Vėjo turbinos yra viena iš efektyviausių atsinaujinančios energijos šaltinių, leidžiančių pasiekti tvarumą ir sumažinti priklausomybę nuo tradicinių energijos šaltinių.
Kaip veikia vėjo turbinos?
Vėjo jėgainės - įrenginiai, kurie kinetinę vėjo energiją paverčia elektros energija. Vėjo turbinos paverčia vėjo energiją mechanine energija, kuri, savo ruožtu, transformuojama į elektros energiją. Vėjas - tai judantis oras. Didėjant jo greičiui, didėja ir kinetinė, su judėjimu susijusi, energija. Vėjo elektrinės sukurtos taip, kad sudarytų kliūtį kinetinei energijai, ją sulėtintų ir konvertuotų į elektros energiją. Kai vėjas pučia, jis suka turbinos mentės, ir šis judėjimas sukuria energiją, kuri gali būti naudojama namuose, versluose ar netgi pertekliui grąžinti į elektros tinklą. Vėjo jėgainė veikia vėjo kinetinę energiją paversdama elektros energija. Pagrindinis komponentas yra turbina, kurią suka vėjo jėga. Rotoriaus judesys perduodamas generatoriui per mechaninę pavarą. Generatorius, naudodamas magnetinę indukciją, mechaninę energiją konvertuoja į elektros energiją. Vėjo elektrinės sugauna vėjo energiją savo mentėmis. Vėjui pučiant, vienoje mentės pusėje susidaro žemo slėgio oro kišenė. Ši kišenė traukia mentę link savęs ir taip priverčia suktis elektrinės viduje esantį rotorių. Naselėje esanti pavarų dėžė padidina rotoriaus sukimosi greitį nuo maždaug 18 iki 1800 apsisukimų per minutę - toks greitis leidžia turbinos generatoriui gaminti elektros energiją. Kliūtis kinetinei energijai susidaro, kuomet vėjas susiduria su turbinos mentėmis, kurios suprojektuotos taip, kad duotų didžiausią energijos kiekį ir taip sudarytų didžiausią galimą kliūtį.
Vėjo jėgainių tipai ir istorija
Vėjo turbinos gaminamos vertikaliomis ir horizontaliomis ašimis. Pirmoji pasaulyje (1888 m.) automatinė vėjo turbina Klyvlende. Pirmoji parko vėjo elektrinė į Lietuvos energetikos sistemos 110 kV perdavimo tinklo atkarpą Palanga - Šventoji buvo įjungta 2006 m. spalio 11 d. per 110/20 kV transformatorinę pastotę „Vėjas-1“ Kiauleikių kaime. Kitos elektrinės įjungtos palaipsniui iki 2007 m. Iki XX a. 4-ojo dešimtmečio vidurio daugelis Amerikos kaimiškų vietovių priklausė nuo vėjo energijos. Tai buvo vienintelis elektros energijos šaltinis. Tokios turbinos buvo prieinamos ir ekonomiškai naudingos. Visose Jungtinėse Amerikos Valstijose išsiplėtus elektros linijoms, kaimiškose vietose esančios vėjo jėgainės išnyko, o vėjo energetika tapo praeitimi. Vertikalios ašies vėjo jėgainės jau buvo žinomos Mesopotamijoje. Vėjo jėgainės, kurios sukasi ant horizontalios ašies, yra plačiausiai naudojamos. Dėl savo konstrukcijos jos yra greitaeigės, mažesnio svorio, jėgainės turbiną galima iškelti aukštai. Be to, vieno instaliuoto kilovato kaina yra mažesnė negu vertikalios ašies jėgainių. Tokios sistemos užtikrina nuolatinį veikimą net atokiose vietovėse, kur nėra galimybės prijungti prie elektros tinklo. Šios sistemos dažnai derinamos su saulės moduliais, kad užtikrintų energijos tiekimą visą parą. Mažiausios turbinos naudojamos tokioms reikmėms kaip akumuliatorių įkrovimas pagalbinei valčių ar priekabų energijai ar eismo įspėjamiesiems ženklams. Modernios jėgainės pradeda veikti nuo 2 m/s greičio ir pasiekia maksimalų našumą prie stipresnių vėjų. Vėjo jėgainių konstrukcija užtikrina aerodinaminį efektyvumą, leidžiantį generuoti energiją net nestabiliomis oro sąlygomis.
