Vēja enerģija siltumapgādes sistēmās? Krievijas pētnieki saka-jā!
Apkure Krievijas ZA Ziemeļu Kolas Enerģētikas fizikāli-tehnisko problēmu zinātniskais centrs Krievijā aizvadītajos 10 gados uzkrāta liela pieredze vēja ģeneratoru izgatavošanā un ekspluatācijā, kā arī pētītas iespējas pielietot vēja enerģijas ģenerācijas iekārtu (dažādas jaudas vēja ģeneratoru) izmantošanu apkures sistēmas atbalsta tehniskajos risinājumos.
Vēja ģeneratoru iekārtu izmantošana patērētāju apgādei ar siltumenerģiju nozīmē šo iekārtu pieslēgšanu jau esošajai vietējai siltumapgādes sistēmai nelielās pilsētās vai lauku apdzīvotās vietās, kas atrodas vējainos apgabalos un kam, dažādu iemeslu dēļ, ir grūtības esošo apkures katlu apgādei ar kurināmo.
Risinot šo jautājumu tika veikts teorētisks aprēķins, kurā, lai ar siltumenerģiju apgādātu 1000 m³ lielu ēku, kā rezerves pieslēgumu 40 kW jaudas apkures katlam izmantoja vēja energoiekārta.
Siltuma patēriņa aprēķinu izdarīja vadoties no noteikuma: lai gaisa temperatūru telpā uzturētu vienmērīgu, jānodrošina vienādu siltuma zudumu un tā pieplūdi.
Tāpēc aprēķināja atsevišķas dzīvojamās mājas siltuma izlietojumu apkurei vienas stundas laikā, ņemot vērā ēkas siltuma balansu.
Praktiskie eksperimenti tika veikti Krievijas ZA Ziemeļu Kolas Enerģētikas fizikāli-tehnisko problēmu zinātniskā centra (Центр физико-технических проблем энергетики Севера Кольского научного центра РАН, г. Апатиты) vēja enerģētikas iekārtu testēšanas poligonā, Daļņije Zeļenci ciemā pie Barenca jūras.
Vērtējot tika izskatīti trīs dažādas jaudas – 20, 40 un 60 kW izmantojamo vēja ģeneratoru iekārtu varianti. Apkures katla jauda visos gadījumos palika nemainīga – 40 kW.
Ja siltumapgādes sistēmai pieslēgta vēja ģeneratoru iekārta, tad daļa apkures slodzes grafikas būs pārsegta uz tās rēķina. Izmantojot 2007. gada februārī, kad vidējais vēja ātrums bija 10 m/sek., veiktā eksperimenta rezultātus, sastādīja apkures slodzes grafikus, ņemot vērā vēja ģeneratoru iekārtas darba daļu.
Pamatojoties uz to, var izdarīt secinājumu, ka liela vēja ātruma periodos vēja ģeneratoru sistēma var zināmā mērā, vai pilnībā apmierināt siltumapgādes nepieciešamību, dažos gadījumos radot pat enerģijas pārpalikumu.
Ja izmanto 20 kW jaudīgu vēja ģeneratora sistēmu, tad tā patērētāju ar siltumenerģiju var nodrošināt 52 % apmērā. Pavisam citādi ir, ja izmanto 40 un 60 kW jaudīgas vēja ģeneratoru sistēmas.
Uz vēja ģeneratoru jaudas palielinājuma rēķina patērētāju ar siltumenerģiju var nodrošināt 85-90 % apmērā. Tas ļauj minimāli izmantot apkures katla ražoto siltumenerģiju, līdz ar to ievērojami ieekonomēt tradicionālo fosilo kurināmo un samazināt kaitīgo izmešu daudzumu atmosfērā, kas rodas tai sadegot.
Apkopojot iegūto informāciju, secināts, ka maksimālu kurināmā ekonomiju panākama izmantojot 60 kW jaudas vēja ģeneratoru sistēmu, un vienā mēnesī (februāris – 28 dienas) tā var būt: 2 257, 037 rubļu (ja kā pamata apkures veids izmantota dabasgāze); 2 257,188 rubļu (ja kā pamata apkures veids izmantotas ogles) ; 2 256,953 rubļu (ja kā pamata apkures veids izmantots mazuts) un 2 256,564 rubļu (ja kā pamata apkures veids izmantota koksne).
1. Vēja ģeneratoru iekārtas izmantošana ļauj lūkoties uz vēju ne tikai kā uz klimatisku faktoru, kas veicina siltuma zudumu ēkā, bet arī kā uz pilnvērtīgu enerģijas avotu, kas apgādā ar maksimālu enerģijas izstrādi, apmierinot apkures resursu trūkumu tieši savas vislielākās aktivitātes laikā.
2. Izmantojot vēja enerģiju ēku apkures mērķiem nav nepieciešams uzturēt augstu vēja ģeneratoru sistēmas izstrādāto enerģijas kvalitāti, ļaujot maksimāli vienkāršot pašu vēja ģeneratoru iekārtu, padarot to lētāku un drošu ekspluatācijai. Nepieciešams, lai saražotais enerģijas daudzums pietiktu siltuma slodzes nodrošinājumam.
3. Vēja ģeneratoru sistēmas izmantošana rajonos, kuros nav centralizēta siltuma apgāde, tā var nodrošināt 80-90 % no deficītā organiskā kurināma lietošanas, ar to uzlabojot apkārtnes ekoloģisko stāvokli.
4. Izmantojot vēja ģeneratoru sistēmas siltuma apgādē, ir radusies iespēja sekmīgi cīnīties ar vēja enerģijas galveno trūkumu – laika nevienmērību. Īslaicīgas (sekundes un minūtes) vēja stipruma izmaiņas vēja ģeneratoru sistēma var izlīdzināt uz siltumapgādes sistēmas akumulējošo spēju. Ilgstošākas vēja stipruma svārstības (no dažām minūtēm līdz vairākām stundām) var izlīdzināt uz pašu apkurināmo māju akumulējošām spējām. Ilgstošu pārtraukumu (bezvēja) gadījumā var ekspluatēt tradicionālā fosilā kurināmā apkures katlu.
Risinot šo jautājumu tika veikts teorētisks aprēķins, kurā, lai ar siltumenerģiju apgādātu 1000 m³ lielu ēku, kā rezerves pieslēgumu 40 kW jaudas apkures katlam izmantoja vēja energoiekārta.
Foto: Vēja enerģija siltumapgādes sistēmās? Krievijas pētnieki saka-jā!; autors: Vēja enerģija siltumapgādes sistēmās? Krievijas pētnieki saka-jā!Lai izveidotu apkures slodzes aprēķina grafiku, vispirms tika aprēķināts nepieciešamais siltuma patēriņš ēkā, ko galvenokārt ietekmē āra gaisa temperatūra un vēja ātrums.
Siltuma patēriņa aprēķinu izdarīja vadoties no noteikuma: lai gaisa temperatūru telpā uzturētu vienmērīgu, jānodrošina vienādu siltuma zudumu un tā pieplūdi.
Tāpēc aprēķināja atsevišķas dzīvojamās mājas siltuma izlietojumu apkurei vienas stundas laikā, ņemot vērā ēkas siltuma balansu.
Praktiskie eksperimenti tika veikti Krievijas ZA Ziemeļu Kolas Enerģētikas fizikāli-tehnisko problēmu zinātniskā centra (Центр физико-технических проблем энергетики Севера Кольского научного центра РАН, г. Апатиты) vēja enerģētikas iekārtu testēšanas poligonā, Daļņije Zeļenci ciemā pie Barenca jūras.
Foto: Vēja enerģija siltumapgādes sistēmās? Krievijas pētnieki saka-jā!; autors: Vēja enerģija siltumapgādes sistēmās? Krievijas pētnieki saka-jā!Primāro energoresursu ekonomija, izmantojot integrētās vēja ģeneratoru iekārtas ar 20, 40 vai 60kW jaudu
Vērtējot tika izskatīti trīs dažādas jaudas – 20, 40 un 60 kW izmantojamo vēja ģeneratoru iekārtu varianti. Apkures katla jauda visos gadījumos palika nemainīga – 40 kW.
