Hobijs entuziastiem, nevis pastāvīgs elektroenerģijas avots
Vēja enerģija mājsaimniecībām
Vēja enerģija, līdztekus saules, ūdens, biomasas un ģeotermālajai enerģijai, ir atjaunīgais energoresurss, un viens no virzieniem, kurā Latvija piekritusi doties Eiropas Savienības Zaļā kursa ietvaros, lai līdz 2050. gadam atbrīvotos no fosilā kurināmā izmantošanas. Kā liecina Eiropas Vēja enerģijas asociācijas "Wind Europe" dati – pērn no kopējā Latvijā saražotā elektroenerģijas apjoma vien 2% bija vēja enerģija, kurpretī Eiropas Savienībā vidēji tie ir 15%. Kāpēc tāda situācija, un vai vēja enerģija ir risinājums arī mājsaimniecībām – par to stāsta nozares eksperti.
Vēja enerģija mājsaimniecībām – plusi un mīnusi
"Runājot par saules paneļu popularitāti, esam tādā pašā līmenī kā Vācija, jo tas ir ērti, vienkārši un nav dārgi, taču, ja paskatāmies uz vēja iekārtām, tad redzam, ka vēju kā atjaunīgo energoresursu izvēlas ļoti maz, lai gan atbalsts ir pieejams gan saules, gan vēja enerģijai. Kāpēc tā? Jo vēja enerģijas gadījumā ir virkne ierobežojošu apstākļu, kas jāņem vērā, sākot jau no cenas un uzstādīšanas specifikas un beidzot ar to, ka vēja enerģētiskās iekārtas nav iespējams un arī nedrīkst uzstādīt visur. Dārgāka ir ne vien pati iekārta, bet arī ierīkošana un apkope, turklāt bieži vien ir nepieciešamas papildu atļaujas no būvvaldes," skaidro Rīgas Tehniskās universitātes Elektrotehnikas un vides inženierzinātņu fakultātes asociētais profesors un vadošais pētnieks Edmunds Kamoliņš.
Vēja elektroenerģijas ražošanā mājsaimniecībām pamatā izšķir divu veidu vēja enerģētiskās iekārtas: propellertipa ar horizontālo asi un lēngaitas ar vertikāli izvietotu asi. Jau pats nosaukums daļēji pasaka priekšā attiecīgās iekārtas īpatnības – propellertipa vēja enerģētiskā iekārta ir jaudīgāka un tās darbībai ir nepieciešams laminārs vējš (vienvirziena), līdz ar to tā ir piemērota lauku reģioniem, savukārt lēngaitas vēja enerģētiskā iekārta ar vertikālo asi ir klusāka, mazāk jaudīga, jo palielinoties tās jaudai būtiski palielinās vējrata kopējā masa, un tā vairāk piemērota arī turbulentai vēja plūsmai (nevienmērīga, no dažādiem virzieniem), kāda ir apdzīvotās vietās ar kokiem, ēkām un citiem objektiem, kas vēja plūsmu šķeļ. Ir iegādājamas arī pavisam mazas un primitīvas vēja enerģētiskās iekārtas, ar jaudu līdz 100 W – tās vairāk paredzētas mazu elektroierīču uzlādei, bet ne enerģijas ražošanai mājsaimniecībai.
