ELEKTRIENERGIA TOOTMINE, TARBIMINE JA ÜLEKANNE (0)

ELEKTRIENERGIA TOOTMINE, TARBIMINE JA ÜLEKANNE
Referaat
Tallinn
2010
2
3
SISSEJUHATUS 3
1. SOOJUSENERGIA EHK PÕLEVKIVIST SAADUD ENERGIA 4
2. TUUMAENERGIA 5
3. ALTERNATIIVENERGIA EHK TAASTUV ENERGIA 6
3.1. Elektrienergia tootmine vee abil ehk hüdroenergia 6
3.2. Elektrienergia tootmine tuule abil ehk tuulenergia 7
3.3. Päikeseenergia 8
8
KASUTATUD MATERJAL: 9

SISSEJUHATUS

Elektrienergiat toodetakse elektrijaamades, selleks muudetakse mingit teist liiki energia elektienergiaks. Elektrijaamad on ühendatud energiasüsteemiks, mis tagab meile elektrienergia ka mõndade süsteemi osade rikete korral. Elektrienergia tarbijateni toimetamiseks on kasutusel kõrgepinge (kuni 330 kilovolti) ja madalpinge liinid (kuni 400 volti ). Pinge muutmiseks kasutatakse transformaatoreid. Pinget tõstetakse elektrijaama juures olevate transformaatoritega vähendamaks kadusid energia ülekandmistel suure vahemaa taha. Madalpinge liinides langeb pinge kuni 10% ühe kilomeetri kohta. Suurema pinge korral võivad ka ülekande kaablid olla väiksema ristlõikega, seega kulub vähem materjali. Enne tarbijateni jõudmist pinge uuesti madaldatakse vastavalt 660, 380 või 220 voldini.
Vastavalt kasutatavale kütusele või energiale nimetatakse ka elektrijaamu:

• hüdroelektrijaam, mis kasutab langeva vee energiat
  
• soojuselektrijaam, kus energia saadakse kütuse põletamisest
  
• tuumaelektrijaam , kus energia saadakse aatomi tuumade lõhustumisel
  
• tuulepark, mis koosneb paljudest tuulikutest (tuuleturbiin + generaator )
  

Hüdroelektrijaamu ning tuuleparke loetakse taastuvate energiaallikate ( energiaallikas , mis taastub kõige rohkem ühe inimpõlve jooksul) hulka.

1. SOOJUSENERGIA EHK PÕLEVKIVIST SAADUD ENERGIA

Enamus elektrienergiast toodetakse Eestis just soojuselektrijaamades, kus kütusena kasutatakse põlevkivi. Kütuse põlemissoojus aurustab vee ning tekkinud aur paneb pöörlema auruturbiini ja see omakorda generaatorit. Soojuselektrijaamad saastavad meid ümbritsevat keskonda põlemisjääkidega. Põhilised ettevõtted põlevkivist elektritootmissüsteemis on Eesti Energia AS ja tema tütarettevõtted (näiteks Eesti Põlevkivi AS toodab ning turustab põlevkivi). Eesti on aastakümneid kasutanud just põlevkivi, sest sellele ei ole olnud reaalset alternatiivi. Kui kõrvale jätta keskkonnaprobleemid, siis ei oleks põlevkivile alternatiivi ka lähitulevikus, kuna põlevkivi tagab Eesti elektriga varustamise kindluse, kindlustab tööhõive Ida-Virumaal ja suudab tagada stabiilse elektrienergia hinna. Nii tuuma-, taastuv- kui ka gaasielekter on tänaste teadmiste kohaselt põlevkivielektrile märksa kallimad alternatiivid see tähendab, et elektri tootmiseks on põlevkivi kõige odavam. Põlevkivi selgeks eeliseks ongi see, et see on Eesti riigi maavara , mille stabiilne hind ja varustuskindlus sõltub ainult meist endist . Sellest lähtuvalt on Eesti Energia nõukogu omakorda otsustanud, et Eesti Energia garanteerib 2016. aastal 85 protsenti Eesti elektritarbimise tipuvõimsusest, ja seda valdavalt põlevkivielektri näol. Selleks aga, et katta Eesti elektrienergia nõudlus sellises mahus kodumaisest põlevkivist toodetud elektriga, peab Narva energiaplokkide renoveerimine jätkuma – seda nii nende tehnilise seisundi kui ka karmistuvate keskkonnanõuete tõttu. Renoveerimise järel hakatakse põlevkivi põletama tsirkuleerivas keevkihis, mis võimaldab väiksema kütusekuluga toota rohkem elektrit kui praegu, saastades samas keskkonda oluliselt vähem. Tänaseks on Eestis üles seatud rohkem kui 2200 MW genereerivat võimsust. Suurimad elektrijaamad asuvad Narva lähistel. Narva elektrijaamades toodetakse rohkem kui 90% Eestis tarbitavast elektrienergiast. Samas on need soojuselektrijaamad ka meie kõige suuremad CO2 õhku paiskajad, mida peetakse keskkonnaohtlikuks gaasiks. Võrreldes teiste Balti riikidega on meil kõige suurem ühe kütuseliigi osakaal, samas ei sõltu me elektrienergia tootmisel välismaistest energiaallikatest.

