Mazā vēja enerģētika Latvijā: biznesam vai pašpatēriņam?
Foto: Mazā vēja enerģētika Latvijā: biznesam vai pašpatēriņam?
Vēja enerģijas izmantošana Mazas jaudas vēja ģeneratori, līdzīgi kā saules paneļi, jeb fotoelektriskās iekārtas, ir, atjaunojamos energoresursu izmantojošas, decentralizētās elektroenerģijas ģenerācijas iekārtas – šīs iekārtas uzstādāmas gan objektu (māju, vasarnīcu, kempingu, nelielu viesu namu etc.) elektroenerģijas apgādei (pašpatēriņa segšanai), gan komerciāliem mērķiem (elektroenerģijas realizācijai).
Mazas jaudas vēja ģeneratori, līdzīgi kā saules paneļi, jeb fotoelektriskās iekārtas, ir, atjaunojamos energoresursu izmantojošas, decentralizētās elektroenerģijas ģenerācijas iekārtas – šīs iekārtas uzstādāmas gan objektu (māju, vasarnīcu, kempingu, nelielu viesu namu etc.) elektroenerģijas apgādē (pašpatēriņa segšanai), gan komerciāliem mērķiem (elektroenerģijas realizācijai).
Šobrīd vēju izdevīgi "ķert" biznesam, ne paša vajadzībām
Latvijā šobrīd, kā atzīst Latvijas Vēja Enerģijas Asociācijas priekšsēdētājs, inženierzinātņu doktors Paulis Barons, būtu izdevīgāk mazās vēja stacijās (1-3 vēja ģeneratori) saražoto elektroenerģiju pārdot, bet ēkas elektroenerģijas pašpatēriņu segt, saņemot elektrību no centralizētajiem elektroapgādes tīkliem.
Viņš atzīst, ka šobrīd mazajiem elektroenerģijas ražotājiem vēl ir sava veida "pļaujas laiks", jo dubultais tarifs elektroenerģijas iepirkumiem no mazajām stacijām vēl arvien ir spēkā. Tāpēc, ikviens mazās vēja enerģētikas projekts automātiski var tikt uzskatīts ne tikai par "zaļo ideju" praktiskās iedzīvināšanas centieniem, bet arī potenciālu mazo biznesa projektu.
"Pašreiz vēl ir izdevīgi ražot elektroenerģiju mazās stacijās – arī realizēt mazos vēja enerģijas projektus, jo vēl arvien šādās stacijās saražotās elektroenerģijas iepirkšanai tiek piemērots dubultais tarifs, - stāsta P.Barons – mēs gan nevaram būt pārliecināti par to, cik ilgi šāda iespēja vēl būs. Ja mazo ražotāju saradīsies ļoti daudz, tad situācija varētu mainīties jau drīz. Tomēr pagaidām šāda tendence nav vērojama".
Galvenie cēloņi, kādēļ valdības pieņem lēmumus par "piemaksām" elektrībai, kas iegūta no atjaunīgiem enerģijas avotiem, ieskaitot vēju, ir divi: pirmkārt – ja ir nepieciešams samazināt siltumnīcas gāzu izmešus, tad ir arī jāveicina "tīrā" enerģētika un otrām kārtām – patreizējā elektrības tirgū joprojām nav apzinātas konkurējošo enerģijas avotu (fosilo un kodolenerģētikas) pilnās izmaksas, ņemot vērā arī to iespaidu uz vidi.
Diemžēl finansiāls atbalsts "zaļās enerģijas" iekārtu izmantošanai pašpatēriņa mērķiem Latvijā netiek sniegts – uz Lauku atbalsta fonda un citu institūciju finansiālu atbalstu alternatīvo energoresursu – arī vēja enerģijas izmantošanas projektos, var cerēt tikai tad, ja šo sistēmu uzstādīšanai rasts pamatojums konkrēta biznesa – arī mazā biznesa, plāna ietvaros.
Pašpatēriņa nodrošinājumam visas ar enerģijas iekārtu uzstādīšanu, pirkšanu un ekspluatāciju saistītās izmaksas jāsedz pašam iekārtu īpašniekam. Šāds princips būtiski kontrastē ar Vācijas, Austrijas, Francijas un Skandināvijas valstu pieredzi, tomēr tuvākajā laikā nekādas pozitīvas izmaiņas sistēmā nav paredzamas.