Kā skaidro Kamoliņš – pirms apsvērt domu par vēja enerģētiskās iekārtas ierīkošanu, jāpievērš uzmanība diviem aspektiem: vēja potenciāls konkrētajā vietā un vēja intensitāte: "Ja mēs runājam par mazajām vēja enerģētiskajām iekārtām apdzīvotās vietās, tad diemžēl augstums, kādā ir iespējams šīs iekārtas uzstādīt, ir neliels – 10 m vai pat mazāk. Un šādā augstumā apkārt atrodas gan koki, ēkas un citi objekti, kas lamināro plūsmu padara turbulentu, līdz ar to iekārtas efektivitāte krasi samazinās. Tāpēc arī teorētiskie dati, kurus var ielikt formulā un izrēķināt potenciālo vēja enerģijas ieguvumu, praksē izskatās pavisam citādi. Savukārt, runājot par vēja intensitāti, – katru gadu tā var mainīties pat par 30%. Būtisks aspekts ir arī fakts, ka vēja enerģētiskās iekārtas bieži vien nav projektētas Latvijas vēja ātrumam, kura vidējie parametri ir diezgan zemi. Lielākoties vēja ātrums ir 3-3,5 m/s vai arī vēja plūsma nav lamināra – praksē tas nozīmē, ka vēja iekārta darbojas, bet neko īsti neražo, jo šīm iekārtām ir nepieciešama enerģija arī pašam kontrollerim un invertoram. Tāpēc būtu svarīgi veikt priekšizpēti un analīzi – uzstādīt anemometru un izmērīt vēja ātrumu kādā konkrētā laika periodā. Ideālā gadījumā gadu."
Vēja elektroenerģijas ražošanā mājsaimniecībām pamatā izšķir divu veidu vēja enerģētiskās iekārtas: propellertipa ar horizontālo asi un lēngaitas ar vertikāli izvietotu asi. Jau pats nosaukums daļēji pasaka priekšā attiecīgās iekārtas īpatnības – propellertipa vēja enerģētiskā iekārta ir jaudīgāka un tās darbībai ir nepieciešams laminārs vējš (vienvirziena), līdz ar to tā ir piemērota lauku reģioniem, savukārt lēngaitas vēja enerģētiskā iekārta ar vertikālo asi ir klusāka, mazāk jaudīga, jo palielinoties tās jaudai būtiski palielinās vējrata kopējā masa, un tā vairāk piemērota arī turbulentai vēja plūsmai (nevienmērīga, no dažādiem virzieniem), kāda ir apdzīvotās vietās ar kokiem, ēkām un citiem objektiem, kas vēja plūsmu šķeļ. Ir iegādājamas arī pavisam mazas un primitīvas vēja enerģētiskās iekārtas, ar jaudu līdz 100 W – tās vairāk paredzētas mazu elektroierīču uzlādei, bet ne enerģijas ražošanai mājsaimniecībai.
Kā skaidro Kamoliņš – pirms apsvērt domu par vēja enerģētiskās iekārtas ierīkošanu, jāpievērš uzmanība diviem aspektiem: vēja potenciāls konkrētajā vietā un vēja intensitāte: "Ja mēs runājam par mazajām vēja enerģētiskajām iekārtām apdzīvotās vietās, tad diemžēl augstums, kādā ir iespējams šīs iekārtas uzstādīt, ir neliels – 10 m vai pat mazāk. Un šādā augstumā apkārt atrodas gan koki, ēkas un citi objekti, kas lamināro plūsmu padara turbulentu, līdz ar to iekārtas efektivitāte krasi samazinās. Tāpēc arī teorētiskie dati, kurus var ielikt formulā un izrēķināt potenciālo vēja enerģijas ieguvumu, praksē izskatās pavisam citādi. Savukārt, runājot par vēja intensitāti, – katru gadu tā var mainīties pat par 30%. Būtisks aspekts ir arī fakts, ka vēja enerģētiskās iekārtas bieži vien nav projektētas Latvijas vēja ātrumam, kura vidējie parametri ir diezgan zemi. Lielākoties vēja ātrums ir 3-3,5 m/s vai arī vēja plūsma nav lamināra – praksē tas nozīmē, ka vēja iekārta darbojas, bet neko īsti neražo, jo šīm iekārtām ir nepieciešama enerģija arī pašam kontrollerim un invertoram. Tāpēc būtu svarīgi veikt priekšizpēti un analīzi – uzstādīt anemometru un izmērīt vēja ātrumu kādā konkrētā laika periodā. Ideālā gadījumā gadu."
