Vėjo energetika
5 (100%) 1 vote

Vėjo energetika

TURINYS

ĮVADAS 3

1. VĖJO ENERGETIKOS NAUDOJIMO RAIDA LIETUVOJE 3

2. SITUACIJOS ANALIZĖ 6

3. TYRIMAI, SITUACIJOS GERINIMAS 8

4. SITUACIJOS TOBULINIMAS 10

IŠVADOS 11

NAUDOTA LITERATŪRA 12

ĮVADAS

Lietuvos energetikoje restruktūrizuojamas energetikos sektorius, formuojami rinkos santykiai, sprendžiami Ignalinos atominės elektrinės uždarymo klausimai, pradedami eksploatuoti rezerviniai bei nauji pajėgumai, pasaulyje sparčiai panaudojami atsinaujinantys resursai, tarp jų vėjo energija.

Vėjo energija, tai viena iš Saulės energijos formų. Saulei nevienodai įšildžius Žemės paviršių ir ją gaubiantį oro sluoksnį, atsiranda oro masių judėjimas, kitaip tariant kyla vėjas. Vėjų kinetinė energija Žemėje apytiksliai sudaro 0,25 % Saulės energijos, pasiekiančios žemės paviršių (apie 0,71021 J). Vėjas yra vienas iš didžiausių energijos šaltinių, kurį žmogus naudoja nuo seniausių laikų, o esant palankioms sąlygoms galėtų būti naudojamas daug plačiau nei dabar. Pastaraisiais metais labai susidomėta vėjo energetika. 2002 metais, padidinus vėjo energetikos pajėgumus rekordiniais 6 tūkstančiais 868 megavatų (MW), vėjo energijos gamyba pasaulyje padidėjo 28 procentais. Amerikos vėjo energetikos asociacijos (AWEA) ir Europos vėjo energetikos asociacijos (EWEA) duomenimis, praėjusiais metais investicijos į vėjo energetikos pajėgumų didinimą pasaulyje sudarė apie 7,3 milijardo JAV dolerių. 2002 metais bendros vėjo energijos gamybos apimtys viršijo 31 tūkstantį MW, t.y. buvo keturis kartus didesnės už vėjo energijos gamybą 1997 metais. 2002 m. pagamintos vėjo energijos pakaktų 7,5 milijono vidutinių JAV namų, arba 16 milijonų vidutinių Europos namų energijos poreikiams tenkinti. Vėjas yra sparčiausiai pasaulyje augantis energijos šaltinis. Vėjo energetikos pajėgumai vidutiniškai per metus padidėja maždaug 32 proc. Daugiau kaip 90 proc. pajėgumų tenka Europai ir JAV. „Tai tik ledkalnio viršūnė, – teigia EWEA vadovas Corinas Millais (Korinas Milė). – Iki 2010 metų pasaulio vėjo energijos rinkos vertė galėtų siekti 25 milijardus eurų per metus“. Daugiau kaip trys ketvirčiai vėjo energijos šiuo metu yra pagaminama Europoje, kurioje vėjo energija sudaro 2 proc. bendros energijos paklausos. Pagal vėjo energijos gamybos apimtis pasaulyje pirmauja Vokietija, kurioje vėjo energetikos pajėgumai viršija 12 tūkstančių MW. Po jos eina Ispanija, JAV, Danija ir Indija. EWEA nuomone, vėjo energijos dalis, šiuo metu sudaranti 0,4 proc. visos pasaulyje pagaminamos energijos struktūroje, iki 2020 metų gali padidėti iki 12 procentų. JAV, Kalifornijoje ir Teksase senos vėjo jėgainės yra keičiamos naujomis, galingesnėmis bei efektyvesnėmis. Daugelis šalių, kurios turi gausius vėjo energijos išteklius, didina įrengtų jėgainių skaičių ir kuria naujas įdiegimo programas bei iniciatyvas, skatinančias vėjo energetikos plėtrą. Pasaulyje yra 40 šalių, kuriose vėjo energetika tenkina didelę energijos poreikių dalį. Didžiuliai vėjo energijos ištekliai yra Kinijoje, Indijoje, Pietų Afrikoje, taip pat Europos šalių jūrų pakrantėse.

Lietuva nepasižymi pastoviais ir stipriais vėjais, tačiau panašios geografinės sąlygos yra daugelyje Vakarų Europos šalių, kuriose pastaruosius 10-15 metų vėjo energetika sparčiai vystoma. Referato tikslas – išanalizuoti vėjo energetikos plėtros tendencijas ir panagrinėti vėjo energetikos perspektyvas Lietuvoje.

