Energeetika_III_osa

Download Report

Transcript Energeetika_III_osa

EESTI ENERGIASÜSTEEM TUULEKLIIMA JA RANNIKUALADE TUULERESSURSS

Eesti unikaalne energiasüsteem

• 95% elektrienergiast toodetakse põlevkivist • 88.6% elektrist toodetakse Narva elektrijaamades riigi äärmises kirdenurgas • Aktiivne võrguühendus on vaid ida- ja lõunasuunas

Eesti energiatoodang (2006) ja ülekandmine (GWh)

Elektrijaam

Narva elektrijaamad Iru elektrijaam Teised elektrijaamad Tuulikud Hüdroenergia

Kokku Netovõimsus, MW Toodetud elektrienergia, TWh

2120 158 80 29 5

2392

8,8 0,45 0,1 0,076 0,027

9,5 Kütus

Põlevkivi Gaas Põlevkivi, gaas Tuul Vesi Kodumaine Eksport

Kokku 2006

6 827 2 035

9 734 2005

7 088 2 686

9 773 2004 2003

6 814 2 783

9 597

6 620 2 627

9 247 2002

6 335 2 718

9 053 2001

6 304 2 296

8 600

Eesti elektrisüsteemi kaart

Detsembri, juuni ja aasta keskmine tuule kiirus detsember juuni aasta

Kust tulevad tormid?

Kas ilm on läinud tormisemaks?

Tormipäevade arv Vilsandil (üleval) ja aasta keskmise tuule kiiruse pikaajaline muutlikkus Jõhvi ja Väike-Maarja ilmajaama näitel

Aastad pole vennad.

8.0

4.5

4.0

3.5

3.0

7.5

7.0

6.5

6.0

5.5

5.0

Sõrve Vilsandi Virtsu Sõrve 10 a. keskmine Vilsandi 10 a. keskmine Virtsu 10 a. keskmine Aasta keskmine:

v = 6.2 m/s

Kuu keskmine

v min = 3.5 m/s v max = 7.6 m/s

(1935 a.) (1897 a.)

v = 2.1 m/s v = 11.0 m/s

(1937 a. august) (1905 a. dets.) Keskmine aastane energiatoodang 500kW tuulikuga:

P=1290 MWh/a

Ebasoodsaima 10 aastase perioodi energiatoodang: Soodsaima 10 aastase perioodi energiatoodang:

P= 768 MWh/a P=1726 MWh/a

Tuule suuna aastane dünaamika Hiiumaal

Pakri tuulekliima Tuulteroos ja tuule kiiruse histogramm põhiilmakaarte järgi Energiatihedus (W/m 2 )

Potentsiaalne aastane energiatoodang 500 kW tuulikuga

Tuulenergeetika kasuks räägivad:

• Klimatoloogiline tuuleenergia ressurss: üle 10 TWh • Tuulepotentsiaal on suurim Lääne-Eesti saarestikus ja rannikualadel, mis asuvad Narva elektrijaamadest kõige kaugemal ning seetõttu on ülekandekaod suurimad • Tuuleenergia on suurim sügis ja talvekuudel (igal kuul kuni 17% aasta summarsest energiahulgast), mil elektrienergiatarve on samuti suurim

Energiatoodang kuude kaupa

(% aastatoodangust, P = 5895 MWh/a)

Vestas V-80 tuulik

12.0

10.0

8.0

6.0

4.0

2.0

10.7

8.9

7.9

7.7

6.4

P %

6.5

6.0

5.8

8.5

10.5

10.5

10.8

0.0

Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec

Tuuleenergia kahjuks räägib:

Tuule kiiruse ja seetõttu ka toodangu varieerumine.

Tsoneeringu eesmärk

Vaja silmas pidada:

Tuulikute püstitamiseks on sobilikud vaid alad, mis on majanduslikult tasuvad (heade tuuletingimustega) ning ei lähe vastuollu looduskaitseliste ja ühiskondlike huvidega • Leida alad, mis on keskkonna- ja sotsiaalmajanduslike tegurite poolest sobilikud tuuleenergeetika arendamiseks – Vältida looduskeskkonna häirimist tuulikuparkide rajamisel – Vältida sotsiaal-majanduslikke konflikte tuulikuparkide rajamisel • Võimaldada infrastruktuuri eelisarendamist püstitamiseks sobilikes piirkondades tuulikute • Teemaplaneeringu tuuleenergeetika püstitamiseks kehtestamise arendamiseks kaudu sobivad alad “säilitada” tuulikute

Tsoneeringu lähtekohad Tuuleenergia kasutamist takistavate erinevate keskkonna- või sotsiaalmajan duslike tegurite iseloomu ja kombinatsiooni järgi eristatakse erineva rangusega piirangutsoone.

• A)

Välistav ala:

Tuulikute paigutamiseks seadusandlikel põhjustel välistatud alad (nt. elamumaa, kalmistud, maanteed, kaitstavad loodusobjektid jne.); • B)

Keeluala:

seadusandlusest tulenevalt määratud funktsiooniga või piirangutega alad. Jaguneb tuuleturbiinide poolt algselt määratud funktsiooniga alale avaldatava võimaliku mõju poolest kaheks alamtsooniks: – –

B 1 e. range keeluala B 2 e. keeluala

(nt. linnukaitseala jne.) (nt. taimekaitseala, geol. kaitseala); •

C) Piirangualad.

Subjektiivsete tegurite kategooria, millel puudub piiranguteks õiguslik alus, kuid tuuleenergeetika rakendamine võib põhjustada olulist avalikku vastuseisu: nt. esteetilist naudingut pakkuvad maastikud ja puhkealad, surnuaedade ja maalinnade lähiümbrus jne; • D)

Looduslikel põhjustel ebasobivad alad:

nt.

metsad, soomassiivid, siseveekogud jne.; • E)

Sobivad alad:

alad mille puhul olulisi tuuleenergeetika arendamist takistavaid tegureid ei esine.

Välistavad alad

Ranged keelualad ja välistavad alad

Keelualad, ranged keelualad ja välistavad alad

Piirangualad, ranged keelualad, keelualad ja välistavad alad

Looduslikult ebasobivad, välistavad, ranged keelualad, keelualad ja piirangualad

Tuulikute püstitamiseks sobivad alad

Erinevate piirangute osakaal

Piirkond pindala (1000 ha ) Saaremaa 291 Hiiumaa Edela Eesti Lääne Eesti Harjumaa Lääne Virumaa Ida Virumaa K O K K U 102 303 256 172 205 109 1 4 3 9 A

(välistav)

112

38.6%

39

38.1%

112

36.8%

100

39.1%

100

58.0%

102

49.6%

52

47.3%

6 1 6

4 2 .

.

8 %

B1

(R.keeluala)

49

16.9%

17

16.6%

57

18.7%

74

29.1%

36

20.9%

42

20.5%

2

2.0%

2 7 8

1 9 .

.

3 %

Tsoon B2

(keeluala)

C

(piirang)

21

7.2%

7

7.0%

12

4.0%

12

4.8%

9

5.1%

6

2.7%

3

2.9%

7 0

4 .

.

9 %

84

28.8%

34

33.6%

89

29.4%

111

43.4%

71

41.5%

62

30.4%

12

10.8%

4 6 4

3 2 .

.

2 %

D

(ebasobiv)

170

58.4%

85

83.3%

233

76.7%

198

77.4%

121

70.5%

136

66.2%

79

72.3%

1 0 2 2

7 1 .

.

0 %

E

(sobiv)

37

12.7%

6

6.1%

18

5.9%

17

6.5%

9

5.4%

19

9.5%

8

7.0%

1 1 4

7 .

.

9 %

Eesti rannikualade tuulepotentsiaal

Kavandatavad tuulikupargid

Sobiliku tuuliku valik

2500

kW

2000

Vestas V-80 Enercon E-66 Nordex N90 Südwind S77 DeWind D8 NEG 82/1500

1500 1000 500 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25

Tuule kiirus (m/s) Ei ole ühte ideaalselt sobivat tuulikut kõikjale Eestis.

Iga koha jaoks on oma tuulik.

Tuuliku kõrguse valik

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 5 5.5

6 6.5

7 7.5

8 8.5

9

Tuule kiiruse vertikaalne profiil 10-90 m üle maapinna

95 90 85 55 50 45 40 80 75 70 65 60 35 30 25 MWh/a 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800

Energiatoodangu sõltuvus tuuliku torni kõrgusest

Tuulevälja modelleerimine ja asukoha valik

Tuulteroos ja histogramm Energiaroos Energiatiheduse (W/m 2 ) järgi

Tuulikute paigutus

Müra

Visualiseering

Varjud

Tuulikute paigutus

Tuulevari tuulikute taga

Kriteeriumid tuulikute paigutuse hindamiseks

Kasutustegur näitab tuuliku aastase tegeliku energiatoodangu suhet maksimaalsesse teoreetilisse toodangusse.

Näiteks kui 2 MW nimivõimsusega tuuliku aastane energiatoodangu prognoos on 6000 MWh, siis kasutustegur avaldub järgmiselt: (6000 MWh/a) / (24 h * 365,25 d * 2 MW) = 0,34

Efektiivsus installeeritud võimsuse järgi tootlikkust nimivõimsuse ühiku kohta.

näitab tuuliku

Näiteks kui 2,3 megavatise nimivõimsusega tuuliku aastane energiatoodangu prognoos on 6000 MWh, siis efektiivsus installeeritud võimsuse järgi avaldub: (6000 MWh/a) / 2,3 MW = 2609 (MWh/a) / MW

Efektiivsus kasutatava pindala järgi.

Antud näitaja saadakse tuulepargi kogutoodangu jagamisel tuulepargi alla jääva pindalaga.

Kuna tuulikute paigutamiseks kasutada olev maa on piiratud ressurss, on oluline selle efektiivne kasutamine. Näiteks kui tuulepargi aastane kogutoodang on 100000 MWh ja pargi pindala on 300 ha, siis efektiivsus kasutatava pindala järgi saadakse järgnevalt: (100000 MWh/a) / 300 ha = 333 (MWh/a) / ha

Audru 14 tuulikut

Audru 23 tuulikut

Audru 27 tuulikut

Paigutus- variant 14 tuulikut 23 tuulikut 27 tuulikut Tuuleparkide efektiivsuse võrdlus Tuuliku keskmine toodang (MWh/a) 4186,75 3950,25 3937,50 Varjutus % 4,54 9,46 10,16 Kasutustegur 0,23 0,21 0,21 Efektiivsus installeeritud võimsuse järgi (MWh/a)/MW 2264 1869 1863 Efektiivsus pindala järgi (MWh/ha) 155 201 223

Audru 20 tuulikut

Paigutus variant 14 tuulikut 20 tuulikut 23 tuulikut 27 tuulikut Tuuliku keskmine toodang (MWh/a) 4187 4038 3950 3937 Var jutus % 4,54 Kasutus -tegur 0,23 8,69 9,46 10,16 0,22 0,21 0,21 Efektiivsus installeeritud võimsuse järgi (MWh/a / MW) 2264 2175 1869 1863 Efektiivsus pindala järgi (MWh/ha) 155 228 201 223

Tuulikud Eestis