Jauda, ko iegūst no vēja, ir atkarīga no laukuma, uz kuru vējš pūš, no vēja ātruma un no vēja blīvuma, turklāt vēja ātrumam šajā gadījumā ir kubiska vērtība v3. Mazjaudas vēja enerģētisko iekārtu ražotāji iekārtas lielākoties ražo vēja ātrumam 12 m/s. Lai iekārta ražotu elektrību, ir nepieciešams, lai vēja ātrums būtu 7-9 m/s. Lai iegūtu to pašu jaudu pie zemāka vēja ātruma, ir jāpalielina vējrata vai vēja turbīnas laukums, kas savukārt ir kvadrātiska vērtība. Līdz ar to ir jārada lielāks laukums, un jo lielāks laukums, jo smagāka un dārgāka konstrukcija, sarežģītāka uzstādīšana, apkope utt. Vēja enerģētisko iekārtu izmaksas svārstās no 1000 ASV dolāru par Ķīnā ražotu 1 kW propellera tipa iekārtu līdz pat 8000 ASV dolāru par 1 kW vertikālas ass vēja enerģētisko iekārtu ar vējratu.
Patlaban līdz 2023. gada 1. decembrim projekta "Siltumnīcefekta gāzu emisiju samazināšana mājsaimniecībās – atbalsts atjaunojamo energoresursu izmantošanai" ietvaros var saņemt valsts finansiālu atbalstu vēja iekārtas (vēja ģenerators+invertors) ar kopējo jaudu līdz 11,1 kW. Granta apmērs ir atkarīgs no vēja iekārtas jaudas – par mazāko iekārtu ar jaudu līdz 0,99 kW grants ir 1000 eiro, bet par lielāko ar jaudu no 10 līdz 11,1 kW grants ir 11000 eiro.
Edvīns Grīgers
Vēja iekārtu uzstādījis 2011. gadā ES projekta ietvaros. Uz viņa lauka slejas 12 m augsta 10kW iekārta, ar kuru viņš saražo pilnīgi visu mājsaimniecībā nepieciešamo elektroenerģiju. Vienīgās izmaksas – "Sadales tīklam" par infrastruktūru.
Iemesls, kādēļ savulaik lemts par labu vēja iekārtas uzstādīšanai, bija vēlme samazināt izmaksas ilgtermiņā. Kā atklāj "Ievnieku" saimnieks – aprēķinu pirms iegādes nav veicis un arī konkrētu mērķi neizvirzīja, jo patiesībā nezinājis, "uz ko parakstās".
Pilna vēja iekārtas cena 2011. gadā bijusi 12 tūkstoši latu, no kuriem pusi nosedza projekta finansējums. Tiesa, iekārtas iegāde nebija vienīgie tēriņi – pašam bijis jāsedz arī tās uzstādīšana, kas kopā ar iekārtu izmaksājusi 15 tūkstošus latu. Konkrētus aprēķinus Grīgers nav veicis, taču ir pārliecināts, ka iekārtu sen jau ir atpelnījis – jo īpaši ņemot vērē pēdējā gada elektroenerģijas cenas.
Viņš gan atzīst, ka sākumā aina tik iepriecinoša vis nav likusies. Pirmos divus gadus iekārta regulāri plīsusi un bijusi jāremontē. Ja remontdarbu izmaksas nesegtu garantija, tad viņš nudien nezinot, vai būtu turpinājis ar to "krāmēties". Kad pēc diviem gadiem regulārajos remontdarbos būtībā nomainīts viss mehānisms, iekārta līdz pat šodienai darbojas teicami – reizi pāris gados jāveic apkope, un tas arī viss.
Tāpēc Grīgers iesaka tomēr labāk neizvēlēties lētas Ķīnā ražotas iekārtas, bet gan piemaksāt un iegādāties pārbaudītu ražotāju iekārtas, lai taupītu gan nervus, gan naudu.
