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 veikiančiu vėjo jėgainių yra įjungtos į šias sistemas.
Įvairiose šalyse vis daugiau vėjo jėgainių statoma jūros pakrantėje arba jūroje. Neužimami brangūs pajūrio žemės plotai, o vėjo greitis virš vandens yra didesnis ir mažiau pulsuojantis negu 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.
Tikėtina, kad Lietuvoje bus pastatytos pirmosios pramoninę reikšmę turinčios vėjo jėgainės, kurios per metus turėtų pagaminti daugiau kaip 6 GWh elektros energijos. 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 firmu, norinčiu statyti vėjo jėgaines, todėl nuo 2010 iki 2020m. 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 Ml 800-600/150“ ir kt.
Dauguma vėjo jėgainių komponentų (vėjaratis, bokštas, jėgainės gondola, 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 kvalifikacijos darbuotojų.
Būtina įvertinti ir atskiru fermerių, žemės ūkio bendrovių, daržovių augintojų ir kt. iniciatyvą.
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 jėgainiu parką, kur veiktų pavyzdinės jėgainės ir būtų atliekami jų tyrimai
Terminiai vandenys
Požeminių vandenų, kurie slūgso iki 400-500 m. gylio, temperatūra neaukšta. Giliau vandenys yra šilti ir net karšti. Jie vadinami terminiais.