Vėjo jėgainių privalumai ir pritaikymas
Vėjo jėgainės yra universalūs įrenginiai, skirti įvairiems energijos poreikiams. Vėjo jėgainės efektyviai krauna akumuliatorius, užtikrinant elektros energijos tiekimą atokiose vietovėse ar sodybose be centralizuotos elektros. Vėjo jėgainės tinkamos naudoti regionuose, kur elektros tiekimas nepastovus arba išvis nėra prieinamas. Derinant su saulės baterijomis, jos suteikia stabilų energijos tiekimą net esant permainingoms oro sąlygomis. Vėjo jėgainės leidžia gaminti elektrą nepriklausomai nuo centralizuoto elektros tinklo. Efektyviausios jėgainės yra regionuose, kur vėjo greitis siekia bent 4-6 m/s. Vėjo jėgainės generuoja elektros energiją be papildomų kuro išlaidų, todėl ilgainiui investicija atsiperka. Lyginant su saulės elektrinėmis, vėjo jėgainės gali gaminti energiją, net ir debesuotomis dienomis bei naktį, todėl yra ekonomiškai naudingesnės mišraus klimato sąlygomis. Taip, vėjo jėgainės puikiai dera su saulės elektrine, nedideli komplektai tinkami mažose sodybose, žvejyboje, gamtoje. Ir išsirengus galingą vėjo jėgainę su didesniu kiekiu saulės modulių, elektros galima pasigaminti ne tik buitinėms prietaisams, bet ir namo šildymui. Be to, jas lengva montuoti ir eksploatuoti, jų nereikia orientuoti pagal vėjo kryptį. Tačiau vertikalios vėjo jėgainės nepasižymi dideliu naudingumo koeficientu, nuo kurio priklauso pagaminamos elektros savikaina. Vėjo turbinos - tvarios energijos sprendimas. Vėjo turbinos yra viena iš efektyviausių atsinaujinančios energijos šaltinių, leidžiančių pasiekti tvarumą ir sumažinti priklausomybę nuo tradicinių energijos šaltinių. Ekologiškumas: Vėjo energija yra švari ir atsinaujinanti, todėl ji prisideda prie aplinkosaugos. Ilgalaikės taupymo galimybės: Investavę į vėjo turbiną, galite sumažinti mėnesines elektros sąnaudas. Nepriklausomybė nuo elektros tiekėjų: Vėjo turbinos leidžia tapti savarankiškais energijos vartotojais.
Vėjo energetika Lietuvoje
30 MW vėjo elektrinių parkas „Vydmantai wind park“ yra vienas pirmųjų ir didžiausių Lietuvoje bei kitose Baltijos šalyse. Vėjo elektrinių parkas per 2018 m. pagamino ir į tinklą patiekė 50,00 GWh elektros energijos. „Vydmantai wind park“ yra antrinė AB „INTER RAO Lietuva“ vėjo energetikos įmonė, įkurta 2011 m. „Vydmantai wind park“ 2012 m. pradžioje valdė apie 18,6 proc. Šiuo metu Lietuvoje veikia 23 vėjo jėgainių parkai, jų galia kartu sudėjus siekia 480 MW. Viename vertinime teigiama, kad nuo 2009 m. iki 2019 m. Lietuvoje veikiantys vėjo jėgainių parkai pagamino 1,45 TWh (1453 GWh) elektros energijos: 28 % daugiau nei 2018 m., kai vėjo elektrinės pagamino 1,14 TWh (1139 GWh). Tai sudaro 13 % galutinio Lietuvos elektros energijos suvartojimo. Palyginimui: Lietuvoje aukščiausios vėjo turbinos ašies aukštis yra 110 metrų - dvigubai mažesnis.
Daugumos sausumoje šiuo metu veikiančių vėjo jėgainių galia yra 2-3 MW, tokios elektrinės kasmet gali pagaminti apie 5,5 mln. kWh elektros energijos. Tiek visiškai pakanka patenkinti apie 1,5 tūkst. vidutinių individualių namų ir apie 4 tūkst. vidutinių butų ūkių metinius elektros poreikius Lietuvoje.
Moderniausios vėjo turbinos ir plėtros tendencijos
Aukščiausia ir galingiausia kada nors pagaminta vėjo turbina „Haliade-X 12 MW“ šiuo metu veikia prie Nyderlandų krantų. Šios „GE Renewable Energy“ vėjo turbinos ašies aukštis yra 220 metrų. Kiekviena jos mentė yra 107 metrų arba vidutinio futbolo stadiono ilgio. Dauguma vėjo elektrinių susideda iš trijų menčių, sumontuotų prie plieninio bokšto. Vėjo elektrinės gali būti įvairaus aukščio - kuo jos aukštesnės, tuo efektyviau veikia, nes didesniam aukščiui įprastai būdingi stipresni vėjai. 2019 m. Daugiausia naujų vėjo jėgainių 2019 m. iškilo Jungtinėje Karalystėje - 2,4 GW (sausumoje ir jūroje), Ispanijoje - 2,3 GW (sausumoje), Vokietijoje - 2,2 GW (sausumoje ir jūroje), Švedijoje - 1,6 GW (sausumoje), Prancūzijoje - 1,3 GW (sausumoje). 2019 m. Europoje instaliuota 27 proc. daugiau naujų vėjo jėgainių nei 2018-aisiais. Tačiau norint įgyvendinti Europos Žaliajame susitarime iškeltus tikslus, vėjo energetikos plėtra turėtų būti dar spartesnė. Iš viso Europoje veikia 205 GW galios vėjo jėgainių. Daugiausia jų instaliuota Vokietijoje (61 GW), Ispanijoje (26 GW), Jungtinėje Karalystėje (24 GW), Prancūzijoje (17 GW) ir Italijoje (11 GW).
Taip, dauguma jėgainių gali būti prijungtos prie elektros tinklo per inverterį. Po pradinių investicijų eksploatacijos išlaidos yra minimalios. UAB „Švari Energija“ teikia profesionalią priežiūrą, apimančią reguliarią techninę apžiūrą ir atsarginių dalių tiekimą.
Kaip statomos vėjo turbinos
Investuokite į vėjo turbinas jau šiandien ir prisijunkite prie tvaresnio būdo gyventi.