Iemesls, kādēļ savulaik lemts par labu vēja iekārtas uzstādīšanai, bija vēlme samazināt izmaksas ilgtermiņā. Kā atklāj "Ievnieku" saimnieks – aprēķinu pirms iegādes nav veicis un arī konkrētu mērķi neizvirzīja, jo patiesībā nezinājis, "uz ko parakstās".
Pilna vēja iekārtas cena 2011. gadā bijusi 12 tūkstoši latu, no kuriem pusi nosedza projekta finansējums. Tiesa, iekārtas iegāde nebija vienīgie tēriņi – pašam bijis jāsedz arī tās uzstādīšana, kas kopā ar iekārtu izmaksājusi 15 tūkstošus latu. Konkrētus aprēķinus Grīgers nav veicis, taču ir pārliecināts, ka iekārtu sen jau ir atpelnījis – jo īpaši ņemot vērē pēdējā gada elektroenerģijas cenas.
Viņš gan atzīst, ka sākumā aina tik iepriecinoša vis nav likusies. Pirmos divus gadus iekārta regulāri plīsusi un bijusi jāremontē. Ja remontdarbu izmaksas nesegtu garantija, tad viņš nudien nezinot, vai būtu turpinājis ar to "krāmēties". Kad pēc diviem gadiem regulārajos remontdarbos būtībā nomainīts viss mehānisms, iekārta līdz pat šodienai darbojas teicami – reizi pāris gados jāveic apkope, un tas arī viss.
Tāpēc Grīgers iesaka tomēr labāk neizvēlēties lētas Ķīnā ražotas iekārtas, bet gan piemaksāt un iegādāties pārbaudītu ražotāju iekārtas, lai taupītu gan nervus, gan naudu.
Tadaiķu pagasta "Ievnieku" māju saimnieks
Potenciāls – lielās vēja enerģētiskās iekārtas
Kopsavelkot vēja enerģijas ieguvei būtiskos aspektus un arīdzan iespējamās izmaksas, uzstādīt šādu iekārtu Pierīgā, protams, nebūtu rentabli, taču Kamoliņš vēja enerģētiskās iekārtas kā izdevīgu risinājumu iesaka lauku teritorijās mītošiem cilvēkiem ar saimniecībām – lauksaimniekiem un zemkopjiem, kā arī ražotnēm, kur elektrība ir nepieciešama dažādu tehnoloģisko iekārtu darbināšanai.
Ideālā variantā tā būtu kombinācija saules paneļi kopā ar vēja iekārtu, lai radītu maksimāli lielu energoneatkarību. Pa vasaru lietot saules enerģiju, bet rudens un ziemas periodā – vēja. Ja saimniecība atrodas meža vidū, tad gan tas nebūs risinājums, bet – ja saimniecība atrodas reljefainā vietā ar skrajiem laukiem, tad noteikti. Vēja enerģija ir zaļā enerģija, un visa pasaule mērķtiecīgi dodas tās virzienā, tāpēc – ja rocība un iespējas to atļauj, vēja enerģija, protams, ir viens no ilgtspējīgiem veidiem, kā tur nokļūt.