Ja siltumapgādes sistēmai pieslēgta vēja ģeneratoru iekārta, tad daļa apkures slodzes grafikas būs pārsegta uz tās rēķina. Izmantojot 2007. gada februārī, kad vidējais vēja ātrums bija 10 m/sek., veiktā eksperimenta rezultātus, sastādīja apkures slodzes grafikus, ņemot vērā vēja ģeneratoru iekārtas darba daļu.
Pamatojoties uz to, var izdarīt secinājumu, ka liela vēja ātruma periodos vēja ģeneratoru sistēma var zināmā mērā, vai pilnībā apmierināt siltumapgādes nepieciešamību, dažos gadījumos radot pat enerģijas pārpalikumu.
Ja izmanto 20 kW jaudīgu vēja ģeneratora sistēmu, tad tā patērētāju ar siltumenerģiju var nodrošināt 52 % apmērā. Pavisam citādi ir, ja izmanto 40 un 60 kW jaudīgas vēja ģeneratoru sistēmas.
Uz vēja ģeneratoru jaudas palielinājuma rēķina patērētāju ar siltumenerģiju var nodrošināt 85-90 % apmērā. Tas ļauj minimāli izmantot apkures katla ražoto siltumenerģiju, līdz ar to ievērojami ieekonomēt tradicionālo fosilo kurināmo un samazināt kaitīgo izmešu daudzumu atmosfērā, kas rodas tai sadegot.
Apkopojot iegūto informāciju, secināts, ka maksimālu kurināmā ekonomiju panākama izmantojot 60 kW jaudas vēja ģeneratoru sistēmu, un vienā mēnesī (februāris – 28 dienas) tā var būt: 2 257, 037 rubļu (ja kā pamata apkures veids izmantota dabasgāze); 2 257,188 rubļu (ja kā pamata apkures veids izmantotas ogles) ; 2 256,953 rubļu (ja kā pamata apkures veids izmantots mazuts) un 2 256,564 rubļu (ja kā pamata apkures veids izmantota koksne).
Foto: Vēja enerģija siltumapgādes sistēmās? Krievijas pētnieki saka-jā!; autors: Vēja enerģija siltumapgādes sistēmās? Krievijas pētnieki saka-jā!Secinājumi:
1. Vēja ģeneratoru iekārtas izmantošana ļauj lūkoties uz vēju ne tikai kā uz klimatisku faktoru, kas veicina siltuma zudumu ēkā, bet arī kā uz pilnvērtīgu enerģijas avotu, kas apgādā ar maksimālu enerģijas izstrādi, apmierinot apkures resursu trūkumu tieši savas vislielākās aktivitātes laikā.
2. Izmantojot vēja enerģiju ēku apkures mērķiem nav nepieciešams uzturēt augstu vēja ģeneratoru sistēmas izstrādāto enerģijas kvalitāti, ļaujot maksimāli vienkāršot pašu vēja ģeneratoru iekārtu, padarot to lētāku un drošu ekspluatācijai. Nepieciešams, lai saražotais enerģijas daudzums pietiktu siltuma slodzes nodrošinājumam.
3. Vēja ģeneratoru sistēmas izmantošana rajonos, kuros nav centralizēta siltuma apgāde, tā var nodrošināt 80-90 % no deficītā organiskā kurināma lietošanas, ar to uzlabojot apkārtnes ekoloģisko stāvokli.
4. Izmantojot vēja ģeneratoru sistēmas siltuma apgādē, ir radusies iespēja sekmīgi cīnīties ar vēja enerģijas galveno trūkumu – laika nevienmērību. Īslaicīgas (sekundes un minūtes) vēja stipruma izmaiņas vēja ģeneratoru sistēma var izlīdzināt uz siltumapgādes sistēmas akumulējošo spēju. Ilgstošākas vēja stipruma svārstības (no dažām minūtēm līdz vairākām stundām) var izlīdzināt uz pašu apkurināmo māju akumulējošām spējām. Ilgstošu pārtraukumu (bezvēja) gadījumā var ekspluatēt tradicionālā fosilā kurināmā apkures katlu.