Vēja ģenerācija ēku elektroenerģijas pašpatēriņa segšanai
Jautāts par realizētajiem mazās vēja enerģētikas projektiem ēku pašpatēriņa segšanai, P.Barons precīzu skaitli nosaukt nevarēja, vien atzina – kad nepieciešama informācija par vēja enerģijas izmantošanas iespējām, asociāciju uzmeklē daudzi interesenti, taču tad, kad projekts jau realizēts, savā pieredzē dalās nelabprāt.
Zinās vien tas, ka aktīvu interesi par mazo vēja ģenerācijas iekārtu vai kombinēto atjaunojamās enerģijas izmantošanas sistēmu uzstādīšanu šogad izrādījuši apmēram 40 cilvēki.
Par mazām, elektroenerģijas pašpatēriņa segšanai domātām, vēja ģenerācijas iekārtām parasti tiek uzskatīti vēja ģeneratori, kuru jaudas amplitūda ir no 0,5 (dažos gadījumos pat 0,3) līdz 50 kW.
Agregāti ar 50-250 kW jau parasti tiek izmantoti elektroenerģijas ražošanai.
Taču, atsevišķos gadījumos arī šādas (vai pat vēl lielākas) jaudas ģeneratori pielietojami tikai ēku elektroapgādē – sevišķi, ja nepieciešams piegādāt elektroenerģiju vairākām atsevišķām ēkām vai objektam, kas lielāks par vienģimenes dzīvojamo māju. Šādu ģeneratoru uzstādīšanas primārais un galvenais kritērijs ir to darbināšanai pietiekams vēja režīms.
Galvenā prasība – lai būtu vējš
Vēja režīma noteikšanai konkrētā vietā (kur tiks uzstādīts vēja ģenerators), ir liela nozīme, jo vēja vidējais ātrums un tā režīms tieši ietekmē vēja ģenerācijas iekārtas ekspluatācijas efektivitāti.
Latvijas apstākļos, mazas vai vidējas jaudas vēja ģenerācijas iekārtai ar jaudu līdz 50kW pietiekams ir vēja ātrums ir "mūsu optimālais vidējais"- 5m/s. Parasti mazās un vidējās vēja ģenerācijas iekārtas sāk darboties, ja vēja ātrums pārsniedz 3,5-3,7 m/s, tomēr efektīvai iekārtu ekspluatācijai ir nepieciešams intensīvāks vēja režīms.
Lai pēc iesējas precīzi novērtētu vēja ģenerācijas iekārtu ražību, to potenciālajā atrašanās vietā ieteicams uzstādīt anemometru vēja ātruma mērīšanai. Ideālā gadījumā anemometriem būtu jāatrodas nākamo turbīnu rotoru asu augstumā. Tomēr, tā kā mastu cenas strauji pieaug atkarībā no garuma, praksē bieži vien izvēlas īsākus mastus. Galvenais noteikums – masta, kurā tiks uzstādīts anemometrs, garumam jāsasniedz vismaz divas trešdaļas no turbīnas torņa augstuma.
Mazās un vidējās vēja ģenerācijas iekārtas parasti izvieto 20-30m augstumā virs zemes; tie vēja ģeneratori, kas izvietoti klajā apvidū vai uz pauguriem, protams, ekspluatācijā ir efektīvāk uz "uztver vairāk vēja", kā tie, kas atrodas mežainā vietā un kuru masti nav pietiekami augsti.
Kādi vēja ģeneratori ir pieejami Eiropa un Latvijā
Gan Eiropas un ASV, gan arī Latvijas tirgū ir pieejami vairāku ražotāju vēja ģenerācijas iekārtas, kas atšķiras gan rotora konfigurācijas, gan jaudu amplitūdas, gan tehnisko specifikāciju, gan arī cenas ziņā.
Vispazīstamākie ir klasiskās konstrukcijas vēja ģeneratori, jeb horizontālas rotācijas ass ģeneratori ar taisnām rotora lāpstiņām; nesen Latvijas tirgū ienākuši, tomēr mazāk atpazīstami ir vertikālās rotācijas ass vēja ģeneratori (tā dēvētais "karuselis"). Šobrīd Latvijas tirgū tiek piedāvāti arī ASV ražoti horizontālas rotācijas ass ģeneratori ar ieliektām rotora lāpstiņām, kuru tehniskās specifikācijas un ekspluatācijas efektivitāte varētu būt īpaši interesanta mūsu valsts mazās vēja enerģētikas entuziastiem.
Pagaidām līdz mūsu patērētājiem nav nonākušas pašas modernākās un īpatnējākās vēja ģeneratoru sistēmas – tie ir ēkās un citās inženiertehniskajās būvēs vai konstrukcijās integrējamās vertikālās ass vēja turbīnas ar liektām rotora lāpstiņām, kas pēdējos 2-3 gados guvuši īpašu popularitāti R-Eiropā un arī vairākās Āzijas valstīs.
Uzstādot jebkura tipa vēja ģeneratoru, jārēķinās ar to, ka ģeneratora jauda nav proporcionāla tā praktiskajai atdevei – kaut arī tiek uzskatīts, ka vēja ģenerators spēj konvertēt elektroenerģijā līdz 50 vai 60% no "uzķertās" vēja enerģijas, tomēr praktiski šis procents ir zemāks – līdz 33-37%.
Tādējādi, uzstādot vēja ģeneratoru ar 5kW jaudu atdeve būs apmēram 1,7kW.
Bezvēja un centralizēto elektrotīklu pieslēguma problēmas ir risināmas
Daudzus, kas interesējas par vēja ģeneratoru izmantošanu pašpatēriņa segšanai satrauc divi nozīmīgi jautājumi – kas notiks bezvēja laikā, un vai, uzstādot vēja ģenerācijas iekārtu, ir iespējams saglabāt pieslēgumu centralizētajiem elektrotīkliem.
Attiecībā uz otro jautājumu, uzreiz jāsaka – protams, centralizēto elektrotīklu pieslēgums bez jebkādām problēmām var koeksistēt ar lokālās elektroenerģijas iekārtu, šajā gadījumā vēja ģeneratoru, līdz ar to, pastāv iespēja, ka bezvēja laikā, ģeneratoram elektroenerģiju neražojot, automātiski elektroenerģija tiek saņemta no centrālā energoapgādes tīkla. Tāpat, iespējams veidot vēja ģeneratora saražotās elektroenerģijas uzkrājumu, aprīkojot to ar akumulācijas sistēmu.
Šādas sistēmas priekšrocība ir sekojoša: ģeneratora saražoto elektroenerģiju iespējams patērēt tad, kad tas nepieciešams, nevis tikai laikā, kad pūš vējš un iekārta darbojas.
Investējot vējā, jārēķinās ar papildus izmaksām
Būtisks jautājums, domājot par atjaunojamos energoresursu izmantojošu elektroiekārtu uzstādīšanu savā īpašumā, ir arī šo iekārtu iegādes, uzstādīšanas un servisa apkopes izmaksas.
Latvijā iespējams ne tikai iegādāties vēja ģeneratoru iekārtas, bet arī pasūtīt tā dēvētos "zem atslēgas" projektus – šādos gadījumos firma izraugās visoptimālākās jaudas vēja ģeneratoru, izstrādā tā uzstādīšanas projektu, realizē to un veic arī iekārtas servisa apkopes darbus.
Tomēr daudzos gadījumos vēja ģeneratora iekārtu uzstādīt un pievienot tīklam iespējams pašu spēkiem – galvenais, ir saņemt pietiekamu informāciju par to, kā šis darbs pareizi veicams. Ieteicams konsultēties ar vēja enerģētikas speciālistu arī pirms vēja ģeneratora iegādes.
Svarīgs faktors, novērtējot vēja elektrības izmaksas, ir kārtējie izdevumi par ekspluatāciju un apkopi. Atšķirībā no citām elektrības ieguves tehnoloģijām vēja enerģētikā atkrīt maksa par kurināmo – vējš ir par brīvu.
Modernās vēja turbīnas projektējot paredz, lai tās savā darbmūžā, kas pārsniedz 20 gadus, nostrādātu apmēram 120 000 stundas. Tas daudzkārt pārsniedz automobiļa motora kalpošanas laiku, kas parasti sasniedz 4000 līdz 6000 stundas.
Kā visām tehniskām iekārtām, arī vēja turbīnai kļūstot vecākai, apkopes izmaksas pieaug. Visvairāk nodilst un saplīst rotora spārni un zobratu pārvads. Spārnu vai zobratu pārvada nomainīšanas izmaksas sasniedz 15 – 20% no turbīnas cenas.
Pēc tam, kad beidzies garantijas laiks, kurā atbildību nes turbīnas izgatavotājs, turbīnu īpašnieki parasti slēdz līgumu ar pakalpojumu sniedzēju/apkopes uzņēmumu.
Cik maksā "privātais vējš"? Precīzu atbildi sniegt ir grūti
Bieži vien uz jautājumiem par vēja ģeneratoru uzstādīšanas izmaksām, ir grūti sniegt konkrētu atbildi, tomēr P.Barons atzīst, ka summa, ar ko būtu jārēķinās, vēloties iegādāties vēja ģeneratora iekārtu apmēram 200m2 lielas dzīvojamās ēkas elektroapgādes nodrošinājumam, ir ap 10 000 latu.
Šādā objektā būtu nepieciešams uzstādīt 4-5kW jaudas vēja ģeneratoru, kas ik gadu saražo apmēram 10-12 000kWh elektroenerģijas (pieņemot, ka vidējais vēja režīms ir 5m/s).
Konkrētā vēja ģeneratora saražotā elektroenerģija būtu pietiekama 200m2 lielas ēkas pašpatēriņa nosegšanai – protams, neierēķinot apkures nodrošinājumam nepieciešamās slodzes.
Ja ar vēja ģenerācijas iekārtas ražoto elektroenerģiju vēlas nodrošināt šāda lieluma objekta apsildi (elektroapkure vai iekārta, kuras darbināšanai nepieciešama elektroenerģija – piem.ģeotermālais vai gaisa siltumsūknis), nāktos izvēlēties vismaz desmit reizes jaudīgāku vēja ģenerācijas iekārtu. Konkrētajā gadījumā – ģeneratoru ar 50kW jaudu.
Tomēr, arī tad nepieciešams parūpēties par alternatīvu apkures veidu -mājā jāatrodas vismaz koksnes biomasas vai gāzes apkures katlam vai arī malkas krāsnij.
Vēja ģenerators – labs risinājums hibrīdsistēmās
Ar vēja ģeneratoru iekārtām iespējams veidot arī dažādas kombinētās, jeb hibrīdsistēmas. Viena no šādām sistēmām, kas labi pazīstama un veiksmīgi aprobēta gan Skandināvijas valstu, gan Vācijas un Austrijas praksē, ir vēja ģeneratoru un siltumsūkņu tandēms.
Šādas sistēmas darbības princips ir sekojošs – vēja ģenerators ražo elektroenerģiju, kas nepieciešamas ģeotermālā vai gaisa siltumsūkņa darbināšanai. Parasti skarbākā klimatā (arī Baltijas valstīs), šādā tandēmā būtu izdevīgāk saslēgt vēja ģeneratora iekārt un ģeotermālo siltumsūkni (ar dziļurbumā ievietotu vertikālo vai zemē/ūdenstilpnē ieguldītu horizontālo kolektoru).
Gaisa siltumsūkņa efektivitāte aukstajā sezonā būtiski krītas, tāpēc palielinās slodze uz vēja ģenerācijas iekārtu.
Vēja ģeneratorus iespējams kombinēt arī ar fotoelektriskajām iekārtām, tomēr šādi risinājumi bieži vien mēdz būt salīdzinoši dārgi, un situācijā, kad atjaunojamo energoresursu izmantojošo ierīču iegādei pašpatēriņa mērķiem nav iespējams saņemt valsts/pašvaldību līdzfinansējumu (kā tas ir vairākās ES valstīs), šādu sistēmu uzstādīšana varbūt finansiāli problemātiska (ja ņem vērā, ka nepieciešamas arī dublējošās elektrpagādes/siltumapgādes sistēmas).
Ārvalstīs izmaksas krītas; Latvijā vējš vēl ir dārgs
Kopš vēja industrija astoņdesmitajos gados R-Eiropā sāka gūt komerciālus panākumus, vēja enerģijas izmaksas konsekventi krītas. No 1981. līdz 1998. gadam Dānijā izmaksas kritās gandrīz četrkārtīgi. Atbilstoši EWEA vērtējumam tikai pēdējo piecu gadu laikā kopējās izmaksas ir samazinājušās par apmēram 20%. DEWI ziņo, ka vācu projektos elektrības ģenerēšanas izmaksas no 1998. līdz 2003. gadam ir samazinājušās par 7%.
Galvenie faktori, kas iespaidojuši izmaksu samazināšanos, saistās ar ekonomisku pieeju izmēriem, ieskaitot izgatavošanas optimizēšanu un turbīnu konstrukcijas un funkcionēšanas pilnveidošanu.
Gaidāms, ka arī tuvākajos desmit gados vēja ģenerācijas iekārtu izmaksas Eiropā varētu samazināties.
Tomēr Latvijā un Baltijas valstīs kopumā, uz būtisku vēja enerģijas iekārtu izmaksu samazinājumu nevajadzētu cerēt – protams, uz jaunu tehnoloģiju vai lielu ražotāju tirgus paplašināšanās rēķina izmaksas varētu samazināties, tomēr ne tik būtiski, kā tas notiek citviet ES.
Alternatīvo energoresursu izmantošana mūsu valstī vēl arvien uzskatāma par turīgo cilvēku privilēģiju – it īpaši, tas attiecas uz vēja ģenerācijas iekārtu izmantošanu ēku pašpatēriņa segšanā.
Iespējams, situācija varētu mainīties, rodot iespēju finansiāli atbalstīt šādu decentralizēto enerģijas avotu iegādi un uzstādīšanu Latvijā, tomēr pagaidām šāda veida dotācijas solītas netiek: līdz ar to, realtīvi dārgais vējš tuvākajos gados būtiski lētāks nekļūs.
Šobrīd vēju izdevīgi "ķert" biznesam, ne paša vajadzībām
Latvijā šobrīd, kā atzīst Latvijas Vēja Enerģijas Asociācijas priekšsēdētājs, inženierzinātņu doktors Paulis Barons, būtu izdevīgāk mazās vēja stacijās (1-3 vēja ģeneratori) saražoto elektroenerģiju pārdot, bet ēkas elektroenerģijas pašpatēriņu segt, saņemot elektrību no centralizētajiem elektroapgādes tīkliem.
Viņš atzīst, ka šobrīd mazajiem elektroenerģijas ražotājiem vēl ir sava veida "pļaujas laiks", jo dubultais tarifs elektroenerģijas iepirkumiem no mazajām stacijām vēl arvien ir spēkā. Tāpēc, ikviens mazās vēja enerģētikas projekts automātiski var tikt uzskatīts ne tikai par "zaļo ideju" praktiskās iedzīvināšanas centieniem, bet arī potenciālu mazo biznesa projektu.
"Pašreiz vēl ir izdevīgi ražot elektroenerģiju mazās stacijās – arī realizēt mazos vēja enerģijas projektus, jo vēl arvien šādās stacijās saražotās elektroenerģijas iepirkšanai tiek piemērots dubultais tarifs, - stāsta P.Barons – mēs gan nevaram būt pārliecināti par to, cik ilgi šāda iespēja vēl būs. Ja mazo ražotāju saradīsies ļoti daudz, tad situācija varētu mainīties jau drīz. Tomēr pagaidām šāda tendence nav vērojama".
Galvenie cēloņi, kādēļ valdības pieņem lēmumus par "piemaksām" elektrībai, kas iegūta no atjaunīgiem enerģijas avotiem, ieskaitot vēju, ir divi: pirmkārt – ja ir nepieciešams samazināt siltumnīcas gāzu izmešus, tad ir arī jāveicina "tīrā" enerģētika un otrām kārtām – patreizējā elektrības tirgū joprojām nav apzinātas konkurējošo enerģijas avotu (fosilo un kodolenerģētikas) pilnās izmaksas, ņemot vērā arī to iespaidu uz vidi.
Diemžēl finansiāls atbalsts "zaļās enerģijas" iekārtu izmantošanai pašpatēriņa mērķiem Latvijā netiek sniegts – uz Lauku atbalsta fonda un citu institūciju finansiālu atbalstu alternatīvo energoresursu – arī vēja enerģijas izmantošanas projektos, var cerēt tikai tad, ja šo sistēmu uzstādīšanai rasts pamatojums konkrēta biznesa – arī mazā biznesa, plāna ietvaros.
Pašpatēriņa nodrošinājumam visas ar enerģijas iekārtu uzstādīšanu, pirkšanu un ekspluatāciju saistītās izmaksas jāsedz pašam iekārtu īpašniekam. Šāds princips būtiski kontrastē ar Vācijas, Austrijas, Francijas un Skandināvijas valstu pieredzi, tomēr tuvākajā laikā nekādas pozitīvas izmaiņas sistēmā nav paredzamas.
Vēja ģenerācija ēku elektroenerģijas pašpatēriņa segšanai
Jautāts par realizētajiem mazās vēja enerģētikas projektiem ēku pašpatēriņa segšanai, P.Barons precīzu skaitli nosaukt nevarēja, vien atzina – kad nepieciešama informācija par vēja enerģijas izmantošanas iespējām, asociāciju uzmeklē daudzi interesenti, taču tad, kad projekts jau realizēts, savā pieredzē dalās nelabprāt.
Zinās vien tas, ka aktīvu interesi par mazo vēja ģenerācijas iekārtu vai kombinēto atjaunojamās enerģijas izmantošanas sistēmu uzstādīšanu šogad izrādījuši apmēram 40 cilvēki.
Par mazām, elektroenerģijas pašpatēriņa segšanai domātām, vēja ģenerācijas iekārtām parasti tiek uzskatīti vēja ģeneratori, kuru jaudas amplitūda ir no 0,5 (dažos gadījumos pat 0,3) līdz 50 kW.
Agregāti ar 50-250 kW jau parasti tiek izmantoti elektroenerģijas ražošanai.
Taču, atsevišķos gadījumos arī šādas (vai pat vēl lielākas) jaudas ģeneratori pielietojami tikai ēku elektroapgādē – sevišķi, ja nepieciešams piegādāt elektroenerģiju vairākām atsevišķām ēkām vai objektam, kas lielāks par vienģimenes dzīvojamo māju. Šādu ģeneratoru uzstādīšanas primārais un galvenais kritērijs ir to darbināšanai pietiekams vēja režīms.
Galvenā prasība – lai būtu vējš
Vēja režīma noteikšanai konkrētā vietā (kur tiks uzstādīts vēja ģenerators), ir liela nozīme, jo vēja vidējais ātrums un tā režīms tieši ietekmē vēja ģenerācijas iekārtas ekspluatācijas efektivitāti.
Latvijas apstākļos, mazas vai vidējas jaudas vēja ģenerācijas iekārtai ar jaudu līdz 50kW pietiekams ir vēja ātrums ir "mūsu optimālais vidējais"- 5m/s. Parasti mazās un vidējās vēja ģenerācijas iekārtas sāk darboties, ja vēja ātrums pārsniedz 3,5-3,7 m/s, tomēr efektīvai iekārtu ekspluatācijai ir nepieciešams intensīvāks vēja režīms.
Lai pēc iesējas precīzi novērtētu vēja ģenerācijas iekārtu ražību, to potenciālajā atrašanās vietā ieteicams uzstādīt anemometru vēja ātruma mērīšanai. Ideālā gadījumā anemometriem būtu jāatrodas nākamo turbīnu rotoru asu augstumā. Tomēr, tā kā mastu cenas strauji pieaug atkarībā no garuma, praksē bieži vien izvēlas īsākus mastus. Galvenais noteikums – masta, kurā tiks uzstādīts anemometrs, garumam jāsasniedz vismaz divas trešdaļas no turbīnas torņa augstuma.
Mazās un vidējās vēja ģenerācijas iekārtas parasti izvieto 20-30m augstumā virs zemes; tie vēja ģeneratori, kas izvietoti klajā apvidū vai uz pauguriem, protams, ekspluatācijā ir efektīvāk uz "uztver vairāk vēja", kā tie, kas atrodas mežainā vietā un kuru masti nav pietiekami augsti.
Kādi vēja ģeneratori ir pieejami Eiropa un Latvijā
Gan Eiropas un ASV, gan arī Latvijas tirgū ir pieejami vairāku ražotāju vēja ģenerācijas iekārtas, kas atšķiras gan rotora konfigurācijas, gan jaudu amplitūdas, gan tehnisko specifikāciju, gan arī cenas ziņā.
Vispazīstamākie ir klasiskās konstrukcijas vēja ģeneratori, jeb horizontālas rotācijas ass ģeneratori ar taisnām rotora lāpstiņām; nesen Latvijas tirgū ienākuši, tomēr mazāk atpazīstami ir vertikālās rotācijas ass vēja ģeneratori (tā dēvētais "karuselis"). Šobrīd Latvijas tirgū tiek piedāvāti arī ASV ražoti horizontālas rotācijas ass ģeneratori ar ieliektām rotora lāpstiņām, kuru tehniskās specifikācijas un ekspluatācijas efektivitāte varētu būt īpaši interesanta mūsu valsts mazās vēja enerģētikas entuziastiem.
Pagaidām līdz mūsu patērētājiem nav nonākušas pašas modernākās un īpatnējākās vēja ģeneratoru sistēmas – tie ir ēkās un citās inženiertehniskajās būvēs vai konstrukcijās integrējamās vertikālās ass vēja turbīnas ar liektām rotora lāpstiņām, kas pēdējos 2-3 gados guvuši īpašu popularitāti R-Eiropā un arī vairākās Āzijas valstīs.
Uzstādot jebkura tipa vēja ģeneratoru, jārēķinās ar to, ka ģeneratora jauda nav proporcionāla tā praktiskajai atdevei – kaut arī tiek uzskatīts, ka vēja ģenerators spēj konvertēt elektroenerģijā līdz 50 vai 60% no "uzķertās" vēja enerģijas, tomēr praktiski šis procents ir zemāks – līdz 33-37%.
Tādējādi, uzstādot vēja ģeneratoru ar 5kW jaudu atdeve būs apmēram 1,7kW.
Bezvēja un centralizēto elektrotīklu pieslēguma problēmas ir risināmas
Daudzus, kas interesējas par vēja ģeneratoru izmantošanu pašpatēriņa segšanai satrauc divi nozīmīgi jautājumi – kas notiks bezvēja laikā, un vai, uzstādot vēja ģenerācijas iekārtu, ir iespējams saglabāt pieslēgumu centralizētajiem elektrotīkliem.
Attiecībā uz otro jautājumu, uzreiz jāsaka – protams, centralizēto elektrotīklu pieslēgums bez jebkādām problēmām var koeksistēt ar lokālās elektroenerģijas iekārtu, šajā gadījumā vēja ģeneratoru, līdz ar to, pastāv iespēja, ka bezvēja laikā, ģeneratoram elektroenerģiju neražojot, automātiski elektroenerģija tiek saņemta no centrālā energoapgādes tīkla. Tāpat, iespējams veidot vēja ģeneratora saražotās elektroenerģijas uzkrājumu, aprīkojot to ar akumulācijas sistēmu.
Šādas sistēmas priekšrocība ir sekojoša: ģeneratora saražoto elektroenerģiju iespējams patērēt tad, kad tas nepieciešams, nevis tikai laikā, kad pūš vējš un iekārta darbojas.
Investējot vējā, jārēķinās ar papildus izmaksām
Būtisks jautājums, domājot par atjaunojamos energoresursu izmantojošu elektroiekārtu uzstādīšanu savā īpašumā, ir arī šo iekārtu iegādes, uzstādīšanas un servisa apkopes izmaksas.
Latvijā iespējams ne tikai iegādāties vēja ģeneratoru iekārtas, bet arī pasūtīt tā dēvētos "zem atslēgas" projektus – šādos gadījumos firma izraugās visoptimālākās jaudas vēja ģeneratoru, izstrādā tā uzstādīšanas projektu, realizē to un veic arī iekārtas servisa apkopes darbus.
Tomēr daudzos gadījumos vēja ģeneratora iekārtu uzstādīt un pievienot tīklam iespējams pašu spēkiem – galvenais, ir saņemt pietiekamu informāciju par to, kā šis darbs pareizi veicams. Ieteicams konsultēties ar vēja enerģētikas speciālistu arī pirms vēja ģeneratora iegādes.
Svarīgs faktors, novērtējot vēja elektrības izmaksas, ir kārtējie izdevumi par ekspluatāciju un apkopi. Atšķirībā no citām elektrības ieguves tehnoloģijām vēja enerģētikā atkrīt maksa par kurināmo – vējš ir par brīvu.
Modernās vēja turbīnas projektējot paredz, lai tās savā darbmūžā, kas pārsniedz 20 gadus, nostrādātu apmēram 120 000 stundas. Tas daudzkārt pārsniedz automobiļa motora kalpošanas laiku, kas parasti sasniedz 4000 līdz 6000 stundas.
Kā visām tehniskām iekārtām, arī vēja turbīnai kļūstot vecākai, apkopes izmaksas pieaug. Visvairāk nodilst un saplīst rotora spārni un zobratu pārvads. Spārnu vai zobratu pārvada nomainīšanas izmaksas sasniedz 15 – 20% no turbīnas cenas.
Pēc tam, kad beidzies garantijas laiks, kurā atbildību nes turbīnas izgatavotājs, turbīnu īpašnieki parasti slēdz līgumu ar pakalpojumu sniedzēju/apkopes uzņēmumu.
Cik maksā "privātais vējš"? Precīzu atbildi sniegt ir grūti
Bieži vien uz jautājumiem par vēja ģeneratoru uzstādīšanas izmaksām, ir grūti sniegt konkrētu atbildi, tomēr P.Barons atzīst, ka summa, ar ko būtu jārēķinās, vēloties iegādāties vēja ģeneratora iekārtu apmēram 200m2 lielas dzīvojamās ēkas elektroapgādes nodrošinājumam, ir ap 10 000 latu.
Šādā objektā būtu nepieciešams uzstādīt 4-5kW jaudas vēja ģeneratoru, kas ik gadu saražo apmēram 10-12 000kWh elektroenerģijas (pieņemot, ka vidējais vēja režīms ir 5m/s).
Konkrētā vēja ģeneratora saražotā elektroenerģija būtu pietiekama 200m2 lielas ēkas pašpatēriņa nosegšanai – protams, neierēķinot apkures nodrošinājumam nepieciešamās slodzes.
Ja ar vēja ģenerācijas iekārtas ražoto elektroenerģiju vēlas nodrošināt šāda lieluma objekta apsildi (elektroapkure vai iekārta, kuras darbināšanai nepieciešama elektroenerģija – piem.ģeotermālais vai gaisa siltumsūknis), nāktos izvēlēties vismaz desmit reizes jaudīgāku vēja ģenerācijas iekārtu. Konkrētajā gadījumā – ģeneratoru ar 50kW jaudu.
Tomēr, arī tad nepieciešams parūpēties par alternatīvu apkures veidu -mājā jāatrodas vismaz koksnes biomasas vai gāzes apkures katlam vai arī malkas krāsnij.
Vēja ģenerators – labs risinājums hibrīdsistēmās
Ar vēja ģeneratoru iekārtām iespējams veidot arī dažādas kombinētās, jeb hibrīdsistēmas. Viena no šādām sistēmām, kas labi pazīstama un veiksmīgi aprobēta gan Skandināvijas valstu, gan Vācijas un Austrijas praksē, ir vēja ģeneratoru un siltumsūkņu tandēms.
Šādas sistēmas darbības princips ir sekojošs – vēja ģenerators ražo elektroenerģiju, kas nepieciešamas ģeotermālā vai gaisa siltumsūkņa darbināšanai. Parasti skarbākā klimatā (arī Baltijas valstīs), šādā tandēmā būtu izdevīgāk saslēgt vēja ģeneratora iekārt un ģeotermālo siltumsūkni (ar dziļurbumā ievietotu vertikālo vai zemē/ūdenstilpnē ieguldītu horizontālo kolektoru).
Gaisa siltumsūkņa efektivitāte aukstajā sezonā būtiski krītas, tāpēc palielinās slodze uz vēja ģenerācijas iekārtu.
Vēja ģeneratorus iespējams kombinēt arī ar fotoelektriskajām iekārtām, tomēr šādi risinājumi bieži vien mēdz būt salīdzinoši dārgi, un situācijā, kad atjaunojamo energoresursu izmantojošo ierīču iegādei pašpatēriņa mērķiem nav iespējams saņemt valsts/pašvaldību līdzfinansējumu (kā tas ir vairākās ES valstīs), šādu sistēmu uzstādīšana varbūt finansiāli problemātiska (ja ņem vērā, ka nepieciešamas arī dublējošās elektrpagādes/siltumapgādes sistēmas).
Ārvalstīs izmaksas krītas; Latvijā vējš vēl ir dārgs
Kopš vēja industrija astoņdesmitajos gados R-Eiropā sāka gūt komerciālus panākumus, vēja enerģijas izmaksas konsekventi krītas. No 1981. līdz 1998. gadam Dānijā izmaksas kritās gandrīz četrkārtīgi. Atbilstoši EWEA vērtējumam tikai pēdējo piecu gadu laikā kopējās izmaksas ir samazinājušās par apmēram 20%. DEWI ziņo, ka vācu projektos elektrības ģenerēšanas izmaksas no 1998. līdz 2003. gadam ir samazinājušās par 7%.
Galvenie faktori, kas iespaidojuši izmaksu samazināšanos, saistās ar ekonomisku pieeju izmēriem, ieskaitot izgatavošanas optimizēšanu un turbīnu konstrukcijas un funkcionēšanas pilnveidošanu.
Gaidāms, ka arī tuvākajos desmit gados vēja ģenerācijas iekārtu izmaksas Eiropā varētu samazināties.
Tomēr Latvijā un Baltijas valstīs kopumā, uz būtisku vēja enerģijas iekārtu izmaksu samazinājumu nevajadzētu cerēt – protams, uz jaunu tehnoloģiju vai lielu ražotāju tirgus paplašināšanās rēķina izmaksas varētu samazināties, tomēr ne tik būtiski, kā tas notiek citviet ES.
Alternatīvo energoresursu izmantošana mūsu valstī vēl arvien uzskatāma par turīgo cilvēku privilēģiju – it īpaši, tas attiecas uz vēja ģenerācijas iekārtu izmantošanu ēku pašpatēriņa segšanā.
Iespējams, situācija varētu mainīties, rodot iespēju finansiāli atbalstīt šādu decentralizēto enerģijas avotu iegādi un uzstādīšanu Latvijā, tomēr pagaidām šāda veida dotācijas solītas netiek: līdz ar to, realtīvi dārgais vējš tuvākajos gados būtiski lētāks nekļūs.