Edmunds Kamoliņš, RTU Elektrotehnikas un vides inženierzinātņu fakultātes asociētais profesors
Tiesa, mazās vēja enerģētiskās iekārtas pagaidām nav populāras arī kaimiņvalstīs, taču pavisam cita aina iezīmējas lielo vēja parku ziņā. "Ja salīdzinām Latviju ar Lietuvu vai Igauniju, tad mēs esam akmens laikmetā un atpaliekam no kaimiņiem vairāk nekā 20 gadus. Braucot pa abām kaimiņvalstīm, var redzēt kilometriem garu vēja parku būvniecību, bet pie mums tikmēr nenotiek nekas. Es nesaku, ka vēja enerģija mūs izglābs, tā nav panaceja, bet tai būtu jāveido 10-15% no kopējā Latvijas energoresursu patēriņa – tas jau dotu ļoti lielu ietekmi uz elektrības cenām. Mēs šobrīd esam piesaistīti pie "Nord Pool" un nekas neliecina, ka elektrības cenas nākotnē varētu būtiski samazināties. Patiesībā šobrīd runāt par vēja enerģētiskajām iekārtām jau ir par vēlu. Ja mēs arī gribētu pasūtīt vēja enerģētiskās iekārtas no pasaules līmeņa iekārtu ražotājiem kā, piemēram, "Vestas" vai "Siemens Gamesa", tad tas nenotiktu uzreiz – tie ir ilgtermiņa projekti, turklāt šīs iekārtas ir jāsavieno arī ar vidsprieguma un augstsprieguma līnijām," skaidro Kamoliņš.
"Lielo vēja enerģētisko iekārtu priekšrocības – tās darbojas nevis ar virszemes vējiem kā mazo iekārtu gadījumā, bet gan virs 100 m, kur vēju plūsma jau ir izteikti laminārāka. Tas nozīmē, ka vējš ir stabils un vēja iekārtas dod vairāk enerģijas. Tas ir pavisam cits vēja potenciāls. Protams, vislielākā efektivitāte ir tām iekārtām, kas tiek uzstādītas jūrā – ofšora vēja parki. Latvijā tas ir iespējams, bet to ierīkošana var izmaksāt gandrīz uz pusi dārgāk nekā uz zemes uzstādāmās, taču atmaksāšanās ziņā tas ir ieguldījums, kas dod daudz lielāku efektu. Tur gan mēs neko daudz nevaram ietekmēt – tas ir mūsu valstsvīru ziņā," rezumē Kamoliņš.
"Lielo vēja enerģētisko iekārtu priekšrocības – tās darbojas nevis ar virszemes vējiem kā mazo iekārtu gadījumā, bet gan virs 100 m, kur vēju plūsma jau ir izteikti laminārāka. Tas nozīmē, ka vējš ir stabils un vēja iekārtas dod vairāk enerģijas. Tas ir pavisam cits vēja potenciāls. Protams, vislielākā efektivitāte ir tām iekārtām, kas tiek uzstādītas jūrā – ofšora vēja parki. Latvijā tas ir iespējams, bet to ierīkošana var izmaksāt gandrīz uz pusi dārgāk nekā uz zemes uzstādāmās, taču atmaksāšanās ziņā tas ir ieguldījums, kas dod daudz lielāku efektu. Tur gan mēs neko daudz nevaram ietekmēt – tas ir mūsu valstsvīru ziņā," rezumē Kamoliņš.
Artis Blāķis
"Vējš ir viens no maniem hobijiem, kas nav pārāk veiksmīgs. Situācija ar mazajiem vēja ģeneratoriem, kas ir līdz 10kW ir ne visai laba, jo šie mazie vēja ģeneratori ir ļoti cimperlīgi. Līdzko ir lielāks vējš, tie ir jāslēdz ārā, jābremzē, jo savādāk būs problēmas. Lielajos vēja ģeneratoros tas notiek automātiski, bet šajā gadījumā tā ir stipri vienkāršāka iekārta," neslēpj Blāķis.
Pašam vēja ģenerators nostrādājis 10 gadus – liktenīga izrādījās vētra ar vēja ātrumu 30 km/s. Nenostrādāja iebūvētā bremžu sistēma un iekārtas spārni burtiski aizlidoja pa gaisu. Divi spārni aizlidojuši apmēram 120 m attālumā, bet viens – 200 m. Iekārta gan bijusi augsta – apmēram 25 m augstumā (parasti tās ir 10-12 m augstas).
Uz jautājumu, cik ar mazajām vēja iekārtām Latvijā iespējams saražot, Blāķis atbild, ka ar mazo 3kW iekārtu, kas atrodas klajā laukā, gadā var saražot līdz 3000 kWh gadā. Paša iekārta saražojusi līdz pat 4000 kWh gadā.