2. TUUMAENERGIA

Mõnes riigis toodavad elektrienergiat eespool nimetatute kõrval ka aatomielektrijaamad. Tuumakütus ei kuulu taastuvate kütuste hulka. Seetõttu võib tuumaelektrijaamade kasutamine muuta ökosüsteemi energiabilanssi ning rikkuda ökoloogilist tasakaalu. 2009. aasta seisuga oli maailma tuumaelektrijaamades 437 tegutsevat reaktorit, mis kokku tootsid 17% maailma elektrienergiast. Kõige rohkem on reaktoreid USAs (104), järgnevad Prantsusmaa (59), Jaapan (53) ja Venemaa (31).
Tuumaelektrijaamad on oma tööpõhimõttelt sarnased soojuselektrijaamadele, vee aurustamiseks kasutatakse tuumareaktoreis saadud soojust. Tuumajaamade peamisteks eelisteks peetakse fakti, et tuumaelektrijaamad ei eralda kasvuhoonegaase ega saasta nii palju õhku. Normaalse töö korral tekib vähe tahkeid jäätmeid ja kütust kulub ka vähe. Maailmas on veel praegusel hetkel suured tuumakütuse varud, kuid praegusaegse tehnoloogiaga kasutatavate varude hulk on piiratud ja ammendub erinevatel hinnangutel 70–200 aastaga. Suurimaks tuumaelektrijaamade kasutamise ohuks peetakse radioaktiivsust, mis on ohtlik kõigile elusorganismidele. Nende lagunemiseks kulub sadu tuhandeid aastaid, mistõttu tuleb kütusejääkide ladustamisel arvestada nende ohutu hoidmiskohaga erakordselt pikaks ajaks. Õnnetuste puhul tuumaelektrijaamades võivad radioaktiivselt reostuda väga suured alad, nagu näiteks juhtus Tsernobõli tuumaelektrijaamas toimunud õnnetuse tagajärjel. Riikides, kus on suur terrorioht, peetakse tuumaelektrijaamu ka suureks ohuks riigikaitsele, kuna võib langeda potentsiaalseks märklauaks riigi vastu suunatud rünnakute korral. See on tinginud väga kalliste turvarajatiste ehitamise tuumajaamade kaitseks.

3. ALTERNATIIVENERGIA EHK TAASTUV ENERGIA

Alternatiivenergia on üldnimetus energeetilistele ressurssidele, mida saaks kasutada fossiilsete kütuste ja tuumaenergia asemel, ilma süsinikuringet häirimata ja radioaktiivseid jäätmeid tekitamata . Alternatiivne energia on saadud taastuvatest energiaressurssidest, nagu päike, tuul, vesi, jne. Taastuvelektri puhul saame hoiduda suurtest keskkonnamaksudest, kuid majandusarvutused näitavad samal ajal, et sel moel toodetud elektri omahind kujuneb märksa kõrgemaks kui põlevkivielektril. Rohelise Energia ostjad tarbivad tuulest ja veest toodetud elektrienergiat ning toetavad taastuvate energiaallikate laialdasemat kasutamist. Muidugi saastavad ka sellised ettevõtted nagu IMG Energy OÜ, kuid see firma rikub loodust oluliselt vähem, sest ta ei tegele kaevandamisega , vaid toodab elektrit hüdroelektrijaamades. Seega on elektrit võimalik toota ka loodussõbralikult.

3.1. Elektrienergia tootmine vee abil ehk hüdroenergia

Hüdroenergia ehk hüdrauliline energia ehk vee-energia on mehaanilise energia liik, mis vabaneb vee vabal langemisel Maa raskusjõu mõjul.Hüdroenergiat muundatakse elektrienergiaks hüdroelektrijaamades. Ka vee abil saab elektrit toota. Veest energia tootmine loodusele väga palju kahju ei tekita. Hüdroelektrijaamad rikuvad looduse ilmet , kuid vähem kui põlevkivi kaevandused. Samas ei levi hüdroenergiat tootes loodusesse saasteaineid ning vesi on taastuv energiaallikas. Kuid hüdroelektrijaamad ehitatakse tavaliselt jõgede peale ja niimoodi takistavad nad kalade liikumist. Eesti Energia keskkonnajuht Valdur Lahtvee on öelnud, et pole ühtegi hüdroelektrijaama, mis loodust negatiivselt ei mõjutaks, kuid neis toodetud elekter on märksa keskkonnasõbralikum kui fossiilkütuseid põletades toodetud elekter. Töötavad ka mitmed hüdroelektrijaamad, kus tammiga ülespaisutatud vesi paneb pöörlema turbiinid , mis on ühenduses generaatoritega. Kuna Eestis pole suuri jõgesid, siis on siinsed hüdroelektrijaamad väikese võimsusega. Hüdroelektrijaamades toodetud elektrienergia on üks odavamaid. Kuna meie hüdroenergia ressurss on väike, siis meil on küll palju veejõujaamu, kuid nad on väiksed. Vee abil toodab Eestis elektrit näiteks AS Eesti Energiale kuuluv Linnamäe Hüdroelektrijaam. Veel toodab elektrit näiteks „OÜ IMG Energy’le“ kuuluv Kunda hüdroelektrijaam, mis toodab elektrit tänu Kunda jõe suurele langusele ja kiirele voolule. Muus maailmas on hüdroenergia kasutamisel esikohtadel Hiina, Brasiilia, Kanada , USA ning Venemaa.

3.2. Elektrienergia tootmine tuule abil ehk tuulenergia

Tuul on samuti nagu ka vesi taastuv energiaallikas. Tuule abil toodetakse energiat tuuleparkides, mis omakorda koosnevad mitmetest „tuulikutest“. Tuuleparke saab rajada nii vee peale kui ka maismaale. Tuule abil elektritootmiseks on vaja tuult, nimelt, mida tugevam tuul on, seda kiiremini paneb ta liikuma turbiinid ja seda rohkem elektrienergiat saab toota. Tavaliselt on kõrgemal tuulekiirused suuremad, sellepärast ongi „tuulik“ seda parem, mida kõrgem ta on. Tuulikud loodust ei reosta, küll aga võivad nad segada lindude elutegevust. Seepärast on ka hea, et „tuulikud“ kõrged on (Bockelwitzi tuulepargi kõrgus on 65m) , sest siis puutuvad nad lindudega vähem kokku. Arvestades põlevkivi varude piiratusega ja ülemaailmse suunitlusega "rohelise energia" kasutusele võtmisel, on töös mitmed projektid tuulegeneraatorite püstitamiseks. Tuulejaamades paneb tuul pöörlema suure tiiviku ja see omakorda generaatori.
Eestis toodetakse tuule abil kuni 1% elektrienergiast. Taanit varustab elektriga 6500 tuulegeneraatorit, mis katab 14% riigi aastasest elektrienergia vajadusest. Aastaks 2030 plaanib Taani viia kogu taastuvate energiaallikate osa 50 protsendini. Soome loodab samaks ajaks jõuda 10 protsendini. Eestis on umbes 7-8 tuuleparki, kus on rohkem kui üks elektrituulik, millele lisaks on ka mõned üksikud tuulikud. Suurimad tuulepargi rajajad Eestis on ettevõte 4energia ja Eesti Energia. 4energiale kuuluvad juba töötavad Parki ja Viru- Nigula tuulepargid. Samal ettevõtel on plaan rajada Hiiumaa lähistele Eesti esimest avamere tuuleparki, mille nimeks saab Hiiumaa Offshore . Eesti Energia arendab seni suurimat maismaa tuuleparki Baltikumis, milleks on Aulepa tuulepark. Lisaks on tuulepargid veel Virtsus, Sõrves, Türjus, Rõustel ja mujal. Arvestades, et vastavalt elektrituruseadusele on Eesti Energia kohustatud tuuleelektrit 12 aasta jooksul ostma kokku 1,8-kordse Narva elektrijaama tootjahinnaga, võiks tuulikute tasuvusaeg ulatuda ligi kümne aastani. Juhul kui tuulikute omanikud saavad õiguse ka tuuleenergia abil vähendatud CO2 heitmete kvootide müügiks, lüheneb tasuvusaeg tunduvalt. Kui varasematel aastatel väideti, et Eestis võiks tuuleenergia kasutegur ulatuda 16 protsendini, siis Virtsu tuulikutel on see küündinud 35 protsendini. Parimat kasutegurit on võimalik saavutada suuremate tuultega Lääne-Eesti rannikul ja saartel. Mitmekümne tuulikuga tuuleparkide asukohana kaalub Eesti Energia Nõva, Audrut, Pakrit ja Rõustet ning lisaks plaanitakse paarkümmend ligi saja meetri kõrgust tuulikut panna üles ka Narva elektrijaamade suletavatele tuhaväljadele.

3.3. Päikeseenergia

Päikeseenergia on energia, mis on saadud päikesekiirguse energiast. Põhiliselt kasutatakse seda soojuse ja elektri tootmiseks.Päikeseenergia vabaneb Päikesel toimuvate termotuumareaktsioonide tulemusel.Iga päev langeb maale päikeselt energiakogus, millest maa-asukale jätkuks 27 aastaks. Kasutame sellest ära vaid ühe protsendi. Päikesepaneelid ja päikese elektrijaamad on sellest alates saanud osaks ka meie igapäeva elus. Valdkonna spekter algab pisikestest taskukalkulaatoritest, kelladest ja lõpeb võimsate elektrijaamadega, kus väljundvõimsusi mõõdetakse megavattides. Suurendamaks PV paneelide võimekust, on meilt võimalik tellida päikese järgimisseadet, mis liigutab moodulit vastavalt päikese liikumisele. Selline lisaseade suurendab paneeli tootlikust kuni 60%. Päikeseenergia on levinud piirkondades, kus on aastaringselt palju päikest. Palju kasutatakse seda näiteks USAs või Hispaanias.

KASUTATUD MATERJAL:

http://www.koolielu.edu.ee/tehnoloogia/a_16/tootmine.ht m
http://www.miksike.ee/docs/referaadid/elektri_tootmine_vee_ja%20tuule_abil_helerin.ht m
http://www.energia.ee/index.php?id=1773
http://www.elektro.ttu.ee/moodul/Elektrienergia%20tootmine.html
http://et.wikipedia.org/wiki/Tuumaelektrijaa m
http://et.wikipedia.org/wiki/Alternatiivenergia
http://et.wikipedia.org/wiki/P%C3%A4ikeseenergia
http://www.copower.ee/alternatiiv/paikeseenergia/
9