1. VĖJO ENERGETIKOS 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.

Labai dažnai vienoje gyvenvietėje stovėjo keli vėjo malūnai. Pvz.: Kupiškyje – 5, Panevėžyje ir Radviliškyje po 4, Žagarėje ir Šiauliuose po 3, Daukniškiuose ir Suginčiuose po 2 ir t.t.

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 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 buvo pastatyta Kauno mieste ir išbandyta. Klaipėdos technikos universitete pagaminta 10 kW galios vėjo jėgainė tiekė šilumą šiltnamiui. Keletą nedidelės galios vėjo jėgainių yra pasistatę pavieniai asmenys – vėjo energijos naudojimo entuziastai.

2002 m. netoli Skuodo pastatyta vėjo jėgainė. Skuodiškis verslininkas Algimantas Lukošius naudotą vėjo jėgainę iš Danijos laivu parsigabeno 2002 m. vasarą. Manoma, jog ji darbuosis – gamins elektrą 15 metų. Jos darbas valdomas kompiuteriu. Vėjo jėgainė turi tris sparnus, vieno ilgis – 10,5 metro. Sparnai sukasi negreitai – tik 40 apsisukimų per minutę. Jėgainė turi du skirtingo galingumo generatorius: kai silpnas vėjas, dirba dirba mažesnio galingumo generatorius, kai stipresnis – didesnio. Per valandą jėgainė pagamina 160 kW elektros energijos.

2004 m. balandžio 15 d. Vydmantų kaime (Kretingos r.) įvyko pirmosios Lietuvoje naujos pramoninės vėjo elektrinės pašventinimo – atidarymo iškilmės. Pirmoji Lietuvoje moderni vėjo elektrinė atidaryta Magdeburgo (Vokietija) ir Kaišiadorių vyskupijų partnerystės dėka. pasirinkta Vokietijos įmonės “ENERGON GmbH” gaminama elektrinė (jėgainė) E-40, kadangi šios firmos patentuota invertorinė–konverterinė technologija leidžia atiduoti į skirstomuosius tinklus kokybiškiausią elektros energiją, prisitaikančią prie skirstomųjų tinklų parametrų. Jos bokšto aukštis – 78 m., sparnuotės skersmuo – 44 m., bendras aukštis – 99,5 m. Elektros energiją generuoja 630 kw galios kintamo greičio asinchroninis generatorius. Maksimali galia – 630 kw gali būti pasiekiama esant vėjo greičiui 11,5 m/s. Vėjo greičiui pasiekus 25 m/s jėgainė automatiškai sustabdoma. Mažiausias reikalingas vėjo greitis – 3 m/s. Šio projekto finansavimo šaltiniai – Magdeburgo įmonės „GERO AG“ bei Vokietijos „VEREINS-UND-WESTBANK“ suteikti kreditai, kuriuos tikimasi grąžinti per 10 metų.

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.

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. Ji išnagrinėjo įvairių užsienio šalių patirtį, surinko Lietuvos meteorologijos stočių vėjo matavimų duomenis per visą pokario laikotarpį, apskaičiavo skirtinguose aukščiuose nuo žemės paviršiaus vejo energijos išteklius įvairiuose šalies regionuose. Remiantis šiais skaičiavimais, nustatytos geriausios vietos vėjo jėgainių statybai, sudarytos metodikos vėjo jėgainėms parinkti pagal vietovės gamtines sąlygas.

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 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 buvo vertikalios ašies, labai paprastos konstrukcijos, dažniausiai skirtos tiekti vandenį laukams drėkinti. Absoliuti dauguma šiuolaikinių vėjo jėgainių yra horizontalios ašies. 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 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, vejo 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 erdvėje besisukančių sparnų, tokios jėgainės vėjaračio panaudojamas daugiau kaip 30 proc. Todėl pastaraisiais metais
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 genera torių 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.

Šiuo metu Jūs matote 32% šio straipsnio.
Matomi 1739 žodžiai iš 5515 žodžių.
Peržiūrėkite iki 100 straipsnių per 24 val. Pasirinkite apmokėjimo būdą:
El. bankininkyste - 1,45 Eur.
Įveskite savo el. paštą (juo išsiųsime atrakinimo kodą) ir spauskite Tęsti.
SMS žinute - 2,90 Eur.
Siųskite sms numeriu 1337 su tekstu INFO MEDIA ir įveskite gautą atrakinimo kodą.
Turite atrakinimo kodą?
Po mokėjimo iškart gausite atrakinimo kodą, kurį įveskite į laukelį žemiau:
Kodas suteikia galimybę atrakinti iki 100 straispnių svetainėje ir galioja 24 val.