"Kas runā par labu vējam? Vēja ģenerators ražo arī naktī un ziemā – tad, kad visvairāk vajag," rezumē atjaunīgo energoresursu entuziasts, piebilstot, ka Latvijā vēja enerģijas ražošana ir vairāk hobijs, ar kuru jādarbojas un jāpieskata, nevis pastāvīgs un arī patstāvīgs elektroenerģijas avots.
Pašam vēja ģenerators nostrādājis 10 gadus – liktenīga izrādījās vētra ar vēja ātrumu 30 km/s. Nenostrādāja iebūvētā bremžu sistēma un iekārtas spārni burtiski aizlidoja pa gaisu. Divi spārni aizlidojuši apmēram 120 m attālumā, bet viens – 200 m. Iekārta gan bijusi augsta – apmēram 25 m augstumā (parasti tās ir 10-12 m augstas).
Uz jautājumu, cik ar mazajām vēja iekārtām Latvijā iespējams saražot, Blāķis atbild, ka ar mazo 3kW iekārtu, kas atrodas klajā laukā, gadā var saražot līdz 3000 kWh gadā. Paša iekārta saražojusi līdz pat 4000 kWh gadā.
"Kas runā par labu vējam? Vēja ģenerators ražo arī naktī un ziemā – tad, kad visvairāk vajag," rezumē atjaunīgo energoresursu entuziasts, piebilstot, ka Latvijā vēja enerģijas ražošana ir vairāk hobijs, ar kuru jādarbojas un jāpieskata, nevis pastāvīgs un arī patstāvīgs elektroenerģijas avots.
Kuldīgas uzņēmējs un atjaunīgo energoresursu entuziasts
Latvijas stāsts
"Runājot par vēja enerģiju Latvijā, tas galvenokārt ir stāsts par elektrostacijām – vēja parkiem," stāsta AS "Sadales tīkls" valdes priekšsēdētājs Sandis Jansons. "Tie lielākoties ir lielas jaudas un slēdzas klāt elektroenerģijas pārvades sistēmas infrastruktūrai. Tomēr arī sadales sistēmai ik pa laikam slēdzas klāt mazāki vēja parki – patlaban pieslēgti 70 ar kopējo ģenerācijas jaudu 51 MW. Savukārt mājsaimniecības vēja mikroģenerācijas iekārtas elektroenerģijas pašražošanai Latvijā izmanto ļoti reti – sadales sistēmai patlaban pieslēgti kopumā 23 vēja mikroģeneratori (ar kopējo jaudu 0,1 MW), turklāt lielais vairums uzstādīti laikā līdz 2014. gadam; pēdējo piecu gadu laikā Latvijā sadales sistēmai pieslēgti tikai divi jauni vēja mikroģeneratori. Mājsaimniecību vidū vispopulārākās elektroenerģijas pašražošanas iekārtas ir saules paneļi – tos iedzīvotāji, kas grib paši ražot elektrību savam patēriņam, izvēlas 99% gadījumu. Saules paneļi ir praktiskāki, vieglāk uzstādāmi. Vēja ģeneratori ir rotējošas būves, kam vajadzīgi atbilstoši pamati, sarežģītāki saskaņojumi, turpretī saules paneļi ir statiskas iekārtas, ko var izvietot mājai uz jumta vai, piemēram, piemājas pļavā."
Projekts sadarbībā ar:
Autori: Sabīne Košeļeva, Kristīne Melne, Līga Švāne
Dizains: Oskars Dreģis, Ralfs Eglītis
Izstrāde: Karīna Sabecka
Projekta vadība: Rihards Janmers
Dizains: Oskars Dreģis, Ralfs Eglītis
Izstrāde: Karīna Sabecka
Projekta vadība: Rihards Janmers
Veidoja: